Kvikksand er en tilstand som kan oppstå i sand og silt når poretrykket blir så høyt at kornskjelettet mister bæreevne. Da bæres lasten i stor grad av porevannet, mens kontakten mellom sand- eller siltkornene blir svært liten.
I dagligtale brukes ordet kvikksand ofte om grunn som virker bløt, farlig eller ustabil. I geoteknikk må man likevel skille mellom sand, silt, leire, fyllmasser, marin leire, kvikkleire og bløt grunn. Ulike masser har ulike mekanismer, risikoer og dokumentasjonskrav.
I norske byggesaker er kvikksand normalt ikke det vanligste grunnforholdsproblemet. Her er det oftere kvikkleire, marin leire, bløt grunn, fyllmasser, grunnvann, setninger, bæreevne eller stabilitet som må vurderes.
Geotekniker AS bistår med vurdering av grunnforhold, fundamentering, støttemur, terrengendring, kvikkleire, områdestabilitet og dokumentasjon av sikker byggegrunn.
Hva er kvikksand?
Kvikksand er ikke bare våt sand. Kvikksand er en poretrykksstyrt tilstand der sand eller silt mister bæreevne fordi effektivspenningen blir svært lav.
I geoteknikk beskrives dette med tre begreper:
- totalspenning
- poretrykk
- effektivspenning
Totalspenningen er vekten av jord og vann over et punkt i grunnen. Poretrykket er vanntrykket i porene mellom jordkornene. Effektivspenningen er den delen av spenningen som faktisk bæres av kontakten mellom kornene.
Det er effektiv spenning som gir sand og silt friksjon, skjærstyrke og bæreevne. Når poretrykk øker, reduseres effektivspenningen. Dersom poretrykket stiger opp mot totalspenningen, kan effektivspenningen bli svært lav eller i praksis gå mot null.
Da bæres lasten i stor grad av porevannet. Kornskjelettet mister kontakt, friksjon og bæreevne. I sand og silt kan dette gi kvikksandforhold, der bakken lokalt kan opptre flytende.
Denne mekanismen er beskrevet i Statens vegvesen N-V220 Geoteknikk i vegbygging, der kvikksandforhold knyttes til situasjoner hvor poretrykket stiger opp mot totalspenningen.
Hvordan oppstår kvikksandforhold?
Kvikksandforhold kan oppstå der sand eller silt påvirkes av poreovertrykk. Med poreovertrykk menes at porevannet står under høyere trykk enn det som tilsvarer en vanlig hydrostatisk grunnvannssituasjon.
Når poretrykket blir høyt nok, overføres mer av lasten fra kornskjelettet til porevannet. Hvis poretrykket nærmer seg totalspenningen, blir effektivspenningen svært lav. Da kan vanntrykket presse sand- eller siltkornene fra hverandre, slik at massen mister bæreevne.
En typisk situasjon er at sand eller silt ligger i en forsenkning eller et avgrenset lag omgitt av fastere masser. Dersom sandlaget mates av et vannførende lag under trykk, ofte nedenfra, kan poretrykket i sanden øke. Da kan bakken lokalt bli flytende.
Kvikksandforhold er derfor særlig knyttet til samspillet mellom:
- sand eller silt
- poreovertrykk
- oppadrettet vannstrøm
- vannførende lag under trykk
- forsenkninger eller avgrensede sandlag
- lav effektivspenning
- liten kornkontakt
- tap av friksjon og bæreevne
Dette kan blant annet være aktuelt ved artesisk trykk, dype utgravinger, vannstrøm inn mot byggegrop, pumping, endrede grunnvannsforhold, erosjon eller utvasking.
Derfor er kvikksand først og fremst et spørsmål om massetype, geometri, poretrykk og vannstrøm. Den kritiske situasjonen oppstår ikke bare fordi sanden er våt, men fordi poretrykket blir så høyt at kornskjelettet mister sin bærende funksjon.
Les mer om grunnvann, artesisk trykk og poretrykk.
Hvor kan kvikksand oppstå?
Kvikksand kan oppstå i sand og silt der poretrykket blir høyt nok til at effektivspenningen blir svært lav. Det er ikke en vanlig situasjon i Norge, men det kan forekomme lokalt der geometri, vanntrykk og massetype virker sammen.
Typiske forutsetninger kan være:
- sand eller silt
- løst lagrede masser
- ensgradert sand med lite finstoff
- vannførende lag under trykk
- poreovertrykk
- oppadrettet vannstrøm
- sandlag i en forsenkning
- sandlag omgitt av fastere masser
- høyt grunnvann eller artesisk trykk
Med ensgradert sand menes sand der kornene har nokså lik størrelse. Slike masser kan være mer sårbare dersom de blir vannmettet og samtidig påvirkes av poreovertrykk eller oppadrettet vannstrøm.
Kvikksand kan derfor være aktuelt i enkelte strandsoner, elveområder, sandavsetninger, siltlag, byggegrop-situasjoner eller områder med vannførende lag under trykk. I norske byggesaker er dette likevel normalt ikke hovedtemaet.
I mange norske prosjekter er det mer relevant å vurdere kvikkleire, marin leire, marin grense, bløt grunn og grunnforhold.
Kvikksand og artesisk trykk
Artesisk trykk kan være relevant for kvikksand fordi vann under trykk kan gi oppadrettet poretrykk i sand- eller siltlag. Dersom et vannførende lag står under trykk og har forbindelse til et sandlag i en forsenkning eller byggegrop, kan vanntrykket redusere effektivspenningen i massene.
I en slik situasjon er det ikke nødvendigvis overflatevannet som er problemet. Problemet kan ligge i poretrykket nedenfra.
Dette er særlig viktig ved graving og byggegrop. En utgraving reduserer overlagringen over bunnen av gropa. Dersom poretrykket under bunnen er høyt, kan effektivspenningen i sand eller silt bli for lav. Da kan det oppstå bunnoppressing, hydraulisk grunnbrudd eller kvikksandlignende forhold.
Ved slike forhold må grunnvann, poretrykk, vannførende lag og mulig oppadrettet vannstrøm vurderes før graving. I noen saker kan det være behov for grunnundersøkelser, poretrykksmålinger eller geoteknisk prosjektering.
Les mer om byggegrop, grunnvannssenkning og setningsskader og geoteknisk prosjektering.
Kan stabil sand bli ustabil?
Ja. Sand som i utgangspunktet virker stabil, kan midlertidig miste bæreevne dersom poretrykket øker og effektivspenningen reduseres.
Dette kan for eksempel skje ved:
- oppadrettet vannstrøm
- vannførende lag under trykk
- dype utgravinger
- vannstrøm inn mot byggegrop
- pumping eller endring av grunnvannsforhold
- anleggsaktivitet
- vibrasjoner
- erosjon eller utvasking
- jordskjelvpåvirkning
Geoteknisk sett er mekanismen den samme: poretrykket øker, effektivspenningen reduseres, og kornskjelettet mister friksjon og bæreevne.
Derfor kan vann, poretrykk og grunnvannsstrømning være avgjørende ved graving, byggegrop, fundamentering og tiltak nær kyst, elv eller bekk.
Les mer om grunnvann, poretrykk, erosjon og fundamentering.
Finnes det kvikksand i Norge?
Ja, kvikksandlignende forhold kan forekomme i Norge, men det er ikke en vanlig situasjon. Fenomenet krever en bestemt kombinasjon av sand eller silt, høyt poretrykk, lav effektivspenning og ugunstige vannforhold.
I Norge er det ofte andre grunnforhold som er mer avgjørende for sikkerhet og dokumentasjon i byggesaker, særlig:
- marin leire
- kvikkleire
- bløt leire
- silt
- torv eller organiske masser
- ukjente fyllmasser
- høy grunnvannstand
- setningsømfintlig grunn
- skråninger, raviner og erosjonsutsatte områder
Mange som søker etter kvikksand i Norge, mener i praksis grunn som virker ustabil, bløt eller farlig. Da er det viktig å avklare hva massene faktisk består av.
Les mer om grunnforhold, bløt grunn og sikker byggegrunn.
Kvikksand er ikke det samme som kvikkleire
Kvikksand og kvikkleire blandes ofte sammen i vanlig språkbruk. Faglig sett er dette to forskjellige fenomener.
Kvikksand kan oppstå i sand eller silt når poretrykket blir så høyt at effektivspenningen blir svært lav. Kvikkleire er leire som kan miste mye styrke ved omrøring.
Forskjellen er viktig, fordi massetypen, mekanismen, risikoen og vurderingsmetoden ikke er den samme.
| Tema | Kvikksand | Kvikkleire |
|---|---|---|
| Massetype | Sand eller silt | Leire |
| Typisk mekanisme | Poretrykket blir så høyt at effektivspenningen blir svært lav | Leirstrukturen bryter sammen ved omrøring |
| Kornkontakt | Kornskjelettet mister friksjon og bæreevne | Leiren mister udrenert skjærstyrke |
| Typisk problem | Lokal bæreevne, poreovertrykk, vannstrøm og graving | Områdestabilitet, skredfare og byggesak |
| Viktig vurdering | Sandlag, siltlag, grunnvann, poretrykk og vannstrøm | Marin leire, sprøbruddmateriale, soner og grunnundersøkelser |
| Relevans i Norge | Kan forekomme lokalt, men er ikke vanlig | Svært viktig i mange områder under marin grense |
Kvikkleire er et særlig viktig tema i Norge fordi store deler av landet tidligere lå under havnivå. I slike områder kan det finnes marine leirer. Noen av disse leirene kan ha utviklet sprøbruddegenskaper eller kvikkleire.
Derfor er det ofte mer relevant å spørre om tomten ligger under marin grense, om det finnes kvikkleirekart eller kvikkleiresoner i nærheten, og om tiltaket kan påvirke områdestabilitet.
Les mer om kvikkleire, sprøbruddmateriale og områdestabilitet.
Hvorfor blander mange kvikksand og kvikkleire?
Ordene ligner, og begge forbindes med grunn som kan miste styrke. Likevel er mekanismen forskjellig.
Når noen sier at grunnen virker som kvikksand, kan de egentlig mene at grunnen er:
- bløt
- vannmettet
- ustabil
- vanskelig å grave i
- setningsømfintlig
- dårlig egnet for fundamentering
- påvirket av grunnvann
- leirig eller siltig
- fylt opp med ukjente masser
I en byggesak er det derfor viktig å bruke riktige fagbegreper. Kommunen, ansvarlig søker, prosjekterende og geotekniker må vite om saken gjelder sand, silt, leire, fyllmasser, kvikkleire, marin leire, grunnvann, erosjon, bæreevne eller stabilitet.
En faglig vurdering kan avklare om saken kan håndteres med en enkel geoteknisk vurdering, eller om det bør utføres grunnundersøkelser.
Les mer om geoteknisk undersøkelse og geoteknisk rapport.
Er kvikksand farlig?
Kvikksand kan være farlig i enkelte lokale situasjoner, særlig der sand eller silt kombineres med høyt poretrykk, vannstrøm og uheldige terrengforhold. Risikoen kan handle om fastsitting, vann, erosjon, elvekanter, strandsoner eller vanskelig redning.
For bygg og anlegg er spørsmålet vanligvis et annet. Da handler det ikke først og fremst om ordet kvikksand, men om grunnen har tilstrekkelig sikkerhet for tiltaket.
I byggesaker vurderes blant annet:
- bæreevne
- setninger
- stabilitet
- grunnvann
- poretrykk
- erosjon
- drenering
- fundamentering
- graveskråninger
- påvirkning på nabogrunn
- behov for grunnundersøkelser
En tomt kan se enkel ut på overflaten, men ha svake lag dypere ned. Motsatt kan en tomt se våt eller bløt ut uten at den nødvendigvis er uegnet for bygging. Det avgjørende er hva grunnen faktisk består av, og hvordan tiltaket påvirker den.
Les mer om setninger i grunnen, erosjon og fundamentering.
Kan man bygge på grunn som virker ustabil?
Det kommer an på grunnforholdene og tiltaket. En liten garasje, en bolig, en støttemur, en fylling og en større byggegrop gir ikke samme belastning på grunnen.
Før man kan si om grunnen er trygg nok, må man normalt vurdere:
- hvilke masser som ligger på tomten
- om det er sand, silt, leire, torv eller fyllmasser
- dybde til faste masser eller berg
- grunnvannstand og dreneringsforhold
- risiko for setninger
- lokal stabilitet
- områdestabilitet
- om tiltaket ligger under marin grense
- om det finnes kvikkleire eller sprøbruddmateriale
- om terrenget heller mot skråning, bekk, elv eller ravine
- om kommunen krever dokumentasjon
Ved usikre grunnforhold kan det være behov for geoteknisk vurdering, prøvegraving, grunnboring, totalsondering, CPTU eller andre undersøkelser. Hvilket nivå som er riktig, avhenger av tiltaket, massene og risikoen.
Les mer om støttemur og geoteknikk, terrengendring, graving på egen tomt og geoteknisk prosjektering.
Når bør grunnforhold undersøkes?
Grunnforhold bør vurderes før bygging eller graving når det er usikkerhet om bæreevne, stabilitet, setninger eller dokumentasjonskrav. Dette gjelder særlig når tomten ligger i et område med leire, marin grense, kvikkleire, fyllmasser, skråning, høy grunnvannstand eller tidligere terrengendringer.
Typiske saker hvor geoteknisk vurdering kan være aktuelt:
- ny bolig
- tilbygg
- garasje
- støttemur
- fylling
- terrengendring
- graving på egen tomt
- graving nær nabobygg
- kjellerutgraving
- VA-grøft
- tiltak nær bekk, elv eller ravine
- tiltak under marin grense
- krav fra kommunen om sikker byggegrunn
- usikkerhet rundt kvikkleire eller områdestabilitet
Dersom kommunen ber om geoteknisk dokumentasjon, bør saken vurderes tidlig. Da kan man avklare om det holder med en vurdering basert på tilgjengelige data, eller om det må utføres grunnundersøkelser.
Les mer om krav fra kommunen, sikker byggegrunn og VA-grøft og grunnforhold.
Geotekniker AS kan vurdere grunnforholdene
Geotekniker AS hjelper private, ansvarlige søkere, arkitekter, entreprenører, utbyggere og kommuner med vurdering av grunnforhold og dokumentasjon i byggesak.
Vi kan blant annet vurdere om saken gjelder:
- bløt grunn
- svak bæreevne
- fyllmasser
- grunnvann
- poretrykk
- artesisk trykk
- setningsfare
- kvikkleire
- marin leire
- områdestabilitet
- fundamentering
- støttemur
- terrengendring
- behov for grunnundersøkelser
I mange saker er målet å finne riktig dokumentasjonsnivå tidlig. Noen saker kan avklares med en geoteknisk vurdering. Andre krever grunnundersøkelser, beregninger eller mer detaljert prosjektering.
Ta kontakt dersom du er usikker på grunnforholdene eller har fått krav fra kommunen.
Kontakt Geotekniker AS for en faglig vurdering av saken.
Ofte stilte spørsmål om kvikksand
Hva er kvikksand?
Kvikksand er en tilstand i sand eller silt der poretrykket blir så høyt at effektivspenningen mellom kornene blir svært lav. Da mister kornskjelettet bæreevne, og massen kan lokalt oppføre seg flytende.
Finnes det kvikksand i Norge?
Ja, kvikksandlignende forhold kan forekomme i Norge, men det er ikke en vanlig situasjon. Fenomenet krever en kombinasjon av sand eller silt, høyt poretrykk, lav effektivspenning og ugunstige vannforhold.
Er kvikksand og kvikkleire det samme?
Nei. Kvikksand gjelder sand eller silt med svært lav effektivspenning. Kvikkleire er leire som kan miste mye styrke ved omrøring. I norske byggesaker er kvikkleire ofte et mer sentralt tema.
Er kvikksand farlig?
Kvikksand kan være farlig lokalt, særlig ved vann, erosjon, elvekanter eller strandsoner. For bygg og anlegg er det viktigste å vurdere bæreevne, setninger, stabilitet, grunnvann og massetype.
Hvor finnes kvikksand?
Kvikksand kan oppstå der sand eller silt påvirkes av høyt poretrykk eller oppadrettet vannstrøm. En typisk situasjon kan være sand i en forsenkning omgitt av fastere masser, der sandlaget mates av vann under trykk nedenfra.
Kan artesisk trykk gi kvikksandforhold?
Ja. Artesisk trykk kan gi oppadrettet poretrykk i sand eller silt. Hvis poretrykket blir høyt nok, kan effektivspenningen bli svært lav, og massen kan lokalt få kvikksandlignende oppførsel.
Kan man bygge på kvikksand?
Det kommer an på grunnforholdene. Før bygging må man vurdere massetype, vannforhold, bæreevne, setninger, stabilitet og fundamentering. I noen saker kan det være behov for grunnundersøkelser.
Hva bør jeg gjøre hvis grunnen virker bløt eller ustabil?
Da bør grunnforholdene vurderes faglig, særlig før bygging, graving, fylling, støttemur eller terrengendring. Det samme gjelder dersom kommunen krever dokumentasjon av sikker byggegrunn.
Oppsummering
Kvikksand er ikke bare våt sand. Kvikksandforhold oppstår når poretrykket i sand eller silt blir så høyt at effektivspenningen blir svært lav.
Når poretrykket nærmer seg totalspenningen, bæres lasten i stor grad av porevannet. Da mister kornskjelettet kontakt, friksjon og bæreevne. Bakken kan lokalt opptre flytende.
En typisk situasjon kan være sand eller silt i en forsenkning, omgitt av fastere masser, som mates av et vannførende lag under trykk nedenfra. Dette er ikke en vanlig situasjon i Norge, men mekanismen er viktig å forstå ved grunnvann, artesisk trykk, dype utgravinger, byggegrop og ustabile sand- eller siltmasser.
I norske byggesaker er det ofte mer relevant å vurdere kvikkleire, marin leire, bløt grunn, fyllmasser, grunnvann, bæreevne, setninger og stabilitet.
Det viktigste er ikke hvilket ord som brukes i dagligtale, men hva grunnen faktisk består av. Ved bygging, graving, støttemur, fylling, terrengendring eller krav fra kommunen bør grunnforholdene vurderes faglig.
Se også Statens vegvesen N-V220 Geoteknikk i vegbygging, artesisk trykk og effektiv spenning.
Kontakt Geotekniker AS dersom du trenger vurdering av grunnforhold, kvikkleire, fundamentering eller dokumentasjon til byggesak.