Hva er permeabilitet?

I geologi og geoteknikk beskriver permeabilitet hvor lett vann eller andre væsker kan strømme gjennom jord, løsmasser eller berg. Sand og grus har vanligvis høy permeabilitet, mens leire og silt har lav permeabilitet.

Når man spør hva permeabilitet betyr i byggesaker, handler det som regel om vann i grunnen. Hvor lett vann kan bevege seg gjennom massene, påvirker drenering, infiltrasjon, grunnvann, poretrykk, erosjon, setninger og stabilitet.

Permeabilitet er derfor et viktig begrep i geoteknikk, overvannshåndtering, grunnvannsvurderinger og saker der man skal bygge på eller nær leire, silt, sand, grus, fyllmasser eller berg.

Permeabilitet definisjon

En enkel definisjon er:

Permeabilitet er et mål på hvor lett vann, luft eller gass kan passere gjennom et materiale.

Store norske leksikon beskriver permeabilitet som gjennomtrengelighet, og i geologi som et uttrykk for hvor lett en bergart gjennomstrømmes av væske eller gass. Permeabiliteten påvirkes blant annet av porøsitet og sprekker. Store norske leksikon Store norske leksikon – geologi

I geoteknikk brukes begrepet særlig om vannstrøm gjennom jord og løsmasser. Da er det ikke nok at materialet har hulrom. Hulrommene må også henge sammen slik at vannet faktisk kan strømme gjennom massene.

Hva betyr permeabilitet i praksis?

I praksis sier permeabilitet noe om hvor raskt vann kan bevege seg gjennom grunnen.

Hvis grunnen har høy permeabilitet, kan vann infiltrere og dreneres relativt lett. Dette kan være gunstig for lokal håndtering av overvann, men kan også gi risiko for utvasking og erosjon dersom vannstrømmen blir konsentrert.

Hvis grunnen har lav permeabilitet, beveger vannet seg sakte. Da kan vann bli stående i terrenget, drenering kan bli vanskeligere, og infiltrasjon kan være lite egnet. I leireområder kan lav permeabilitet også bety at poretrykk og setninger utvikler seg over lang tid.

Permeabilitet i jord

Permeabilitet i jord avhenger særlig av kornstørrelse, kornfordeling, pakning, lagdeling, sprekkedannelse og vanninnhold. Grove masser med store, sammenhengende porer slipper vann lettere gjennom enn finkornige masser med små porer.

Typisk rangering er at grus har svært høy permeabilitet, sand har høy til middels permeabilitet, silt har lavere permeabilitet, og leire har lav permeabilitet. Morene kan variere mye, fordi egenskapene avhenger av hvor mye finstoff massen inneholder og hvor tett den er pakket.

Dette er likevel en forenkling. Sand med mye finstoff kan få lavere permeabilitet, mens leire med sprekker, sandlag eller siltlag kan lede vann raskere lokalt enn man først forventer. Derfor må permeabilitet vurderes sammen med grunnforholdene på stedet.

Typiske permeabilitetsverdier for løsmasser

Permeabilitet angis ofte som et verdiområde, fordi jord sjelden er et helt homogent materiale. I praksis kan lagdeling ha stor betydning. Horisontale lag av sand eller silt kan for eksempel gjøre at den horisontale permeabiliteten er vesentlig større enn den vertikale permeabiliteten.

Statens vegvesen V220 viser typiske permeabilitetsområder for noen vanlige jordarter. Verdiene under er orienterende størrelsesordener, ikke eksakte verdier for en konkret tomt.

Løsmassetype / jordart	Typisk permeabilitet k (cm/s)	Praktisk betydning
Grus	> 1	Svært høy permeabilitet. Vann kan strømme raskt gjennom massene.
Ensgradert sand	1 – 10⁻³	Høy til middels permeabilitet. Ofte gunstig for drenering og infiltrasjon.
Ensgradert silt	10⁻³ – 10⁻⁶	Lavere permeabilitet. Kan gi treg infiltrasjon og vannmetning.
Morene	10⁻⁴ – 10⁻⁷	Varierer mye med finstoffinnhold, pakning og lagdeling.
Leire	10⁻⁶ – 10⁻⁹	Lav permeabilitet. Vann beveger seg svært sakte gjennom massen.

Tabellen viser hvorfor det er stor forskjell på hvordan vann beveger seg i grus, sand, morene og leire. Den viser også hvorfor permeabilitet ikke bør vurderes bare ut fra jordartsnavnet. En morene med mye finstoff kan opptre tett, mens en sandig morene kan lede vann langt lettere.

Typiske permeabilitetsverdier for bergarter

I berg er vannstrøm ofte styrt av både porøsitet og sprekker. En bergart kan ha lav permeabilitet i intakt materiale, men likevel lede vann dersom den er oppsprukket. Tabellen under viser typiske verdier fra Statens vegvesen V220 for noen bergarter.

Bergart	Typisk porøsitet n (%)	Typisk permeabilitet k (cm/s)	Praktisk betydning
Sandstein	4 – 20	10⁻³ – 10⁻⁴	Kan lede vann gjennom porer og sprekker.
Kalkstein	5 – 15	10⁻³ – 10⁻⁴	Kan påvirkes sterkt av sprekker og oppløsningskanaler.
Kvartsitt	0,2 – 0,6	10⁻⁵ – 10⁻⁷	Lav permeabilitet i intakt berg, men sprekker kan styre vannstrøm.
Marmor	2 – 4	10⁻⁴ – 10⁻⁵	Permeabilitet kan variere med struktur og sprekkesystem.
Granitt	1 – 4	10⁻⁴ – 10⁻⁵	Vannstrøm styres ofte mer av sprekker enn av selve bergarten.

For berggrunnssaker er det derfor viktig å vurdere både bergartstype, sprekkemønster, svakhetssoner, terreng og grunnvannsnivå. En tabellverdi alene er sjelden nok til å beskrive faktiske feltforhold.

Hvordan bestemmes permeabilitet?

Permeabilitet kan vurderes på flere måter. I tidlige vurderinger brukes ofte jordart, kornfordeling, lagdeling, kartgrunnlag, observasjoner i felt og erfaringstall. For mer presise vurderinger kan permeabiliteten bestemmes gjennom feltforsøk eller tester i geoteknisk laboratorium.

I et geoteknisk laboratorium kan permeabilitet undersøkes på prøver av jord eller løsmasser. Slike tester kan være aktuelle der vannstrøm, infiltrasjon, drenering, setninger eller poretrykk er viktig for prosjektet.

Laboratorietester må likevel tolkes med faglig forsiktighet. En liten prøve representerer ikke alltid hele tomten. Lagdeling, sprekker, sand- eller siltlinser, prøveforstyrrelse og naturlig variasjon kan gjøre at feltforholdene avviker fra laboratorieresultatet. Derfor bør labdata vurderes sammen med grunnundersøkelser, grunnvannsobservasjoner og geoteknisk tolkning.

Permeabilitet og porøsitet

Porøsitet og permeabilitet henger sammen, men betyr ikke det samme.

Porøsitet beskriver hvor stor del av et materiale som består av hulrom. Permeabilitet beskriver hvor lett vann eller gass kan strømme gjennom disse hulrommene.

Et materiale kan ha høy porøsitet, men lav permeabilitet dersom porene er små eller dårlig forbundet. Leire kan for eksempel inneholde mye vann, men likevel slippe vann svært sakte gjennom. Sand og grus har ofte større og bedre sammenhengende porer, og får derfor høyere permeabilitet.

Denne forskjellen er viktig ved vurdering av infiltrasjon av overvann, drenering, grunnvann og poretrykk.

Lav permeabilitet

Lav permeabilitet betyr at vann strømmer sakte gjennom materialet. Leire, siltig leire og tette morenemasser har ofte lav permeabilitet.

Lav permeabilitet kan gi utfordringer i byggesaker. Vann kan bli stående i terrenget, infiltrasjon kan fungere dårlig, og drenering må ofte planlegges mer nøye. I leire kan lav permeabilitet også føre til at poretrykk bygges opp eller endres sakte.

Dette er særlig viktig ved belastning fra bygg, fyllinger, terrengendringer og graving. Vann som ikke slipper raskt ut av porene, kan påvirke både setninger og stabilitet.

Høy permeabilitet

Høy permeabilitet betyr at vann lett kan strømme gjennom materialet. Sand, grus, pukk og åpne steinfyllinger har ofte høy permeabilitet.

Høy permeabilitet kan være positivt for drenering og infiltrasjon, men det er ikke alltid uproblematisk. Rask vannstrøm gjennom løse masser kan bidra til utvasking, indre erosjon og transport av finstoff. Dette kan være aktuelt rundt rør, kulverter, støttemurer, fyllinger og skråninger.

Ved tiltak nær bekker, elver og flomveier bør permeabilitet vurderes sammen med vannføring, terrengfall og erosjonsfare.

Permeabilitet enhet

Permeabilitet kan beskrives med ulike enheter, avhengig av faglig sammenheng.

I geologi brukes ofte darcy som enhet for permeabilitet. I mer grunnleggende fysisk forstand kan indre permeabilitet også uttrykkes i kvadratmeter.

I geoteknikk og hydrogeologi bruker man ofte hydraulisk ledningsevne, gjerne betegnet k, med enhet meter per sekund. Dette beskriver hvor lett vann strømmer gjennom jord eller berg under en hydraulisk gradient.

I praktiske byggesaker er det ofte hydraulisk ledningsevne man mener når man snakker om permeabilitet i jord.

Permeabilitet i sand

Sand har vanligvis høyere permeabilitet enn silt og leire. Vannet kan strømme gjennom porene mellom sandkornene, særlig dersom sanden er ren og har lite finstoff.

Grov sand slipper vann lettere gjennom enn fin sand. Sand med mye silt eller leire kan få betydelig lavere permeabilitet. Lagdeling kan også styre vannstrømmen, slik at vannet følger bestemte sjikt i grunnen.

Dette er viktig ved vurdering av drenering, infiltrasjon, grunnvann og erosjonsfare.

Permeabilitet i leire og silt

Leire og silt har vanligvis lav permeabilitet. Vannet kan være til stede i store mengder, men beveger seg sakte fordi porene er små og vannet bindes sterkere til partiklene.

Dette påvirker hvordan leire reagerer på belastning. Når en leire belastes, kan vannet i porene bruke lang tid på å presses ut. Det kan føre til setninger over tid.

I bløte eller sensitive leirer kan vann, poretrykk og stabilitet være avgjørende for sikkerheten. Derfor er permeabilitet nært knyttet til vurderinger av stabilitet og kvikkleire.

Permeabilitet i berg

I fast berg er vannstrøm ofte styrt mer av sprekker enn av selve bergarten. En tett bergart kan ha lav permeabilitet i intakt materiale, men likevel lede vann dersom den er oppsprukket.

Sprekker, svakhetssoner, forkastninger og lagdeling kan gi lokale vannveier i berget. Dette er viktig ved tunneler, skjæringer, bergbrønner, byggegroper og vurdering av grunnvann.

I berggrunnssaker må permeabilitet derfor vurderes sammen med sprekkemønster, bergartstype, topografi og grunnvannsnivå.

Permeabilitet i betong

Permeabilitet i betong handler om hvor lett vann eller andre væsker kan trenge inn i betongen. Tett betong har lav permeabilitet, mens porøs, sprukket eller dårlig komprimert betong kan slippe vann lettere gjennom.

Dette er relevant for kjellere, støttemurer, kulverter, konstruksjoner mot terreng og vannutsatte byggverk. I geotekniske vurderinger er betongens permeabilitet vanligvis ikke hovedtemaet, men samspillet mellom betong, drenering, vanntrykk og grunnforhold kan være viktig.

Permeabilitet og grunnvann

Permeabilitet styrer hvor lett grunnvann kan strømme gjennom jord og berg. I grove sand- og grusmasser kan grunnvannet bevege seg relativt lett. I leire kan vannbevegelsen være svært langsom.

Dette har betydning for drenering rundt bygg, senkning av grunnvann, byggegroper, infiltrasjon, setningsutvikling, poretrykk i skråninger og risiko for erosjon eller utvasking.

Ved måling av grunnvannstand og poretrykk er permeabilitet viktig for å forstå hvor raskt grunnvann og poretrykk kan endre seg.

Permeabilitet og overvann

Ved lokal overvannshåndtering er permeabilitet helt sentralt. Dersom grunnen har god infiltrasjonsevne, kan overvann i noen tilfeller håndteres lokalt gjennom infiltrasjon. Dersom grunnen har lav permeabilitet, kan vann bli stående på overflaten eller renne videre som overflatevann.

Leire, silt og tette fyllmasser er ofte lite egnet for infiltrasjon. Sand og grus kan være bedre egnet, men må vurderes sammen med grunnvannsnivå, avstand til bygg, terrengfall, forurensning, frost og risiko for erosjon.

Dette er viktig ved planlegging av overvannstiltak, regnbed, infiltrasjonsgrøfter, fordrøyning og sikre flomveier.

Magnetisk permeabilitet og vakuum

Ordet permeabilitet brukes også i fysikk. Magnetisk permeabilitet beskriver hvordan et materiale påvirkes av magnetiske felt, og vakuumets permeabilitet er en fysisk konstant. Dette er et annet fagområde enn permeabilitet i jord, berg og byggegrunn.

Denne artikkelen handler om permeabilitet i geologi, geoteknikk, jord, berg, betong og vannstrøm i grunnen.

Hvorfor permeabilitet er viktig i byggesaker

Permeabilitet kan ha stor betydning for hvordan en tomt bør bygges ut. Den påvirker hvordan vann beveger seg i grunnen, hvor effektiv drenering kan bli, om infiltrasjon er egnet, og hvordan poretrykk kan utvikle seg.

Permeabilitet bør vurderes særlig ved:

• bygging på leire, silt eller fyllmasser
• tiltak nær bekk, elv eller flomvei
• infiltrasjon av overvann
• kjeller eller konstruksjoner under terreng
• byggegroper og grunnvannssenkning
• erosjon eller utvasking
• støttemurer, fyllinger og skråninger
• mistanke om setningsfare eller stabilitetsproblemer

I slike saker kan en geoteknisk vurdering avklare hvordan vann og grunnforhold bør håndteres.

Hva kan Geotekniker AS bidra med?

Geotekniker AS vurderer grunnforhold, vann i grunnen, drenering, overvann, erosjon og stabilitet i byggesaker og plansaker. Vi kan bistå med befaring, vurdering av kartgrunnlag, grunnforhold, behov for undersøkelser og dokumentasjon til kommune eller prosjekterende.

Dersom du skal bygge på leire, silt, sand, grus, fyllmasser eller nær vassdrag, kan en tidlig vurdering bidra til å avklare risiko før tiltaket prosjekteres.

Ofte stilte spørsmål

Hva betyr permeabilitet?

Permeabilitet betyr gjennomtrengelighet. I geoteknikk beskriver det hvor lett vann kan strømme gjennom jord, løsmasser eller berg.

Hva er permeabilitet i jord?

Permeabilitet i jord er jordas evne til å slippe vann gjennom porer og hulrom. Sand og grus har vanligvis høy permeabilitet, mens leire og silt vanligvis har lav permeabilitet.

Hva er forskjellen på permeabilitet og porøsitet?

Porøsitet beskriver hvor mye hulrom et materiale har. Permeabilitet beskriver hvor lett vann eller gass kan strømme gjennom hulrommene. Et materiale kan ha høy porøsitet, men lav permeabilitet dersom porene ikke henger godt sammen.

Hva betyr lav permeabilitet?

Lav permeabilitet betyr at vann strømmer sakte gjennom materialet. Leire er et typisk eksempel på jord med lav permeabilitet.

Hva er permeabilitet enhet?

I geologi kan permeabilitet måles i darcy eller uttrykkes som indre permeabilitet i kvadratmeter. I geoteknikk brukes ofte hydraulisk ledningsevne med enhet meter per sekund når man beskriver vannstrøm gjennom jord.

Kan permeabilitet bestemmes i geoteknisk laboratorium?

Ja. Permeabilitet kan undersøkes i geoteknisk laboratorium på jordprøver. Resultatene må tolkes sammen med feltforhold, lagdeling, grunnvann og øvrige grunnundersøkelser.

Har sand høy permeabilitet?

Ja, ren sand har ofte relativt høy permeabilitet. Fin sand eller sand med mye silt og leire kan derimot ha lavere permeabilitet.

Eksterne fagkilder: Store norske leksikon, Statens vegvesen V220