Ny teknologi gjør det mer klimavennlig å bygge i områder med kvikkleire

KlimaGrunn er nå i mål og har utviklet ny teknologi som gjør det mulig å redusere klimagassutslipp og kostnader i tilknytning til grunnforsterkning, og i tillegg gi økt kontroll i byggefasen.

Mandag 24. april arrangerte leverandørsiden i KlimaGrunn et sluttseminar på Bygdøy i Oslo, et område hvor Statsbygg jobber med å bygge det nye Vikingtidsmuseet – på grunn som inneholder kvikkleire. Her har KlimaGrunn utført sitt siste forsøk for å bekrefte effekten av den nye teknologien.

Prosjektleder Eivind S. Juvik fra Statens vegvesen ønsket velkommen med å si at han håper at teknologien KlimaGrunn har uviklet vil utkonkurrere dagens metoder for grunnstabilisering.

Deltakerne på seminaret fikk også se en praktisk demonstrasjon av hvordan måleteknologien kan brukes for å dokumentere oppnådd styrke i stabilisering av kvikkleiregrunnen.

Kan redusere utslipp med 40-60 prosent

Bygg- og anleggsbransjen er kjent for å være «klimaverstinger», utslipp av CO2 fra grunnforsterkning har tradisjonelt sett vært en av de største kildene til utslipp. For å kunne nå målet om 55 prosent reduksjon av klimagassutslipp innen 2030 må bransjen dra i samme retning – og KlimaGrunn har konsentrert seg om å få ned utslippene fra grunnsforsterkning.  Resultatene fra KlimaGrunn er svært lovende, og viser at den nye teknologien har potensial til å halvere utslippene av klimagass fra stabilisering av kvikkleiregrunn.

–  Potensialet for reduksjon av klimagassutslipp vil variere fra prosjekt til prosjekt, men resultatene våre viser at potensialet for utslippsreduksjoner kan være i opp til størrelsesorden 40-60 prosent, sier Juvik.

Grunnforsterkning er en effektiv metode der man tilsetter bindemiddel for å øke styrken i leira slik at man kan bygge trygt, også i kvikkleireområder.

Statens vegvesen, Bane NOR og Statsbygg deler nøyaktig samme utfordring: enten du skal bygge vei, jernbane eller bygg: Norge er et land som har mye kvikkleire i grunnen. Det krever mye grunnstabilisering, noe som er både dyrt og lite klimavennlig. Initiativet til KlimaGrunn kom fra veiprosjektet E18 Vestkorridoren (ny vei mellom Oslo og Asker) hvor det skal bygges vei på kvikkleiregrunn, noe som vil kreve mye grunnforsterkning, et krevende prosjekt dersom man skal innfri kravet om reduserte klimagassutslipp.

–  Dette har vi troen på, og vi gleder oss til å sette den nye teknologien ut i praksis for å se nytten, sa både Brede Nermoen fra Bane NOR og Anders Fylling fra Statsbygg.

Statens vegvesen anslår at 20 til 40 prosent av klimagassutslippet fra veianlegg med grunnforsterkning, stammer fra nettopp grunnforsterkningen. Under utbyggingen av nye E6 mellom Trondheim og Melhus, en strekning på 8 km., ble det satt ned 47.000 kalksementpeler. Hvert borehull var opptil 25 meter dype. Samlet lengde på pelene var nesten 1000 km, og det ble brukt flere tusen tonn bindemiddel.

I Innovasjonspartnerskapet KlimaGrunn har oppdragsgiverne vært Statens vegvesen, Statsbygg og Bane NOR. Leverandørene som har utviklet teknologien har bestått av Multiconsult, Cautus Geo, Heidelberg Materials (tidligere Norcem) og Argeo. Multiconsult har ledet prosjektet fra leverandørsiden.

Hva har vært problemet?

Juvik forklarer at kalksementpeler herder og blir sterkere over tid. Med dagens testmetoder er det vanskelig å dokumentere oppnådd styrke etter lang tid, mens den nye teknologien gir presis kunnskap om nettopp dette. Det å ikke kunne fastslå hvilken styrke man oppnår, har ført til at man «for sikkerhets skyld» har brukt ekstra mye kalk og sement for å være helt sikker på at man oppnår tilstrekkelig styrke. Dette har bidratt til overforbruk av bindemiddel – og unødvendig høyt klimagassutslipp.

KlimaGrunn har derfor konsentrert seg om å utvikle løsninger som kan dokumentere styrke, deformasjonsegenskaper og homogenitet ved grunnforsterkning i form av kalkesementpeler.

Med den nye teknologien utviklet av KlimaGrunn vil man oppnå sikker kunnskap om oppnådd styrke, derfor kan man bruke mindre bindemiddel enn før.

–  Metoden går ut på at vi installerer temperatursensorer og seismiske måleinstrumenter i selve pelene, noe som gir presis kunnskap om styrkeutviklingen over tid. Temperaturen i pelene blir kontinuerlig overvåket slik at vi kan følge med på herdeprosessen og benytte målingene til å forutsi styrkeutviklingen i pelen. Resultatene fra feltmålingene sammenlignes så med målinger utført i laboratoriet, slik at det blir mulig å si med sikkerhet at man har oppnådd ønsket stabilitet i kvikkleira, sier han.

–  Vi vet nå at vi kan redusere bruken av bindemiddel betraktelig ved hjelp av måling og presis dokumentasjon av oppnådd styrke når vi stabiliserer grunnen. Metodene for grunnstabilisering har ikke utviklet seg mye de siste ti årene, nå håper i at den nye teknologien vil få stor betydning for fremtidige byggeprosjekter, sier Juvik.

Eivind S. Juvik Statens vegvesen presentasjon Klimagrunn_24 april 2023.pdf

Mange fordeler ved å ta i bruk den nye teknologien

Tonje Eide Helle fra Multiconsult har vært prosjektleder for leverandørsiden av KlimaGrunn, og hun utdyper at leverandørene har utviklet en helhetlig arbeidsprosess for grunnforsterkning som kan tas i bruk fra prosjekteringsfasen og gjennom hele byggefasen av et prosjekt. KlimaGrunn har både utført teknologiutvikling ved at kjent teknologi brukes på nye måter, og utarbeidet en ny, systematisk arbeidsmetodikk.

–  Vi har kombinert sensorteknologi og seismikk for å måle og overvåke herdeprosessen i felt. Målingene gir oss en kontinuerlig overvåking av styrkeutviklingen i felt gjennom hele byggefasen. Feltmålingene kobles sammen med resultater fra laboratorietester som er utført etter de nye laboratorieprosedyrene som også er blitt utviklet gjennom KlimaGrunn. Med KlimaGrunns arbeidsmetodikk får vi bedre samsvar mellom laboratorieresultater og feltmålinger enn det vi har fått tidligere.

Helle fortsetter:

Metodikken gjør det mulig å optimalisere bindemiddelbruken i prosjekteringsfasen, og også i byggefasen slik at klimagassutslippene og kostnadene reduseres til et minimum samtidig som man har full kontroll med hvordan styrken utvikler seg over tid i hele byggefasen. Med den nye teknologien kan vi måle oppnådd styrke og stivhet over så lang tid vi ønsker, det har ikke vært mulig før.

Juvik og Helle sier begge at kostnadsgevinsten vil kunne få stor betydning for fremtidige utbyggingsprosjekter. Reduserte kostnader betyr nemlig at man kan bruke arealer med kvikkleiregrunn man tidligere ville ha forkastet på grunn av for store kostnader knyttet til grunnstabilisering.

–  Dette vil spesielt være aktuelt i byområder med kvikkleiregrunn hvor det er behov for økt utbygging av både vei, jernbane og bygg, men også i mer «grisgrendte» strøk hvor det er behov for å stabilisere grunnen, sier de.

Ønsker å stille krav i kontrakter

–  Vårt håp er at den nye teknologien vil erstatte dagens metode som brukes for å dokumentere styrken i stabilisert grunn – det vil i så fall gi en kjempegevinst til hele bransjen, sier Juvik.

Selv om KlimaGrunn har kommet i mål med teknologien er ikke jobben ferdig, det er nå teknologien må gjøres kjent for hele bransjen slik at den kan tas i bruk.

–  Veien videre nå er at oppdragsgiverne i KlimaGrunn skal jobbe med å formidle teknologien i våre egne virksomheter og kartlegge aktuelle prosjekter hvor teknologien kan tas i bruk. I Statens vegvesen vil vi vurdere å revidere håndbøker og stille nye krav i kommende kontrakter. Vi kommer til å invitere bransjen til en workshop for å diskutere veien videre om ikke altfor lang tid. Det gleder vi oss til, avslutter Juvik.

Vikingtidsmuseet – et enormt prosjekt som bygges på kvikkleiregrunn

På et areal på cirka 6000 m2 skal Statsbygg sette ned 10 300 peler for å sikre grunnen for det nye Vikingtidsmuseet på Bygdøy i Oslo. Nettopp her har KlimaGrunn utført sin siste akseptansetest av den nye teknologien. Her utfører Argeo seismiske målinger og CautusGeo sørger for at dataene logges i sanntid.

Deltakerne på avslutningsseminaret til KlimaGrunn fikk se en demonstrasjon av teknologien i felt. Ved hjelp av den nye teknologien kunne deltakerne se på følgende data innhentet fra den stabiliserte grunnen på Bygdøy:

• dokumentasjon av egenskaper i nåttid
• utvikling av styrke fram i tid
• utvikling av stivhet fram i tid
• dokumentasjon av styrke fra seismikk

Nettside om prosjektet Vikingtidsmuseet

Fakta om KlimaGrunn

KlimaGrunn er et innovasjonspartnerskap hvor oppdragsgiverne Statens vegvesen, Statsbygg og Bane NOR og leverandørene Multiconsult, Cautus Geo, Heidelberg Materials (tidligere Norcem) og Argeo har samarbeidet tett sammen for å utvikle løsninger og ny teknologi for å redusere klimagassutslipp i forbindelse med grunnforsterkning. Innovasjonspartnerskapet er utført med støtte fra Innovasjon Norge og Leverandørutviklingsprogrammet. 

Faktaark om KlimaGrunn.pdf

Nettsider for innovasjonspartnerskapet KlimaGrunn