Λέξεις κλειδιά: Θαλάσσια κύματα βαρύτητας, σεισμός, επιπτώσεις σε κατασκευές, έργα υποδομής, Ινδικός Ωκεανός

Οι επιπτώσεις του σεισμού 9.0R της 26 ης Δεκεμβρίου 2004 (Ινδικός Ωκεανός) και των επακόλουθων θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας στις κατασκευές και στα έργα υποδομής Ε.Λ. Λέκκας Καθηγητής. Τομέας Δυναμικής Τεκτονικής και Εφαρμοσμένης Γεωλογίας ΕΚΠΑ Λέξεις κλειδιά: Θαλάσσια κύματα βαρύτητας, σεισμός, επιπτώσεις σε κατασκευές, έργα υποδομής, Ινδικός Ωκεανός ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Ο σεισμός της 26 ης Δεκεμβρίου 2004, μεγέθους 9,0 R που εκδηλώθηκε στον Ινδικό Ωκεανό προκάλεσε την εκδήλωση θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας τα οποία προσέβαλαν μία μεγάλη περιοχή προκαλώντας τεράστιες καταστροφές και εκατοντάδες χιλιάδες θύματα. Στις πληγείσες περιοχές παρατηρήθηκαν μεταξύ των άλλων καταστροφές και βλάβες σε κατασκευές και έργα υποδομής, όχι μόνο από τον σεισμό αλλά και από τα κύματα που για πρώτη φορά καταγράφονται. Ειδικότερα παρατηρήθηκαν και περιγράφονται βλάβες σε κατασκευές διαφόρων τύπων, γέφυρες, λιμενικές εγκαταστάσεις, δίκτυα και γενικά έργα υποδομής. Μετά την ανάλυση των αιτιών των ζημιών διατυπώνονται ορισμένες προτάσεις για τον καλύτερο σχεδιασμό των κατασκευών και των έργων υποδομής προκειμένου να μειωθεί στο μέλλον η τρωτότητά τους. 1 ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΥΝΟΔΑ ΓΕΩΔΥΝΑΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Ο σεισμός της 26 ης Δεκεμβρίου 2004 εκδηλώθηκε στις 00:58:53 UTC και 7:58:53 π.μ. τοπική ώρα επικέντρου, στην περιοχή 310 χιλιόμετρα δυτικά της πόλης Medan της βορείου Σουμάτρας (3.316 N, 95.854 E), στον υποθαλάσσιο χώρο του Ινδικού Ωκεανού. Το μέγεθος του κύριου σεισμού ήταν 9,0 R και ακολουθήθηκε από πλήθος μετασεισμών με μεγέθη έως 7,7 R. Έγινε αισθητός στην Ινδονησία, στην Ταϊλάνδη, στη Μπούρμα και στη Μαλαισία. Το βάθος της εστίας του σεισμού, όπως υπολογίστηκε από το USGS, δεν υπερβαίνει τα 20 χλμ. ενώ η ανάλυση του μηχανισμού γένεσης έδειξε ότι πρόκειται για ένα ανάστροφο ρήγμα με γενική διεύθυνση ΒΒΔ- ΝΝΑ και με κλίση περί τις 50 προς τα ανατολικά. Γεωτεκτονικά, ο σεισμός εντάσσεται στο καθεστώς σύγκλισης των δύο λιθοσφαιρικών πλακών, με την Ινδική πλάκα να κινείται προς τα δυτικά και να υποβυθίζεται, και την πλάκα της Μπούρμα να κινείται προς τα ανατολικά και να επωθείται, με μέση ταχύτητα περίπου 6 εκατοστά ανά έτος. Η σεισμική δόνηση αλλά και το πλήθος των μετασεισμών εντάσσεται στη διαδικασία αυτή και είχε ως αποτέλεσμα τη μετάθεση των εκατέρωθεν τεμαχών σύμφωνα με υπολογισμούς κατά 20 περίπου μέτρα με το ανερχόμενο τέμαχος να κινείται προς τα δυτικά και το κατερχόμενο προς τα ανατολικά. Το μήκος του ρήγματος που έδωσε τον κύριο σεισμό υπερβαίνει τα 80 χλμ. (Εικόνα 1). Η δημιουργία των θραύσεων στον πυθμένα αλλά και οι πιθανές υποθαλάσσιες κατολισθήσεις που εκδηλώθηκαν είχαν αποτέλεσμα την πρόκληση θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας (tsunami) τα οποία ενώ αρχικά είχαν μικρό πλάτος και μεγάλο μήκος, στη συνέχεια κατευθυνόμενα προς τις ακτές το μήκος μειώθηκε δραστικά ενώ αντίθετα το ύψος τους έφτασε τη μέγιστη τιμή των 40 μέτρων. Παράλληλα η ταχύτητα των κυμάτων υπερέβη τα 600 χλμ/ώρα στην επικεντρική περιοχή ενώ η μέγιστη κοντά στην ακτογραμμή της Ταϊλάνδης, της Ινδονησίας και της Ινδίας υπολογίστηκε έως και 200 χλμ/ώρα (ΛΕΚΚΑΣ, 2005). 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 1

Εικόνα 1: Το γεωτεκτονικό πλαίσιο της εκδήλωσης του σεισμού της 26 ης Δεκεμβρίου 2004 στον Ινδικό Ωκεανό (πάνω) και υπολογισμός της ανοδικής μετατόπισης του ανερχόμενου τεμάχους (κάτω) κατά USGS. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 2

Στόχος της παρούσας έρευνας είναι η εκτίμηση των επιπτώσεων σε κτίρια και έργα υποδομής και η καταγραφή των βλαβών και αστοχιών των κατασκευών κατά τη διάρκεια του σεισμού και των επακόλουθων θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας καθώς επίσης και η διατύπωση συμπερασμάτων και προτάσεων για τη μείωση της τρωτότητας. 2 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΩΝ ΣΕ ΜΙΚΡΟ ΚΑΙ ΜΑΚΡΟ-ΚΛΙΜΑΚΑ Οι καταστροφές αναπτύχθηκαν κυρίως σε 9 χώρες και ειδικότερα στην Ινδονησία, Σρι Λάνκα, Ινδία, Ταϊλάνδη, Μπαγκλαντές, Μπούρμα, Μαλαισία, Μαλβίδες και Τανζανία και οφείλονται στα θαλάσσια κύματα βαρύτητας τα οποία εκδηλώθηκαν όχι μόνο στην περιοχή του Ινδικού Ωκεανού αλλά εισχώρησαν στον Ειρηνικό Ωκεανό δεδομένου ότι καταγράφηκαν τόσο στη Νέα Ζηλανδία όσο και κατά μήκος της δυτικής ακτής της Βόρειας και Νότιας Αμερικής. Εξαίρεση αποτελεί η βόρειος Σουμάτρα στην οποία οι καταστροφές οφείλονται και στην ίδια τη σεισμική δόνηση και όχι μόνο στα προκληθέντα θαλάσσια κύματα βαρύτητας, δεδομένου ότι παρατηρήθηκαν δομικές καταρρεύσεις και ζημιές οφειλόμενες κυρίως σε έλλειψη αντισεισμικού σχεδιασμού των κτιρίων. Στη συγκεκριμένη περιοχή οι καταστροφές αναπτύχθηκαν και πέραν της ακτογραμμής στο εσωτερικό της χώρας οι οποίες μάλιστα σε ορισμένες θέσεις ήταν καθολικές και ισοπέδωσαν ολόκληρα χωριά. Θα πρέπει να τονιστεί ότι παρά το μεγάλο μέγεθος του σεισμού οι υπόλοιποι παράγοντες που συνήθως είναι υπεύθυνοι για την ένταση των καταστροφών, όπως η διεύθυνση του σεισμογόνου ρήγματος και ο μηχανισμός γένεσης, δεν ήταν ευνοϊκοί για την εκδήλωση μεγάλων καταστροφών. Σε αντίθετη περίπτωση οι επιπτώσεις θα ήταν τεράστιες στην ευρύτερη περιοχή της Ινδονησίας και της Ταϊλάνδης. Εκτός από την βόρειο Σουμάτρα στις υπόλοιπες περιοχές οι καταστροφές από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας αναπτύχθηκαν γραμμικά κατά μήκος των ακτογραμμών και σε ένα πλάτος έως 500 μέτρα προς την ενδοχώρα (Ινδονησία, Ταϊλάνδη, Ινδία, Σρι Λάνκα). Σε ορισμένες περιπτώσεις όμως το πλάτος των καταστροφών έφτασε έως και 3 χιλιόμετρα από την ακτογραμμή. Οι περισσότερο πληγείσες περιοχές ανήκουν στην Ινδονησία (βόρειος Σουμάτρα), στην Ταϊλάνδη, στην Ινδία και στη Σρι Λάνκα, γεγονός το οποίο έχει άμεση σχέση με τη διαδικασία θραύσης του σεισμικού ρήγματος στον πυθμένα και των θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας που αναπτύχθηκαν κατά κύριο λόγο εγκάρσια στην διεύθυνσή του. Αντίθετα κατά μήκος των ακτογραμμών του Μπαγκλαντές, της Μπούρμα και της Βόρειας Ινδίας, το μικρό ύψος των κυμάτων οφείλεται κυρίως σε πρωτογενείς λόγους δημιουργίας των κυμάτων στη σεισμογόνο υποθαλάσσια περιοχή. Οι επιπτώσεις και οι ζημιές εξαρτήθηκαν από αρκετούς παράγοντες, μεταξύ των οποίων η ταχύτητα και το ύψος των κυμάτων, τα οποία είναι συναρτήσεις του προσανατολισμού και της τοπογραφίας της παράκτιας περιοχής, της βυθομετρίας καθώς και των αντικείμενων που μεταφέρθηκαν. Το τελικό ύψος καθορίστηκε έμμεσα από τα αποτυπώματα των κυμάτων και των μεταφερόμενων αντικειμένων πάνω στις κατασκευές ή σε άλλα σημεία. Από τις αναφορές των αυτόπτων μαρτύρων προκύπτει ότι όταν εκδηλώθηκε ο σεισμός το νερό αποτραβήχτηκε από τις ακτές κατά 200-300 μέτρα, και 15-20 λεπτά αργότερα το πρώτο από τρία θαλάσσια κύματα βαρύτητας έφτασε στις ακτές της πόλης Banda Aceh στην Ινδονησία. Τα κύματα απείχαν μεταξύ τους 25 λεπτά, από τα οποία το δεύτερο και το τρίτο κύμα ήταν τα πλέον καταστροφικά. Στις επίπεδες παράκτιες περιοχές της Σουμάτρας και της πόλης Banda Aceh, τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας έφτασαν στα 3 χλμ. εσωτερικά της χώρας με τελικό ύψος τα 4 μέτρα (Εικόνα 2). Οι νεκροί στην πόλη Banda Aceh και τα προάστια ξεπέρασαν τους 100.000 με εκτιμώμενη απώλεια το 60% των πολιτών. Στο κέντρο της Banda Aceh το κύμα έφτασε σε τελικό ύψος 3 μέτρα, καλύπτοντας το πρώτο όροφο των κτιρίων. Στην Ταϊλάνδη, οι πιο σημαντικές καταστροφές σημειώθηκαν στις παραλίες του Khao Lak (Εικόνα 3) στη δυτική ακτή της επαρχίας Phang Nga (τελικό ύψος κύματος 12 μέτρα), στα νησιά Phi Phi (τελικό ύψος κύματος 6 μέτρα) και στην παραλία Pattong (τελικό ύψος κύματος 8 μέτρα) στη δυτική ακτή του νησιού Phuket. Το επίπεδο του νερού στο Khao Lak έφτασε μέχρι την οροφή τριώροφου κτιρίου όπως φαίνεται από την αποκόλληση των κεραμιδιών. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 3

Εικόνα 2: Δορυφορικές εικόνες IKONOS της περιοχής Banda Aceh της Ινδονησίας (βόρειος Σουμάτρα) πριν και μετά την προσβολή από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας. Διακρίνονται οι μεταβολές στη μορφολογία και οι επιπτώσεις στα τεχνικά έργα. Εικόνα 3: Δορυφορικές εικόνες IKONOS της περιοχής Khao Lak πριν και μετά την προσβολή από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας. Διακρίνονται οι αλλοιώσεις της μορφολογίας και οι εκτεταμένες καταστροφές. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 4

Στις άλλες παραλίες του Phuket όπως Rawai, Kata, Karon και Kamala το τελικό ύψος του κύματος έφτασε τα 6 μέτρα και οι καταστροφές ήταν μικρότερες (Εικόνα 4). Εικόνα 4: Καταστροφές σε κατασκευές στην Ταϊλάνδη. Διακρίνεται σαφώς το επίπεδο στο οποίο έφτασαν τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας (βέλη). Η διαφοροποίηση στην μικροκλίμακα από περιοχή σε περιοχή και από θέση σε θέση ήταν εμφανής. Ήταν εντυπωσιακό ότι σε γειτονικές παραλιακές περιοχές με τον ίδιο προσανατολισμό της ακτογραμμής η ένταση των βλαβών ήταν τελείως διαφορετική, γεγονός το οποίο οφείλεται κυρίως στην μορφολογία του παράκτιου πυθμένα, στην μορφολογία της ακτογραμμής, σε φαινόμενα κυματικής συμβολής, στη μεταφορά ιζημάτων από τον πυθμένα κ.ά. (ΛΕΚΚΑΣ 2005, LEKKAS et al 2005, PARCHARIDIS et al 2005, GHOSH et al 2005). Το νησί Phi Phi της Ταϊλάνδης βρίσκεται 48 χλμ. νοτιοανατολικά του Phuket. Οι ζημιές από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας στο νησί ήταν εκτεταμένες λόγω του σχήματος Η του νησιού με προσανατολισμό ΒΔ-ΝΑ. Τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας έφτασαν στο νησί τόσο από τα βορειοδυτικά όσο και από τα νοτιοδυτικά με τελικό ύψος 6 μέτρα. 3 ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΟ ΣΕΙΣΜΟ Ο σεισμός έγινε έντονα αισθητός στο Medan στην πρωτεύουσα της Σουμάτρας, στην πόλη Banda Aceh στη βόρειο Σουμάτρα, στα νησιά Andaman και Nicobar, στην Ταϊλάνδη καθώς και σε άλλες σχετικά κοντινές περιοχές. Σύμφωνα με μαρτυρίες στο Medan και στο Banda Aceh η κίνηση του 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 5

εδάφους είχε διάρκεια περίπου 5 λεπτά. Η πόλη Banda Aceh υπέστη αξιοσημείωτες σεισμικές βλάβες ενώ στην Ταϊλάνδη δεν σημειώθηκαν σεισμικές βλάβες. Η επιτάχυνση του εδάφους από το κύριο σεισμικό γεγονός δεν καταγράφηκε σε κανένα σημείο των ζωνών καταστροφής. Τα περισσότερα κτίρια στο Banda Aceh ήταν κατοικίες ενός ή δύο ορόφων και ψηλά εμπορικά κτίρια. Τα κτίρια αυτά είχαν σκελετό από ξύλο ή οπλισμένο σκυρόδεμα και κατά κανόνα ήταν κατασκευασμένα χωρίς σχεδίαση και μελέτη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι αστοχίες λόγω του σεισμού διακρίνονται από τις βλάβες λόγω των θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας (Εικόνα 5). Στις κατασκευές που καταστράφηκαν και κατέρρευσαν λόγω της εδαφικής κίνησης περιλαμβάνονται κατοικίες, γραφεία και εμπορικά κέντρα, κυρίως 2-5 ορόφων. Τα άκαμπτα διώροφα κτίρια ανταπεξήλθαν στο σεισμό με ελάχιστες βλάβες. Οι ενδείξεις δείχνουν ότι η εδαφική κίνηση στο Banda Aceh ήταν μακράς περιόδου. Αυτό ήταν αναμενόμενο δεδομένου ότι η πόλη απέχει 255 χλμ. από το επίκεντρο. Εικόνα 5: Βλάβες σε κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα από τον σεισμό 9,0R της 26 ης Δεκεμβρίου 2004. Σύμφωνα με τους GHOBARAH et al (2005) η ένταση του σεισμού ήταν VII έως VIII βαθμοί της τροποποιημένης Κλίμακας Mercalli. Οι αναλύσεις σύμφωνα με τους ίδιους ερευνητές έδειξαν ότι η μέγιστη εδαφική επιτάχυνση είναι της τάξης του 0.15g έως 0.18g. Πολλές από τις συνήθεις σχεδιαστικές ανεπάρκειες ήταν αιτίες των βλαβών και των καταρρεύσεων, όπως για παράδειγμα μαλακοί όροφοι, ισχυρά δοκάρια-ασθενή υποστυλώματα, κοντά υποστυλώματα και μη οπλισμένη τοιχοποιία. 4 ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΣΟΥΝΑΜΙ Οι κατασκευές οι οποίες επηρεάστηκαν από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας ήταν κατοικίες, ξενοδοχεία, δημόσια κτίρια, βιομηχανικές εγκαταστάσεις και έργα υποδομής. Οι κατασκευές που περιγράφονται δέχθηκαν κύματα με τελικό ύψος έως 25 μέτρα (EERI 2005 a, b, c, d, e). Τα κύματα 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 6

βαρύτητας εφάρμοσαν στις κατασκευές δυνάμεις τύπου υδροδυναμικής πίεσης, άνωσης, ανύψωσης, μηχανικής τριβής καθώς και επιδράσεις από τα μεταφερόμενα από το νερό θραύσματα (Εικόνα 6). Οι κατασκευές που επηρεάστηκαν από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας μπορούν να ταξινομηθούν σε σχέση με την παρατηρούμενη συμπεριφορά τους στις ακόλουθες κατηγορίες: Εικόνα 6: Καταστροφές σε κατασκευές από τα μεταφερόμενα οχήματα από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας στην πόλη Pattong της Ταϊλάνδης. 4.1 Ξύλινες κατασκευές Αποτελεί τον πιο χαρακτηριστικό τύπο κατασκευής σε όλη την έκταση της πληγείσας περιοχής. Τα σπίτια ήταν κατασκευασμένα με ξύλινο σκελετό από κολώνες και δοκάρια. Οι οροφές καλύπτονταν με πήλινα πλακάκια ή λεπτά φύλλα λαμαρίνας. Τα σπίτια αυτά ανταπεξήλθαν στην σεισμική φόρτιση χωρίς ζημιές αλλά καταστράφηκαν ολοσχερώς όταν παρασύρθηκαν από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας, διαλύθηκαν σε μικρά κομμάτια και θραύσματα και αποτέθηκαν όταν το νερό αποσύρθηκε από την παραλιακή ζώνη. Οι ζημιές και καταστροφές των ξύλινων κατασκευών αναπτύχθηκαν σε όλες τις πληγείσες περιοχές του Ινδικού Ωκεανού. 4.2 Κατασκευές χωρίς μελέτη από σκυρόδεμα Οι κατασκευές με σκελετό από σκυρόδεμα χωρίς μελέτη και τοίχους πλήρωσης ήταν συνήθεις κυρίως στην Ταϊλάνδη, στην Ινδονησία, στην Σρι Λάνκα και στην Ινδία. Τα υποστυλώματα και οι δοκοί στα κτίρια αυτά είναι υποτυπώδη, και ελαφρά οπλισμένα. Οι κολώνες διαστάσεων συνήθως 25x25 cm έφεραν ασθενή οπλισμό στις τέσσερις γωνίες και υπέστησαν σημαντικές βλάβες από τις δυνάμεις των θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας. Η ικανότητα κάμψης ήταν σημαντικά χαμηλότερη από την εφαρμοζόμενη κάμψη από τα κύματα με τελικό ύψος 10 μέτρα. Η αστοχία σε κάμψη στο μέσο του ύψους της κολώνας εκδηλώθηκε λόγω της ανεπαρκούς τομής της κολώνας. Πρόσθετα, οι λεπτοί τοίχοι από τούβλα ή πέτρες πάχους 10 εκατοστών περίπου υπέστησαν καθολικές αστοχίες. Πολλά από αυτά τα κτίρια υπέστησαν σοβαρές βλάβες ή κατέρρευσαν. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 7

4.3 Κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα Οι σωστά σχεδιασμένες και οικοδομημένες κατασκευές από σκελετό με οπλισμένο σκυρόδεμα ανταπεξήλθαν στο σεισμό και στα θαλάσσια κύματα βαρύτητας με μικρές βλάβες στη βόρειο Σουμάτρα και άντεξαν στα μεγάλα τελικά ύψη των κυμάτων στην Ταϊλάνδη, στην Ινδία και στην Σρι Λάνκα. Οι ζημιές στα κτίρια αυτά περιορίστηκαν σε σπασμένα παράθυρα και πόρτες, σε καταστροφές λεπτών τοίχων των πρώτων ορόφων (Εικόνα 7) και σε ορισμένες βλάβες στα υποστυλώματα λόγω της πρόσκρουσης θραυσμάτων και βαριών αντικειμένων όπως αυτοκίνητα και βάρκες. Κατά την είσοδο και την υποχώρησή τους τα κύματα βαρύτητας ήταν ιδιαίτερα στροβιλώδη με αποτέλεσμα η τριβή από την άμμο και τα κοκκώδη υλικά κάτω από τα θεμέλια των κτιρίων κοντά στην ακτή να προκαλέσουν την απώλεια της στήριξής τους σε πολλές περιπτώσεις (Εικόνα 8). Εικόνα 7: Καταστροφές τοίχων πλήρωσης σε κατασκευές με φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα στην πόλη Pattong της Ταϊλάνδης. Η καταστροφή έγινε σε τοίχους εγκάρσιους στην διεύθυνση των κυμάτων. Εικόνα 8: Διάβρωση εδάφους η οποία έγινε κυρίως κατά την απόσυρση των θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας. Καλά σχεδιασμένα και κατασκευασμένα κτίρια επιβίωσαν από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας με ελάχιστες δομικές βλάβες. Οι ζημιές όμως σε παράθυρα, τοίχους, κιγκλιδώματα μπαλκονιών, 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 8

έπιπλα και συσκευές και στο περιεχόμενο των κτιρίων ήταν εκτεταμένες. Ωστόσο, τα κτίρια αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν η δε επισκευή των μη δομικών στοιχείων είναι απλή. Πολλά υποστυλώματα από οπλισμένο σκυρόδεμα αστόχησαν λόγω της πρόσκρουσης από μεγάλα και βαριά αντικείμενα όπως βάρκες και αυτοκίνητα. Θεωρείται ότι αυτός ο τύπος αστοχίας είναι δύσκολο να αποφευχθεί. 4.4 Γέφυρες Οι καταστροφές σε γέφυρες όλων των περιοχών που επλήγησαν από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας ήταν σημαντικές. Στις περισσότερες περιπτώσεις η δύναμη των κυμάτων μετατόπισε την ανοδομή και τα καταστρώματα των γεφυρών που οφείλεται κυρίως στην έλλειψη αγκύρωσης της ανοδομής και των καταστρωμάτων στα βάθρα. Σε λίγες περιπτώσεις τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας αλλά και τα παρασυρόμενα αντικείμενα μεγάλου βάρους κατέστρεψαν τα βάθρα των γεφυρών. Τούτο κατά κύριο λόγο παρατηρήθηκε στην βόρειο Σουμάτρα και σε λίγες περιπτώσεις στις υπόλοιπες χώρες, όπως στην Ταϊλάνδη, στην Ινδία και στην Σρι Λάνκα. 4.5 Λιμενικές Εγκαταστάσεις Οι λιμενικές εγκαταστάσεις σε πολλές περιοχές του Ινδικού Ωκεανού υπέστησαν ζημιές. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα δύο λιμάνια της πόλης Banda Aceh και γενικώς οι λιμενικές εγκαταστάσεις στη βόρειο Σουμάτρα οι οποίες υπέστησαν σημαντικές ζημιές και απώλεια των κρηπιδωμάτων λόγω καθίζησης. Τα λιμάνια αυτά δεν ήταν δυνατόν να χρησιμοποιηθούν και η περιοχή αποκλείστηκε καθώς ήταν απρόσιτη και από ξηρά. Πρόσθετα ζημιές αναπτύχθηκαν σε υποτυπώδεις λιμενικές εγκαταστάσεις στην Ινδία, στην Ταϊλάνδη και στην Σρι Λάνκα. 4.6 Έργα Υποδομής Γραμμές ζωής Λόγω των θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας σε όλη την πληγείσα περιοχή του Ινδικού Ωκεανού αρκετοί πύργοι τηλεπικοινωνιών κατέρρευσαν, με αποτέλεσμα τη διακοπή της επικοινωνίας και των δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Εντυπωσιακή ήταν η καταστροφή οδοστρωμάτων σε περιοχές της Ταϊλάνδης όπου ο ασφαλτοτάπητας ανασηκώθηκε και μεταφέρθηκε σε αρκετή απόσταση (Εικόνα 10). Επίσης εντυπωσιακή ήταν και η καταστροφή τμημάτων του σιδηροδρομικού δικτύου σε περιοχές της Ινδίας. Σε αρκετές τοποθεσίες το νερό ανασήκωσε τις προκατασκευασμένες πλάκες του δαπέδου, (Εικόνα 9), στο εμπορικό κέντρο της Pattong της Ταϊλάνδης. Μεγαλύτερες και βαρύτερες οπλισμένες πλάκες τσιμέντου επίσης ανασηκώθηκαν και μετατοπίστηκαν αρκετά μέτρα. Η παροχή νερού σε πολλά τμήματα όλων των περιοχών διακόπηκε λόγω της κατάρρευσης αρκετών γεφυρών οι οποίες έφεραν τους σωλήνες διανομής νερού κατά μήκος αρκετών ποταμών και καναλιών. Τo αποχετευτικό σύστημα στην πόλη του Banda Aceh αποτελείται από τσιμεντένια κανάλια πλάτους ενός μέτρου τα οποία καλύπτονται με τσιμεντένιες πλάκες μεγάλου πάχους. Το αποχετευτικό σύστημα υπέστη εκτεταμένες βλάβες, καθώς οι πλάκες ανασηκώθηκαν, μετακινήθηκαν και έσπασαν. Ολοκληρωτική ήταν η καταστροφή των τεχνικών έργων στο Khao Lak της Ταϊλάνδης. Τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας απέκτησαν μέγιστο ύψος περίπου 15 μέτρων και εισχώρησαν 400 μέτρα στην χέρσο λόγω της μορφολογίας του θαλάσσιου πυθμένα (Εικόνα 11). Τέλος, σημαντικές βλάβες παρατηρήθηκαν σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, υποσταθμούς μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος και άλλες κρίσιμες εγκαταστάσεις οι οποίες βρίσκονταν κατά μήκος των παράκτιων περιοχών που επλήγησαν από τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 9

Εικόνα 9: Καταστροφές τοίχων αντιστήριξης και προκατασκευασμένων πλακών επικάλυψης στο Phuket. Εικόνα 10: Ζημιές σε προκατασκευασμένες πλάκες δαπέδου και μεταφορά του ασφαλτοτάπητα δρόμου στο Khao Lak στην Ταϊλάνδη (βέλος). 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 10

Εικόνα 11: Ολοκληρωτική καταστροφή των τεχνικών έργων στο Khao Lak της Ταϊλάνδης. Τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας απέκτησαν μέγιστο ύψος περίπου 15 μέτρων και εισχώρησαν 400 μέτρα στην χέρσο λόγω της μορφολογίας του θαλάσσιου πυθμένα κοντά στην ακτή. 5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ο σεισμός της 26 ης Δεκεμβρίου 2004 στη νοτιοανατολική Ασία αποτέλεσε μία μοναδική και πολύτιμη ευκαιρία για την εκτίμηση της απόκρισης των κατασκευών σε εδαφική κίνηση και για τη μελέτη των επιπτώσεων από τα επακόλουθα θαλάσσια κύματα βαρύτητας. Από την προκαταρκτική εκτίμηση των επιπτώσεων του σεισμού και των θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας στην νοτιοανατολική Ασία στις κατασκευές και στα έργα υποδομής συνάγονται τα ακόλουθα συμπεράσματα: Βλάβες από τον σεισμό εκδηλώθηκαν μόνο στην περιοχή της βορείου Σουμάτρα και οφείλονται στον ανεπαρκή αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών. Οι ξύλινες κατασκευές δεν μπόρεσαν να αντισταθούν, υπέστησαν καθολικές βλάβες και καταστράφηκαν εκεί όπου αναπτύχθηκαν τα θαλάσσια κύματα βαρύτητας. Οι κατασκευές χωρίς σχεδιασμό και μελέτη από οπλισμένα στοιχεία υπέστησαν σημαντικές βλάβες ανάλογα με την ένταση και το ύψος των κυμάτων. Οι κατασκευές με σχεδιασμό και μελέτη υπέστησαν μικρές βλάβες και μόνο από τα μεταφερόμενα αντικείμενα. Βλάβες αυτού του τύπου σε κατασκευές εμφανίστηκαν κυρίως σε τοίχους πλήρωσης. Βλάβες υπέστησαν και οι γέφυρες εκεί όπου υπήρχε ασθενής αγκύρωση ή στις περιπτώσεις όπου έγινε μεταφορά βαρέων αντικειμένων. Τέλος σημαντική τρωτότητα παρατηρήθηκε στα δίκτυα ζωής και γενικά στα έργα υποδομής όπως προκατασκευασμένες πλάκες δαπέδου, τοίχους αντιστήριξης, ασφαλτοτάπητες, κ.α.. Σε κάθε περίπτωση κρίνεται σκόπιμη έρευνα για τον σχεδιασμό των κατασκευών και των σημαντικών έργων υποδομής για την αντιμετώπιση των δυνάμεων των θαλάσσιων κυμάτων 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 11

βαρύτητας, όπως για: (i) την εκτίμηση των φορτίων στις κατασκευές και στα διάφορα δομικά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων των στατικών και δυναμικών πλευρικών πιέσεων, των ανώσεων και των δυνάμεων πρόσκρουσης, (ii) τον υπολογισμό των υδροδυναμικών επιδράσεων των θαλάσσιων κυμάτων βαρύτητας λαμβάνοντας υπόψη και τα μεταφερόμενα θραύσματα, (iii) την συμπεριφορά των ειδικών κατασκευών όπως γέφυρες, πύργοι επικοινωνίας και δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμων, κ.α., και (iv) τον υπολογισμό των τάσεων εφελκυσμού στα συστήματα αγκύρωσης για κατασκευές και δομικά στοιχεία. ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΛΕΚΚΑΣ, Ε. (2005). Ο σεισμός των 9.0R και τα παλιρροϊκά κύματα βαρύτητας της 26 ης Δεκεμβρίου 2004 στον Ινδικό Ωκεανό. Παράγοντες που επέδρασαν στην κατανομή και το είδος των καταστροφών. Ημερίδα ΓΕΩΤΕΕ Εθνικoύ και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών: «Φυσικές καταστροφές με έμφαση στους σεισμούς και στα κύματα βαρύτητας (Tsunamis), Αθήνα. EERI 2005 (a) Special Earthquake Report March 2005. The Great Sumatra Earthquake and Indian Ocean Tsunami of December 26, 2004. Report #1 (8). EERI 2005 (b) Special Earthquake Report April 2005. The Great Sumatra Earthquake and Indian Ocean Tsunami of December 26, 2004. Report #3 (12). EERI 2005 (c) Special Earthquake Report May 2005. The Great Sumatra Earthquake and Indian Ocean Tsunami of December 26, 2004. Report #4 (7). EERI 2005 (d) Special Earthquake Report June 2005. The Great Sumatra Earthquake and Indian Ocean Tsunami of December 26, 2004. Report #5 (4). EERI 2005 (e) Special Earthquake Report July 2005. The Great Sumatra Earthquake and Indian Ocean Tsunami of December 26, 2004. Report #6 (8). EERI 2005 Special Earthquake Report August 2005. The Northern Sumatra Earthquake of March 28, 2005 (8). GHOBARAH A., SAATCIOGLU M., NISTOR I. (2005). The impact of the 26 December 2004 earthquake and tsunami on structures and infrastructure. Engineering Structures 28 (2006) 312-326. GHOSH S., HUYCK C., ADAMS B. EGUCHI R., YAMAZAKI F., MATSOUKA M. (2005) Preliminary Field Report: Post-Tsunami Urban Damage in Thailand, Using the VIEWS Reconnaissance System. MCEER Earthquake Reconnaissance Investigation. LEKKAS, E., PARCHARIDIS, I., FOUMELIS, M. (2005). The earthquake M=9.0 of 26 th December 2005 and the catastrophic tsunami of the Indian Ocean: Analysis of effects on buildings and infrastructures. International Symposium on the Geodynamics of Eastern Mediterranean: Active Tectonics of the Aegean Region. Abstracts, 237, Istanbul. PARCHARIDIS, I., LEKKAS, E., FOUMELIS, M. (2005) Tsunami impact depending on coastal morphology: The case of Phuchet Island and Khao Lac coast (Thailand). International Symposium on the Geodynamics of Eastern Mediterranean: Active Tectonics of the Aegean Region. Abstracts, 238, Istanbul. US Geological Survey. http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/eqinthenews/2004/usslav/#summary 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 12