Geotekniska metoder

En bra start inför bedömning av förekomst av kvicklera är att studera befintlig geoteknisk information i arkivmaterial från tidigare utförda undersökningar som gjorts i området eller i närliggande område. Arkivmaterial kan finnas hos aktuell kommun och/eller hos annan myndighet och kan ge information om eventuell förekomst av kvicklera. 

För att få närmare information om var och hur mycket kvicklera som förekommer behövs resultat från utförd sondering och provtagning. Om det finns information från tidigare utredningar så gör en analys av resultaten innan planering för ytterligare geoteknisk sondering och provtagning. Geofysiska undersökningar inom området kan också utgöra underlag för planering av fortsatta undersökningar.

Vissa data från geotekniska undersökningar finns tillgängliga digitalt via den geotekniska sektorsportalen. Portalen är en nationell samlingsplats för underlag från geotekniska undersökningar. Information från olika områden och från enskilda borrhål där kolvprovtagning (se vidare nedan) utförts, kan ge information om eventuell förekomst av kvicklera.

Portalen förvaltas av SGI och är ett resultat av samarbete mellan Lantmäteriet, Trafikverket, SGI, SGU och SKL. För närvarande pågår arbete med att etablera ett nationellt datavärdskap för geoteknisk information som en del i genomförandet av Geodatarådets handlingsplan 2018-2020.

För att få en bra bild av lagerföljder, relativ fasthet och variationer i jordens egenskaper med djupet används oftast CPT-sondering (Cone Penetration Test). Vid CPT-sondering mäts spetsmotståndet, mantelfriktionen mot en ”friktionshylsa” ovanför spetsen och det porvattentryck som genereras vid spetsen under neddrivning. CPT-sondering regleras i standarden SS-EN ISO 22476-1:2012 .

För att kunna bedöma förekomsten av kvicklera behöver det totala neddrivningsmotståndet mätas vid CPT-sonderingen i tillägg till vad som normalt registreras. CPT är en relativt säker metod för bedömning av om kvicklera förekommer då tolkning av resultaten ofta indikerar mer kvicklera än vad som finns i ett område. Näst efter kolvprovtagning med laboratoriebestämning är det den säkraste metoden.

CPT-sondering kan kompletteras med mätenheter som kontinuerligt registrerar resistiviteten på ett specifikt djup vid sonderingen och kallas då CPT-R. Även vid CPT-R-sondering behöver det totala neddrivningsmotståndet mätas för att förekomsten av kvicklera ska kunna bedömas (se beskrivning av CPT-sondering). 

Utöver de fördelar som finns med CPT-sondering med mätning av neddrivningsmotstånd (se ovan) så kan CPT-R ge en jämförelse och korrelation mot utförda flygburna/markbaserade resistivitetsmätningar. I områden där flygburna eller markbaserade resistivitetsmätningar utförts bör företrädesvis CPT-R-sondering utföras i stället för CPT-sondering.

Vid trycksondering, även kallad totaltrycksondering, kan förekomst av kvicklera bedömas utifrån neddrivningsmotståndet vid sonderingen på motsvarande sätt som för CPT-sondering. Med metoden bedöms dock ett för stort antal extra nivåer som kvicklera för att metoden ska vara riktigt tillförlitlig. Områden med kvicklera kan alltså överskattas men det gör ändå att metoden är säker i att inte missa områden med kvicklera.

Trycksondering är en standardmetod vid geoteknisk undersökning så det finns oftast många undersökningspunkter för andra syften som kan nyttjas som en första metod för att ge underlag för ytterligare undersökningar och provtagningar.

För att erhålla ostörda jordprover i ett område för bestämning av om kvicklera förekommer används vanligen en kolvprovtagare. Kolvprovtagning i fält och bestämning av lerans sensitivitet med fallkonförsök på laboratoriet är den enda säkra metoden för bestämning av en leras sensitivitet. Vid provtagningen pressas en cylindrisk provtagare ner i jorden och ostörda prov stansas ut i tre provhylsor. För att proverna ska hålla god kvalitet och förbli ostörda är det viktigt att transporten från fält till laboratoriet sker under stabila förhållanden.

I laboratoriet används ostörda jordprov från kolvprovtagning för fallkonförsök för bestämning av odränerad skjuvhållfasthet i finkorniga jordar. Vid försöket förs en kon, upphängd i en fallkonapparat, ned mot provet tills spetsen precis möter provet. Konen släpps sedan och faller fritt varefter inträngningsdjupet i provet mäts. Provets odränerade skjuvhållfasthet kan sedan beräknas. Konförsök styrs av standarden ISO/TS 17892-6:2004 .

Efter att provet har rörts om kan även den omrörda odränerade skjuvhållfastheten mätas med fallkonförsök. Provets sensitivitet beräknas sedan som den ostörda skjuvhållfastheten dividerat med den omrörda skjuvhållfastheten. Utifrån resultatet kan bedömning göras om, och i så fall hur kvick en lera är.

På laboratorium kan bestämning av en leras vattenkvot och flytgräns göras på ostörda prover. Minskande salthalt medför att lerans flytgräns minskar. I Sverige används relationen mellan kvasiflytindex (vattenkvot/flytgräns) och sensitivitet för att bestämma om leran är kvick. Kvasiflytindex bör vara högre än 1,1 för att leran ska vara kvick.

För att få en bra bild av lagerföljder, relativ fasthet och variationer i jordens egenskaper med djupet används oftast CPT-sondering (Cone Penetration Test). Kolvprovtagning med fallkonförsök krävs för bedömning av om kvicklera verkligen förekommer i ett område. Fallkonförsök är den enda säkra metoden för bestämning av lerans sensitivitet och därmed om leran är kvick.

Både flygburna och markmätta geofysiska undersökningar är dock lämpliga för att öka kunskapen om områdens förutsättningar för kvicklera. Det går att skilja ut delområden där förutsättningar för kvicklera finns från delområden där förutsättningar för kvicklera inte bedöms finnas.

Såväl geofysiska mätningar som geotekniska sonderingar visar på svårigheter att kartlägga kvicklera i områden med varierande jordlagerförhållandena med omväxlande skikt av lera, siltig lera, lerig silt, silt och sand.

Inför en upphandling för kartläggning av kvicklera bör krav ställas på att utförare har kompetens att utifrån givna metoder och dess resultat bedöma om kvicklera kan förekomma eller inte.

Utförare av kartläggningen kan vara geologer, geofysiker eller geotekniker som ska välja och utföra eller upphandla metoder för geofysiska- och geotekniska fältundersökningar med tillhörande analyser av mätresultat.