I korthet:
- Strukturerna på Alcatraz Island förföll, armeringsjärnet korroderade och betongen sprack.
- Ingenjörerna använde industriellt reparbete för att utvärdera betongens tillstånd och hur långt gånget förfallet var på nära håll.
- WJE installerade sensorer, tog fram exakta kartor över sprickorna och jämförde observationer från år till år.
- Genom analyser kunde man besluta om framtida reparationsarbete och förstärkning av byggnadens sjukhusflygel.
En man hänger från ett rep längs sidan av Alcatraz cellbyggnad. Han har en hammare i handen. Mannen är Aaron Weiss. Men det är inte ett våghalsigt rymningsförsök – fängelset stängde runt 50 år tidigare. Aaron arbetar som arkitekt hos Wiss, Janney, Elstner Associates Inc. (WJE) i Emeryville i Kalifornien. Han är en del av firmans team för svåråtkomliga områden och hans jobb var att försöka fastställa vilka delar av byggnadens betongväggar som var i störst behov av reparationer för att förhindra att den föll samman. Vattnet runt Alcatraz Island är ökänt för att vara skoningslöst. Det sägs att ingen kunde överleva i de iskalla temperaturerna, även om man lyckades ta sig förbi Alcatraz Federal Penitentiarys fästningliknande väggar. Nu har Alcatraz förvaltare, National Park Service, insett att det obarmhärtiga havet har en dubbel inverkan. Över hundra år med vinande vindar, piskande regn och saltfylld dimma har tagit ut sin rätt på öns infrastruktur. Framför allt har de förstärkande gallren i armeringsstål korroderat och orsakat sprickor och flisor i betongväggarna.
Svåra miljöförhållanden bidrog till strukturellt förfall
WJE är en arkitekt- och ingenjörsfirma som specialiserar sig på utmanande reparations- och återuppbyggnadsprojekt. Firman har jobbat med Alcatraz cellbyggnad sedan slutet av 90-talet. I arbetets tidiga faser fokuserade man på att förstärka strukturen och reparera källaren och cellblocken. De bestod ”i princip av betonglådor staplade på varandra inuti ett stort skal”, enligt Aaron. Han involverades i projektet mot slutet av reparationsarbetet i källaren och bidrog avsevärt till nästa fas i arbetet: restaurera fasaden på den historiska cellbyggnaden.
Extrema kriminaltekniska metoder för ingenjörsutredning
De utvändiga betongväggarna ”hade förstörts avsevärt i vissa områden, särskilt i de södra och västliga upphöjda delarna som utsätts för intensivt solljus och kraftig vind och dimma”, säger Aaron. Ett team på tio personer använde sig av industriellt reparbete – en arbetsform som liknar firning – för att undersöka byggnaden. Man hamrade på betongen för att hitta lösa eller delaminerade områden och registrerade uppgifterna för att planera reparationsarbetet.
När finansieringen för första fasen i fasadreparationen var klar hade flera år redan gått och man visste inte exakt hur mycket mer de yttre väggarna hade förfallit sedan den inledande undersökningen. En andra, mer selektiv utredning genomfördes med hjälp av reparbete. Man fokuserade då på fasadens mest förfallna och sårbara delar. Syftet med uppföljningsutredningen var att uppskatta hur stort förfallet var sedan den föregående undersökningen och att installera korrosionsövervakande utrustning så att ingenjörerna kunde se hur korrosionen fortskred över tid. Man borrade hål i väggarna och bäddade in elektroder som mätte den elektriska potentialen mellan armeringsjärnet och den anslutande betongen. Genom att mäta den elektriska potentialen inuti väggarna förstod ingenjörerna om de elektrokemiska förhållandena inuti väggarna kunde orsaka korrosion och hur dessa förhållanden varierade över tid. WJF tog fram årskartor över sprickorna och tog detaljerade foton. Sedan jämförde de uppgifterna och fotona varje år för att sätta utbredningen av visuellt förfall i samband med data från de inbäddade elektroderna.
För Aaron var den här typen av process välbekant eftersom han ofta använder sig av den senaste tekniken när han arbetar på historiska byggnader. Han använder ofta Bluebeam Revu som är en ledande programvara för PDF-markering och samarbete. Aaron har utvecklat ett unikt verktyg i Revu med hjälp av sekvensfunktionen som indexerar foton han tar på arbetsplatsen i PDF-planer eller upphöjningar. Han har programmerat Revu till att identifiera de foton han tar i den sekvens de tas och placera dem i PDF:en på de exakta platser där de togs. Originalfotofilerna kan sedan lagras på en hårddisk eller nätverksserver och hyperlänkas via Batch Link-funktionen i Revu eXtreme. Slutprodukten är en PDF-fil med platsspecifika fotomarkeringar som är hyperlänkade till att öppna den faktiska fotofilen. På så sätt kan användaren bläddra framåt och bakåt i mappen med foton tagna i området. Lösningen ger en platsbaserad navigering i fotona utan att PDF:en fylls av inbäddade foton och överdrivet många markeringar, vilket hade ökat filstorleken avsevärt. Ju större projekt, desto värdefullare är processen. Det blir enkelt att navigera bland hundratals eller till och med tusentals foton baserat på var de togs i en byggnad eller på en arbetsplats. Aarons fotosekvensverktyg och hyperlänkprocess inspirerades av en unik funktion i WJE:s egna programvara PLANNOTATE, som har tagits fram specifikt för insamling av fältdata (och foton) i PDF:er på ett liknande, navigerbart sätt.
WJE:s arkitekter och ingenjörer förlitar sig i stor utsträckning på insamlad fältdata för att utvärdera och lösa komplexa ingenjörs- och byggproblem. Revu har hjälpt dem att effektivisera sin process, samla in och hantera data, samarbeta med andra och dela och sprida information, så att de kan koncentrera sig på att lösa branschens mest utmanande problem. I nästa fas av restaurationsarbetet på Alcatraz cellbyggnad ska man reparera och förstärka sjukhusflygeln. Så om du är i San Fransisco, tittar ut mot det ökända fängelset i bukten och ser en grupp människor som hänger från sidan av byggnaden – ta det lugnt. Det är inte spökena av gamla fångar. Det är troligtvis kriminaltekniska arkitekter och ingenjörer som utför sitt arbete och stöttar upp fängelset så att det ska stå i hundra år till.
