Modul K0.306: Dreneringstiltak i kvikkleireområder
Publisert 04.07.23Sist endret 14.09.23
Innledning
Denne modulen er støttemodul til modulene som omhandler kvikkleire.
Sikringstiltak mot kvikkleireskred omfatter som regel også dreneringstiltak for å ivareta avrenning av vann fra tiltaksområder og oppstrøms nedbørfelt. Dreneringstiltak blir da gjerne utført som supplerende tiltak til for eksempel motfylling og terrengavlastning. Avrenning fra høyereliggende områder blir ført i erosjonssikrede løp helt ned til foten av skråningene. Dette forhindrer uønsket erosjon og utvasking av løsmasser som ellers vil kunne forverre stabilitetsforholdene. Generelt bør vi bevare og reetablere naturlige dreneringsveier så langt det er mulig.
Hvorfor er dreneringstiltak viktig?
Dreneringstiltakene har til hensikt å forhindre overflatevann fra å infiltrere i grunnen, og sikre at den naturlige grunnvannstrømmen får drenere ut i terreng. Tiltakene forhindrer på denne måten oppbygging av poretrykk og heving av grunnvannstanden, noe som ellers kan bidra til å svekke stabilitetsforholdene. I prinsippet blir stabilitetsforholdene bedre når grunnvannstanden går ned, mens stabiliteten ikke blir påvirket så lenge grunnvannstanden er den samme.
I forbindelse med sikring mot kvikkleireskred vil dreneringstiltakene normalt ikke endre grunnvannsforholdene vesentlig. Likevel må du vurdere om det kan være fare for uheldige konsekvenser i form av setningsskader, tørrlagte brønner, uttørking av myrområder med mer.
Figur 1 viser et eksempel på en avskjærende, lukket terrenggrøft som skal fange opp overflatevann og grunnvann.
Figur 2 illustrerer hvordan du kan kombinere dreneringstiltak og stabiliserende tiltak, i dette tilfellet terrenggrøfter i tilknytning til motfylling og terrengavlastning.
Innhent hydrologiske data og vurder stabilitetsforholdene
Det er viktig å beskrive dreneringstiltakene tilstrekkelig detaljert, og i henhold til norsk standard (Eurokode 7), da tiltakene vil kunne påvirke stabilitetsforholdene både under anleggsfasen og permanent.
Beregn vannmengde fra hydrologiske data
Du må dimensjonere dreneringstiltakene ut fra avrenningen i det aktuelle nedbørfeltet, slik som beskrevet i:
- Modul F1.001: Flomberegning
- NVE veileder 1/2022 Veileder for flomberegninger
Se også:
- Modul F1.002: Hvordan lese et vassdrag? – Grunnleggende vassdragshydraulikk
- Modul F1.003: Hydraulisk analyse og vannlinjeberegning
Hydrauliske beregninger og dimensjonering er nærmere beskrevet blant annet i:
- Vassdragshåndboka (NVE, 2010)
- NIFS rapport 28/2016 Overvannshåndtering og drenering for veg og jernbane
- Statens vegvesen håndbok V240 – Vannhåndtering, flomberegning og hydraulisk dimensjonering
Det er også flere VA/Miljøblader som kan være relevante:
- VA/Miljø-blad nr. 84 Klimaendringer og avløpssystemer
- VA/Miljø-blad nr. 85 Overvann. Valg av dimensjonerende gjentaksintervall
- VA/Miljø-blad nr. 125 Håndtering av overvann – LOD
NVEs nettside NEVINA er et verktøy som hjelper deg til å raskt kunne lokalisere nedbørfelt, beregne feltparametere og estimere avrenningsverdier. Du må som hovedregel også utføre egne analyser, i henhold til referansene over. Dette for å verifisere resultatene, og for å inkludere lokale forhold slik som nærliggende stikkrenner, drenering langs veier med mer. På grunn av generelt stor usikkerhet i slike beregninger, bør du sammenligne resultater fra flere beregningsmetoder.
Vurder stabilitetsforholdene og aktuell utførelse
I kvikkleireområder er det viktig å ikke gjøre noen tiltak, verken i anleggsfasen eller permanent, som svekker stabiliteten. Hensikten med tiltakene er å redusere risikoen for skred, ikke å øke den. Når du skal vurdere hvor og hvordan dreneringstiltak lar seg gjennomføre, er det flere hensyn å ta.
Du må blant annet vurdere:
- Lokalstabiliteten av grøfteskråningene
- Områdestabilitet og fare for sprøbrudd
- Fare for og konsekvens av at dreneringen kan gå tett eller at dimensjonerende avrenningsverdier overskrides
Selv om dreneringstiltak som regel ikke innebærer store inngrep, er det viktig å beskrive slike tiltak i prosjekteringen. Det kan være behov for å kontrollere stabiliteten med beregninger både for anleggsfasen og i ferdigtilstand. Plassering av gravemasser, avstand til skråningskant, behov for seksjonsvis graving og tilbakefylling er viktige momenter for utførelsen. Grunnundersøkelser vil være til hjelp for å vurdere gravedybden. Det gjelder å unngå å grave i kvikkleire. For graving av grøfter med dybde inntil 2 meter er det som hovedregel tilstrekkelig å utføre en forenklet vurdering i henhold til prosedyren beskrevet i vedlegg 2 i NVE veileder 1/2019 Sikkerhet mot kvikkleireskred. Slike tiltak betegnes som "K0-tiltak uten forverring" og er aktuelle i mange tilfeller.
På toppen av skråningene er det som oftest noen meter ned til kvikkleire/sprøbruddmateriale, og graving av åpne grøfter vil normalt kunne gjennomføres uten å påvirke stabilitetsforholdene negativt. Ved graving av terrenggrøfter er det i noen tilfeller vanlig å legge gravemassene på utsiden av grøfta. I kvikkleireområder må du vurdere dette spesielt i og med at lagring av masser nær skråningskanten potensielt kan medføre lokal overbelastning og utglidning. Derfor vil det ofte være hensiktsmessig å kjøre bort, og deponere gravemassene på et sikkert sted. Når dette gjøres på toppen av skråninger oppnås det også en liten stabilitetsforbedring. Føringer og krav for dette skal være vurdert og beskrevet i en geoteknisk rapport som en del av prosjekteringsgrunnlaget.
I og langs foten av skråninger er det i utgangspunktet ikke ønskelig å grave under dagens terreng. En geotekniker må vurdere slike tiltak, og det kan være behov for å utføre stabilitetsberegninger, dersom avstanden til skråningsfoten ikke er så stor at det er nok å gjøre en forenklet vurdering etter vedlegg 2 i NVEs kvikkleireveileder. Utgraving ned i kvikkleire/sprøbruddmateriale vil kunne medføre en betydelig sikkerhetsrisiko.
For stabilitetsvurdering av gravearbeider i skråninger, er det noen enkle prinsipper som kan være til hjelp:
- Åpne grøfter på toppen av skråningene
- Ingen påvirkning på skråningsstabiliteten dersom gravemassene blir plassert riktig, i henhold til geoteknisk prosjekteringsrapport.
- Forbedring av stabiliteten hvis gravemassene blir fjernet fra området.
- Lukkede grøfter i nedre del av skråningene
- Som hovedregel ingen påvirkning på skråningsstabiliteten etter at grøftene er fylt.
- Lukkede grøfter må etableres med seksjonsvis utgraving og fortløpende tilbakefylling for hver utgravd seksjon (og i alle tilfeller før arbeidsdagens slutt).
- Vanlig seksjonslengde er 6 meter (tilsvarer én rørlengde). Uten rør kan seksjonene være kortere.
- Seksjonsvis utgraving og suksessiv tilbakefylling ivaretar sikkerheten i gravefasen.
- Grøftegraving i terrengets fallretning er stabilitetsmessig bedre enn på tvers av skråningen.
- Grøftekasser er et godt tiltak for arbeidssikkerheten, men bidrar ikke til å sikre skråningsstabiliteten.
Moduler om anleggsvei, riggområde og deponier
Stabilitetsvurderinger i forbindelse med prosjektering, bygging av anleggsveger og deponier er beskrevet i:
Husk drens- og filterlag
Når du prosjekterer motfyllinger, må du også vurdere om det er behov for å legge ut drens- og filterlag mot undergrunnen, se figur 3. Drens- og filterlag består typisk av naturgrus eller sand. Materialet må være tilstrekkelig drenerende og samtidig fungere som filter mot undergrunnen. Filtervirkningen hindrer at finere masser i undergrunnen vaskes ut av grunnvannstrømmer til grovere masser i motfyllingen eller i selve drenslaget. En slik utvasking vil skape erosjon i undergrunnen og samtidig redusere dreneringskapasiteten i de grovere massene. Filtereffekten oppnås med masser som sikrer en jevn overgang i kornstørrelse mellom fine masser og grovere masser
Følgende enkle prinsipper gjelder når den naturlige undergrunnen består av fine masser som silt og leire:
- Motfyllinger av leire og silt
- Sand-/gruslaget fungerer både som drens- og filterlag.
- Den naturlige grunnvannstrømmen får drenere ut, og blir ikke sperret inne under tette leirmasser i motfyllingen slik at poretrykket øker.
- Motfylling av permeable steinmasser.
- Sand-/gruslaget fungerer som filterlag, og forhindrer finstoff fra å trenge inn i steinmassene. Steinmassene har da tilstrekkelig drenerende egenskaper i seg selv.
Drens- og filterlaget blir som oftest lagt ut helt ned til nærmeste grøft eller vassdrag i foten av skråningen der motfyllingen normalt bør slutte. Laget må legges med sammenhengende og tilstrekkelig fall ned mot grøften eller vassdraget. Det er i denne forbindelsen viktig å tenke på oppsamling av drensvann og erosjonssikring nedstrøms motfyllingen. Aktuelle tiltak er beskrevet i etterfølgende kapitler og i modul K2.302: Erosjonssikring i kvikkleireområder – Prosjektering og modul K3.302: Erosjonssikring i kvikkleireområder – Utførelse.
Drens- og filterlag er spesielt viktig i tilfeller med lagdelt grunn og permeable lag som fører mye vann. Ensgradert silt og sand er spesielt utsatt for erosjon. Homogene leiravsetninger fører til sammenligning mye mindre vann og har betydelig kohesjon som holder jordpartiklene sammen. Ved overgangen mellom løsmasser og berg kommer det ofte mye vann.
Det er også viktig å være oppmerksom på at naturlige leiravsetninger ofte er mer permeable enn utlagte motfyllinger fra samme forekomst. Dette kommer av at gjennomgående silt- og sandlag blir gravd opp og blandet med leire. Utlagt i motfylling får de blandete jordmassene lavere permeabilitet.
Størrelsen av oppstrøms nedbørfelt, samt beliggenhet og nivå av nærliggende vassdrag, har videre stor betydning for hvor mye vann som blir infiltrert og ført gjennom grunnen.
Det er vanlig å legge ut ett lag som både er drens- og filterlag, men det kan være nødvendig å legge ut flere lag. Vanlig tykkelse er 15-40 cm, se Vassdragshåndboka (NVE, 2010) og/eller NVE veileder 4/2019 Veileder for dimentsjonering av erosjonssikringer med stein. Motfylling av stein krever et filterlag med grovere masser, og dermed et tykkere filterlag enn motfylling av leire. Det kan i noen tilfeller være aktuelt å legge ut to filterlag med henholdsvis en fin og grov filtermasse. Dette for å sikre en tilstrekkelig jevn overgang fra fine til grove masser i undergrunn og motfylling/drenslag/erosjonssikring. Maksimal steinstørrelse skal ikke være mer enn halvparten av lagtykkelsen. For sikringstiltak med vertikaldren må det kombinerte drens- og filterlaget være minst 50 cm, slik som beskrevet i Statens vegvesens håndbok V221 – Grunnforsterkninger, skråninger og fyllinger. Drens- og filterlaget er da også bærelag for riggen som utfører arbeidet. Under plastringer av stor stein blir det også anbefalt et minst 50 cm tykt filterlag, se modul F2.203: Plastring – Prosjektering.
Filtervirkningen kan også oppnås ved bruk av geotekstil med tilstrekkelig hydraulisk kapasitet for vannstrømning gjennom materialet. Geotekstil er som regel best egnet når det er lite forventelig grunnvannstilsig og behov for absolutt separasjon av massetyper.
Figur 3 viser et eksempel på utlegging av drens- og filterlag. I dette tilfellet var det lite grunnvannstilsig og samtidig behov for separasjon av bløte leirmasser og grove drensmasser. Som filterlag ble det derfor benyttet geotekstil med høy hydraulisk kapasitet. Geonett ble anvendt for å øke bæreevnen på laget da det også ble benyttet som adkomst for anleggsmaskiner.
Utfordringen er ofte å sikre at drens- og filterlaget bevarer sine egenskaper også på lang sikt. Lokale variasjoner i kornstørrelser i undergrunn eller motfylling medfører at det på tross av korrekt dimensjonert filtermasse likevel kan forekomme mer eller mindre lokal utvasking av partikler. Dersom dette får utvikle seg kan det både skape erosjon i undergrunnen og gradvis tetting av drenslaget. Tilsvarende vil filterlag av geotekstil gradvis kunne tilslammes av utvaskede partikler og dermed vil et ugunstig poretrykk gradvis kunne bygges opp på innsiden av filterlaget.
Drens- og filterlaget blir vanligvis bare komprimert med overfart av anleggsmaskiner. Det er normalt ikke like strenge setningskrav for motfyllinger som til for eksempel vegfundamenter, se håndbok N200 – Vegbygging og NS 3458 Komprimering – Krav og utførelse. Eventuell bruk av vibrerende komprimeringsutstyr i kvikkleireområder må vurderes nøye da dette potensielt kan bidra til å svekke grunnen.
Krav til drens- og filteregenskaper er blant annet beskrevet av NVE og Statens vegvesen, i Vassdragshåndboka (NVE, 2010) og håndbok N200 – Vegbygging. Drens- og filterlaget må ikke være for grovt slik at partikler fra undergrunnen blir transportert igjennom filteret. Samtidig må massene i drenslaget være vesentlig mer permeable enn løsmassene i undergrunnen, for at det ikke skal bygge seg opp et poretrykk under motfyllingen.
Aktuelle kornfraksjoner for et drens- og filtermateriale som har begge disse egenskapene bestemmer du ut fra kriteriene under:
Permeabilitetskrav:
\[{{d}_{15F}\over d_{15G}} ≥ 5 \]
Filterkrav:
\[{{d}_{15F}\over d_{85G}} ≤ 5 \] \[{{d}_{50F}\over d_{50G}} ≤ 25 \]
Her betegner d15G den siktstørrelsen som har 15 vektprosent gjennomgang av materiale fra grunnen. Tilsvarende gjelder d15F for drens- og filtermaterialet. Tallene 85 og 50 angir henholdsvis 85 og 50 % gjennomgang.
Når motfyllingen består av stein må du også sjekke at kriteriene blir oppfylt mellom filtermassene og motfyllingsmassene.
Permeabilitetskrav:
\[{{d}_{15M}\over d_{15F}} ≥ 5 \]
Filterkrav:
\[{{d}_{15M}\over d_{85F}} ≤ 5 \] \[{{d}_{50M}\over d_{50F}} ≤ 25 \]
Her betegner indeksen M motfyllingsmassene.
Ifølge Vassdragshåndboka (NVE, 2010) er indre stabilitet i selve drens- og filterlaget sikret med et lavt-middels gradert materiale (d60F/d10F < 10). For mer ensgraderte materialer i grunnen og/eller filterlaget (d60/d10 <1,5), er det anbefalt egne kriterier i Rockfill dams: design and construction (Hydropower development) (Kjærnsli et al., 1992).
For gruspute i tverrskrånende terreng angir Statens vegvesens håndbok V221 – Grunnforsterkning, skråninger og fyllinger at minst 50 % av filtermaterialet bør være større enn 2 mm, det vil si minst halvparten i grus- og stein fraksjonen. For filterlag under erosjonssikring anbefaler Statens vegvesens håndbok N200 – Vegbygging at filtermassene maksimalt skal ha 5 % innhold i siltfraksjonen (d5F<63μm).
Det kan være krevende å oppfylle alle disse kriteriene. Utlegging av flere lag kan være aktuelt. Du kontrollerer da filterkriteriene mellom hvert lag. NVE veileder 4/2009 Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein anbefaler å bruke materialer med mest mulig parallelle kornfordelingskurver i hvert lag. Dette er for å unngå at finere partikler vandrer til grovere lag. Figur 4 viser et eksempel på kornfordeling for et drens- og filterlag bestemt ut fra filterkriterier.
Åpne terrenggrøfter
Åpne vannveier er generelt å foretrekke ettersom feil er lett å oppdage, og vedlikehold er enkelt å utføre. Videre har åpne terrenggrøfter større hydraulisk kapasitet enn lukket drenering, og risikoen for gradvis reduksjon av denne kapasiteten er mindre. Når hovedformålet er å drenere overflatevann, blir terrenggrøfter derfor vanligvis gravd åpne. Se figur 5 for et eksempel på en åpen terrenggrøft.
Formålet med grøftene er å avskjære tilsig av overflatevann fra sideterrenget og lede vannet sikkert bort fra områder med erosjonsproblemer og dårlig stabilitet.
Åpne terrenggrøfter til drenering beskrives i
- Overvannshåndtering og drenering for veg og jernbane NIFS (2016)
- Statens vegvesen håndbok N-V240 – Vannhåndtering
- Statens vegvesen håndbok V221 – Grunnforsterkning, skjæringer og fyllinger
- Statens vegvesen håndbok N200 – Vegbygging
- NVE veileder 4/2009 Veileder for dimensjonering av erosjonssikring av stein
I forbindelse med sikringstiltak mot kvikkleireskred, kan det i noen tilfeller være behov for terrenggrøft langs toppen av avlastningsområder, se figur 6 (punkt 1). Terrenggrøftene blir etablert fram til nærmeste bekk/elv. For å samle mest mulig overflatevann, blir grøften lagt på tvers av terrengets fallretning, men med nok fall til at vannet følger grøften og ikke blir infiltrert i grunnen. NIFS (2016) anbefaler et jevnt fall på 2-5 % for å unngå erosjon og oppsamling av vann. Dersom fallet er stort kan det være nødvendig å erosjonssikre løpet. Dybde og bredde må være tilpasset forventet vannmengde (minimum 0,7 meter dybde og 0,5 meter bredde). Det er anbefalt å grave grøftene med slake grøftesider for å unngå erosjon.
Vann som kommer ut av skjæringen/avlastningsområdet kan om nødvendig bli fanget opp i en egen terrenggrøft/samlegrøft langs foten av skjæringsområdet i figur 6 (punkt 2). For å redusere overflateerosjonen i skjæringsområdet, kan det også være aktuelt å lede vannet via erosjonssikrede grøfter (punkt 3).
Når åpne grøfter erosjonssikres med grovere masser enn i undergrunnen/motfyllingen, vil det som regel være behov for å etablere et filter for å unngå utvasking av partikler. Her gjelder de samme prinsippene som tidligere beskrevet for filterlag under motfyllinger.
Plassering av grøftene må i størst mulig grad ta hensyn til terrengets naturlige dreneringsveier, samløp fra delfelt med mer. Omfanget av dreneringstiltak blir vurdert ut fra dimensjonerende vannmengde, grunn- og erosjonsforhold, og vil være forskjellig fra sted til sted.
Grøftene blir gravd nedenfra og oppover mot toppen, se figur 7. Da vil vannet renne unna fortløpende og ikke bli demt opp. Eventuell erosjonsfare kan også kontrolleres fortløpende på denne måten. Tetting av grøftebunnen med for eksempel leire, membran eller duk kan være aktuelt i tilfeller med permeabel undergrunn og/eller dårlig fall.
Det kan være en fordel å grave gørfter vinterstid. Tele i bakken gir da økt bæreevne. Vinteren er ofte en tørr årstid med lav grunnvannstand.
For å opprettholde tilstrekkelig hydraulisk kapasitet over tid må åpne grøfter med jevne mellomrom renskes for større vegetasjon, busker og trær som ofte etablerer seg i en fuktig grøft.
Lukkede terrenggrøfter
Lukkede terrenggrøfter blir hovedsakelig brukt til å drenere grunnvann. Tiltaket er vanligvis aktuelt i skjæringer og skråninger med høy grunnvannstand der åpne grøfter ikke vil være stabile over tid. Grunnvannstrykket og strømningen gjør at åpne grøfter siger sammen eller fylles gradvis opp av eroderte jordmasser fra grøftesidene. Om mulig bør overflatevann dreneres åpent (se kapitler om åpne terrenggrøfter over og om kombinert åpen og lukket drensgrøft under). Figur 8 viser hvordan du kan etablere lukkede dreneringsgrøfter i en skråning hvor det er utført erosjonssikring, motfylling og terrengavlastning.
De mest aktuelle områdene ligger gjerne et stykke nede i skråningene, der grunnvannet slår ut i terreng, se figur 9 og figur 10.
I kvikkleireområder er det spesielt viktig å unngå å gjøre tiltak som svekker stabilitetsforholdene. Seksjonsvis utgraving av drensgrøfter og suksessiv tilbakefylling med masser som kompenserer for vekten av de utgravde massene kan derfor være en aktuell utførelse.
I tillegg til å sikre grøftestabiliteten vil det kunne bli mindre problemer med frostnedtrengning og kjøving. Dette er spesielt viktig i teleløsningen på våren.
Lukkede grøfter kan ha ulike utforminger. De kan for eksempel være med eller uten drensrør, og med eller uten geotekstil/fiberduk. Fiberduken ligger som regel mellom grøft og omfyllingsmasser, men den blir noen ganger lagt direkte mot drensrøret. Omfyllingsmassene består normalt av sand, grus eller pukk, se figur 11.
Tilsvarende som for drens- og filterlag er utfordringen med lukkede grøfter å få til en drenering med langvarig virkning. Dersom drensmassene blir tilslammet med løsrevne partikler fra undergrunnen, vil dreneringen kunne gå tett.
Lukket drenering må derfor også omfatte filter som forhindrer løsriving av partikler fra undergrunnen. Spesielt utsatt er partikler i finsand- og siltfraksjonen. Filteret kan bestå av sand/grus med riktig korngradering, eller ved bruk av geotekstil (grøfteduk). Med riktig filter vil ikke grøftene gå tett av sedimentert finstoff og miste sin funksjon over tid. For filterlag av sand og grus gjelder de samme kriteriene som er beskrevet for drens- og filterlag over. Tilsvarende gjelder også de samme utfordringene med hensyn til tilslamming av fiberduk og lokal utvasking av løsmassefilter.
Bruk av geotekstiler
Geotekstiler må være beskrevet og verifisert både med hensyn til styrke-, filter- og hydrauliske egenskaper, som beskrevet i NorGeospec. Veiledning og krav er detaljert beskrevet i håndbok N200 – Vegbygging. Du må velge en fiberduk med hovedsakelig filterfunksjon og bestemme spesifikasjonsprofil for hydrauliske egenskaper ut fra kornfordelingen i undergrunnen (F1-F7). Gjennom dette blir karakteristisk poreåpning i fiberduken (O90) og vannhastighetsindeksen (VH50) bestemt. Du må også bestemme et spesifikasjonsprofil for robusthet basert på energiindeks (EI2 – EI5). Robusthetsprofil må du velge ut fra aktuelle jordmaterialer og fasthet i undergrunnen, og ut fra hvilken steinstørrelse og massetype (naturlig/knust) som blir brukt til omfylling. Generelt vil geotekstiler med større styrke ha tilsvarende dårligere hydrauliske egenskaper. Det gjelder altså om å finne en optimal avveining av blant annet disse egenskapene.
NorGeoSpec
Dette er et nordisk system for klassifisering og sertifisering av geotekstiler. Du kan lese mer om NorGeoSpec på hjemmesiden deres.
Geosyntetguiden
International Geosynthetics Society (IGS) Norge har laget en Geosyntetguide hjemmeside. Dette er en nettside for deg som ønsker å vite mer om geosynteter og kan være til hjelp for å finne riktig løsning og riktig produkt. Du kan søke på både produkter og bruksområder. (Merk deg at nettsiden har ikke blitt oppdatert de siste årene (NGF Geosyntetkomite - IGS- Norge Årsrapport)
Hvis du skal benytte rør, må korngraderingen til sidefylling og beskyttelseslag tilfredsstille vanlige filterkriterier mot drensåpningene i rørene, se mer i Statens vegvesen håndbok R761 – Prosesskode 1: Standard beskrivelse for vegkontrakter. I Håndbok R761 og NS 3420 Beskrivelsestekster for bygg, anlegg og installasjoner del F og del G er det også gitt krav til maksimale steinstørrelser i omfyllingsmassene avhengig av rørtype og diameter. Tilsvarende krav vil som regel også kunne finnes i produktblad for de ulike rørproduktene.
Lukkede grøfter blir gravd med bratte sideskråninger og minst cirka 0,5 m bredde i bunnen. Drensrør med diameter på 100-150 mm og spyle-/sandfangkummer for hver 50-100 meter er vanlig (BaneNor, Teknisk regelverk). Større dimensjon kan være aktuelt når det er mye vann i grunnen, ved lange ledningsstrekk, eller når det er risiko for at det kan komme overflatevann ned i den lukkede drensgrøften. Det er viktig at drensrør og lukket grøft dimensjoneres med tilstrekkelig stor hydraulisk kapasitet til å kunne lede vannet bort på en trygg måte.
Fortrinnsvis blir grøftene gravd til frostfri dybde for å opprettholde drenasje i vinterhalvåret og spesielt i teleløsningen. I praksis kan frostdybden ha store lokale variasjoner. Foruten lokal frostmengde, avhenger frostdybden i første rekke av jordart i undergrunnen, vannmengden som kommer fra grunnen og hvilke masser grøften blir fylt med. Grøftedybde på 1-2 meter er som regel nok.
Frostdybde
Statens vegvesens håndbok N200 – Vegbygging, kapittel 3.2.1 og håndbok V220 – Geoteknikk i vegbygging, kapittel 13, gir en indikasjon på hva som kan være aktuell frostdybde i ulike deler av landet.
Grøftene kan med fordel legges skrått oppover i terrenget, slik som vist i figur 6. Grøftene vil da avskjære grunnvannstrømmen bedre enn når de blir lagt rett oppover. Helningen langs grøftene blir mindre og hastigheten på vannet blir lavere. Dette kan være en fordel når undergrunnen består av lett eroderbare masser.
Skråningsdren
Praktisk sett er det ofte enklere å grave grøftene rett oppover skråningen. I forbindelse med veibygging blir betegnelsen skråningsdren brukt om lukkede grøfter uten drensrør lagt i skråningens fallretning, se prinsippskisse i figur 8 og 12, og bilde i figur 13.
Grøfteavstanden kan i henhold til håndbok V221 – Grunnforsterkning, skråninger og fyllinger typisk være 4-6 m, mens bredde og dybde kan være 0,5 m. Disse verdiene er veiledende, og tiltaket blir i stor grad tilpasset lokale forhold, for eksempel der det naturlig er forsenkninger i terrenget som leder vann. Hvis det er aktuelt å grave til frostfri dybde, kan det noen steder være nødvendig å grave ned til cirka 2 meter. Videre kan det være behov for å redusere eller øke senteravstanden i forhold til anbefalingene over og i figur 12.
Kombinert åpen og lukket drensgrøft
Når et åpent grøftetverrsnitt etableres over en lukket drensgrøft oppnås som regel flere fordeler. Det åpne grøftetverrsnittet skal da ta overflatevannet, mens det lukkede tverrsnittet tar grunnvannet. For å unngå infiltrasjon fra den åpne delen kan et tettelag av for eksempel leire eller geomembran legges mellom den åpne og lukkede delen. En slik kombinasjon vil ha større hydraulisk kapasitet enn en lukket grøft. Redusert kapasitet på grunn av tilslamming vil være et mindre problem.
Når det er mulig, bør toppen av lukkede grøfter uansett utformes som et åpent grøfteløp. Dermed øker kapasiteten for uforutsette vannmengder på grunn av for eksempel klimaendringer og styrtregn, og sårbarheten for tetting av drenslaget reduseres tilsvarende. De lukkede drensgrøftene i figur 14 viser et slikt prinsipp.
Relaterte moduler
Disse modulene utdyper noen temaer som er relaterte til modulen over:
- Modul K0.001: Anleggsvei og riggområde i kvikkleireområder
- Modul K0.003: Deponering og mellomlagring av masser
- Modul K2.302: Erosjonssikring i kvikkleireområder – Prosjektering
- Modul K3.302: Erosjonssikring i kvikkleireområder – Utførelse
- Modul F1.001: Flomberegning
- Modul F1.002: Hvordan lese et vassdrag? – Grunnleggende vassdragshydraulikk
- Modul F1.003: Hydraulisk analyse og vannlinjeberegning
- Modul F2.203: Plastring – Prosjektering
Videre lesning og referanser
BaneNor (2022) Teknisk regelverk. Tilgjengelig fra: https://trv.banenor.no/wiki/Forside ( Hentet: 19. oktober 2022).
Kjærnsli, B., Valstad, T. & Høeg, K (1993). Rockfill dams. Hydropower Development, vol. 10.
NIFS (2016) Overvannshåndtering og drenering for veg og jernbane. NIFS-rapport 28/2016. Oslo: Norges vassdrags- og energidirektorat.
NorGeoSpec (2022) A Nordic system for certification and specification of geosynthetics and geosynthetics related products. Tilgjengelig fra: https://www.norgeospec.org/acms/. (Hentet: 19. oktober 2022)
NS 3420 Beskrivelsestekster for bygg, anlegg og installasjoner. Del F: Grunnarbeider – Del 1. (NS 3420:2019). Standard Norge.
NS 3420 Beskrivelsestekster for bygg, anlegg og installasjoner. Del G: Grunnarbeider – Del 2. (NS 3420:2019). Standard Norge.
NS 3458 Komprimering – Krav og utførelse. (NS 3458:2004). Standard Norge.
NVE (2009) Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein. Veileder nr. 4/2009. Oslo: Norges vassdrags- og energidirektorat.
NVE (2010) Vassdragshåndboka – Håndbok i vassdragsteknikk. red. Fergus, T, Hoseth, K. A, Sæterbø, E. Trondheim: Tapir Akademisk Forlag.
NVE (2019) Sikkerhet mot kvikkleireskred. Veileder nr. 1/2019. Oslo: Norges vassdrags- og energidirektorat.
NVE (2022) NEVINA: Nedbørfelt-Vannføring-Indeks-Analyse. Tilgjengelig fra: http://nevina.nve.no/ (Hentet: 19.oktober 2022)
Statens vegvesen (2014) Grunnforsterkning, fyllinger og skråninger – Håndbok V221. Oslo: Vegdirektoratet.
Statens vegvesen (2022) Geoteknikk i vegbygging – Håndbok V220. Oslo: Vegdirektoratet.
Statens vegvesen (2018) Prosesskode 1 – Håndbok R761. Oslo: Vegdirektoratet.
Statens vegvesen (2021) Vegbygging – Håndbok N200. Oslo: Vegdirektoratet.
Statens vegvesen (2023) Vannhåndtering - Håndbok N-V240. Oslo: Vegdirektoratet.