Campus Ullevål viser at det lønner seg å gjøre grundige grunnundersøkelser

Bygging og forskning i tospann

Han er leder for NGIs forskningsprosjekt CURIOUS - Campus Ullevål Research and Instrumentation Of Underground Structures. På Campus Ullevål har de kombinert bygging og instrumentering og overvåking av byggegropa.

– Under utgravingen for kjelleren installerte vi et omfattende instrumenteringsprogram for å overvåke ytelsen til støttekonstruksjonene. Målingene har vi brukt som utgangspunkt for å forbedre den geotekniske prosjekteringen ved å utvikle mer bærekraftige og kostnadseffektive metoder for bygging i urbane områder, sier Lande.

Her er det blant annet prøvd ut ny bruk av fiberopptikk på stålspunten som har registrert hvordan spunten tøyer seg i lengden under ulike faser av utgravingen for kjelleren. Det er også installert en rekke inklinometerkanaler som måler helning og horisontal deformasjon i grunnen i forskjellige lokasjoner utenfor spuntvegg, direkte inntil spuntvegg, samt inne i byggegropen i kalk-sementstabiliserte masser.

– Forskningen har gjort det mulig for oss å overvåke og analysere samvirket mellom støttekonstruksjon og løsmassene i en større grad enn tidligere, og ikke minst gjort det mulig å undersøke hva som skjer i grunnforsterkningen, sier Lande.

58 grunnboringer

Et gjennomgående tema for byggeprosjekter i byer og bynære strøk er kostnadsoverskridelser og forsinkelser. Ofte er det grunnarbeidene som forsinker et prosjekt. For å kunne velge de rette løsningene valgte NGI å gjøre mange grunnundersøkelser før detaljprosjektering. Innenfor fotavtrykket til byggegropa ble det til sammen gjort 58 grunnboringer for å tolke lagdelinger og kartlegge dybder til berg.

– Det er ganske tett med boringer, og vi fant en god del kvikkleire, sier Marit Skaug Løyland, prosjektleder for NGIs rolle som geoteknisk prosjekterende for Campus Ullevål.

Hevet kjelleretasjen, unngikk kvikkleire

Opprinnelig var planen å ha dypere kjeller på Campus Ullevål. Boringene avdekket imidlertid omfattende kvikkleire i grunnen. Kunnskapen endret den opprinnelige planen om en dyp kjeller. Kjellernivået ble derfor hevet 1,55 meter. Slik unngikk man å grave ned til nivået for kvikkleire, som ville ha fordyret prosjektet, og som ville ha medført økt risiko for å påvirke områdene utenfor byggegropa.

– Denne kunnskapen ville man ikke ha hatt uten å bruke rådgivende ingeniør for geoteknikk allerede i fasen før forprosjektet. Vi utarbeidet en kostnadsanalyse for ulike alternativer, og her kom vi fram til at den klart beste løsningen var å heve kjellernivået, sier Løyland.

Antallet kjelleretasjer i bygget blir likevel like mange som planlagt, men med tøyd takhøyde noen steder.  

Drenert bunnplateløsning ga færre stålkjernepeler

Tomta der Campus Ullevål nå står i Sognsveien 70, er omringet av nabobygg, høytrafikkert veg og t-bane. Da kan fundamenteringsarbeider, som etablering av dype byggegroper i bløt leire, samt å installere borede peler til berg føre til setningsskader på naboeiendommer. 

Byggegropa for Campus Ullevål var mellom fire og 6,7 meter dyp. Grunnvannsnivået var én til to meter under terrenget, noe som ville medført store oppdriftskrefter på kjelleren som måtte forankres.

– De siste ti-tjue årene har det vært vanlig å bruke borede stålkjernepeler som gyses fast i berg, forteller Løyland.

For å redusere risiko for drenasje av grunnvann opp langs borede peler med høy risiko for setningsskader på nabobygg, kom NGI og totalentreprenør Skanska fram til den teknisk mer krevende løsning med drenert bunnplate. Løsningen er blitt brukt én gang tidligere, i den dypeste kjelleren i Operaen.

– Under bunnplata i kjelleren er det laget en drenert sone. To pumper tar seg av vannmengden som kommer opp mot plata hvert døgn – mellom 30 og 60 liter. Dette valget førte til at vi reduserte antall peler fra 598 til 369. I tillegg til at vi unngikk mulige setningsskader på tilgrensende eiendommer, ble løsningen langt rimeligere enn den tradisjonelle løsningen med stålkjernepeler. Ved at vi unngikk å bruke borede peler, ble det heller ingen drenasje av grunnvann ved berg, forteller Løyland.

I stedet for borede stålpelekjerner ble det brukt rammede peler, stålpeler i H-profil, som ble rammet ned til berg og litt til. Der det er lite laster, ble det valgt betongpeler. Grundige grunnundersøkelser dannet grunnlaget for en god bergmodell, med estimerte pelelengder og peleplan.

– Tilbakemeldingen fra entreprenøren har vært gode. Peleplanen viste seg å stemme på meteren, og dermed ble det mer effektiv framdrift, sier Løyland. 

Stålmengden som er blitt brukt i byggegropa, er rundt 1900 tonn – langt mindre enn opprinnelig planlagt.

Godt samarbeid om krevende tomt

Skanska roser samarbeidet de har om geoteknikk og grunnundersøkelser.

– Samarbeidet har vært veldig bra med tett dialog med NGI og intern RIG fra Skanska Teknikk, sier Lasse Hyenes Lysne i Skanska, Anleggsleder for Råbygg – Tett Bygg i Campus Ullevål-prosjektet.

Han forteller at grunnlaget i forprosjektet for de løsningene som er blitt valgt, var omfattende og detaljert. Grundige grunnundersøkelser gjorde Skanska forberedt på at tomten bød på utfordringer. 

– Vi forventet at dette var en krevende tomt, basert på de omfattende grunnundersøkelsen som var gjort. I tilbudet gjorde Skanska en del prosjektering med intern RIG fra Skanska Teknikk for å se på gjennomførbarheten i de foreslåtte løsningene. For fundamentering og kalkstabilisering var det de beskrevne løsningene fra forprosjektet som ble gjennomført, sier Lysne.

Han forteller at det underveis i utførelsen har vært flere mindre justeringer, hvor dialogen med NGI har vært god for å sikre riktig kvalitet og fremdrift.

– I tilbudet foreslo Skanska en endring i utførelsen av spunt, spuntavstiving og utgraving. Dette ble utarbeidet av Skanska Teknikk og gjennomgått med NGI som implementerte den nye fremgangsmåten.

Av lærdommer som Skanska tar med seg fra prosjektet Campus Ullevål, trekker Lysne fram viktigheten av å se på framdrift og den praktiske gjennomføringen av grunnarbeidene i tilbudsfasen. 

– Når det er så krevende grunnforhold, med kvikkleire i grunn samt beliggenheten av tomten, så var løsningen med kost+ mellom entreprenør og byggherre det riktige valget for å eliminere unødig risikopåslag.

Prislappen for geoteknikk og grunnundersøkelser for Campus Ullevål er til sammen på rundt 7,1 millioner kroner. Det tilsvarer rundt 0,5 prosent av total prosjektkostnad på opp mot 1,4 milliarder kroner.