Stabilitet

Grunnvann er en viktig faktor for grunnstabilitet. Når grunnvannsstanden senkes i jordmassene, kan massene sette seg. Dette vil kunne skape store problemer for bygninger og konstruksjoner som er fundamentert på setningsømfintlige løsmasser.

Setninger

Løsmassenes stabilitet er avhengig av jordartens sammensetning og at de effektive spenningene i løsmassene opprettholdes. Effektiv spenning er en kombinasjon av porevannstrykket og trykket på sedimentets kornstruktur. Mekaniske setninger (komprimering) av løsmasser skjer ved at de av effektive spenningene på massene økes, for eksempel ved tilførsel av vekt (sand) eller reduksjon av grunnvannstand. I dårlig permeable masser (silt, leire) vil belastningen i første omgang bli fanget opp av en økning i porevannstrykket. Dette trykket vil over tid drenere ut og dermed overføre belastningen på sedimentenes kornstruktur. Sedimentene komprimeres, avhengig av stivheten. Prosessen kalles for konsolidasjon.

Figur: Belastning av setningsømfintlige masser. Skjematisk framstilling. Til venstre: udrenert, hvor en økning i belastning fører til økt porevannstrykk uten setninger. Til høyre: drenert, hvor økning i belastning overføres til sedimentet, fremstilt som en spiralfjær som blir sammenpresset (etter De Smedt, VUB).

I tillegg til den mekaniske setningen, kan ytterligere setninger oppstå i løsmasser med høyt organisk innhold, som for eksempel myr, ved nedbrytning av det organiske materialet. Et spesielt tilfelle av ekstremt setningsømfintlige løsmasser er arkeologiske verdifulle kulturlag. Du kan lese mer om kulturlag i temasider om kulturminner.

Setninger kan oppstå som følge av mange aktiviteter som direkte eller indirekte påvirker porevanns­trykk eller grunnvannstand. Eksempel på dette er utbygging og tilknyttede grave- og drenerings­aktiviteter, grunnboringer og etablering av grunnvanns- og energibrønner.

Aktsomhetsplikt

For å tydeliggjøre det generelle ansvaret for å unngå skader som følge av grunnvannsendringer, har regjeringen innført en aktsomhetsplikt for grunnvann (VRL §43a) fra 1. januar 2018. Aktsomhetsplikten innebærer at enhver skal opptre aktsomt for å unngå at grunnvann påvirkes til skade eller ulempe for allmenne eller private interesser. Grunnvannstiltak skal planlegges og gjennomføres slik at de er til minst mulig skade og ulempe for allmenne og private interesser. Vannressursloven gir ingen egen definisjon av grunnvannstiltak, men den er likestilt med vassdragstiltak. Dermed kan grunnvannstiltak defineres: Tiltak som etter sin art er egnet til å påvirke grunnvannsføringen, grunnvannsstand, grunnvannstrømmens retning og hastighet eller den fysiske og kjemiske grunnvannskvaliteten på annen måte enn ved forurensning. 

Infiltrasjon av vann

For å redusere mekanisk setning og setning som følge av nedbrytning av organisk material, må grunnvannstanden opprettholdes. Dette kan gjøres ved aktiv tilførsel av vann, også kalt infiltrasjon. Ved fallende poretrykk blir infiltrasjonsbrønner etablert for å unngå at setningsskader skal oppstå. Infiltrasjon som permanent løsning for å opprettholde grunnvannstanden i setningsømfintlige områder med bebyggelse er et system som krever et kontinuerlig oppsyn og vedlikehold for all fremtid. Et slikt eksempel er infiltrasjon av drikkevann ved T-banestasjon Majorstua i Oslo og infiltrasjonsløsninger ved Bryggen i Bergen.

Vanskelige grunnforhold i deler av Oslo

Konsolidering av tykke silt og leirelag kan ta mange år etter at belastningen er påført. For eksempel senker grunnen i området rundt Oslo S. fortsatt med 3-13 millimeter per år som følge av store utfyllinger av arealene vest for Akerselva på 1800-tallet. Den omfattende byggeaktivitetene i Bjørvika har stedvis ytterligere redusert grunnstabiliteten i området, både ved at setningshastigheten er økt, og at grunnen forskyver seg horisontalt.

Et dramatisk eksempel av setningsskader som følge av grunnvannssenkning skjedde på Godlia og Hellerud i Oslo i forbindelse med byggingen av Romeriksporten. Slike hendelser har også forekommet tidligere, f. eks. ved Trollvann i Oslo i forbindelse med sprengning av en vanntunnel.