3 Bakgrunn
3.1 Generelt om kvikkleire
Kvikkleire er betegnelsen på en spesiell type leire som ved overbelastning kan kollapse og bli tyntflytende. Kvikkleire forekommer primært i Norge og Sverige, men finnes også i Finland, Russland, Canada og Alaska. Under gis en kort innføring i hva kvikkleire er, hvor den finnes, og ulike typer kvikkleireskred.
3.1.1 Leire og kvikkleiredannelse
«Leir» er jordpartikler som er mindre enn 0,002 mm. Partiklene er så små at de ikke kan kjennes hvis man tar et leirkorn mellom fingrene, og man kan ikke se dem uten et kraftig mikroskop. Leirpartiklene er vanligvis formet som tynne flak. Hvis flakene avsettes i ferskvann, vil de legge seg oppå hverandre (flate mot flate) slik at strukturen blir relativt tett. Avsettes flakene i sjøvann, vil strukturen bli ganske annerledes. Det salte vannet gjør at kantene og flatene på flakene får ulik elektrisk ladning. Dermed vil flakene bygges med kant mot flate, siden disse tiltrekkes av hverandre. Det oppstår da en «korthusstruktur» (Figur 3.1 A). Denne strukturen er mye mer åpen enn når leir avsettes i ferskvann, og hulrommene inneholder mye vann. Strukturen er likevel stabil så lenge det er saltvann mellom flakene.
Figur 3.1 Kornstruktur i kvikkleire før og etter et skred. Figur modifisert etter (Reite, Sveian, & Erichsen, 1999).
«Leire» er en jordart, og inneholder minst 30 prosent leirpartikler. Det vil si at leire kan inneholde mye silt og sand i tillegg til leir. Dersom leirfraksjonen er 15- 30 prosent betegnes jordarten fortsatt som leire, men da med et adjektiv som angir andre fraksjoner, eks. siltig leire. Marin leire ble opprinnelig avsatt på sjøbunnen under og etter siste istid, og denne sjøbunnen er i dag tørt land på grunn av landhevningen. Ferskt grunnvann begynte etter hvert å sive gjennom den marine leira. I vanlig sjøvann er saltinnholdet 35 gram per liter. Hvis saltinnholdet i vannet som er i hulrommene til den marine leira blir under 2 gram per liter, vil bindingskreftene bli svekket, og kvikkleire kan dannes. Å erstatte saltvann med ferskvann i den marine leira er noe som tar svært lang tid (mange 100 til flere 1000 år), siden leirpartiklene er så små og leira er veldig tett. All marin leire er derfor ikke kvikk. Noen steder i terrenget er det likevel større sjanse for at saltet blir vasket ut enn andre steder (Figur 3.2). Kvikkleire blir ofte dannet i lommer eller lag i grunnen og i skråninger ned mot elver eller sjøer. Hvis leira inneholder tynne lag av grovere materiale som silt eller sand, kan utvaskingen skje raskere. Også i nærheten av berg vil det ofte dannes kvikkleire.
Figur 3.2 Skisse over hvor kvikkleire ofte dannes: inn mot fjellsida, over oppstikkende fjell og i skråning ned mot sjø (samme prinsipp i skråning ned mot elv/bekk). Dette er i stor grad avhengig av hvordan grunnvannet beveger seg lokalt og kan vaske ut salt. Pilene viser grunnvannets strømning gjennom oppsprukket berg og løsmasser. Figur fra NVE (2020).
Kvikkleire kan være ganske fast, men når den blir belastet for mye, vil strukturen kollapse, og et skred kan utløses. Siden hulrommene mellom leirpartiklene er relativt store i den marine leira, og disse er fylt med vann, vil kvikkleira i omrørt tilstand være flytende (Figur 3.1 B og C).
Kvikkleire er ikke et endelig stadium. Ved videre utvasking kan andre, mer stabiliserende ioner tilføres kvikkleira gjennom grunnvannet, og igjen gjøre leira mer stabil. Nær terrengoverflaten utvikles ofte en flere meter tykk tørrskorpeleire som ikke er kvikk. Tørrskorpeleira er som oftest avgrenset ned til et nivå noe under normal grunnvannsstand.
3.1.2 Hvor finner man kvikkleire?
Marin leire eller kvikkleire finner man kun steder som ligger lavere i terrenget enn «marin grense». Marin grense er det høyeste nivået havet nådde etter siste istid. Denne høyden varierer avhengig av hvor mye landet ble presset ned i ulike deler av Norge (f.eks. 205 moh. på Gardermoen, 175 moh. i Trondheim og kun få moh. på Jæren). Marin leire finnes i kategorien «Hav- og fjordavsetninger» på løsmassekart (NGU, 2021b). Man kan også finne marin leire under andre typer løsmasser, forutsatt at man befinner seg lavere enn marin grense.
Kvikkleire er i utgangspunktet fast og kan derfor være uproblematisk så lenge den ligger uforstyrret i grunnen. Siden kvikkleire kollapser hvis den blir overbelastet, er det viktig å kartlegge hvor den finnes. Først kartlegger man hvor man har marin leire, deretter gjør man grundige undersøkelser av egenskapene til leira. Dette kan gjøres ved å utføre geotekniske sonderinger som vil kunne indikere hvor det kan finnes kvikkleire. For å få en sikker påvisning av kvikkleire må man ta opp uforstyrrede prøver som analyseres i laboratorium.
Den geotekniske definisjonen på kvikkleire er at skjærfastheten til omrørt leire er mindre enn eller lik 0,5 kPa (kN/m2), dvs. at den tåler lite belastning og er omtrent som syrnet melk i konsistens. Høy sensitivitet og lavt saltinnhold er også indikasjoner på kvikkleire. NVE har en mer konservativ tilnærming til potensielle områdeskred i leirområder, og bruker begrepet «sprøbruddmateriale» for leire som har omrørt skjærfasthet mindre enn eller lik 2 kPa (NVE 2020). Kvikkleire er et sprøbruddmateriale.
3.1.3 Kvikkleireskred
Det kan gå skred i leire som ikke er kvikk. Disse vil som regel få begrenset omfang, f.eks. ved at en skalk sklir ut. Et slikt skred kan likevel være en forløper for et større skred, dersom det blottlegger kvikkleire i bakkant. Beliggenhet og omfang av kvikkleire vil påvirke skredmekanismene videre.
Det er hovedsakelig to typer kvikkleireskred: bakoverforplantende (retrogressivt) skred og flakskred. Dersom det er tykke kvikkleirelag og skredet utløses i skråningsfoten, vil det ofte bli en retrogressivbruddutvikling (Figur 3.3 A). Dette er utglidninger som forplanter seg bakover i terrenget, som regel med rotasjon. Når en skalk sklir ut, omrøres og renner ut av gropa, vil en ny ustabil bakkant bli blottlagt. Hvis grunnen består av mye kvikkleire, kan skredet utvikle seg svært raskt bakover og sideveis, og store områder kan skli ut.
Flakskred kan oppstå der grunnen består av et tynt kvikkleirelag med mindre sensitive masser over (Figur 3.3 B). Når kvikkleirelaget kollapser sklir et stort flak ut på den omrørte leira. Flakskred kan starte ved overbelastning langt oppe i et hellende terreng, eller utløses i skråningsfoten.
Ved store skredhendelser kan det være en kombinasjon av skredmekanismer.
Figur 3.3 Eksempler på skredtyper i kvikkleire. A: bakoverforplantende (retrogressivt) skred. B: flakskred. Figur etter Highland & Bobrosky (2008).
Kvikkleireskred har ofte en skålformet skredgrop med bratte skredkanter. Bakoverforplantende (retrogressive) kvikkleireskred kan ha pæreformet skredgrop med smal skredport som massene renner ut av. Men et kvikkleireskred kan også ha en vid skålform med bred skredport. Selv om et skred har gått, betyr ikke det at all kvikkleira har rast ut. Det kan finnes mer kvikkleire i området rundt skredgropa. Et skred stopper opp fordi det treffer på mindre sensitiv leire, grove masser eller berg, eller fordi terrengforholdene sørger for dette.
De fleste naturlige leirskråninger uten aktiv erosjon er stabile og har en viss margin mot brudd. De sklir ikke ut uten at den naturlige likevekten blir forstyrret. Prinsippet er at man bør være forsiktig med å øke belastningen på toppen, for eksempel i form av en fylling, eller å grave og dermed fjerne støtten i bunnen av skråningen. Mange kvikkleireskred i Norge utløses av menneskelig aktivitet, mens erosjon i vassdrag er den vanligste naturlige årsaken til utløsning av kvikkleireskred. En liten utglidning ned mot en bekk trenger ikke føre til omrøring av kvikkleire, men kan i noen tilfeller være en forløper til et større skred.
Selv på nesten flatt terreng vil den tynne leirsuppa i et kvikkleireskred kunne oppnå ganske høy hastighet.1 Etter at strukturen i leira har kollapset, vil leirflakene legge seg flatt oppå hverandre. Når de omrørte skredmassene har kommet til ro og overskuddsvannet er drenert ut, vil det derfor ikke lenger være en korthusstruktur i leira (Figur 3.1 D). Det kan ligge igjen skredmasser i gropa, f.eks. omrørt leire, rester av tørrskorpeleiren og leirblokker som ikke er omrørt. Hvor langt skredmassene blir transportert, er avhengig av terrenget i utløpsområdet, hvor stor del av de utraste massene som var kvikkleire og hvor tyntflytende den omrørte kvikkleira er.
3.2 Erfaringer fra tidligere kvikkleireskred
Det har gått mange kvikkleireskred i Norge. Utvalget omtaler i det følgende et representativt utvalg av skredene som har gått i nyere tid og som er dokumentert i rapporter. Historiske skred på Romerike er omtalt i kapittel 5.3 og vedlegg 2. Noen av disse har blitt fulgt opp med rapporter om hva som forårsaket skredene og hva samfunnet kan lære av hendelsene for å bedre forebyggingen av kvikkleireskred, og omtalen i dette kapitlet er basert på deres konklusjoner. Alle skredene kunne skje fordi visse naturgitte forutsetninger (grunnforhold, terrengforhold og hydrologiske forhold) var til stede. Mange kvikkleireskred er naturlig utløst, ofte som følge av erosjon, men de fleste av eksemplene i dette delkapitlet ble utløst som følge av menneskelige inngrep.
13. mars 2009 gikk det et kvikkleireskred i Kattmarka i Namsos som tok med seg ti bygninger (NTNU, 2009). Det var om lag 300 meter langt og 100 meter bredt. Skredet var direkte forårsaket av sprengning i forbindelse med veiarbeid. Underveis i byggingen ble det oppdaget bløt leire, men dette medførte ikke stans i arbeidet og nærmere undersøkelser. Gruppen som undersøkte skredet i etterkant avdekket at geoteknisk utredning ble igangsatt sent i planprosessen. Dette kan ha medført tidspress som førte til en forhastet gjennomgang av geotekniske problemstillinger og mangelfullt fokus på gjeldende regelverk og stabilitetskritiske detaljer. Statens vegvesen som var byggherre er unntatt søknadsplikt etter plan- og bygningsloven, og er selv ansvarlig for at tiltaket gjennomføres i tråd med gjeldende krav. Namsos kommune hadde ikke stilt krav om kartlegging av kvikkleire i forbindelse med reguleringen av området.
På Esp på Byneset i Trondheim gikk det 1. januar 2012 et kvikkleireskred langs en ravinebekk (NVE, 2012). Ca. 40 personer ble evakuert. Skredet var ca. 100 meter bredt og 400 meter langt. Det var kjent at det er kvikkleire i området, og løsneområdet var i et område med middels faregrad. Skredet startet trolig som følge av erosjon i et bekkefar, som utløste utglidninger av masser i overflaten av skråningene ned mot bekken. Utglidningene forplantet seg bakover. Det hadde vært noe mer nedbør, samt høyere grunnvannstand og vannmetning enn vanlig i forkant av skredet, men allikevel innenfor normal variasjon. Gradvis erosjon ble derfor vurdert å være årsaken til skredet.
Det såkalte Skjeggestadskredet gikk 2. februar 2015 ved Mofjellbekken bruer på E18 i Holmestrand kommune (NVE, 2015). Skredet hadde en bredde på ca. 100 meter og en lengde på ca. 80 meter. Mofjellbekken bruer ble påført skader, og den ene av bruene måtte rives i etterkant. Den utløsende årsaken til skredet var utlegging av en fylling på ca. 3500 m3 på Solum golfklubbs område. Fyllingen ble målt til opptil 3 meter høyde. Fyllingshøyden varierte i profilet, slik at fyllingen hadde en gjennomsnittlig høyde på ca. 1,5 meter. Den beregningsmessige sikkerheten mot skred utløst av naturlige årsaker ble i ettertid funnet å ha vært god, men at det mest utsatte stedet, der massene lå, hadde liten sikkerhet mot ytre last. Fyllingsarbeider i årene før 2006 hadde bidratt til å redusere sikkerhetsmarginen i skråningen. Fyllingen som utløste skredet var ikke omsøkt eller meldt til kommunen. Fyllinger utenfor tettbygd strøk som endrer terrenget med under 3 meter, er i utgangspunktet ikke søknadspliktig etter plan- og bygningsloven, forutsatt at tiltaket er i samsvar med bestemmelser i plan- og bygningsloven og planer og bestemmelser vedtatt med hjemmel i denne.
10. november 2016 gikk et kvikkleireskred i et landbruksområde i Sørum kommune (NGI, 2016). Skredet var 270 meter bredt. Seks skogsarbeidere var til stede i utløpsområdet da skredet startet. Tre av dem omkom. Skredet gikk i et område utenfor kartlagte kvikkleiresoner. Skredet ble utløst på grunn av bakkeplanering med fyllinger på opp mot 5 meter. Bakkeplanering på inntil 3 meter var godkjent av Sørum kommune. I tillatelsen viser kommunen til at området ligger utenfor fareområde for kvikkleireskred.
3. juni 2020 gikk det et kvikkleireskred på Kråknes i Alta kommune (Multiconsult, 2021). Ingen personer ble tatt av skredet, men om lag åtte bygninger gikk med. Stabilitetsberegninger viste at grunnen i skredområdet hadde lav stabilitet i naturlig tilstand. En fylling i forbindelse med bygging av en fritidsbolig i 2015 hadde redusert stabiliteten ytterligere. I perioden før skredet var det lite nedbør, men mye snøsmelting. Den store snøsmeltingen, sammen med grunnforhold ømfintlige for dette, førte til at stabiliteten i skredområdet ble redusert. Dette var første gang området hadde så stort porevanntrykk etter fyllingsarbeidet i 2015. Den lokale lastøkningen fra fyllingsarbeidene i 2015 gjorde at kvikkleira ble overbelastet under snøsmeltingen våren 2020. Utbyggingen var omsøkt kommunen, men fyllingen var ikke del av søknaden.
3.3 Om aktørene og deres roller i forvaltningen av naturfare
Ansvaret for å håndtere risiko for kvikkleireskred i Norge er delt mellom flere aktører i ulike faser. Vi kan skille mellom ny bebyggelse, der en må avklare at grunnen er byggesikker før det bygges, og sikring av eksisterende bebyggelse. I tillegg kommer ansvaret for å håndtere en hendelse når den har skjedd, men da det ikke er en del av utvalgets mandat går vi ikke nærmere inn på det her.
Kartlegging av kvikkleirefare ligger til grunn for alt det videre arbeidet med håndtering av risiko. Kunnskap om hvilke områder som er utsatt og hvilke konsekvenser et skred kan få er avgjørende for å håndtere risikoen på en forsvarlig måte. NVE er ansvarlig for statlig skredfarekartlegging i Norge, og benytter også geotekniske konsulentfirmaer i arbeidet. Deler av kartleggingsarbeidet utføres av Norges geologiske undersøkelse (NGU). Kartleggingen er ikke lovregulert, men en tjeneste staten yter. NVE og NGUs kartlegging av skredrisiko sammenstilles i faresonekart som er åpent tilgjengelige på nett. Disse er et viktig informasjonsgrunnlag for offentlige og private aktører som skal planlegge og gjennomføre tiltak.
Kommunen har et ansvar for samfunnssikkerhet og beredskap etter sivilbeskyttelsesloven, noe som blant annet innebærer at kommunen må gjennomføre en helhetlig risiko- og sårbarhetsanalyse. Etter 2009 har dette kravet vært lovfestet i plan- og bygningsloven (pbl. §4-3). Selv om lovkravet om ROS-analyse ved utbyggingsplaner var nytt ved endringen av pbl. i 2009, var det allerede praktisert i mange kommuner (DSB, 1997).
Naturskadeloven § 20 gir kommunene følgende plikt:
Kommunen plikter å treffe forholdsregler mot naturskader slik som bestemt i plan- og bygningsloven § 11-8 tredje ledd bokstav a og § 28-1, samt ved nødvendige sikringstiltak. Med naturskade menes naturskade slik det fremgår av naturskadeerstatningsloven § 4 første ledd.
Kommunene er planmyndighet, og har myndighet og ansvar for arealbruken innenfor kommunens område. Plan- og bygningsloven (pbl.) regulerer kommunens planlegging. Når kommunen utarbeider sine arealplaner, som viser arealdisponeringen i kommunen, må den legge til grunn tilgjengelig og relevant informasjon, herunder NVEs aktsomhetskart og faresonekart. For alle planer om utbygging har det siden 2009 vært krav i pbl. om at det må gjennomføres konsekvensutredning og ROS-analyse, og ROS-analysen vil ofte inngå i konsekvensutredningen. Kommuneplanens arealdel skal si noe om hvilke hensyn som må ivaretas ved bruk av arealene, dette kan for eksempel være forhold avdekket gjennom NVEs aktsomhets- og faresonekart. Kommunen kan markere slike hensyn som hensynssoner med tilhørende retningslinjer og bestemmelser i arealdelen.
Plan- og bygningsloven § 28-1 slår fast at grunn bare kan bebygges dersom det er tilstrekkelig sikkerhet mot naturfare. Dette innebærer at man i utarbeiding av planer og i byggesaksbehandlingen må vurdere sikkerhet i grunnen. Detaljeringsgraden vil variere mellom arealplan, reguleringsplan og byggesak.
På bakgrunn av vedtatte kommunale planer kan private og offentlige aktører søke om tillatelse til byggetiltak. Dette er også regulert gjennom plan- og bygningsloven med underliggende forskrifter, herunder byggteknisk forskrift (TEK17) hvor det i § 7-1 stilles krav om at:
Byggverk skal plasseres, prosjekteres og utføres slik at det oppnås tilfredsstillende sikkerhet mot skade eller vesentlig ulempe fra naturpåkjenninger.
Tiltak skal prosjekteres og utføres slik at byggverk, byggegrunn og tilstøtende terreng ikke utsettes for fare for skade eller vesentlig ulempe som følge av tiltaket.
Tiltakshaver er ansvarlig for at det er sikker byggegrunn, og at dette er tilstrekkelig belyst i søknaden om tillatelse. I mange tilfeller kreves det at søknaden og tiltaket utføres av et ansvarlig foretak.
Når det gjelder sikring av eksisterende bebyggelse er utgangspunktet at den enkelte har ansvar for å beskytte egen eiendom mot naturfare, herunder et ansvar for å undersøke om eiendommen har tilstrekkelig sikkerhet mot naturfare. Grunneiere kan være privatpersoner, private selskaper eller offentlige etater. Infrastruktur som veier, jernbane og offentlige bygg eies oftest av offentlige aktører. Samferdselsetatene har sikring mot naturfare som en viktig del av sin prosjektering, drift og vedlikehold av infrastrukturen.
Kommunens plikt til sikring etter naturskadeloven § 20 innebærer ikke at det alltid vil være kommunens ansvar å gjennomføre sikringstiltak, men kommunen kan for eksempel gjennomføre tiltak og kreve refusjon fra de som får nytten av tiltaket (naturskadeloven § 24).
NVE ivaretar de statlige forvaltningsoppgavene for skred. NVE bistår kommunene og samfunnet ellers med kompetanse og ressurser til kartlegging, arealplanlegging, sikringstiltak, overvåking, varsling og beredskap for å forebygge flom- og skredskader. NVEs ordning med bistand til sikringstiltak og naturfarekartlegging er ikke rettighetsbasert, og er begrenset av de midler som bevilges årlig over statsbudsjettet. NVEs bistand til kommunene skal prioriteres etter samfunnsøkonomiske kriterier.
Alle grunneiere som er forsikret mot brannskade er også forsikret mot naturskade, jf. naturskadeforsikringsloven § 1. Denne forsikringen åpner for at en bolig kan gjenoppbygges på annet sted dersom det er fare for ny naturskade, eller dersom grunnen har blitt ustabil som følge av naturulykke.