Grundläggningen är den del av ett byggprojekt som syns minst i slutresultatet och påverkar det mest. Det är ett påstående som gäller för alla byggnationer – från ett litet förråd till ett flervåningshus – och vars konsekvens är att ett grundläggningsprojekt förtjänar ett mer genomtänkt faktaunderlag än det normalt ges. Fel i grundläggningen ger sättningar, sprickor och fuktproblem vars åtgärd i ett färdigt bygge kostar substantiellt mer än vad en korrekt grundläggning från start hade kostat.
Den här artikeln handlar om vad schaktning och grundläggning faktiskt innebär, vilka grundläggningsmetoderna är och vad som avgör vilken som är rätt för ett specifikt projekt.
Schaktningens syfte och vad den kräver
Schaktning är borttagning av jord, lera, sand eller berg för att skapa det utrymme en grundkonstruktion kräver. Det är ett arbete vars genomförande påverkas direkt av markförhållandena och vars planering kräver ett antal förberedande steg vars genomförande skyddar mot de vanligaste och dyraste problemen.
Ledningskartläggning är det obligatoriska förberedande steget. El-, VA-, tele- och fjärrvärmeledningar är förlagda i marken på ett sätt som inte alltid stämmer med tillgängliga kartunderlag och vars faktiska läge enbart kan fastställas med en kombination av ledningsinformation från Ledningskollen och en försiktig spettning eller handsondning i närheten av kända ledningssträckningar. En grävmaskin som träffar en VA-ledning under full drift ger en skada vars reparationskostnad normalt överstiger schaktarbetets totalkostnad.
Schaktdjupet bestäms av grundläggningsmetoden och av frostdjupet. I Sverige varierar det dimensionerande frostdjupet från ungefär 0,8 meter i de sydligaste delarna till 2,0 meter och mer i Norrland. En grundläggning vars underkant inte når under frostdjupet ger en konstruktion som rör sig med tjälens rörelse – tjällyftning – och vars konsekvens är sprickor och sättningar i den byggnad som vilar på den.
Släntstabiliteten vid schaktens sidor är ett geotekniskt övervägande vars relevans ökar med schaktdjupet och med lerans andel i markprofilen. En lerskärning som är för brant ger ett ras vars konsekvens kan vara en skada på angränsande konstruktioner och en fördröjning av projektet. Dimensioneringsregeln varierar med markens egenskaper men en skärningssluttning på 1:1 – ett meters horisontellt avstånd per meters djup – är ett rimligt utgångsvärde i normala moränmarker.
De tre huvudsakliga grundläggningsmetoderna
Grundläggningsmetoden väljs baserat på markens bärförmåga, frostdjupet, konstruktionens belastning och de ekonomiska förutsättningarna. Det finns tre huvudmetoder vars tillämpningsområden delvis överlappar men vars konkreta förutsättningar tydligt skiljer dem åt.
Plattgrundläggning innebär att en armerad betongplatta läggs direkt på ett frostfritt underlag och bär konstruktionens last mot en tillräckligt stor markyta för att marktrycket ska understiga markens bärförmåga. Det är den vanligaste grundläggningsmetoden för moderna villor och enplanshus och den som ger den enklaste och snabbaste grundläggningsprocessen under rätt förutsättningar.
Förutsättningen för plattgrundläggning är en mark med tillräcklig bärförmåga – normalt minst 100 kPa – och ett markunderlag som är tillräckligt stabilt för att inte ge ojämna sättningar under plattans yta. Morän, sand och grus är de jordarter som normalt ger tillräckliga förutsättningar. Lera och organiska jordar ger normalt inte det.
Plattans dimensionering varierar med konstruktionens vikt och markens bärförmåga. En normal villaplatta är normalt 200–250 millimeter tjock med en armering vars dimension och förläggning dimensioneras av en konstruktör. Kantbalkens tjocklek och djup är de element vars korrekthet avgör om plattan ger ett frostfritt resultat – en kantbalk som inte når under frostdjupet ger en platta som tjällyft vid kanten och ger sprickor i konstruktionen ovan.
Källargrundläggning innebär att byggnaden förses med ett källarutrymme vars väggar och golv utgör grundkonstruktionen. Det är en grundläggningsmetod som ger ett användbart utrymme under byggnaden och som i ett bygge där källarutrymme är önskat ger ett bättre totalekonomi än att kombinera ett separat grundläggningssystem med ett separat källarbygge.
Källarväggar utsätts för jordtryck från omgivande mark och för vattentryck om grundvattennivån är hög. Det är laster vars dimensionering kräver en konstruktörs beräkning och vars tätning mot vatteninträngning kräver en yttre dränering och ett tätskikt vars korrekthet är förutsättningen för en torr källare.
Påldrivning och pålning är grundläggningsmetoden för mark vars bärförmåga är otillräcklig för en direkt grundläggning – normalt lerjordar, fyllnadsmassor och organiska jordar vars sättningsegenskaper gör en direkt grundläggning omöjlig. Pålar förs ned till bärande lager – normalt berg eller fast morän – och för ner konstruktionens laster till ett djup där markens bärförmåga är tillräcklig.
Stålrörspålar, träpålar och betongpålar är de vanligaste påltyperna vars val beror på det bärande lagrets karaktär, pålarnas dimensionerande belastning och de lokala marknadsförhållandena för respektive påltyp. Pålning är en specialistkompetens vars utförande kräver maskinell utrustning och ett geotekniskt underlag som ger dimensioneringsunderlaget för pålantalet och pållängden.
Geoteknisk undersökning – varför det lönar sig
En geoteknisk undersökning fastställer markens sammansättning, bärförmåga och grundvattennivå via provtagning och trycksondning. Det är ett faktaunderlag vars existens ger konstruktören möjligheten att dimensionera grundläggningen korrekt och vars frånvaro ger en grundläggning baserad på antaganden vars avvikelse från verkligheten manifesteras som sättningar.
Kostnaden för en geoteknisk undersökning är normalt 8 000–25 000 kronor beroende på undersökningens djup och antalet provpunkter. Det är en kostnad vars relation till grundläggningsprojektets totalkostnad normalt är 3–8 procent och vars värde är störst i projekt där markförhållandena är osäkra och där en felbedömning ger kostsamma konsekvenser.
För ett projekt på känd och välkarakteriserad mark – en tomt i ett etablerat bostadsområde vars markförhållanden är kända från angränsande byggnation – kan en geoteknisk undersökning vara onödig. För ett projekt på tidigare obebyggd mark, i ett område med känd leraförekomst eller i närheten av vatten är den ett nödvändigt underlag.
Återfyllning och komprimering
Återfyllningen – återplacering av schaktade massor eller nytt fyllnadsmaterial runt och under en grundkonstruktion – är det moment vars korrekthet avgör om konstruktionen ger sättningar efter färdigställandet. Det är ett moment som utförs under tidspress i slutet av ett projekt och vars kvalitetskontroll normalt är otillräcklig.
Fyllnadsmaterialets kornstorlek och sortering påverkar direkt hur väl det kan komprimeras. Grovkorniga material – krossat berg, makadam och grus – komprimeras effektivt och ger ett stabilt fyllnadsmaterial. Finkorniga material – lera och silt – komprimeras dåligt och ger ett material som sätter sig under belastning och vid fuktvariationer.
Komprimeringen genomförs normalt med en vibroplatta eller en vibrostampare vars effekt beror på maskinens frekvens och marklastens massa. Fyllning i för tjocka lager – mer än 300–400 millimeter per komprimeringsomgång – ger ett material vars inre skikt inte nås av vibrationerna och som ger sättningar trots att ytan verkar komprimerad.
Fyllning mot en grundmur eller en källarvägg kräver en försiktig komprimering vars horisontella krafter inte skadar konstruktionen. En vibroplatta som körs direkt mot en ny betongvägg ger ett jordtryck vars storlek kan ge sprickor i en vägg som inte härdats tillräckligt. Det är ett moment att kommunicera med utföraren om – inte anta hanteras korrekt utan att frågan ställts.
Markarbetets relation till övriga byggskeden
Grundläggningen är förutsättningen för allt som byggs ovanpå den och det skede vars förseningar sprider sig i hela projektets tidplan. Det är ett skede att planera för med en tillräcklig tidsmarginalisering – inte som ett skede att genomföra snabbt för att komma igång med byggnationen ovan mark.
Betonghärdningstiden är den tekniska faktorn vars respekt inte är förhandlingsbar. En betongplatta eller en betongmur kräver normalt 28 dygn för att nå sin dimensionerande hållfasthet. Det innebär att byggnationen ovan mark inte kan belasta grundläggningskonstruktionen förrän härdningen är tillräckligt avancerad – normalt efter 7–14 dygn för de flesta pratiska belastningar men med en marginal som beror på betongklass och temperatur under härdningen.
Väderbetingelserna påverkar schaktning och grundläggning på ett sätt som inte kan ignoreras. Schaktning i djupfrusen mark kräver ett tjälbrytningsarbete vars kostnad och tidsåtgång beror på tjäldjupet. Betonggjutning vid minusgrader kräver uppvärmning av gjutplatsen och i vissa fall en vinterbehandlad betong vars kostnad är högre än standardbetongens. Det är faktorer vars planering – att förlägga schaktning och gjutning till ett väderlämpligt fönster i projektets övergripande tidplan – ger ett bättre resultat till lägre kostnad.
AK Entreprenad utför schaktning, grundläggning och relaterade markarbeten med ett upplägg där markförhållandenas bedömning och geoteknisk undersökning ingår som en del av projektplaneringen – för att grundläggningen ska vara dimensionerad för det som faktiskt finns i marken snarare än för det som antas finnas där. Kontakt på akentreprenad.se.
SGI – Statens geotekniska institut – publicerar tekniska riktlinjer om grundläggning, bärförmåga och geoteknisk dimensionering på sgi.se. Boverket publicerar byggregler och vägledning om grundläggningens tekniska egenskapskrav på boverket.se.
Senaste kommentarer