Kvikkleire i Oppegård – Kan vi lære noe fra Gjerdrum?

Østlandets Blad hadde 5. januar i år en artikkel med tittelen «Ås planlegger ny bydel på det mest rasfarlige området i hele Follo». Området, Moerjordet sør for Ås stasjon, er av Norges vassdrags og energidirektorat (NVE) plassert i den nest høyeste fareklassen som Norges Geotekniske Institutt (NGI) nytter i sine kart over kvikkleireområder.

Rapporten fra NVE/NGI understreker at det kan være kvikkleire i alle områder med «marine avsetninger» i Follo.

Jeg har i Østlandets Blad den 8. januar omtalt kvikkleireområder i sentrale Ås. I denne artikkelen i Oppegård Avis vil jeg nytte eksempler fra Oppegård.

Bakgrunnen for betraktningene er den tragiske leirskredulykka i Gjerdrum 30. desember 2020, og hva vi kan lære av den. Men først, hva er kvikkleire, hvordan blir den dannet, og hvorfor kan den være farlig som byggegrunn?

Hva er kvikkleire?

Kvikkleire er vanlig i Norge og ellers i Nordvest-Europa og i Nord-Amerika. Kvikkleira henger sammen med at disse deler av verden var dekket av 2-3 km tykke iskapper under siste istid.

Da iskappene begynte å smelte for cirka 18000 år siden, steg havet. Det flommet innover områder, der innlandsisen tidligere hadde ligget og presset ned jordskorpa. Store mengder ishavsleire ble avsatt fra breslam i havet foran isbreene, der de brakk opp i isfjell langs en brefront.

For cirka 12000 år siden sto havet i Follo 200-210 meter over dagens havnivå. Det ble dannet en serie israndrygger i Follo da innlandsisen for cirka 12300 år siden rykket nordover fra Raet i Østfold og Vestfold.

For 12000 til 11500 år siden sto brefronten i Frogn, Ås og Ski og dannet en serie rygger av morene og grusmasser, som veksler med ishavsleire innen korte avstander.

Leiravsetningene i Oppegård ble avsatt mens brefronten trakk seg tilbake til Akertrinnet i Oslo, der iskanten sto for cirka 11200 år siden, bare tre hundre år etter at den forlot Skitrinnet.

Iskanten sto ved sørenden av Mjøsa for cirka 10 600 år siden. «Romeriksfjorden» ble fylt med marin leire, leira som skled ut i Gjerdrum.

Les også: Kloakkutslipp fra Kolben hemmeligholdt i ett år

Ligner et korthus

De mikroskopisk små leirflakene klumpet seg sammen i det salte porevannet da breslammet falt til bunns i havet.

Leirflakene har negativ elektrisk ladning og frastøter hverandre, men positivt ladete atomer i porevannet, ioner, fortrinnsvis av natrium, binder flakene sammen ved elektrostatiske krefter.

Klumpene av leirflak lager en struktur som ligner et korthus, der flakene står mot hverandre med forskjellig orientering, og med porevann imellom.

Når elektrostatiske kreftene svekkes

Follo steg opp av havet, etter hvert som tyngden av innlandsisen ble borte. Under den lange tørrleggingsperioden fra cirka 12000 år siden og framover til i dag, har det salte porevannet i leirene sakte, men sikkert, blitt erstattet av ferskvann som strømmer gjennom leira.

Utvaskingen fører til at de elektrostatiske kreftene som holder korthusstrukturen sammen med tiden svekkes. Ved et visst kritisk punkt, vil «korthuset» kunne klappe sammen.

Leira har blitt en kvikkleire. Hvis denne kritiske terskelen for leiras fasthet overskrides, vil korthusstrukturen bryte sammen.

Leira, som hittil har vært fast, blir plutselig til en velling, der leirpartiklene svever fritt i det opprinnelige porevannet.

Overskuddsvannet, det opprinnelige porevannet, søker å komme ut av avsetningen. Når leirsuppa plutselig tømmes ut av leiravsetningen, oppstår et leirskred. Skredkanten forplanter seg bakover, og skredgropa blir større og større, inntil skredet stopper i fast leire. Slik som i Nystulia i Gjerdrum.

Pælingen i kvikkleire kan utløse leirskred

Et leirskred utløses ved overbelastning, erosjon fra bekker og elver, av omrøring, eller av andre forstyrrelser.

Overbelastning av leira kan skje ved bygging, av veifyllinger og massedeponier.

Ved erosjon fra bekker og elver, eller ved gravearbeider, vil kvikkleirelag kunne bli punktert, slik at leira kollapser.

Omrøring ved bruk av gravemaskiner, rystelser fra naturlige jordskjelv eller fra sprengning og pæling kan føre til at kvikkleire mister sin fasthet og blir flytende.

På leirholdig grunn er det vanlig å bygge tyngre bygninger på pæler som er slått ned til fjell. I kvikkleire kan dette medføre en viss risiko ved at selve pælingen kan utløse leirskred, og på flat grunn føre til setningsskader.

Svært forskjellig fra Gjerdrum

Leiravsetningene i tidligere Oppegård kommune er svært forskjellig fra forholdene i Gjerdrum, men har likhetstrekk, også med forholdene i Ås og Ski.

I Oppegård vasket bølgene ishavsleira ned fra de høyeste åsene og bergrabbene under landhevingen, slik at i dag er de tykkeste leirlagene i Oppegård bevart i forsenkninger og dalsøkk.

Leiravsetningene har øverst en 2-3 meter tykk tørrskorpe. Tørrskorpa er dannet gjennom flere tusen år med forvitring.

Øverst i tørrskorpa er det utviklet jordsmonn, der trær og planter har sitt næringsopptak. Tørrskorpa stabiliserer den underliggende leira, sammen med dyptgående røtter.

Tørrskorpe er problemfri byggegrunn, så sant det ikke ligger kvikkleire under i skrånende terreng eller på hellende fjellunderlag.

Utvaskes av grunnvann i fjellsprekkene

Leiravsetningene ved Kolbotn stasjon og Kolbotnvannet ligger i en dal, der berggrunnen er blottlagt i åsene på begge sider.

Som i Ås, strømmer grunnvann i fjellsprekker inn i leirmassene, slik at leirene blir til kvikkleire.

Jorda skled ut ved Kolbotn stasjon i 1936. Geolog Gunnar Holmsens beskrivelse av skredet tyder på at utsklidningen av fyllmassene har blitt utløst av et kvikkleirebrudd i dypet, der leirmassene var 15 meter tykke over skrånende fjellunderlag.

Les også: Sjekk de historiske bildene!

Bruk av salt for å stabilisere kvikkleire rundt pæler

Forholdene ved Kolbotn stasjon i 1936 lignet på forholdene ved Bekkelaget stasjon, der et kvikkleireskred i 1953 kostet fem mennesker livet, og hvor både jernbane og vei skled ut.

Professor Ivan Th. Rosenqvist, min lærer i geoteknikk ved Universitetet i Oslo, viste her for første gang, at kvikkleire ved innblanding av salt, igjen kan bli fast leire.

Tilførselen av salt får korthusstrukturen i leira, som også Rosenqvist var den første til å beskrive, til å bli dannet på nytt. Denne teknikken brukes i dag for å stabilisere kvikkleire omkring pæler og fundamenter.

Les også: Foreslår arkitektkonkurranse for ny bro over Kolbotnvannet

Kan skyldes kollaps i deler av kvikkleira

Kvikkleire er påvist under kulturhuset Kolben og i generasjonsparken i Kolbotn, omtalt i Oppegård Avis (OA) 6. august 2020.

En rapport fra 2017 nevner at «det er sterk antydning til sprøbrudd-/kvikkleire i reguleringsområdet». Planer om bygging av svømmehall i generasjonsparken er inntil videre skrinlagt, på grunn av farene for leirskred (OA fra 4. januar 2021).

Les også: Beskrives som kvikkleiresone i høyeste risikoklasse

Årsaken til en innsynkning på 40 cm ved den sørøstlige delen av Kolben er av tidligere Oppegård kommune antatt å kunne skyldes senking av grunnvannsspeilet etter tørkesommeren 2018.

Med fra 2 til opptil 18 meter med kvikkleire i området, kan en ikke se bort fra at setningen kan skyldes kollaps i deler av kvikkleira. Det kan bare påvises ved grunnboring.

Les også: Har sunket 40 centimeter

Meget kompliserte forhold

Kolbotnvannet har tidligere hatt betydelig høyere vannstand enn i dag. Dette vises av flere meter tykke torvlag langs vestsida av vannet, der det er kvikkleire under torva. Dette er samme situasjon som i Åsmåsan ved Ås stasjon.

Forholdene omkring Kolbotnvannet er meget komplisert, på grunn av stor variasjon i dybde til fjell og tykkelse av leirlagene, og på grunn av tekniske inngrep over lang tid, både graving, fylling av masse og pæling.

Les også: – Står trygt på 344 stålkjernepeler

En joker

Kvikkleira er en «joker». Selv med mange geotekniske målinger er det vanskelig å få full oversikt over hvordan fastheten i leira varierer i området.

Kolbotnvannet vil være utløpsområdet for et mulig kvikkleireskred. En grundig geoteknisk kartlegging trengs for hele området, før det bygges ytterligere ut her, særlig innenfor Veslebukta og Storebukta.

Lærdommen etter kvikkleireskredet i Gjerdrum er at hvis det er fnugg av tvil om undergrunnen er sikker, så bør vi ikke bygge der.

Jeg bor selv trygt på kvikkleire i Ås, men jeg vet hva som ikke bør gjøres av inngrep i «min» kvikkleire.

Les også: – Ytterligere undersøkelser burde vært igangsatt med en gang rapporten forelå i 2017