Setningsskader

Pumping og drenering av grunnvann i våre byer kan skape store problemer. Når grunnvannstanden senkes, kan jordmassene bli komprimert og bygninger som er fundamentert på setningsømfintlige masser kan bli skadet.
Grunnvannssenkning har ført til komprimering av kulturlagene under Bryggene i Bergen, og bygningene har fått store setningsskader. Foto: H. de Beer, NGU.

Byens undergrunn består av mer enn jord og stein. Den inneholder også vann. Grunnvann i byer omtales ofte som et problem. Det må pumpes og dreneres for å holde bygningene tørre, samtidig som grunnvannsendringer kan påvirke stabilitet av jordmassene.

Grunnens bærende egenskaper er avhengig av grunnens sammensetning og grunnvannet i jordmassenes porer. Når grunnvannstrykket synker, senkes trykket i porene, og jordmassene komprimeres. Dette kalles mekanisk setning. Når grunnvannsnivået i de øvre jordlagene synker, kan porer som var fulle av vann bli fylt med luft. I så fall kan det i tillegg til den mekaniske setningen oppstå ytterligere (sekundære) setninger i jordmasser med høyt organisk innhold. Så lenge organisk materiale ligger under vann, blir det godt bevart. Senking av grunnvannet og dermed tilførsel av luft, medfører at organisk materiale brytes ned. 

 Skissen illustrerer setningene som kan oppstå dersom grunnvannstrykket synker.
 Skissen illustrerer setningene som kan oppstå dersom grunnvannstrykket synker.

En slik forråtnelse kan skje i myr eller i fyllmasser med mye organisk innhold (som for eksempel gammel sagflis under Oslo S.). En senkning av grunnvannsnivået kan på samme måte også skade bygningsfundamenter som er laget av tømmer.  Setningene kan oppstå hurtig og setningspotensialet kan være stort.

Verdenskulturarvstedet Bryggen og bydelen Vågsbunnen i Bergen er eksempler på hvor viktig grunnvann er for bevaring av organiske kulturlag og (de historiske) bygningene som står oppå. Senking av grunnvannet i flere tiår har medført setningsskader og tap av fredete kulturlag. Historiske trehus har blitt skeive og på flere steder preges veier og fortau av skader som følge av setninger. Forskere fra NGU har vært med på å finne tiltak for å heve grunnvannstanden og dermed redde Bryggen.

I Bjørvika i Oslo bygges det på en meget setningsømfintlig undergrunn bestående av tykke leireavsetninger og store mengder fyllmasser med mye organisk material i de øvre meterne under terreng. Massiv byggeaktivitet de siste årene kan ha medført en senkning av det dypere grunnvannstrykket og muligens også i det øvre grunnvannsnivået. Dette kan være en medvirkende årsak til at grunnen har sunket og forskjøvet seg mer og raskere enn geoteknikerne forventet. Resultatet er skader på infrastruktur og sannsynligvis økte kostnader til vedlikehold i fremtiden. Nye data fra radarsatellitter gjør det enklere å avsløre setninger og bevegelser i bakken.

Til tross for at grunnvann er en avgjørende faktor for undergrunnens stabilitet og for bevaringsforholdene ved mange arkeologiske lokaliteter, blir grunnvannets rolle ofte ikke tatt hensyn til i undersøkelser og byggeprosjekter. Grunnvannet stopper ikke ved tomtegrensen, og det er derfor behov for systematisk overvåkning av grunnvannsnivået over et større område.

InSAR fungerer svært godt i urbane områder, som dette eksempelt viser fra Oslo sentrum. Analyse av radarbilder fra 2009 til i dag avslører mer enn 1 cm/år synkning i Bjørvika område
 Analyse av radarbilder fra 2009 til i dag avslører mer enn 1 cm/år synkning i Bjørvika i Oslo.