Kjell Karlsrud, teknisk direktør ved NGI, har avlagt doktorgraden ved NTNU i moden alder. Emnet kan han mer om enn de fleste: “Peler og deres bæreevne i bløt leire”. Foto: NGI
Det finnes neppe noen i Norge som kan mer om peler, fundamentering og dårlige grunnforhold enn dr.philos. Kjell Karlsrud. En drøyt 40 års lang karriere er forklaringen.
Den nyutdannete ingeniøren kom til Norges Geotekniske Institutt (NGI) i 1969, og etter hvert utviklet han seg til en vidgjeten fagmann. Karlsrud har bidratt påmange fagfelt, så som fundamentering, skredfare og sikringstiltak i kvikkleireområder, dype utgravninger og tunneler i bløt leire og sand, tetting og grunnvannskontroll under driving av bergtunneler, grunnforsterkning, instrumentering og fullskala feltforsøk.
Interessant for både land og hav
Nestoren har vært geoteknisk konsulent og prosjektleder for svært mange vellykkede byggeprosjekter på vanskelig grunn i Norge, og han er kjent for sin evne til å finne praktiske og sikre løsninger på kompliserte geotekniske problemstillinger. De fleste oppfatter fort at mannen utstråler faglig dyktighet og kompetanse, og alle skjønner raskt at han er en autoritet på sitt område.
19. april i år – etter anstendige 42 år i bransjen – avla han dr.philos.-graden ved NTNUs Institutt for bygg, anlegg og transport. Avhandlingen dreier seg om friksjonspelers kapasitet og bæreevne i leire. Friksjonspeler er mye brukt på land der det er dypt ned til fjell, samt for nesten alt som finnes av stålplattformer og vindmølleparker offshore.
Avhandlingen beskriver forsøk på alt fra de minste testpelene på 1-2 meters lengde og diameter på 36 millimeter, til de største på 71 meters lengde og diameter på 800 mm. Karlsruds doktoravhandling er derfor interessant lesning for både offshorebransjen og den landbaserte bygge- og anleggsindustrien.
Peleforsøk siden 1980-tallet
– Motivasjonen for å ta en doktorgrad i voksen alder var at jeg har jobbet med bæreevne av peler og peleforsøk siden tidlig på 1980-tallet, forteller Karlsrud.
Det startet med at NGI utførte et større program med sykliske belastninger av peler på et testfelt med bløt leire ved Haga på Romerike. Et av resultatene var at Karlsrud og kollegene utviklet nye beregningsmetoder for hvor stor syklisk last peler i bløt leire kan tåle. Senere er det i regi av Karlsrud og NGI blitt utført peleforsøk flere andre steder i Norge og to steder i England, og det er utviklet nye metoder for beregning av bæreevnen.
Resultatene fra Haga-forsøkene ble publisert i flere artikler i perioden mellom 1986 og 1990, men forskeren i Karlsrud hadde mistanke om at det fortsatt var mye å lære. I 2005 publiserte han derfor en revidert metode for beregning av pelers bæreevne, samtidig med at han fortsatte å følge intenst med på både norsk og utenlandsk forskning på området.
Til slutt hadde Karlsrud, som antakelig den eneste i Norge, opparbeidet et rikholdig arkiv med oversikt over det meste som var gjort av peleforsøk de siste 20-30 årene.
– Jeg satt blant annet på en del originalrapporter fra firmaer som ikke eksisterer lenger, og jeg følte at det var på tide å samle alt sammen. Det er hyggelig hvis andre forskere i fremtiden kan bruke denne oppsummeringen i egen forskning, slår Karlsrud fast.
Lanserer nye beregningsmetoder
Men Karlsrud har gjort mer enn å oppsummere 20-30 års forskning. Han har også lansert nye metoder for å beregne hvordan pelers kapasitet utvikler seg etter at de er installert. Dette er svært viktige momenter i prosjekteringen av store anlegg, hvor det er store penger å spare hvis man unngår å overdimensjonere bruken av peler.
Det er selvsagt heller ikke hyggelig å underdimensjonere bruken av peler, men som regel tar entreprenørene ”godt i” for å være på den sikre siden.
– Jeg har vært opptatt av å undersøke hva som skjer fra det øyeblikket en pel blir installert i leire og i tiden rett etterpå, frem til den blir belastet. Peleinstallasjonen fører nemlig til store endringer i leiras egenskaper, og endringene fører til at sidefriksjonen avviker betydelig fra det man skulle tro ut fra vanlige regnemetoder, forteller Karlsrud.
– Like etter installasjonen har bæreevnen sunket så mye at den er i nærheten av leiras omrørte skjærstyrke, som kan være en femdel, eller i verste fall bare en tidel av bæreevnen i den uforstyrrede leira. Men så øker bæreevnen igjen, og etter denne rekonsolideringsfasen får vi en ny bæreevne. Da blir spørsmålet: Hva blir denne bæreevnen, og hvor lang tid tar det å bygge den opp?
I avhandlingen lanserer Karlsrud nye og sikrere metoder for å beregne denne kapasitetsutviklingen.
Eldre metoder ikke gode nok
– En av de viktigste nye observasjonene er at de eldre beregningsmetodene ikke godt nok har fanget opp at de såkalte lavplastiske leirene har spesielt lav bæreevne. Den såkalte API-metoden, som er standard for installasjoner offshore, fanger ikke opp dette viktige elementet. Den gode nyheten er at peler i lavplastisk leire viser de største gevinstene i en langvarig aldringsprosess som fortsetter etter rekonsolideringen, men de tar aldri igjen bæreevnen til peler i de beste høyplastiske leirene, påpeker Karlsrud.
Pelenes bæreevne avhenger for øvrig ikke bare av leiras egenskaper, men også av pelene. En hul rørpel vil for eksempel vinne kapasitet mye raskere enn en like stor pel som er butt og kompakt.
Karlsrud har ikke gått på den vanlige ”doktorskolen” ved NTNU. Han har i stedet skrevet en dr.philos.-avhandling uten bistand fra veileder og forelesninger. Til gjengjeld hadde opponentene under disputasen 19. april 2011 lest avhandlingen med lys og lykte, etter noe å sette fingeren på, men uten hell.
NTNU hadde hentet inn ingen ringere enn professor emeritus Harry G. Poulos fra University of Sydney til å være hovedopponent, og det sier mye om Karlsruds faglige anseelse. Poulos er nemlig ansett som en av verdens ledende geoteknikere og har et stort antall hedersbevisninger på CV-en.
Kjell Karlsrud på feltarbeid under byggingen av operaen i Oslo. Foto: NGI
Beste student i avgangsklassen
Det var nok ikke helt tilfeldig at Karlsrud i 1968 fikk tildelt R. Lee Russel-prisen som beste student i avgangsklassen ved Massachusetts Institute of Technology, og ledelsen ved NGI er fortsatt glad for at daværende direktør Laurits Bjerrum rekrutterte en litt sjenert 23-årig prosjektingeniør i 1969. Ti år senere ble Karlsrud forfremmet til leder i Fundamenteringsseksjonen, og han har senere bekledd ulike lederroller ved NGI. Kjell Karlsrud har gjennom hele karrieren vært en fagmann man lytter til – både i og utenfor instituttet.
Denne saken ble først publisert i GEO 04/12.
