Sprøbruddleire – leire som mister styrken når den først brister

Sprøbruddleire er leire som taper en stor del av skjærfastheten sin når den belastes forbi bruddpunktet

I stedet for å deformere seg seigt, «knekker» den og blir nesten flytende. Kvikkleire er det mest ekstreme eksempelet, men begrepet omfatter også leire som ikke er kvikk.

Hva er sprøbruddleire?

Sprøbruddleire er marin leire der saltet som opprinnelig bandt leirpartiklene sammen, er vasket ut av ferskt grunnvann. Kornstrukturen står fortsatt, men bindingene er svake. Så lenge leira ligger uforstyrret, kan den bære godt. Blir den omrørt – av graving, vibrasjon, pålasting eller et begynnende brudd – kollapser strukturen, og fastheten faller til en brøkdel.

Det er denne reduksjonen fra uomrørt til omrørt fasthet som kalles sprøbruddegenskaper. I spenning–tøyningskurven ser det ut som en skarp topp etterfulgt av et bratt fall. Ordinær leire har ikke dette fallet; den beholder det meste av fastheten også etter store tøyninger. Les mer om hvordan leire og marin leire er dannet, og hvorfor saltutvaskingen skjer under marin grense.

Sprøbruddleire, kvikkleire og sprøbruddmateriale

De tre begrepene brukes ofte om hverandre, men de er ikke like:

  • Kvikkleire er leire med omrørt skjærfasthet cᵤ,r ≤ 0,5 kPa etter NS 8015, tilsvarende ≤ 0,33 kPa etter ISO 17892. All kvikkleire er sprøbruddleire.
  • Sprøbruddleire er leire med sprøbruddegenskaper som ikke nødvendigvis er kvikk. NVEs kvikkleireveileder 1/2019 setter grensen ved omrørt skjærfasthet cᵤ,r ≤ 2 kPa etter NS 8015, tilsvarende ≤ 1,27 kPa etter ISO 17892-6.
  • Sprøbruddmateriale er samlebegrepet i veilederen og omfatter både leire og silt med slike egenskaper.

Hva begrepet betyr for områdestabilitet og byggesak, er beskrevet på siden om sprøbruddmateriale. Selve kvikkleira er beskrevet på kvikkleire.

Hvordan påvises sprøbruddleire?

Sprøbruddegenskaper kan ikke ses på leira. De må måles. I felt kan grunnboring gi indikasjoner: ved dreietrykksondering er liten eller manglende økning i sonderingsmotstand med dybden et typisk signal, og CPTU vurderes ut fra spissmotstand, poretrykk og friksjon. Sikker påvisning krever prøvetaking. I laboratoriet gir konusforsøk på uomrørt og omrørt prøve fasthetene som sammenlignes, og forholdet mellom dem er sensitiviteten.

Et vanlig funn er at sprøbruddleira ligger som et lag under tørrskorpe eller under leire som ikke er sprø. Da er det laget, ikke overflaten, som styrer stabiliteten.

Hvorfor er sprøbruddleire farlig?

Fordi styrketapet etter brudd er så stort. Når ett parti brister og mister fastheten, overføres belastningen til leira rundt, som kan briste i tur. Under ugunstige forhold utvikler bruddsonen seg videre – progressivt brudd – og det er mekanismen bak store kvikkleireskred, der et inngrep nederst i en skråning kan ta med seg terreng langt bakover.

Derfor vurderes sprøbruddleire i områdeperspektiv, ikke bare for tomta. Påvist sprøbruddleire betyr ikke byggeforbud, men den må dokumenteres i en kvikkleirerapport. Geotekniker AS planlegger grunnundersøkelsen og utarbeider vurderingen.

Ofte stilte spørsmål om sprøbruddleire

Er sprøbruddleire det samme som kvikkleire?

Nei. Kvikkleire er sprøbruddleire med omrørt skjærfasthet på 0,5 kPa eller lavere. Sprøbruddleire kan ha høyere omrørt fasthet, men mister fortsatt så mye styrke ved brudd at den behandles likt i regelverket.

Hvor finnes sprøbruddleire?

Under marin grense, der marin leire har ligget over havnivå lenge nok til at saltet er vasket ut. I Norge gjelder det store deler av Østlandet, Trøndelag og dalfører langs kysten.

Kan jeg se på leira om den er sprø?

Nei. Uforstyrret ser den ut som vanlig leire. Egenskapen vises først når prøven omrøres i laboratoriet.

Hvorfor er sensitivitet alene ikke nok til å kalle leira sprøbruddleire?

Sensitivitet er forholdet mellom uomrørt og omrørt fasthet. En fast leire kan ha høy sensitivitet og likevel beholde brukbar omrørt fasthet. Derfor bruker NVE-veilederen den omrørte fastheten som kriterium.