Sprøbruddmateriale er et viktig begrep i geoteknikk, særlig i områder med marin leire, kvikkleire og mulig fare for områdeskred. Begrepet brukes om jordarter som kan miste mye av skjærfastheten når de blir overbelastet, deformert eller omrørt.
I byggesaker er sprøbruddmateriale særlig relevant ved områdestabilitet, marin grense og krav om kvikkleirerapport.
Hva er sprøbruddmateriale?
Sprøbruddmateriale er jord som får tydelig reduksjon i fasthet etter at maksimal styrke er nådd. Ofte handler dette om leire eller siltige masser som kan virke faste i urørt tilstand, men som mister mye styrke når strukturen brytes ned.
Det viktige er ikke bare hvor sterk jorda er før brudd. Det avgjørende er hvordan jorda oppfører seg etter at brudd starter.
I seige jordarter skjer bruddutviklingen mer gradvis. I sprøbruddmateriale kan fastheten falle brått. Derfor kan slike masser gi større konsekvenser enn et lite terrenginngrep først kan se ut til å ha.
Teknisk definisjon etter NVEs kvikkleireveileder
I NVE Veileder 1/2019 – Sikkerhet mot kvikkleireskred brukes sprøbruddmateriale om jordarter med sprøbruddegenskaper. Dette gjelder typisk leire og silt som får betydelig reduksjon i fasthet ved videre tøyning etter at maksimal fasthet er nådd.
En leire kan ha høy nok uforstyrret skjærfasthet til å virke stabil i utgangspunktet. Men dersom den omrørte skjærfastheten er svært lav, kan materialet få en helt annen oppførsel når brudd først starter. Det er denne forskjellen som gjør sprøbruddmateriale viktig ved vurdering av områdestabilitet.
NVE-veilederen legger til grunn at områdeskred kan utvikle seg i leir- og siltmaterialer med svært lav omrørt skjærfasthet. Etter NS 8015 brukes omrørt skjærfasthet cᵤ,r < 2 kPa som grense for sprøbruddmateriale. Etter ISO 17892-6:2017 tilsvarer dette omtrentlig 1,27 kPa, angitt i veilederen som 11,2 mm inntrykk med 60 g 60° konus.
Kvikkleire er den mest ekstreme typen sprøbruddmateriale. I NVE-veilederen beskrives kvikkleire som leire med omrørt skjærfasthet cᵤ,r < 0,5 kPa etter NS 8015. Etter ISO 17892-6:2017 tilsvarer dette omtrentlig 0,33 kPa, angitt i veilederen som 9,0 mm inntrykk med 10 g 60° konus.
Sensitivitet, ofte skrevet Sₜ, beskriver forholdet mellom uforstyrret udrenert skjærfasthet og omrørt udrenert skjærfasthet. Høy sensitivitet betyr at leira mister mye styrke når den omrøres. Dette er sentralt i geotekniske vurderinger av kvikkleire og sprøbruddmateriale.
Sprøbruddmateriale og kvikkleire
Kvikkleire er det mest kjente eksemplet på sprøbruddmateriale. Kvikkleire kan være fast når den ligger urørt, men kan bli svært bløt eller flytende når den omrøres.
Sprøbruddmateriale er likevel et bredere begrep. En geoteknisk rapport kan derfor bruke uttrykk som sprøbruddmateriale, jordarter med sprøbruddegenskaper, sensitiv leire, kvikkleire eller leire med lav omrørt fasthet.
Hovedpoenget for tiltakshaver er enkelt: Hvis slike masser kan finnes i eller nær tiltaket, må stabilitet og dokumentasjonsbehov vurderes faglig. Det kan gjelde ved kvikkleiresone, under marin grense eller der kommunen viser til NVE-veilederen.
Hvor finnes sprøbruddmateriale?
Sprøbruddmateriale er særlig aktuelt i områder med marine avsetninger, altså områder som tidligere lå under havnivå etter siste istid.
Slike områder ligger under marin grense. Det betyr ikke at all leire under marin grense er kvikkleire eller sprøbruddmateriale. Men det betyr at grunnforholdene kan kreve nærmere vurdering.
Sprøbruddmateriale kan være relevant der det finnes marin leire, raviner, skråninger, bekker, elver, erosjon, registrerte kvikkleiresoner eller planlagt graving, fylling og terrengendring.
Kart kan gi en indikasjon, men kart alene kan normalt ikke avklare om en konkret tomt har sprøbruddmateriale. I mange saker må kartgrunnlaget vurderes sammen med terreng, tiltakstype og eventuelle grunnundersøkelser.
Reell belastningsforsøk på sprøbruddmateriale hos geoteknisk lab. Prøven er marin leire (sprøbruddleire) fra Oslo-området.
Hvorfor er sprøbruddmateriale viktig i byggesak?
Sprøbruddmateriale er viktig fordi et lite lokalt inngrep i noen tilfeller kan påvirke stabiliteten i et større område. Dette er kjernen i vurdering av områdestabilitet.
Et tiltak kan være lite i byggesakssammenheng, men likevel geoteknisk relevant hvis det fjerner mothold, legger ny last på skråningstopp, øker poretrykket, senker grunnvannet, endrer drenering eller berører bekk, grøft eller ravine.
Derfor kan kommunen be om geoteknisk rapport og vurdering selv for tiltak som tilbygg, støttemur, VA-grøft, garasje, kjeller, fylling eller terrengendring.
Sprøbruddmateriale, marin leire og marin grense
Mange byggesaker starter med spørsmålet: Ligger eiendommen under marin grense?
Hvis svaret er ja, kan det finnes marine avsetninger i området. Marine avsetninger kan bestå av leire, silt, sand eller blandede løsmasser. Noen steder kan leira ha utviklet sprøbruddegenskaper.
Det er viktig å skille mellom begrepene:
Marin grense sier hvor havet tidligere har stått.
Marin leire sier noe om leiras opprinnelse.
Kvikkleire sier noe om leiras egenskaper.
Sprøbruddmateriale sier noe om hvordan jorda kan oppføre seg ved brudd.
Det er derfor feil å konkludere med kvikkleire bare fordi tomten ligger under marin grense. Det er også feil å konkludere med at tomten er trygg bare fordi den ikke ligger i en registrert kvikkleiresone.
Hvordan undersøkes sprøbruddmateriale?
Sprøbruddmateriale vurderes gjennom geoteknisk kartlegging, grunnundersøkelser og faglig tolkning. Hvilke metoder som trengs, avhenger av tiltaket, terrenget og usikkerheten i området.
Aktuelle metoder kan være kartgjennomgang, vurdering av terreng og erosjon, totalsondering, CPTU-sondering, prøvetaking, geotekniske laboratorieundersøkelser og vurdering av skjærstyrke i jord.
CPTU og sonderinger kan gi informasjon om lagdeling og styrke. Prøvetaking og laboratorieundersøkelser kan være nødvendig når materialegenskaper må dokumenteres mer direkte.
Omrørt fasthet, uforstyrret fasthet og sensitivitet
Uforstyrret fasthet beskriver hvordan leira oppfører seg når den ligger mest mulig intakt i grunnen. Omrørt fasthet beskriver hvordan materialet oppfører seg etter at strukturen i leira er brutt ned.
Sensitivitet er forholdet mellom disse to tilstandene. Høy sensitivitet betyr at leira mister mye styrke når den omrøres.
Derfor er det ikke nok å spørre om det finnes leire. Man må også vurdere lagdeling, fasthet, sensitivitet, poretrykk, terrengform og hvordan tiltaket påvirker belastningene i grunnen.
Sprøbruddmateriale og områdestabilitet
Områdestabilitet handler om sikkerhet mot områdeskred. Vurderingen gjelder ikke bare selve tomten, men også skråninger, løsneområder og utløpsområder som kan påvirke tiltaket.
Sprøbruddmateriale er viktig fordi brudd i slike masser kan utvikle seg videre. Et initialt brudd kan i ugunstige tilfeller føre til større skredutvikling enn man ville forventet i mer seige masser.
Dersom tiltaket ligger i et relevant område, kan det være behov for kvikkleirerapport, vurdering av tiltakskategori og dokumentasjon av at tiltaket ikke forverrer stabiliteten.
Sprøbruddmateriale og tiltakskategori
I kvikkleireområder vurderes tiltak ofte etter tiltakskategori. Tiltakskategori sier noe om hva slags tiltak som planlegges, og hvor omfattende dokumentasjon som kan være nødvendig.
Sprøbruddmateriale kan få betydning for om tiltaket kan vurderes enkelt, om det må dokumenteres ikke-forverring, om det kreves supplerende grunnundersøkelser, om det må utføres stabilitetsberegning, og om saken bør kvalitetssikres uavhengig.
For større eller mer komplekse tiltak kan også kontroll av områdestabilitet K3 og K4 bli relevant.
Sprøbruddmateriale, erosjon og terrengendring
Erosjon kan være en utløsende faktor i leirterreng. Når en bekk eller elv graver i foten av en skråning, kan motholdet svekkes over tid.
Dette er særlig relevant dersom skråningen består av sprøbruddmateriale eller mulig kvikkleire. Sprøbruddmateriale bør derfor vurderes ekstra nøye ved erosjon, terrengendring, fylling på skråningstopp, graving ved skråningsfot, etablering av støttemur og arbeid i raviner eller dalbunner.
Typiske situasjoner der begrepet dukker opp
Sprøbruddmateriale dukker ofte opp i byggesaker, reguleringsplaner, kommunale krav, geotekniske rapporter og vurderinger etter NVE-veilederen.
Begrepet er særlig aktuelt ved boligbygging under marin grense, tilbygg eller garasje i leirterreng, støttemur, terrengendring, VA-grøft, kjeller, fylling, tiltak nær bekk eller ravine, eiendom nær kvikkleiresone og krav om dokumentasjon fra kommunen.
Hva betyr sprøbruddmateriale for tiltakshaver?
For tiltakshaver betyr sprøbruddmateriale først og fremst at grunnforholdene må avklares riktig før man bygger, graver eller fyller.
Det betyr ikke automatisk at tiltaket ikke kan gjennomføres. Mange tiltak kan gjennomføres dersom dokumentasjonen viser at sikkerheten er ivaretatt.
Men man bør ikke basere seg på antakelser om at tiltaket er lite, at grunnen virker fast, at naboen fikk bygge, eller at kartet ikke viser kvikkleiresone. I geoteknikk er det kombinasjonen av grunnforhold, terreng, vann, belastning og tiltakstype som avgjør risikoen.
Geoteknisk vurdering av sprøbruddmateriale
En geoteknisk vurdering bør avklare om sprøbruddmateriale kan være relevant for tiltaket, og hva som eventuelt må dokumenteres videre.
En slik vurdering kan omfatte marin grense, løsmassekart, registrerte kvikkleiresoner, terreng, mulig løsneområde, utløpsområde, eksisterende grunnundersøkelser, behov for nye undersøkelser, tiltakskategori og ikke-forverring.
Ved mer krevende saker kan det være behov for geoteknisk prosjektering, stabilitetsberegning eller uavhengig kontroll.
Geotekniker AS kan vurdere dokumentasjonsbehovet
Geotekniker AS arbeider med geoteknisk dokumentasjon i byggesaker, blant annet der kommunen ber om vurdering av kvikkleire, sprøbruddmateriale, marin leire eller områdestabilitet.
Send kommunalt krav, gbnr, situasjonsplan, tegninger, bilder og en kort beskrivelse av tiltaket. Da kan Geotekniker AS gjøre en formell faglig gjennomgang og vurdere om saken kan avklares med eksisterende grunnlag, eller om det er behov for geoteknisk vurdering, grunnundersøkelser eller kvikkleirerapport.
Ofte stilte spørsmål om sprøbruddmateriale
Hva betyr sprøbruddmateriale?
Sprøbruddmateriale er jord som kan miste mye skjærfasthet når den blir overbelastet, deformert eller omrørt.
Er sprøbruddmateriale det samme som kvikkleire?
Nei. Kvikkleire er det mest kjente eksemplet, men sprøbruddmateriale er et bredere begrep.
Er all kvikkleire sprøbruddmateriale?
Ja. Kvikkleire er den mest ekstreme typen sprøbruddmateriale, men ikke alt sprøbruddmateriale er kvikkleire.
Hva er omrørt skjærfasthet?
Omrørt skjærfasthet er fastheten materialet har etter at strukturen i leira er brutt ned.
Hva er sensitivitet i leire?
Sensitivitet er forholdet mellom uforstyrret udrenert skjærfasthet og omrørt udrenert skjærfasthet.
Hvorfor er sprøbruddmateriale viktig i geoteknikk?
Fordi fastheten kan falle brått etter brudd, og i ugunstige terrengforhold kan dette bidra til progressiv bruddutvikling og områdeskred.
Kan kart vise om det finnes sprøbruddmateriale?
Kart kan gi indikasjoner, men kan normalt ikke alene fastslå om det finnes sprøbruddmateriale på en konkret tomt.
Hvordan undersøkes sprøbruddmateriale?
Gjennom geoteknisk vurdering, sonderinger, prøvetaking og laboratorieundersøkelser.
Må alle tiltak under marin grense ha kvikkleirerapport?
Nei. Behovet avhenger av tiltaket, terrenget, grunnforholdene og kommunens krav.
Hva gjør man hvis det finnes sprøbruddmateriale?
Da må det vurderes om materialet er relevant for tiltaket og stabiliteten i området. Det kan kreve dokumentasjon, grunnundersøkelser, prosjektering eller sikringstiltak.
Eksterne fagkilder
Les mer hos NVE Veileder 1/2019 – Sikkerhet mot kvikkleireskred