Bygge molo – grunnforhold, stabilitet og geoteknisk vurdering

Konstruksjonen er enkel, men den står på en sjøbunn ingen kan se, ofte på bløte marine avsetninger, og den belastes av bølger, strøm og tidevann hver dag. Derfor er grunnforhold og stabilitet det første som må avklares når du skal bygge molo – før valg av molotype, før søknad og lenge før første steinlass. Her får du en oversikt over hva en molo er, hvilke typer som brukes i Norge, hva som må vurderes geoteknisk, hvordan molo bygges på leire, hvilke tillatelser som kreves og hva som driver kostnadene.

Hva er en molo?

En molo er et byggverk i sjøen, vanligvis en fylling av sprengt stein, som skal ta imot og dempe bølgene slik at vannet innenfor blir roligere. Ordet kommer fra italiensk molo og brukes på norsk om både den store steinmoloen i en fiskerihavn og den lille steinfyllingen som skjermer en småbåthavn. På engelsk heter det breakwater: moloen bryter bølgene.

Kystverkets Molohåndboka beskriver moloen i prinsippet som en fylling av tungt materiale som legges ut i sjøen. Begrepet omfatter også ensidige moloer, altså fyllinger fra land og ut i sjøen som samtidig er vegfylling eller industriområde. Det er derfor en glidende overgang mellom molo og utfylling i sjø: En molo er en utfylling som er formet og plastret for å motstå bølger, mens en vanlig sjøfylling skal gi nytt landareal.

Molo må ikke forveksles med brygge eller kai. Brygge og kai er fortøynings- og lasteanlegg som du legger til ved, bygget på peler, på fylling eller som flytende element. Moloen er bølgeskjermen utenfor. Ofte hører de sammen: moloen skaper rolig vann, og kaia ligger innenfor.

Typer moloer – stein, skulder, vertikal og flytende

Den vanligste molotypen i Norge er den plastrede steinmoloen. Den består av en kjerne av samfengt sprengstein, et filterlag som hindrer at kjernen vaskes ut, og et dekklag av store blokker som er lagt systematisk for å låse hverandre mot bølgekreftene. Mot sjøbunnen ligger en tå og en erosjonsbeskyttelse som skal hindre at molofoten graves ut, og toppen avsluttes med en krone.

Skuldermoloen har en bred «skulder» av store blokker mot sjøsiden som absorberer bølgeenergien gradvis, og brukes der bølgebelastningen er stor. Vertikalmoloer av murt naturstein eller betongkasser er aktuelle på store dyp, der en steinmolo ville krevd svært store volumer. Flytemoloer er tunge betongelementer forankret til bunnen som demper korte vindbølger i lukkede fjorder og havnebasseng, men har liten effekt på lang dønning.

For en privat tiltakshaver, en båtforening eller en mindre havn er det nesten alltid steinmoloen som er aktuell. Resten av artikkelen handler derfor om moloer av sprengstein.

Bygge molo – hva må vurderes før du starter?

Molohåndboka beskriver et moloprosjekt som en kjede av avklaringer: behov, plassering, forundersøkelser, tillatelser, dimensjonering, utførelse og drift. For den som skal bygge molo kan dette samles i fire spørsmål.

Det første er hva moloen skal beskytte mot. Bølgehøyde, bølgeperiode, innfallsretning, strøm og is bestemmer hvor stor moloen må være og hvilke blokkstørrelser som trengs i dekklaget. Dimensjonerende vannstand må inkludere stormflo og framtidig havnivåstigning. Dette er kystteknisk prosjektering som normalt gjøres av spesialister på bølger og havn.

Det andre er hva moloen skal stå på. Dybde, sjøbunnstopografi og løsmassenes beskaffenhet avgjør både fyllingsvolum, stabilitet og setninger. Det er her geoteknikken kommer inn, og det er dette artikkelen går dypest inn i.

Det tredje er hvor steinen skal komme fra. En molo krever store steinmengder, og bare en mindre andel av det som sprenges ut i et steinbrudd gir blokker som er store nok til dekklag. Tilgang til egnet stein i nærheten avgjør ofte om prosjektet er økonomisk.

Det fjerde er hvem som skal gi tillatelse. Molobygging er et tiltak i sjø som krever tillatelse fra flere myndigheter, se avsnittet om regler nedenfor.

Skal du bygge eller forsterke en molo? Geotekniker AS kan vurdere grunnforhold, stabilitet og behov for grunnundersøkelser før prosjektet går videre til detaljprosjektering og utførelse – se geoteknisk vurdering og rapport.

Grunnforhold og stabilitet ved molobygging

Stabiliteten til en molo avhenger av sjøbunnstopografien og løsmassene der den skal ligge. En steinmolo er tung, og tverrsnittet vokser raskt med dybden. Hvis sjøbunnen består av bløt leire eller silt, kan lasten utløse et grunnbrudd der moloen og massene under glir ut langs en glideflate gjennom sjøbunnen. Bruddet kan også skje i selve fyllingen eller som utglidning av dekklaget.

Molohåndboka beskriver stabilitetsvurderingen som to analyser som begge skal tilfredsstilles: en korttidsanalyse (totalspenning), som er avgjørende for fylling på tette masser som leire, og en langtidsanalyse (effektivspenning), som er avgjørende for friksjonsmasser som sand og grus. Sikkerhetskravene hentes fra gjeldende utgave av Eurokode 7 med nasjonalt tillegg. Hvordan slike analyser gjøres i praksis er beskrevet i artikkelen om stabilitetsberegning.

Vannstanden spiller en egen rolle for moloer. Stabiliteten er ofte lavest ved lavvann, fordi det ytre vanntrykket som holder igjen fyllingen da er minst, samtidig som poretrykket i tette sjøbunnsmasser henger etter tidevannet. Hvor mye dette betyr avhenger av tidevannsforskjellen på stedet og av hvor tette massene er, og må vurderes i hvert prosjekt. I moloprosjekter må dessuten vannstander, sjøbunnsdata og prosjekterte høyder knyttes til tydelig angitte referansenivåer: sjøkartnull, LAT og NN2000 brukes til ulike formål, og nødvendige omregninger må avklares for prosjektområdet, se artikkelen om middelvannstand.

Stabiliteten for selve moloen kalles lokalstabilitet, men den er ikke alltid nok. Der bløte lag strekker seg fra sjøbunnen og inn under land, må også områdestabiliteten vurderes, særlig i løsmasser med sprøbruddegenskaper eller kvikkleire. En molofylling kan da utløse et initialskred som utvikler seg bakover inn på land, og NVEs kvikkleireveileder (veileder 1/2019) gjelder på samme måte som for andre tiltak i kvikkleiresoner. I tillegg kan løst lagret sand og silt på sjøbunnen gå i såkalt flyteskred når massene belastes raskt. Dette er en egen bruddmekanisme som ikke fanges opp av prosedyren for kvikkleire, og som NVE særskilt peker på ved utfylling i sjø. Alle tre – lokalstabilitet, områdestabilitet og flyteskred – må vurderes både i anleggsfasen og for ferdig molo.

Bygge molo på leire og bløte masser

Langs store deler av norskekysten består sjøbunnen i fjorder og viker av marin leire og silt, ofte med lav styrke i de øverste meterne. Å bygge molo på leire er derfor en vanlig, men krevende situasjon.

Når sprengstein fylles ut over leire, bæres lasten først av porevannet i leira. Styrken øker etter hvert som vannet dreneres ut og leira konsolideres, men det tar tid. Stabiliteten er altså lavest de første ukene og månedene etter utfylling, og det er i denne fasen de fleste utglidninger skjer. Moloen er gjerne både høyere og tyngre enn en vanlig landfylling, og legges ofte lenger ut på større dyp, så problemet er større enn for mange andre sjøfyllinger.

Molohåndboka beskriver flere stabiliserende tiltak som kan være nødvendige på bløt grunn. Motfylling er en lavere fylling utenfor molofoten som forlenger de kritiske glideflatene og øker sikkerheten. Mudring innebærer at de bløteste massene fjernes under hele eller deler av moloen før det fylles tilbake med sprengstein. Faset utfylling betyr at moloen bygges opp i flere trinn med pauser imellom, slik at leira rekker å konsolidere før neste lag legges på, om nødvendig med første fase lagt ut fra lekter. Hvilket tiltak som velges, og hvor mye som trengs, avhenger av leiras styrke og tykkelse, dybden og moloens geometri, og kan ikke anslås uten grunnundersøkelser. I kvikkleireområder må også anleggsfasen planlegges slik at ingen mellomtilstand under utfyllingen får lavere sikkerhet enn kravet.

På fastere grunn som sand, grus eller morene er bæreevnen ofte god, men det må likevel sonderes, fordi et fast topplag kan skjule bløte lag lenger ned og løs sand kan være utsatt for både flyteskred og erosjon rundt molofoten. Skal moloen stå direkte på glatt svaberg, er utfordringen en annen: molofoten må sikres mot å gli, for eksempel ved å sprenge en fortanning i fjellet.

Setninger og erosjon av molofoten

En molo bygget på løsmasser vil sette seg. Molohåndboka deler setningene i tre: setninger i den opprinnelige sjøbunnen på grunn av lasten fra fyllingen, egensetninger i selve molofyllingen etter hvert som steinen pakker seg, og nedtrengning av fyllmasser der stein presses ned i bløte sedimenter. På leire blir setningene størst og pågår lengst; på sand er de mindre og går raskere. Mekanismene er de samme som for setninger i grunnen på land, men for en molo må kronehøyden holde seg over dimensjonerende vannstand i hele levetiden, så setningene må beregnes og tas hensyn til ved bygging.

Erosjon av molofoten er den andre skadetypen som rammer geoteknikken direkte. Når bølger og strøm presses rundt de store blokkene nederst, øker vannhastigheten lokalt og sand vaskes bort under dem. Blokkene siger ned, og undergravingen kan forplante seg oppover i plastringen. Løsningen er en erosjonssikring av mindre stein foran molofoten, dimensjonert for strøm- og bølgeforholdene på stedet, eventuelt kombinert med en underfylling som gir en reserve av stein som kan sige ned uten at bruddet forplanter seg.

Grunnundersøkelser og geoteknisk dokumentasjon for molo

Molohåndboka setter opp en klar rekkefølge: først kartlegges sjøbunnstopografien, deretter løsmassenes beskaffenhet og tykkelse. Der det er mye fjell i dagen kan kartleggingen gjøres med dykker eller ROV, men normalt gjøres den med en geoteknisk grunnundersøkelse fra flåte eller lekter.

Undersøkelsene gjøres typisk som totalsonderinger i profiler på tvers av moloen, med flere boringer i hvert profil, slik at bløte lag og fjelloverflaten kan tegnes opp i snitt. Ut fra sonderingene bestemmes behovet for prøvetaking, trykksondering (CPTU) og poretrykksmålere, og prøvene analyseres i laboratorium for de parametrene stabilitets- og setningsberegningene trenger. Omfanget avhenger av moloens størrelse, dybden og hvor bløte massene er; det som er riktig for en fiskerihavn er overdimensjonert for en liten småbåtmolo, og omvendt.

Grunnundersøkelsene har også en miljøside. Der moloen skal ligge på sjøbunn som kan være forurenset, kreves miljøtekniske undersøkelser etter Miljødirektoratets håndteringsveileder M-350, og sedimentprøvene kan tas samtidig med de geotekniske boringene. I tillegg skal det gjøres en geologisk vurdering av steinbruddet som skal levere stein, fordi bergart og oppsprekking avgjør hvor stor andel av uttaket som blir brukbare dekkblokker.

Regler og tillatelser for bygging av molo

En molo er et tiltak i sjø som krever tillatelse etter flere lover. Kommunen gir tillatelse etter plan- og bygningsloven, og en molo av noen størrelse vil vanligvis kreve reguleringsplan med planbeskrivelse og ROS-analyse. Etter havne- og farvannsloven er myndigheten delt mellom Kystverket og kommunen, avhengig av hvor tiltaket ligger og hvordan det påvirker sikkerhet og ferdsel i farvannet. Etter forurensningsloven krever utfylling i sjø som hovedregel tillatelse fra Statsforvalteren – også med rene masser, og alltid der sjøbunnen er forurenset eller det skal mudres og dumpes. I søknaden bør det også redegjøres for hvordan plast fra sprengsteinen skal håndteres.

Ut over dette kan kulturminnemyndigheten og Sametinget måtte uttale seg, naturmangfoldloven skal vurderes, og dersom det skal åpnes eget steinbrudd kreves driftskonsesjon fra Direktoratet for mineralforvaltning. Grunneierforholdet må avklares, fordi moloen blir del av den grunneiendommen den fylles ut fra.

Tillatelsesløpet, grunneiers rettigheter og hensynet til flomveier og bekkeutløp er det samme som for annen utfylling i sjø, og er beskrevet grundigere der. Hvor mye geoteknisk dokumentasjon myndighetene krever, avhenger av tiltakets størrelse og grunnforholdene. For en molo på bløt sjøbunn eller i et kvikkleireområde vil dokumentasjon av stabilitet normalt være en forutsetning for tillatelse, og den bør foreligge før søknadene sendes.

Hva koster det å bygge molo?

Prisen på en molo lar seg ikke anslå per meter uten å kjenne stedet, fordi de viktigste kostnadsdriverne er stedlige. Den største er dybden: Jo dypere vann, desto større tverrsnitt og desto mer stein per meter molo, og volumet øker langt raskere enn dybden. Deretter kommer bølgeeksponeringen, som bestemmer hvor store dekkblokker som trengs og dermed hvor stor andel av steinbruddet som kan brukes, og avstanden til egnet stein, som bestemmer transport med lekter eller bil.

Grunnforholdene er den tredje store posten, og den som oftest kommer som en overraskelse. Mudring av bløte masser, motfylling, faset utfylling med ventetid, og større fyllingsvolum fordi stein synker ned i sjøbunnen, kan hver for seg endre regnestykket vesentlig. I tillegg kommer forundersøkelser, prosjektering, søknader og eventuelle avbøtende miljøtiltak.

Et kostnadsoverslag for molo bør derfor settes opp i to trinn: først en grov vurdering av volum og steintilgang ut fra sjøkart og befaring, deretter et oppdatert overslag når grunnundersøkelsene foreligger. Geoteknisk rådgivning er en liten del av totalkostnaden, men den delen som avgjør om resten av overslaget holder.

Forsterkning, utbedring og vedlikehold av eksisterende molo

Mange moloer langs kysten er gamle, og en del eldre moloer er bygget uten dimensjonering. Molohåndboka anbefaler jevnlig inspeksjon og en mer omfattende tilstandskontroll etter større skader, etter reparasjoner og ellers med faste mellomrom. Kontrollen omfatter blant annet utglidning i blokklaget, synlige setninger og endringer i helning, utvasking av filterlag, undergraving av blokklag under vann og endringer i dybdeforhold rundt moloen.

Det er viktig å skille mellom vedlikehold og større tiltak. Påfyll av dekkblokker og erosjonssikring for å erstatte tap er vedlikehold som moloen bør være forberedt for. Forlengelse, heving eller ombygging av molohodet er derimot standardheving, som Molohåndboka sier skal planlegges og behandles som nyanlegg, med tillatelser og dokumentasjon av grunnforhold og stabilitet. En forlengelse kan dessuten gi økt belastning på den gamle delen, slik at den eksisterende moloen må kontrolleres og eventuelt forsterkes. For verneverdige anlegg, som mange av de eldre murte moloene er, skal tiltak planlegges i samsvar med det eksisterende anlegget.

Geoteknisk vurdering av molo – hva Geotekniker AS bidrar med

Geotekniker AS bistår tiltakshavere, båtforeninger, havner, kommuner og entreprenører med den geotekniske delen av moloprosjekter: vurdering av grunnforhold ut fra eksisterende data og befaring, planlegging og tolkning av grunnundersøkelser i sjø, stabilitets- og setningsberegninger, vurdering av stabiliserende tiltak og fyllingsprosedyre, og geoteknisk dokumentasjon til reguleringsplan, byggesak og søknader til Kystverket og Statsforvalteren. Vi har sentral godkjenning for geoteknisk prosjektering og uavhengig kontroll i tiltaksklasse 3.

Bølgeberegninger, dimensjonering av dekklag og havneplanlegging utføres av spesialister på kystteknikk, og vi samarbeider med slike miljøer når prosjektet krever det. Trenger du en geoteknisk vurdering før bygging, forsterkning eller forlengelse av molo? Ta kontakt, så avklarer vi hvilke undersøkelser og beregninger prosjektet ditt trenger.

Ofte stilte spørsmål om molo

Hva er en molo?

En molo er en fylling av stein eller annet tungt materiale som legges ut i sjøen for å dempe bølger og gi rolig vann i en havn eller et båtanlegg. De fleste moloer i Norge er plastrede steinmoloer med kjerne, filterlag og dekklag av store blokker.

Hva er forskjellen på molo, brygge og kai?

Moloen er bølgeskjermen som skaper rolig vann. Brygge og kai er anleggene du fortøyer og laster ved, og de ligger normalt innenfor moloen.

Kan jeg bygge molo selv, og hvem gir tillatelse?

Ikke uten tillatelse. Molo er søknadspliktig etter plan- og bygningsloven (kommunen), krever tillatelse etter havne- og farvannsloven (Kystverket eller kommunen, avhengig av plassering) og som hovedregel tillatelse etter forurensningsloven (Statsforvalteren). Grunneiers rett til å fylle ut er begrenset.

Kan man bygge molo på leire?

Ja, men det krever grunnundersøkelser og stabilitetsberegninger. Leire har lav styrke rett etter utfylling, og det kan være nødvendig med motfylling, mudring eller faset utfylling for å få tilstrekkelig sikkerhet. Ligger det kvikkleire eller sprøbruddmateriale i området, skal også områdestabiliteten vurderes etter NVEs kvikkleireveileder.

Hvilke grunnundersøkelser trengs før bygging av molo?

Kartlegging av sjøbunnen og sonderinger i profiler på tvers av moloen, supplert med prøvetaking, CPTU og poretrykksmålere der massene er bløte. Omfanget tilpasses moloens størrelse og grunnforholdene. Ved mulig forurenset sjøbunn kreves også sedimentprøver etter M-350.

Hva koster det å bygge molo?

Kostnaden styres av dybde, bølgeeksponering, tilgang på stein og grunnforhold. Bløt sjøbunn kan kreve mudring eller motfylling og øker både volum og byggetid. Et pålitelig kostnadsoverslag forutsetter at grunnundersøkelsene er gjort.

Trenger jeg søknad for å forsterke eller forlenge en molo?

Vanlig vedlikehold som påfyll av dekkblokker er normalt ikke søknadspliktig, men forlengelse, heving og ombygging behandles som nyanlegg og krever tillatelser og dokumentasjon av grunnforhold og stabilitet, også for den eksisterende moloen som får økt belastning.

Faglige referanser

• Kystverket (2018): Molohåndboka. Veiledning for planlegging, prosjektering og bygging av moloer. Kapittel 5.6 (geoteknikk), 7.6 (geoteknisk stabilitet) og 12 (drift, vedlikehold og reparasjoner).
• NVE: Sikkerhet mot kvikkleireskred, veileder nr. 1/2019 (gjeldende utgave), og NVEs veiledning om utfylling i sjø og flyteskred.
• Miljødirektoratet: Håndtering av sedimenter, veileder M-350, og Miljødirektoratets veiledning om tillatelse til utfylling i sjø.
• NS-EN 1997-1 Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering, del 1: Allmenne regler, med gjeldende nasjonalt tillegg.