Sensitivitet i løsmasser beskriver hvor mye styrke et jordmateriale mister når den naturlige strukturen brytes ned. Begrepet brukes særlig om leire, marin leire, sensitiv leire, sprøbruddmateriale og kvikkleire.
I geoteknikk er sensitivitet viktig fordi en leire kan ha relativt høy styrke i uforstyrret tilstand, men miste mye av styrken når den omrøres, graves i, belastes eller inngår i en skredbevegelse.
Sensitivitet er likevel ikke en full vurdering av grunnforholdene alene. Den må vurderes sammen med omrørt skjærfasthet, lagdeling, terreng, prøvekvalitet, poretrykk, grunnvann og krav til områdestabilitet.
Hva er sensitivitet?
Sensitivitet i geoteknikk er forholdet mellom uomrørt og omrørt skjærfasthet.
En uomrørt prøve skal i størst mulig grad representere materialet slik det ligger i grunnen. En omrørt prøve er bearbeidet slik at den naturlige jordstrukturen er brutt ned.
For leire kan dette være avgjørende. Materialet kan fremstå fast når det ligger i ro, men få svært lav styrke etter omrøring. Derfor må både uomrørt og omrørt styrke vurderes.
Les mer om jordas styrke, fasthet og skjærstyrke.
Formel for sensitivitet
Sensitivitet angis ofte som Sₜ.
For udrenert skjærfasthet kan sensitivitet uttrykkes slik:
Sₜ = cᵤ / cᵤ,r
| Symbol | Betydning |
|---|---|
| Sₜ | Sensitivitet |
| cᵤ | Uomrørt udrenert skjærfasthet |
| cᵤ,r | Omrørt udrenert skjærfasthet |
Hvis uomrørt skjærfasthet er høy og omrørt skjærfasthet er lav, blir sensitiviteten høy. Det betyr at materialet mister mye styrke når strukturen brytes ned.
Ved konusforsøk kan samme prinsipp uttrykkes med uomrørt og omrørt konusverdi:
Sₜ = cᵤfc / cᵤrfc
Der cᵤfc er uomrørt skjærfasthet fra fallkonusforsøk, og cᵤrfc er omrørt skjærfasthet fra fallkonusforsøk.
Ved vingebor kan sensitivitet vurderes ved å sammenligne uforstyrret og omrørt vingeborstyrke i felt.
Klassifisering av sensitivitet
I norsk geoteknisk fagpraksis klassifiseres sensitivitet ofte etter forholdet mellom uomrørt og omrørt skjærfasthet.
| Betegnelse av sensitivitet | Sₜ |
|---|---|
| Lav sensitivitet | < 8 |
| Middels sensitivitet | 8–30 |
| Høy sensitivitet | > 30 |
Denne klassifiseringen brukes som et faglig hjelpemiddel. Den betyr ikke alene at et område er trygt eller utrygt.
Høy sensitivitet er særlig viktig ved vurdering av marin leire, sprøbruddmateriale og kvikkleire.
Erfaringstall for sensitivitet i norske grunnforhold
I norske grunnforhold kan sensitivitet variere svært mye. Geotekniker AS har i praktiske saker vært borti verdier fra omtrent Sₜ = 1 til rundt Sₜ = 1000.
En sensitivitet nær 1 betyr at materialet har omtrent samme styrke i uomrørt og omrørt tilstand. Da er styrketapet ved omrøring lite.
Svært høye verdier kan oppstå når leiren har høy uomrørt skjærfasthet, men svært lav omrørt skjærfasthet. Et forenklet eksempel er fast kvikkleire med uomrørt skjærfasthet på 100 kPa og omrørt skjærfasthet på 0,1 kPa:
Sₜ = 100 / 0,1 = 1000
Dette viser hvorfor sensitivitet ikke må tolkes isolert. En leire kan fremstå fast i uomrørt tilstand, men likevel få ekstremt lav styrke når strukturen brytes ned.
I enkelte tilfeller kan sensitivitet over 1000 forekomme. Ved slike lave omrørte styrker må resultatene vurderes med særlig oppmerksomhet på prøvekvalitet, laboratoriemetode og målenøyaktighet.
Sensitiv leire
Sensitiv leire er leire som mister mye styrke ved omrøring.
Det betyr ikke nødvendigvis at leiren er kvikkleire, men høy sensitivitet kan være et viktig faresignal. Materialet må vurderes sammen med omrørt skjærfasthet, lagdeling, topografi, poretrykk, grunnvann og øvrige geotekniske data.
| Type leire | Praktisk forklaring |
|---|---|
| Lite sensitiv leire | Mister relativt lite styrke ved omrøring |
| Middels sensitiv leire | Mister merkbart styrke ved omrøring |
| Høysensitiv leire | Mister mye styrke ved omrøring |
| Kvikkleire | Ekstremt sensitiv leire med svært lav omrørt skjærfasthet |
Sensitivitet er et mål på styrketap. Kvikkleire vurderes i tillegg ut fra svært lav omrørt skjærfasthet og relevant geoteknisk sammenheng.
Sensitivitet, kvikkleire og sprøbruddmateriale
Sensitivitet er nært knyttet til kvikkleire og sprøbruddmateriale, men begrepene betyr ikke det samme.
Kvikkleire er en type leire som kan bli svært svak i omrørt tilstand. Sprøbruddmateriale er et bredere fagbegrep for materialer som kan ha sprø bruddoppførsel og lav omrørt skjærfasthet.
Sensitivitet beskriver forholdet mellom styrken før og etter omrøring. Omrørt skjærfasthet beskriver hvor svak massen faktisk blir etter omrøring.
Dette skillet er viktig. En leire kan ha høy sensitivitet, men vurdering av skredfare og områdestabilitet krever også informasjon om geometri, lagdeling, terreng, poretrykk, grunnvann, belastninger og mulig skredutvikling.
Sensitivitet og marin leire
Marin leire er leire som opprinnelig ble avsatt i saltvann. Over tid kan salt vaskes ut av porevannet. Dette kan bidra til at leiren blir mer sensitiv.
Det betyr likevel ikke at all marin leire er kvikkleire. Marin leire kan være både stabil og problematisk, avhengig av lokale grunnforhold.
| Begrep | Betydning |
|---|---|
| Marin leire | Leire avsatt i marint miljø |
| Sensitiv leire | Leire som mister mye styrke ved omrøring |
| Kvikkleire | Ekstremt sensitiv leire med svært lav omrørt skjærfasthet |
| Sprøbruddmateriale | Materiale med sprø bruddoppførsel og relevant lav omrørt styrke |
Kart kan vise hvor marin leire kan forekomme, men de avgjør ikke alene om grunnen er sensitiv, kvikk eller stabil. Dette må vurderes gjennom grunnundersøkelser, prøvetaking, laboratorieforsøk og geoteknisk tolkning.
Les mer om marin grense.
Hvordan bestemmes sensitivitet?
Sensitivitet bestemmes ved å sammenligne uomrørt og omrørt udrenert skjærfasthet.
I praktisk geoteknisk bruk bestemmes sensitivitet normalt med metoder som gir både uomrørt og omrørt styrke.
| Metode | Hvor utføres den? | Hva sammenlignes |
|---|---|---|
| Konusforsøk | Laboratorium | Uomrørt og omrørt konusverdi |
| Vingebor | Felt | Uforstyrret og omrørt vingeborstyrke |
Ved konusforsøk undersøkes opptatte jordprøver i laboratorium. Forsøket kan utføres på både uomrørt og omrørt prøve.
Ved vingebor måles udrenert skjærfasthet direkte i felt. Etter at uforstyrret styrke er målt, kan materialet omrøres, og omrørt vingeborstyrke kan bestemmes.
Andre forsøk, for eksempel enaksialforsøk, kan støtte tolkningen av skjærstyrkeprofil og prøvekvalitet, men bør ikke presenteres som en direkte metode for å bestemme sensitivitet dersom forsøket ikke gir både uomrørt og omrørt styrke.
Metodeintensjonen rundt konusforsøk, fall cone, cᵤfc og cᵤrfc hører hjemme på artikkelen om konusforsøk. Metodeintensjonen rundt feltving, vingemoment og omrørt vingeborstyrke hører hjemme på artikkelen om vingebor.
Sensitivitet og vingebor
Vingebor er et feltforsøk som kan brukes til å bestemme udrenert skjærfasthet i leire.
Ved vingebor kan man først måle uforstyrret skjærfasthet. Deretter kan materialet omrøres, og det kan måles en omrørt skjærfasthet. Forholdet mellom disse verdiene kan brukes til å vurdere sensitivitet.
Vingebor påvirkes blant annet av jordart, lagdeling, forsøksutførelse, hastighet, anisotropi, plastisitet og behov for korreksjoner. Resultater fra vingebor bør derfor ses sammen med prøvetaking, konusforsøk, sonderinger og øvrige grunnforhold.
Sensitivitet og prøvekvalitet
Beregning av sensitivitet forutsetter at prøvene og forsøksresultatene er gode nok til formålet.
Hvis den uomrørte prøven allerede er forstyrret før laboratorieforsøket, kan uomrørt skjærfasthet bli lavere enn den egentlig er. Da kan sensitiviteten bli feil.
Ved feltforsøk kan også utførelse og tolkning påvirke resultatet. Dette gjelder blant annet vingebor.
Derfor bør sensitivitet ikke tolkes mekanisk. Resultatet må vurderes sammen med prøvekvalitet, boremetode, dybde, lagdeling og andre data fra grunnboring, feltforsøk og laboratoriet.
Sensitivitet i geoteknisk rapport
I en geoteknisk rapport brukes sensitivitet som en del av vurderingen av materialegenskaper og risiko.
Sensitivitet kan være relevant ved vurdering av:
- leire og marin leire
- kvikkleire og sprøbruddmateriale
- omrørt skjærfasthet
- skjærstyrkeprofil
- prøvekvalitet
- resultater fra konusforsøk og vingebor
- stabilitetsberegning
- områdestabilitet
- dokumentasjon av sikker byggegrunn
Sensitivitet alene gir ikke svaret på om et tiltak er trygt. Den må vurderes sammen med hele grunnlaget i saken.
Ved byggesaker i områder med mulig kvikkleire kan det være nødvendig med kvikkleirerapport eller vurdering av kvikkleire.
Sensitivitet og områdestabilitet
Sensitivitet kan være viktig ved vurdering av områdestabilitet, men områdestabilitet handler ikke bare om jordprøvens laboratorieverdier eller feltmålinger.
Ved områdestabilitet vurderes blant annet om et skred kan utvikle seg i et større område, og om et tiltak kan påvirke stabiliteten.
Da må man se på lagdeling, terrenghelning, erosjon, poretrykk, grunnvann, skjærfasthet, omrørt skjærfasthet, mulig løsneområde, mulig utløpsområde og eksisterende eller planlagte terrengendringer.
Sensitivitet er ett av flere forhold som kan inngå i en slik vurdering.
Les mer om stabilitetsberegning.
Sensitivitet er ikke det samme som bæreevne
Sensitivitet sier noe om styrketap ved omrøring. Det er ikke det samme som bæreevne, setninger eller fundamenteringskapasitet.
En grunn kan ha utfordringer med bæreevne, setninger eller fundamentering uten at sensitivitet er hovedproblemet.
Samtidig kan sensitiv leire være svært viktig ved stabilitetsvurderinger, særlig der terrenget heller, det finnes skråninger, raviner, bekker, fyllinger, erosjon eller terrenginngrep.
Når er sensitivitet viktig?
Sensitivitet kan være viktig når:
- tomten ligger under marin grense
- det er påvist eller mistenkt marin leire
- det finnes kvikkleire eller sprøbruddmateriale i området
- det er skråninger, raviner, bekker eller erosjon
- tiltaket innebærer graving, fylling eller terrengendring
- kommunen krever dokumentasjon av sikker byggegrunn
- det skal vurderes områdestabilitet
- eldre rapporter viser lav omrørt skjærfasthet
- laboratorie- eller feltforsøk viser stor forskjell mellom uomrørt og omrørt styrke
I slike saker bør sensitivitet vurderes av fagkyndig sammen med øvrige grunnforhold.
Les mer om krav fra kommunen.
Vanlige misforståelser
| Misforståelse | Riktig forståelse |
|---|---|
| Sensitivitet betyr alltid kvikkleire | Nei, høy sensitivitet kan være relevant uten at materialet nødvendigvis klassifiseres som kvikkleire |
| Marin leire er alltid sensitiv | Nei, marin leire må undersøkes og tolkes konkret |
| Lav omrørt styrke er det samme som høy sensitivitet | Nei, sensitivitet er forholdet mellom uomrørt og omrørt styrke |
| Én laboratorieverdi avgjør hele saken | Nei, stabilitet må vurderes med terreng, lagdeling, poretrykk og geometri |
| Kart viser om leiren er sensitiv | Nei, kart er et aktsomhetsgrunnlag, ikke en laboratoriemåling |
| Sensitivitet kan bare bestemmes med konusforsøk | Nei, sensitivitet kan også vurderes med vingebor |
| Sensitivitet er det samme som bæreevne | Nei, sensitivitet beskriver styrketap ved omrøring |
| Prøvekvalitet er uvesentlig | Nei, dårlig prøvekvalitet kan påvirke tolkningen betydelig |
| Høy sensitivitet alene betyr at skred vil skje | Nei, skredfare må vurderes sammen med terreng, lagdeling, poretrykk og utløsende forhold |
Hva kan Geotekniker AS bidra med?
Geotekniker AS kan vurdere sensitivitet som del av geoteknisk rapport, kvikkleirevurdering, områdestabilitet, stabilitetsberegning eller kontroll av eksisterende dokumentasjon.
Vi kan blant annet bistå med:
- vurdering av laboratorieresultater
- vurdering av resultater fra vingebor
- tolkning av uomrørt og omrørt skjærfasthet
- vurdering av sensitiv leire
- vurdering av kvikkleire og sprøbruddmateriale
- kontroll av tidligere geoteknisk rapport
- vurdering av behov for supplerende grunnundersøkelser
- geoteknisk dokumentasjon til byggesak
Dersom du har en rapport med konusforsøk, vingebor, enaksialforsøk, CPTU, totalsonderinger eller laboratorieresultater, kan vi vurdere om dokumentasjonen er tilstrekkelig for saken.
Les mer om geoteknisk rapport og vurdering eller kvikkleirerapport.
FAQ om sensitivitet i løsmasser
Hva er sensitivitet i geoteknikk?
Sensitivitet beskriver hvor mye styrke et jordmateriale mister når den naturlige strukturen brytes ned. Begrepet brukes særlig om leire.
Hva er sensitiv leire?
Sensitiv leire er leire som mister mye styrke ved omrøring. Den kan ha relativt høy styrke i uomrørt tilstand, men bli betydelig svakere når strukturen brytes ned.
Hvordan beregnes sensitivitet?
Sensitivitet beregnes ofte som forholdet mellom uomrørt og omrørt udrenert skjærfasthet: Sₜ = cᵤ / cᵤ,r.
Hva er lav, middels og høy sensitivitet?
I norsk geoteknisk praksis brukes ofte klassifiseringen lav sensitivitet ved Sₜ < 8, middels sensitivitet ved Sₜ = 8–30 og høy sensitivitet ved Sₜ > 30.
Hvor høy kan sensitivitet være?
I norske grunnforhold kan sensitivitet variere fra omtrent 1 til svært høye verdier. Geotekniker AS har vært borti verdier rundt 1000. Høyere verdier kan forekomme dersom leiren har høy uomrørt skjærfasthet og svært lav omrørt skjærfasthet.
Er sensitiv leire det samme som kvikkleire?
Nei. Kvikkleire er en ekstremt sensitiv leire med svært lav omrørt skjærfasthet. Sensitiv leire er et bredere begrep.
Er marin leire alltid sensitiv?
Nei. Marin leire kan være sensitiv, men det må vurderes gjennom grunnundersøkelser, prøvetaking, laboratorieforsøk og geoteknisk tolkning.
Hvordan undersøkes sensitivitet?
Sensitivitet vurderes ved å sammenligne uomrørt og omrørt skjærfasthet. Dette kan gjøres med laboratorieforsøk som konusforsøk og med feltforsøk som vingebor.
Kan sensitivitet måles med vingebor?
Ja. Vingebor kan brukes til å vurdere sensitivitet ved å sammenligne uforstyrret og omrørt vingeborstyrke i felt. Resultatene må tolkes sammen med øvrige geotekniske data.
Hvorfor er sensitivitet viktig ved kvikkleire?
Sensitivitet er viktig fordi kvikkleire kan miste svært mye styrke når strukturen brytes ned. Dette er sentralt ved vurdering av skredfare og områdestabilitet.
Kan sensitivitet alene avgjøre om en tomt er trygg?
Nei. Sensitivitet er én egenskap. Tomtens sikkerhet må vurderes sammen med terreng, lagdeling, poretrykk, grunnvann, skjærfasthet, tiltak og regelverkskrav.