Naturens egen säkerhet är ganska liten. Det behövs inga stora säkerhetsmarginaler så länge man inte bygger bostäder och vägar, där människor ska leva och resa på ett säkert sätt. Ras inträffar även i naturen, men om hus, vägar eller banvallar rasar, kan människor förolyckas och kostnaderna bli enorma.
Bygga på lösan sand
Om inte berget går i dagen består marken av jord, sand eller lera. Rörliga material, som ger efter, trycks ihop, glider, sätter sig eller rentav rasar vid tillräckligt hård belastning. Naturen har inte särskilt stora säkerhetsmarginaler utan låter stora träd växa nära en klippbrant, i ett tunt jordlager. Eller alldeles intill en flodbank. Vattendraget äter ur jorden tills banken en dag rasar. Vattnet fortsätter nöta, och ett nytt ras sker.
– Det finns alltid en osäkerhet, säger Claes Alén, adjungerad professor i geoteknisk statistik.
– Frågan är om vi vågar leva med den osäkerheten eller om vi måste förstärka?
Man måste veta att grunden är stabil, för att kunna bygga säkert. Då behövs en geotekniker. Med hjälp av jordprover som tas med en cylinder ned till 70 meter i marken kan en geotekniker se vilken mark det rör sig om. Utifrån hållfasthetsprov mäter man hur stor belastning marken tål innan den ger efter. Ett genomsnitt av de jordprover som tagits från ytan där man ska bygga ger svar på om man måste påla och hur tätt pålarna måste slås ner. Dessa beräkningar är med nödvändighet gjorda med rätt stor säkerhetsmarginal.
Kommer en geoteknisk statistiker till hjälp går det att slimma konstruktionen ytterligare. Geotekniska kunskaper i kombination med sannolikhetskalkyler kan ge ett mer nyanserat svar på hur mycket grunden måste säkras.
Geoteknisk intuition
Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm har en devis ”vetenskap och konst” som enligt Claes Alén rymmer en del av hemligheten bakom yrket. Det finns alltid en osäkerhet, och han använder ett stort mått av intuition i sina analyser.
– Det bygger på att hantera osäkerhet med kunskap och intuition. Beräkningsmodeller är ett sätt att verifiera intuitionen
Claes Alén visar en inramad ritning från 1916, signerad Sven Hultin, som sedermera blev rektor för Chalmers. Då jobbade han för Göteborgs hamn och utredde det ras som inträffade vid Stigbergskajen. Hans lamellmetod blev den svenska modell som kom att bilda skola internationellt. På en skiss skivas marken upp i lameller, och för var och en beräknas mothållande och pådrivande krafter. I princip används samma beräkningsmodell idag.
Geotekniken använder egentligen de vanliga statistiska metoderna – det gäller bara att lära sig tillämpa dem tillsammans. ”Att räkna ungefär rätt istället för exakt fel” var en säljande sammanfattning av Claes Aléns doktorsavhandling som fick journalister att höra av sig för att få kommentarer till olika ras och skredolyckor. Det är inte många som kan både statistik och geoteknik. Därför blev Claes Alén tillfrågad att göra sin doktorsavhandling på Chalmers Institution för geoteknik, och därför har han nu fått sin professur på samma ställe.
Forskning i verkligheten
Sedan ett år tillbaka är institutionerna för geoteknik och teknisk geologi sammanslagna, med trettiotalet anställda och två forskargrupper med fem, sex doktorander i varje. Det finns inte så mycket pengar för byggforskning, och det är därför bra att passa på i samband med något stort anläggningsprojekt. Ett par promille av byggkostnaden räcker för att ge forskningen stora resurser.
Ett par doktorander håller på med undersökningar under bygget av Götatunneln i centrala Göteborg. När marken grävs ur kan forskarna lätt göra de mätningar som intresserar dem, och resultaten går att använda inte bara för det aktuella projektet utan även för andra projekt framöver.
I Göta Älvdalen planeras en ny järnväg och motorväg längs älven, och här är Claes Alén inblandad genom sin huvudsakliga arbetsplats SGI, Statens geotekniska institut, tillsammans med Chalmers. Byggs järnvägs- och vägbanken för högt löper man risk för ras, bygger man den för lågt finns det istället översvämningsrisk.
Claes Alén har utformat en beräkningsmodell för krypdeformationer i lera som under konstant belastning långsamt sätter sig. En doktorand på Chalmers har nyligen disputerat på en avhandling där han använt sig av denna modell. Claes Alén har nu idéer om att utveckla den, något som han hoppas få möjlighet att göra inom ramen för sin nya professur.
Intervjun gjordes av Malin Wahlstedt för publikationen Ny kunskap 2003