Hjem :: Geotekniske forhold :: Setningsskader

Geoteknikk og grunnvann

Oppførsel av setningsømfintlig materiale ved spenningsøkning. Mekaniske setninger (komprimering) av løsmasser skjer ved at de av effektive spenningene på massene økes, for eksempel ved tilførsel av vekt (sand) eller reduksjon av grunnvannstand. I dårlig permeable masser (silt, leire) vil belastningen i første omgang bli fanget opp av en økning i porevannstrykket. Dette trykket vil over tid drenere ut og dermed overføre belastningen på sedimentenes kornstruktur. Sedimentene komprimeres, avhengig av stivheten. Prosessen kalles for konsolidasjon og er skjematisk framstilt i figuren nedenfor. Belastning av setningsømfintlige masser. Skjematisk framstilling: a) udrenert, hvor en økning i belastning fører til økt porevannstrykk uten setninger og b) drenert, hvor økning i belastning overføres til sedimentet, fremstilt som en spiralfjær som blir sammenpresset (kilde: "Grondmechanica", prof. dr. ir.F. de Smedt, VUB) . Skjematisk framstilling av setninger ved drenering av kulturlag (kilde: H. Matthiesen, Nationalmuseet). Trykk på figuren for stor versjon.

Løsmassenes stabilitet er avhengig av jordartens sammensetning og at de effektive spenningene i løsmassene opprettholdes. Effektiv spenning er en kombinasjon av porevannstrykket og trykket på sedimentets kornstruktur. I tillegg til denne såkalte "mekaniske" setningen, kan ytterligere setninger oppstå i løsmasser med høyt organisk innhold, som for eksempel myr, ved nedbrytning av det organiske materialet.

Et dramatisk eksempel av setningsskader som følge av grunnvannssenkning skjedde på Godlia og Hellerud i Oslo i forbindelse med byggingen av Romeriksporten. Slike hendelser har også forekommet tidligere, f. eks. ved Trollvann i Oslo i forbindelse med sprengning av en vanntunnel.

Et spesielt tilfelle av ekstremt setningsømfintlige løsmasser er arkeologiske verdifulle kulturlag. De er ofte bygd opp av organisk materiale, for eksempel trefundamenter eller organisk avfall. Den naturlige nedbrytingshastigheten av slike kulturlag er sterkt avhengig av grunnvannsnivået og vannkvaliteten. Nedbrytning av kulturlag skjer derfor ofte som en følge av grunnvannssenkning. Når vannet fjernes, tilføres oksygen som bryter ned det organiske materialet. Dette kommer i tillegg til de mekaniske setningene beskrevet over. Dermed forsvinner kulturlagene og med dem de bærende konstruksjonene til kulturminnene. Dette er blant annet det som skjer ved Bryggen i Bergen.

Grunnvannssenkning har ført til komprimering av kulturlagene under Bryggene i Bergen, og bygningene har fått setningsskader. Trykk på bildet for stor versjon. Foto: Hans de Beer, NGU.

Til tross for at grunnvann er en avgjørende faktor i bevaringsforholdene ved mange arkeologiske lokaliteter, har strømning av både overflatevann og grunnvann lenge vært neglisjert i arkeologiske studier. Ved siden av "tradisjonelle" arkeologiske undersøkelser, er det behov for systematisk registrering av hydrologiske, geologiske og geokjemiske prosesser i bakken for å forbedre bevaringen og forvaltningen av kompliserte arkeologiske lokaliteter. Samtidig er det nødvendig at de arkeologiske lokalitetene blir betraktet som deler av et større naturlig miljø. Den naturlige hydrogeologiske balansen og mulige endringer som kan påvirke denne balansen, enten av naturen selv eller av mennesker, bør være grundig forstått.

Infiltrasjon av vann
Grunnvannstanden kan opprettholdes ved tilførsel av vann. Dette kalles infiltrasjon og innebærer at grunnen tilføres vann utenfra. Ved fallende poretrykk blir infiltrasjonsbrønner etablert for å unngå at setningsskader skal oppstå. Infiltrasjon av vann som permanent løsning for å opprettholde grunnvannstanden i setningsømfintlige områder med bebyggelse, er et system som krever et kontinuerlig oppsyn og vedlikehold for all fremtid.

Til toppen

Revidert NGU 20.01.2009