Seismische belasting voor gebouwen op wierden in Groningen

De seismische dreiging als gevolg van gaswinning en de doorwerking hiervan op de gebouwen in Groningen wordt berekend met modellen. In de seismische dreigings- en risicoanalyse kan het effect van gebouwen die op terpen, of in het Gronings wierden, staan nu worden meegenomen. Hierdoor kan de seismische dreiging en het risico nog nauwkeuriger worden bepaald. Ongeveer 2% van alle gebouwen in Groningen bevindt zich op een wierde.

Wierde is een kunstmatige heuvel

Bij de slappe ondergrond van een wierde wordt de trilling van de aardbeving groter

Wierden zijn speciaal door hun samenstelling. De kunstmatige heuvels van enkele meters hoog zijn eeuwen geleden aangelegd in het noorden van het land om droge voeten te houden tijdens overstromingen. Destijds zijn ze gebouwd met materiaal dat voorhanden was. Dit was grond uit de nabije omgeving, veelal klei, en mest van het vee dat gehouden werd (figuur 1). Dit is over het algemeen slappe grond die gevoeliger is voor opslingering van aardbevingsgolven dan stevigere zandgrond. Bovendien zijn er op wierden oudere en mogelijk kwetsbare huizen te vinden.

KNMI-onderzoeker Pauline Kruiver legt uit: “We hebben onderzocht of de opslingering ter plaatse van een wierde verschilt van die van de natuurlijke bodemopbouw in de buurt, zonder wierde. Dit bleek het geval te zijn. Op een wierde wordt de aardbevingstrilling meer versterkt dan zonder wierde.” Vervolgens is onderzocht of de gebouwen op de wierden ook anders reageren op eenzelfde aardbevingsbelasting. De zogenaamde 'fragility' (kwetsbaarheid) grafieken voor gebouwen op wierden en daarnaast zijn nagenoeg identiek (figuur 2). Dit betekent dat de seismische risicoberekeningen niet hoeven worden aangepast. 

Gebouw op een wierde

Als gebouw op een wierde ligt, wordt het seismische risico met aangepaste belasting berekend

In de seismische dreigings- en risicoanalyse wordt dus één extra stap toegevoegd: er wordt gecheckt of een gebouw op een wierde ligt. Als dat zo is, dan wordt het seismische risico met een aangepaste belasting berekend (figuur 3).

Het onderzoek is een samenwerking van verschillende vakgebieden. Archeologen en fysisch geografen brachten een aantal representatieve wierden met boringen in beeld. Geologen en geofysici voerden metingen uit om de wierden te karakteriseren. Zij hebben ook de opslingering berekend. Tenslotte berekenden aardbevingstechnici de effecten van de aardbevingen op de gebouwen. 

Seismische dreiging

Om de veranderingen door afname van de gaswinning te bepalen, wordt de seismische dreiging (hazard) berekend. Tegenwoordig worden deze dreigingsberekeningen door TNO uitgevoerd. De seismische dreiging geeft de kans op het optreden van bepaalde grondbewegingen (grondversnellingen) ten gevolge van een aardbeving.

Om de seismische dreiging te berekenen zijn een inschatting van de te verwachten seismiciteit, de invloed van de diepe en ondiepe ondergrond op de aardbevingssignalen en de maximale magnitude die mogelijk kan optreden nodig. De seismische dreiging is gebruikt door de Stichting Koninklijk Nederlands Normalisatie Instituut (NEN) om bouwnormen af te leiden.

Seismisch risico

Het seismische risico is een combinatie van kwetsbaarheid - zoals de sterkte van huizen en hoeveel mensen zich ergens bevinden - en de seismische dreiging

Naast de seismische dreiging berekent TNO ook het seismische risico. Het seismische risico is een combinatie van kwetsbaarheid - zoals de sterkte van huizen en hoeveel mensen zich ergens bevinden - en de seismische dreiging. Een hoge dreiging in een gebied zonder woningen en/of infrastructuur, dus lage tot geen kwetsbaarheid, leidt tot een laag risico. Dit risico is van belang voor de versterkingsopgave. 

Lees het volledige artikel in het Bulletin of Earthquake Engineering.