Ødometerforsøk viser hvordan leire og andre kompressible jordarter presses sammen når de belastes. Forsøket brukes særlig for å vurdere setninger, konsolidering og kompresjonsegenskaper i jord.
Ved bygging på leire, bløt grunn eller setningsømfintlige masser kan det være viktig å vite hvor mye grunnen vil deformeres når den belastes av et bygg, en fylling, en støttemur eller en annen konstruksjon. Ødometerforsøk gir laboratoriedata som kan brukes til å vurdere slike setninger.
Ødometerforsøk er mest relevant som en del av geotekniske laboratorieundersøkelser og grunnundersøkelser der setninger i leire eller bløt grunn er en aktuell problemstilling.
Hva er et ødometerforsøk?
Et ødometerforsøk er et laboratorieforsøk der en jordprøve belastes vertikalt mens sideveis deformasjon hindres. Prøven ligger i en stiv ring, slik at jorden i hovedsak bare kan presses sammen i vertikal retning.
Forsøket brukes til å undersøke hvordan jord deformeres når belastningen øker. Dette er særlig aktuelt for leire, siltig leire og andre finkornige jordarter der setninger kan utvikle seg over tid.
Ødometerforsøk brukes blant annet til å vurdere:
- kompresjon i leire
- setningsegenskaper
- konsolidering
- vertikal stivhet
- forkonsolideringstrykk
- overkonsolideringsgrad
- deformasjon ved økt effektivspenning
Forsøket gir ikke alene et komplett bilde av alle geotekniske forhold, men det gir viktig informasjon om hvordan en jordprøve oppfører seg når den belastes i én retning.
Hvorfor brukes ødometerforsøk?
Setninger er en vanlig problemstilling ved bygging på bløt eller kompressibel grunn. Dersom grunnen presses sammen etter at et bygg, en fylling eller en konstruksjon er etablert, kan det oppstå skjevheter, riss, nivåforskjeller eller skader.
Ødometerforsøk brukes for å vurdere hvor mye en jordprøve kan presses sammen under ulike belastninger. Resultatene kan bidra til å forstå om et jordlag er relativt stivt, mykt, normalkonsolidert eller tidligere belastet.
Forsøket er særlig relevant ved:
- leire
- bløt grunn
- marine avsetninger
- siltig leire
- setningsømfintlige jordlag
- fyllinger på bløt grunn
- vurdering av setningsskader
Ødometerforsøk er spesielt nyttig når spørsmålet ikke bare er om grunnen tåler en last, men også hvor mye grunnen kan deformeres over tid.
Hvordan utføres et ødometerforsøk?
Ved et ødometerforsøk tas det normalt ut en uforstyrret jordprøve, ofte fra en sylinderprøve. Prøven plasseres i en ødometercelle og belastes trinnvis.
Prinsippet er:
- Jordprøven plasseres i en stiv ring.
- Prøven belastes vertikalt.
- Sideveis deformasjon hindres.
- Vertikal deformasjon måles over tid.
- Belastningen økes trinnvis.
- Resultatene brukes til å tolke kompresjon og konsolidering.
Hvert lasttrinn holdes vanligvis over en viss tid, slik at man kan se hvordan deformasjonen utvikler seg. Deretter økes belastningen, og ny deformasjon registreres.
Selv om forsøksprinsippet er enkelt, krever tolkningen geoteknisk forståelse. Prøvekvalitet, jordart, spenningsnivå, dreneringsforhold og belastningshistorie har stor betydning for resultatene.
Hva viser et ødometerforsøk?
Et ødometerforsøk viser sammenhengen mellom belastning og vertikal deformasjon i jordprøven. Resultatene kan brukes til å vurdere hvor kompressibel jorden er, og hvordan den reagerer når effektivspenningen øker.
Typiske resultater fra ødometerforsøk kan være:
- ødometerstivhet
- kompresjonsmodul
- konsolideringskoeffisient
- forkonsolideringstrykk
- overkonsolideringsgrad
- spennings-/tøyningsforhold
- setningsegenskaper ved ulike spenningsnivåer
Forenklet sagt viser forsøket hvor “myk” eller “stiv” jorden er ved vertikal belastning.
En bløt leire med høy kompressibilitet kan få store setninger ved relativt små lastøkninger. En fastere eller tidligere belastet leire kan tåle mer før store deformasjoner utvikles.
Typisk ødometer resultat fra Oslo leire er vist i figuren under.
Ødometerforsøk og setningsberegninger
Hovedbruken av ødometerforsøk er ofte vurdering av setninger. Når et bygg, en fylling eller annen last påføres grunnen, øker spenningene i jordlagene. Dersom jordlagene er kompressible, vil de presses sammen.
Setninger kan være:
- små eller store
- jevne eller ujevne
- umiddelbare eller tidsavhengige
- akseptable eller skadelige
For bygg og konstruksjoner er ujevne setninger ofte mest kritisk. Dersom én del av et bygg setter seg mer enn en annen, kan det oppstå riss, skjevheter og konstruktive problemer.
Ødometerdata kan brukes sammen med informasjon fra geoteknisk undersøkelse og grunnundersøkelser for å vurdere forventede setninger under planlagt belastning.
Konsolidering – hvorfor setninger kan ta tid
I leire skjer setninger ofte over tid. Når leire belastes, øker først poretrykket i vannet mellom jordpartiklene. Etter hvert drenerer vannet ut, og jordskjelettet tar mer av belastningen. Denne prosessen kalles konsolidering.
Dette betyr at setninger ikke alltid oppstår umiddelbart etter bygging. De kan utvikle seg over måneder eller år, avhengig av leirens egenskaper, dreneringsforhold og belastning.
Dette er viktig ved blant annet:
- bygging på bløt leire
- oppfylling av terreng
- større laster på kompressibel grunn
- veifyllinger
- bygging nær eksisterende konstruksjoner
- vurdering av setningsrisiko
Ødometerforsøk kan bidra til å vurdere både størrelsen på setningene og hvor raskt konsolideringen kan skje.
Forkonsolidering og belastningshistorie
Et viktig begrep ved ødometerforsøk er forkonsolidering. Forkonsolidering handler om hvilken belastning jorden tidligere har vært utsatt for.
Dersom leiren tidligere har vært belastet mer enn den er i dag, kan den være overkonsolidert. Da kan den ofte tåle en viss lastøkning før store setninger utvikles.
Dersom ny belastning overstiger tidligere maksimal belastning, kan setningene øke betydelig.
Dette er viktig fordi to leirer som ser like ut, kan oppføre seg forskjellig dersom belastningshistorikken er ulik. Ødometerforsøk kan derfor være nyttig når setninger kan bli styrende for fundamentering, fylling eller andre tiltak.
Normalkonsolidert og overkonsolidert leire
Ødometerforsøk brukes ofte til å skille mellom normalkonsolidert og overkonsolidert leire.
En normalkonsolidert leire har normalt ikke vært utsatt for større effektiv belastning enn den har i dag. Slike leirer kan være mer utsatt for setninger når ny belastning påføres.
En overkonsolidert leire har tidligere vært belastet mer enn dagens spenningsnivå. Det kan for eksempel skyldes tidligere terrengnivå, islast, erosjon eller andre geologiske prosesser. Overkonsolidert leire kan ofte være stivere innenfor tidligere belastningsnivå, men kan få økte deformasjoner dersom ny belastning overstiger forkonsolideringstrykket.
Dette er en viktig grunn til at ødometerforsøk ikke bare handler om å måle “stivhet”. Forsøket gir også informasjon om jordens belastningshistorie.
Når er ødometerforsøk aktuelt?
Ødometerforsøk er særlig aktuelt når setninger kan være en viktig problemstilling i prosjektet.
Det kan være relevant ved:
- bygging på bløt leire
- større tilbygg eller nybygg
- oppfylling av terreng
- fundamentering på kompressible masser
- setningsskader på eksisterende bygg
- vurdering av deformasjoner i grunnen
- dokumentasjon av setningsegenskaper
- behov for laboratoriedata fra leire
Ved enkle småtiltak er ødometerforsøk normalt ikke nødvendig. Men ved usikker grunn, større laster, setningsfare eller krav til dokumentasjon kan forsøket være en aktuell del av en geoteknisk undersøkelse.
Når er ødometerforsøk vanligvis ikke nødvendig?
Ødometerforsøk er ikke nødvendig i alle saker. Dersom tiltaket er lite, grunnforholdene er enkle, og det ikke er tegn til setningsømfintlige masser, vil andre vurderinger ofte være tilstrekkelige.
Forsøket er vanligvis mindre aktuelt ved:
- små tiltak på fast og kjent grunn
- konstruksjoner med svært lav last
- grunnforhold der setninger ikke er styrende
- grove, drenerende masser der kompresjon i leire ikke er problemstillingen
- saker der tilgjengelig dokumentasjon allerede gir tilstrekkelig grunnlag
Det avgjørende er ikke om ødometerforsøk “alltid” bør tas, men om setninger i kompressible masser er relevante for tiltaket.
Ødometerforsøk er ikke alene nok
Et ødometerforsøk gir verdifull informasjon, men forsøket må alltid tolkes sammen med resten av grunnforholdene.
For å bruke resultatene riktig trenger man ofte informasjon om:
- lagdeling
- dybde til faste masser eller berg
- grunnvann
- prøvekvalitet
- jordart
- belastning fra planlagt tiltak
- terrengforhold
- tidligere fyllinger eller inngrep
- nærliggende konstruksjoner
Derfor brukes ødometerforsøk vanligvis sammen med feltundersøkelser, laboratorieundersøkelser og geoteknisk vurdering.
I mer krevende saker kan ødometerforsøk også suppleres med andre laboratorieforsøk, for eksempel treaksialforsøk, dersom styrke- og deformasjonsegenskaper må vurderes mer detaljert.
Prøvekvalitet har stor betydning
Et ødometerforsøk er bare så godt som prøven som testes. Dersom jordprøven er forstyrret under prøvetaking, transport, lagring eller preparering, kan resultatene bli mindre representative.
Dette er særlig viktig for bløt og sensitiv leire. Slike materialer kan være følsomme for forstyrrelse, og små endringer i prøvens struktur kan påvirke målt kompressibilitet og forkonsolideringstrykk.
Derfor bør resultater fra ødometerforsøk vurderes sammen med:
- metode for prøvetaking
- prøvedybde
- prøvekvalitet
- vanninnhold
- jordart
- feltdata
- øvrige laboratorieresultater
Et ødometerforsøk gir altså ikke bare et tall. Det gir et resultat som må tolkes i lys av både prøven, stedet og tiltaket som planlegges.
Ødometerforsøk og geoteknisk rapport
Resultater fra ødometerforsøk kan inngå i en geoteknisk rapport. Rapporten kan bruke resultatene til å vurdere setninger, konsolidering, fundamentering og behov for tiltak.
I en byggesak kan dette være relevant dersom kommunen, ansvarlig prosjekterende eller tiltakshaver trenger dokumentasjon på at grunnforholdene er vurdert tilstrekkelig.
Ødometerforsøk kan være spesielt nyttig når spørsmålet ikke bare er hva grunnen består av, men hvordan grunnen vil oppføre seg når den belastes.
Hvordan Geotekniker AS kan bistå
Geotekniker AS kan bistå med vurdering av grunnforhold, setningsrisiko og behov for grunnundersøkelser eller laboratorieforsøk.
Vi kan blant annet hjelpe med:
- vurdering av om ødometerforsøk er nødvendig
- vurdering av setningsrisiko
- vurdering av leire og bløt grunn
- vurdering av behov for laboratorieundersøkelser
- geoteknisk rapport eller vurdering til byggesak
- vurdering av behov for videre grunnundersøkelser
I saker der resultatene skal brukes videre i prosjektering eller rådgivning, kan ødometerdata også inngå som del av det geotekniske grunnlaget.
Skal du bygge på leire, bløt grunn eller usikre masser? Send oss adresse, gårds- og bruksnummer, tegninger eller en kort beskrivelse av tiltaket, så vurderer vi hva som er nødvendig i din sak.
Les mer om geotekniske laboratorieundersøkelser, grunnundersøkelser og geoteknisk vurdering.
Ofte stilte spørsmål om ødometerforsøk
Hva er et ødometerforsøk?
Et ødometerforsøk er et laboratorieforsøk der en jordprøve belastes vertikalt mens sideveis deformasjon hindres. Forsøket brukes til å vurdere kompresjon, konsolidering og setningsegenskaper i jord.
Når brukes ødometerforsøk?
Ødometerforsøk brukes særlig ved vurdering av setninger i leire, bløt grunn og andre kompressible masser. Det er aktuelt når planlagt belastning kan gi setninger eller deformasjoner over tid.
Hva viser et ødometerforsøk?
Forsøket viser hvordan jorden deformeres når den belastes. Resultatene kan brukes til å vurdere jordens stivhet, kompressibilitet, konsolideringsegenskaper og forventede setninger.
Er ødometerforsøk nødvendig i alle byggesaker?
Nei. Ødometerforsøk er normalt ikke nødvendig i enkle byggesaker med gode og kjente grunnforhold. Det kan være aktuelt ved leire, bløt grunn, større laster, setningsfare eller krav til dokumentasjon.
Hva er forkonsolideringstrykk?
Forkonsolideringstrykk er et uttrykk for hvor stor effektiv belastning jorden tidligere har vært utsatt for. Det brukes til å vurdere om leiren er normalkonsolidert eller overkonsolidert, og hvor følsom den kan være for ny belastning.
Hva er forskjellen på ødometerforsøk og treaksialforsøk?
Ødometerforsøk brukes hovedsakelig til å vurdere endimensjonal kompresjon og setninger. Treaksialforsøk brukes ofte til å vurdere styrke- og deformasjonsegenskaper under mer kontrollerte spenningsforhold.
Kan ødometerforsøk brukes til setningsberegninger?
Ja. Resultater fra ødometerforsøk kan brukes som grunnlag for å vurdere setninger i leire og andre kompressible jordarter, sammen med informasjon om lagdeling, belastning og grunnforhold.