Bergteknik

Geologi och bergteknik

Gemensamt för allt bergbyggande är att det styrs av de geologiska förutsättningarna på den plats där man vill bygga.

Sverige täcks till största del av urberg som bildades för mer än 545 miljoner år sedan och som sedan dess har varit utsatt för flera stora förändringar i både tryck och temperatur. Genom detta har bergmassan påverkats så att den har spruckit upp, veckats och i vissa fall ombildats.

Berggrunden delas traditionellt sett in i tre typer beroende på bildningssätt – magmatiska, sedimentära och metamorfa bergarter. De magmatiska har bildats genom att en magma har stelnat, antingen på stort djup i jordskorpan eller på jordytan. De sedimentära har bildats genom avsättning av sediment som omvandlats till berg och de metamorfa är sedimentära eller magmatiska begarter som har omvandlats igen genom stor tryck- och/eller temperaturpåverkan.

En bergart är uppbyggd av ett eller flera mineral vars kemiska sammansättning tillsammans med bergartens bildningssätt bestämmer bergartens egenskaper. Bergarterna som tillhör urberget delas vanligtvis in i sura och basiska bergarter beroende på de ingående mineralens kiselsyrainnehåll. Sura bergarter är kiselsyrarika och de dominerande mineralen är kvarts, kalifältspat och plagioklas. Exempel på sura bergarter är granit och pegmatit. Granit är en av de vanligaste bergarterna i Sverige. 

De basiska (kiselsyrafattiga) bergarterna består främst av järn- och magnesiumrika mineral såsom pyroxen, olivin och amfibol. På grund av det höga innehållet av järn- och magnesiumoxid är de basiska bergarterna ofta mörka. Exempel på basiska bergarter är gabbro eller diabas.

Sedimentära bergarter består av vittrade fragment av tidigare bergarter eller har bildats genom ansamling av skal- och skelettrester från utdöda djur och växter. På grund av sitt ursprung är de sedimentära bergarterna skiktade eller lagrade. Sandsten och kalksten är exempel på sedimentära bergarter. I Sverige är det främst stora delar av Skåne, Öland och Gotland som täcks av sedimentära bergarter, men de återfinns även i Västergötland, Östergötland, Närke, Dalarna och vid kanten av fjällkedjan.

Exempel på metamorfa bergarter är gnejs, kvartsit och marmor.

Berg som byggnadsmaterial

Berg används som byggnadsmaterial i flera fall och även tunnlar och bergrum byggs i berg. Byggnadsmaterial av krossat berg kallas för ballastmaterial och produceras ofta i en bergtäkt.

De flesta svårigheterna när det gäller byggande i berg är relaterade till vatten, stabilitet och deformation. För att kunna hantera dessa svårigheter är det viktigt att känna till de egenskaper hos berget som kan påverka vattenflödet eller stabiliteten. Bergets egenskaper kan variera mycket, även på kortare sträckor, och därför måste bergmassan undersökas väl inför byggande. Den behöver beskrivas med avseende på bergarter, deras hållfasthet och hur mycket sprickor som finns. En annan aspekt att ta hänsyn till är att bergmassans egenskaper varierar i olika riktningar och att vissa av bergets egenskaper beror på i vilken skala det studeras. I en liten skala så är det framförallt bergartens egenskaper som styr och i en större skala är det sprickorna i berget som styr.

Egenskaper som styr stabiliteten är i hög grad kopplade till hur uppsprucket berget är och vilka riktningar de flesta sprickorna har.

Egenskaper som styr flödet av vatten är vattenledningsförmågan hos sprickorna (transmissivitet), grundvattenbildning, porositet och samband (konnektivitet) mellan sprickor. Om det finns många öppna sprickor som är i förbindelse med varandra så kan berget ha en hög förmåga att leda vatten (hydraulisk konduktivitet).