Ostrowiec DGI_OK

Transkrypt

Ostrowiec DGI_OK

Egz. 1 4
Zamawiający:
Powiat Ostrowiecki – Zarząd Powiatu
Starostwo Powiatowe w Ostrowcu Świętokrzyskim
ul. IłŜecka 37, 27-400 Ostrowiec Świętokrzyski
DOKUMENTACJA GEOLOGICZNO-INśYNIERSKA
określająca warunki geologiczno-inŜynierskie osuwiska
przy ulicy Polnej w Ostrowcu Świętokrzyskim
Gmina: Ostrowiec Świętokrzyski
Powiat: ostrowiecki
Województwo: świętokrzyskie
Opracowali:
...................................................
mgr Grzegorz Grzegorzewski
upr. geol. nr V-1406, VII-1345
………….…………..………
dr inŜ. Wiktor Przybyłowicz
upr. geol. nr VI-0321
Członek Polskiego Komitetu Geotechniki
...................................................
Teresa Zwierzchowska
Kielce, maj 2013 r.
Dokumentacja geologiczno-inŜynierska określająca warunki geologiczno-inŜynierskie osuwiska
SPIS TREŚCI:
1. WSTĘP................................................................................................................................................................4
2. RODZAJ I ZAKRES WYKONANYCH PRAC I BADAŃ ............................................................................4
2.1.
WIERCENIA.............................................................................................................................................5
2.2.
SONDOWANIA .........................................................................................................................................7
2.3.
BADANIA LABORATORYJNE ...................................................................................................................7
2.4.
PRACE GEODEZYJNE ...............................................................................................................................8
2.5.
KARTOWANIE GEOLOGICZNO-INśYNIERSKIE .........................................................................................9
2.6.
PRACE DOKUMENTACYJNE ...................................................................................................................10
3. CHARAKTERYSTYKA TERENU BADAŃ ................................................................................................10
3.1.
LOKALIZACJA, MORFOLOGIA I HYDROGRAFIA .....................................................................................10
3.2.
ZAGOSPODAROWANIE TERENU ............................................................................................................11
3.3.
BUDOWA GEOLOGICZNA ......................................................................................................................12
3.4.
WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE ..........................................................................................................13
4. OCENA WARUNKÓW GEOLOGICZNO-INśYNIERSKICH.................................................................15
4.1.
CHARAKTERYSTYKA PAKIETÓW GEOLOGICZNO-INśYNIERSKICH .......................................................15
4.2.
WPŁYW PLANOWANEJ INWESTYCJI NA ŚRODOWISKO ..........................................................................18
4.3.
OCENA STATECZNOŚCI SKARPY ...........................................................................................................18
5. UWAGI KOŃCOWE.......................................................................................................................................21
6. SPIS WYKORZYSTANYCH MATERIAŁÓW ARCHIWALNYCH........................................................24
Przedsiębiorstwo Geologiczne Sp. z o. o., Kielce
2
SPIS ZAŁĄCZNIKÓW
Załączniki tekstowe:
A. Kopia decyzji zatwierdzającej projekt robót geologicznych.
B. Opinia Państwowego Instytutu Geologicznego - PIB z 06.02.2013 r.
C. Karta informacyjna dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej.
D. Tabela parametrów geotechnicznych.
Załączniki graficzne:
1. Mapa przeglądowa w skali: 1:100 000.
2. Wycinek Szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1:50 000, arkusz Ostrowiec
Świętokrzyski.
3. Wycinek Mapy geologiczno-gospodarczej Polski w skali 1:50 000, arkusz Ostrowiec
Świętokrzyski.
4. Wyciek mapy topograficznej w skali: 1:10 000.
5. Mapa dokumentacyjna w skali 1:500.
6. Mapa geologiczno - inŜynierska miąŜszości gruntów antropogenicznych.
7. Karty otworów geologiczno – inŜynierskich wraz z sondowaniami.
8. Profile wybranych archiwalnych otworów geologiczno-inŜynierskich i sondowań.
9. Profile opisowe archiwalnych otworów studziennych.
10. 1-10.5. Przekroje geologiczno-inŜynierskie.
11. Zestawienie wyników badań laboratoryjnych gruntów.
12. Karta dokumentacyjna osuwiska.
13. 1-13.4. Obliczeniowy model geologiczno-inŜynierski.
14. Dokumentacja fotograficzna rdzeni wiertniczych.
15. Dokumentacja fotograficzna terenu osuwiska.
16. 1-16.3. Sprawozdania z badań laboratoryjnych gruntów i wody podziemnej.
3
1. WSTĘP
Dokumentację geologiczno-inŜynierską… opracowano na podstawie umowy nr Or.I.032.3.2013,
zawartej w dniu 08.01.2013 r. między Powiatem Ostrowieckim – Zarządem Powiatu, a Przedsiębiorstwem Geologicznym Sp. z o.o. w Kielcach. Przedmiotem umowy jest wykonanie dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej w związku z powstaniem osuwiska w ulicy Polnej w Ostrowcu Świętokrzyskim. Celem dokumentacji jest określenie warunków geologiczno-inŜynierskich dla odbudowy drogi
i zabezpieczenia skarpy w ciągu ulicy Polnej w Ostrowcu Świętokrzyskim.
Dokumentację opracowano na podstawie wyników robót terenowych i laboratoryjnych wykonanych według Projektu robót geologicznych dla rozpoznania warunków geologiczno – inŜynierskich
osuwiska przy ulicy Polnej w Ostrowcu Świętokrzyskim zatwierdzonego decyzją Marszałka Województwa Świętokrzyskiego z dnia 08.03.2013 r. (znak OWŚ.V.7440.4.2013). Projekt uzyskał równieŜ
pozytywną opinię Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytutu Badawczego (opinia z 06.02.2013 r.).
Dokumentację wykonano w oparciu o obowiązujące akty prawne:
− Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. - Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. Nr 163, poz. 981);
− Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2011 r. w sprawie dokumentacji hydrogeologicznej i dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej (Dz.U. Nr 291, poz. 1714)
− Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 19 grudnia 2001 r. w sprawie gromadzenia i udostępniania próbek i dokumentacji geologicznych (Dz. U. Nr 153, poz.1780);
− Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia poŜarowego w zakładach górniczych wydobywających kopaliny otworami wiertniczymi (Dz.U. Nr 109, poz. 961).
2. RODZAJ I ZAKRES WYKONANYCH PRAC I BADAŃ
Prace geologiczne realizowane były według Projektu robót geologicznych…, zatwierdzonego decyzją Marszałka Województwa Świętokrzyskiego z dnia 08.03.2013 r. (znak OWŚ.V.7440.4.2013).
W ich zakres weszły prace terenowe, laboratoryjne i dokumentacyjne.
Prace terenowe obejmowały:
• wytyczenie otworów w terenie,
• odwiercenie otworów,
• opis i pobranie próbek gruntu i wody podziemnej do badań laboratoryjnych,
• pomiar zwierciadła wody w otworach,
4
• wykonanie sondowań dynamicznych przy wytypowanych otworach,
• prace geodezyjne – niwelacja otworów,
• likwidacja wyrobisk.
Prace laboratoryjne:
• badania identyfikacyjne gruntów,
• badania właściwości fizyczno-mechanicznych gruntów,
• badanie agresywności wody podziemnej względem stali i betonu.
Prace dokumentacyjne objęły opracowanie wyników prac terenowych i laboratoryjnych. Wyniki
przeprowadzonych prac zestawiono w formie dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej, sporządzonej
zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2011 r. w sprawie dokumentacji
hydrogeologicznej i dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej (Dz.U. Nr 291, poz. 1714).
Cel prac geologicznych przedstawiony w Projekcie… został osiągnięty.
W tabeli 1 porównano zakresy prac projektowanych i wykonanych.
Tabela 1. Zestawienie projektowanych i zrealizowanych badań
Projektowane
Zakres prac
Wykonane
ilość
metraŜ*
ilość
metraŜ
Wiercenia badawcze
12
112
12
114,6
Sondowania DPL, SPT
-
50
7
23,4
* bez projektowanej rezerwy 10%
ZałoŜony metraŜ wierceń został zwiększony w ramach istniejącej rezerwy o 2,4 m (2,3%); zmniejszono metraŜ sondowań dynamicznych (o około 50%) ze względu na płytkie występowanie gruntów
zagęszczonych.
2.1.
Wiercenia
Wiercenia prowadzono w czasie od 18 do 27 marca 2013 r.
Do prac terenowych przystąpiono po uprzednim zgłoszeniu zamiaru ich wykonywania do właściwych organów administracji geologicznej. Przed rozpoczęciem prac terenowych uzyskano zgody właścicieli / uŜytkowników poszczególnych działek na czasowe zajęcie terenu.
Lokalizację otworów wiertniczych w terenie wyznaczano metodą domiarów prostokątnych w dowiązaniu do istniejących szczegółów topograficznych przedstawionych na mapie sytuacyjnowysokościowej w skali 1:500 (zał. 4). Rzędne terenu określono metodą niwelacji w dowiązaniu do
punktów o znanej wysokości. Zmieniono lokalizację otworu O-1 o 5 m na północ ze względu na moŜliwość blokowania lokalnego przejazdu samochodów.
5
Wykonanie i metodyka wierceń
Otwory rdzeniowane – otwory O-6, O-7, O-9, O-11 i O-12 wykonano przy uŜyciu samobieŜnej
wiertnicy Beretta T47/S uŜywając przelotowych świdrów ślimakowych o średnicy 194 mm (7 5/8″)
z cylindrem dwudzielnym o średnicy 152 mm i długości 1,5 m.
Dwa otwory w niszy osuwiska (O-8 i O-10), ze względu na brak moŜliwości wjazdu większego
urządzenia, wykonano samojezdną wiertnicą typu Pagani na gąsienicach. Do wiercenia zastosowano
rdzeniówkę o średnicy 100 mm, pozwalającą uzyskiwać odcinki rdzenia o długości do 0,7 m.
Otwory nie rdzeniowane (O-1÷O-5) wykonano metodą obrotową, urządzeniem mechanicznym typu
UGB-50. Wiercenia prowadzono świdrem ślimakowym f=7 5/8″ na „boso”. Zastosowanie rur osłonowych nie było konieczne ze względu na brak stref nawodnionych. Wiercenie prowadzono krótkimi
marszami (1 m) dającymi moŜliwość przeprowadzenia badań makroskopowych przewiercanych gruntów, poboru próbek gruntu oraz pomiarów poziomów wody podziemnej.
Prace wiertnicze były prowadzone pod kierunkiem geologa posiadającego odpowiednie uprawnienia oraz przy stałym dozorze geologicznym.
Po zakończeniu wiercenia, otwory rdzeniowane zlikwidowano przez zacementowanie w przedziale
występowania gruntów spoistych, oraz piaskiem drobnym w miejscu występowania gruntów niespoistych; otwory pozostałe (nie rdzeniowane) – zlikwidowano przez wypełnienie urobkiem
z zachowaniem kolejności warstw litologicznych wraz z odpowiednim ich zagęszczeniem.
Lokalizację wykonanych otworów przedstawiono na mapie dokumentacyjnej (zał. 5).
W trakcie i obok wiercenia wykonywano:
- analizę makroskopową przewiercanych gruntów,
- obserwacje i pomiary połoŜenia zwierciadła wody,
- badania sondą cylindryczną SPT,
- sondowanie dynamiczne sondą SLVT z końcówka krzyŜakową,
Badania makroskopowe obejmowały określenie: rodzaju i barwy gruntu, stanu i wilgotności. Badania polowe przeprowadzono według norm: PN-81/B-03020, PN-B-04452:2002 i PN-88/B-04481.
Pomiary zwierciadła wody podziemnej wykonywano w otworach, w których stwierdzono jej występowanie. Po nawierceniu warstwy wodonośnej określano głębokość nawierconego i ustabilizowanego poziomu wody podziemnej. Pomiary wykonywano przy uŜyciu świstawki hydrogeologicznej.
6
W otworach O-1÷O-5, w trakcie prowadzenia wierceń, pobierano próbki gruntu:
•
o naturalnym uziarnieniu – NU (kategoria C), z kaŜdej odmiennej litologicznie warstwy, lecz nie
rzadziej niŜ co 1,0 m (próbki czasowego przechowywania),
•
o naturalnej wilgotności – NW (kategoria B) – do pojemników foliowych, zabezpieczających grunty przed zmianami wilgotności.
W otworach rdzeniowanych (O-6÷O-12) pobierano rdzeń wiertniczy do skrzynek drewnianych
(próbki czasowego przechowywania). Rdzeń został udokumentowany fotograficznie w zał. 14. Wytypowane odcinki rdzenia zostały odpowiednio zabezpieczone i przekazane do badan laboratoryjnych.
Z otworu O-12 pobrano próbkę wody podziemnej – w celu wykonania analizy fizykochemicznej
pod kątem oceny agresywności wody względem betonu.
2.2. Sondowania
W ramach badań polowych wykonano 1 sondowanie SPT w celu określenia stanu gruntów spoistych oraz 7 sondowań SLVT w celu określenia stopnia zagęszczenia (ID) gruntów niespoistych oraz
wytrzymałości gruntów spoistych na ścinanie (tfu).
Wykonana liczba i głębokość sondowań została dostosowana do stwierdzonych warunków gruntowych; zakres mniejszy od projektowanego wynika z obecności zagęszczonych piasków oraz półzwartych pyłów.
Parametry zastosowanych sond oraz sposób wykonania sondowań jest zgodny z PN–B-04452.2002.
Wyniki sondowań dynamicznych wraz z interpretacją przedstawiono w załączniku 7.
2.3. Badania laboratoryjne
Badania gruntów wykonano w Pracowni Badań Geotechnicznych Laboratorium Badań Środowiskowych Przedsiębiorstwa Geologicznego w Kielcach oraz w Laboratorium Instytutu Geotechniki Politechniki Krakowskiej.
Oznaczenie agresywności wody w stosunku do betonu i stali wykonano w Laboratorium Badań
Środowiskowych Przedsiębiorstwa Geologicznego Sp. z o. o. w Kielcach, posiadającym certyfikat
akredytacji PCA Nr AB 1010.
Badania wykonano zgodnie z metodyką określoną w Polskich Normach oraz wewnętrznymi procedurami badawczymi (przywołanymi w zał. 16).
7
Badania gruntów
Badania laboratoryjne próbek gruntów wykonano w następującym zakresie (w nawiasach podano
projektowaną ilość oznaczeń):
a. badania makroskopowe – 46 (40),
b. analiza uziarnienia – 46 (40),
c. gęstość objętościowa – 6 (15),
d. wilgotność naturalna – 39 (40),
e. zawartość części organicznych – 46 (5);
f. granica płynności – 22 (20),
g. granica plastyczności – 22 (20),
h. kąt tarcia wewnętrznego – 4 (5),
i. spójność – 4 (5),
j. edometryczny moduł ściśliwości – 2 (3)
k. współczynnik filtracji - 20 oznaczeń (0).
Ilość poszczególnych oznaczeń dostosowano do stwierdzonych warunków geologicznoinŜynierskich. Dla niektórych oznaczeń zmieniono ilość badanych próbek. Sumaryczna ilość wykonanych oznaczeń jest o 27 % większa niŜ zakładana w projekcie robót geologicznych.
Sprawozdania z badań laboratoryjnych gruntów przedstawiono w załącznikach 16.1 i 16.2.
Badania wody podziemnej
W 1 próbce wody podziemnej oznaczono: odczyn (pH), twardość wapniową, zasadowość ogólną,
magnez, chlorki, jony amonowe, dwutlenek węgla agresywny (CO2), siarczany, przewodność elektryczną właściwą, utlenialność, tlen rozpuszczony oraz indeks nasycenia. Na tej podstawie dokonano
oceny korozyjnego działania wody względem betonu (wg PN-EN 206-1:2003) oraz agresywności
w stosunku do Ŝeliwa i stali (według PN-72/C-04609). Sprawozdanie z badań przedstawiono w załączniku 16.3.
2.4. Prace geodezyjne
Otwory wiertnicze zostały wyznaczone w terenie metodą domiarów prostokątnych od stałych punktów, na podstawie mapy sytuacyjno-wysokościowej w skali 1:500. Otwory, po ich wykonaniu, zaniwelowano w dowiązaniu reperów roboczych - rzędnych pokryw studzienek kanalizacyjnych.
8
2.5. Kartowanie geologiczno-inŜynierskie
Po odwierceniu wszystkich otworów geologiczno-inŜynierskich i przeanalizowaniu wyników wierceń, przeprowadzono kartowanie geologiczno-inŜynierskie. Osuwisko rozwinęło się w skarpie ulicy
Polnej (jezdni wraz z chodnikami). Przemieszczeniu uległy grunty pod drogą, która zapadła się na odcinku około 18 m; przy czym zniszczeniu uległy równieŜ wszystkie instalacje: wodociągowa, kanalizacyjna, ciepłownicza, elektryczna i telekomunikacyjna. Powstała skarpa osuwiskowa o wysokości
3÷4,5 m. Osuwisko to (według karty dokumentacyjnej – zał. 12) jest aktywne, rozwinięte w gruntach
nasypowych i rodzaju ruchu – spływ. Zasięg osuwiska przedstawiono na karcie dokumentacyjnej osuwiska wykonanej przez PIG-PIB (zał. 12) oraz na mapie dokumentacyjnej (zał. 5).
Osuwisko to rozpoczyna się pod chodnikiem po północnej stronie drogi. Od zachodu ograniczone
jest pionową ścianą starego przepustu drogowego, poniŜej, od strony południowej, w miejscu gdzie
znajdował pierwszy rząd garaŜy znajduje się narzut złoŜony z gruzu betonowego będący tymczasowym zabezpieczeniem. Ściana wschodnia, równieŜ prawie pionowa ukształtowała się w obrębie nasypu drogowego. Koluwia tworzące jęzor osuwiskowy, pierwotnie opierający się o drugi rząd garaŜy zostały wywiezione a skarpa w dolnej części doraźnie zabezpieczona gruzem betonowym.
Skarpa na pozostałym odcinku (po obu stronach niszy osuwiska) nie wykazuje wyraźnych śladów
przemieszczeń gruntu - nie zaobserwowano na jej powierzchni pęknięć ani szczelin. Widoczne na
skarpie charakterystycznie wygięte pnie drzew (tzw. „pijany las”) świadczą jednak o istnieniu ruchów
masowych. Nie stwierdzono takŜe rys ani pęknięć na murach pobliskich budynków.
Przemieszczenie mas ziemnych odbyło się w kierunku południowym zaś azymut ruchu był zgodny
z osią nachylenia skarpy nasypu drogowego.
W profilach wykonanych wierceń nie zidentyfikowano płaszczyzny poślizgu, wzdłuŜ której nastąpiło przemieszczenie mas ziemnych. Na podstawie sondowań dynamicznych i obserwacji makroskopowych, przyjęto, Ŝe quasi płaszczyzna poślizgu znajduje się na głębokości od 0,6 do 1,2 m poniŜej
obecnego dna niszy osuwiska. Obecną warstwę koluwiów zaznaczono na przekroju geologicznoinŜynierskim I-I’(zał. 10.1, 10.5).
Teren sąsiadujący z osuwiskiem jest w większości zurbanizowany. Zabudowa składa się z bloków
mieszkalnych, pawilonów usługowych, szkoły oraz nawierzchni chodników, placów i jezdni. Powierzchnie zielone występują przy budynkach mieszkalnych po wschodniej i zachodniej stronie osuwiska oraz na powierzchni zachowanej skarpy. Na obszarze tym nie stwierdzono śladów erozji podłoŜa związanej z opadami ani innych uszkodzeń powierzchni terenu, które miałyby związek z ruchami
masowymi. W ścianach skarpy osuwiska zinwentaryzowano liczne instalacje przerwane w wyniku
przemieszczenia mas ziemnych: 2 rury wodociągowe o średnicy 250 mm i 150 mm zbudowane z rur
Ŝeliwnych z połączeniami kielichowymi uszczelnionymi sznurem i ołowiem; 2 systemy kanalizacji saPrzedsiębiorstwo Geologiczne Sp. z o. o., Kielce
9
nitarnej: komunalnej – równoległy do osi drogi oraz prostopadłe przyłącze do budynku gimnazjum,
kanalizacja deszczowa, instalacje c.o., gazowa, energetyczna i telekomunikacyjna.
2.6. Prace dokumentacyjne
Po wykonaniu projektowanych prac terenowych i badań laboratoryjnych, w pracach kameralnych
opracowano mapę dokumentacyjną, karty otworów geologiczno-inŜynierskich, przekroje geologicznoinŜynierskie, mapę geologiczno-inŜynierską. W dokumentacji przeprowadzono ocenę stateczności
skarpy z zastosowaniem metody pasków.
Do dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej dołączono dokumentację fotograficzną osuwiska oraz
rdzeni wiertniczych (zał. 14, 15).
3. CHARAKTERYSTYKA TERENU BADAŃ
Osuwisko powstało w nocy z 18 na 19 grudnia 2012 r. Osunęła się skarpa po południowej stronie
ulicy Polnej. Osuwisko ma szerokość 18÷20 m, ze skarpą o wysokości około 3÷4,5 m. Uwodniony
grunt przemieścił się dynamicznie w dół skarpy porywając masy ziemne budujące nasyp drogowy.
Zniszczeniu uległa nawierzchnia drogi wraz z infrastrukturą podziemną oraz kilkanaście garaŜy połoŜonych u podnóŜa skarpy. Upłynnione koluwia oparły się częściowo o drugą linię garaŜy na wysokość
do około 2 oraz częściowo przepływając obok nich w kierunku południowym. Długość jęzora wyniosła około 25 m licząc od podnóŜa skarpy. W kolejnych dniach koluwia zalegające w rejonie garaŜy zostały wywiezione; a skarpa od strony południowej, tymczasowo zabezpieczona warstwą betonowego
gruzu.
Dla zamierzenia inwestycyjnego polegającego na odbudowie zniszczonej drogi wraz z nasypem, na
obecnym etapie nie określono parametrów techniczno-budowlanych. Biorąc jednak pod uwagę warunki geologiczno-inŜynierskie obiekt naleŜy zaliczyć się do III kategorii geotechnicznej.
3.1. Lokalizacja, morfologia i hydrografia
Ostrowiec Świętokrzyski jest miastem powiatowym leŜącym w północno wschodniej części województwa świętokrzyskiego. Teren badań zlokalizowany jest w centrum miasta, przy ulicy Polnej na
zachód od ul. Rosłońskiego (zał. 4, 5).
Otwory geologiczno - inŜynierskie zlokalizowano na działkach zestawionych w tabeli 2.
10
Tabela 2. – Zestawienie działek, na których zlokalizowano otwory geologiczno-inŜynierskie
L.p.
Nr
otworu
1.
1÷6
Nr
ark. nr działki
5.56/2
Obręb
2.
7÷10
1.38/29
36
3.
11
1.170/1
36
4.
12
1.38/23
36
17
Podmiot ewidencyjny
− Gmina Ostrowiec Świętokrzyski
− Zespół Szkół Publicznych Nr 2
− Zakład Usług Miejskich
− Ostrowiecka Spółdz. Mieszk.
Charakter
własności
własność
trwały zarząd
własność
trwały zarząd
własność
uŜytk. wieczyste
własność
Pow.
działki
[ha]
0,08586
1,9372
0,0819
0,0992
Pod względem fizycznogeograficznym [7] Ostrowiec Świętokrzyski naleŜy do mezoregionu Przedgórze IłŜeckie (342.33) wchodzącego w skład WyŜyny Kieleckiej (342.3). Przedgórze IłŜeckie rozciąga się na północ od doliny Kamiennej w obrębie wychodni skał jurajskich, które tworzą niewysokie
monoklinalne wzniesienia o rozciągłości z północnego zachodu na południowy wschód. ObniŜenia ich
powierzchni wypełnione są osadami czwartorzędowymi.
W morfologii terenu badań zaznaczają się dwa obszary: na północ od ul. Polnej – wyrównany,
o rzędnych terenu w granicach 192,3÷193,6 m n.p.m.; oraz na południe - poniŜej skarpy, o rzędnych
terenu około 182 m n.p.m. W ujęciu geomorfologicznym zniszczona skarpa znajduje się na naturalnym stoku pomiędzy tarasami erozyjno – akumulacyjnymi rzeki Kamiennej. Stok ten został „podcięty” na wysokości północnej linii garaŜy (zniszczonych przez osuwisko).
Powierzchnia terenu nachylona jest ku południowi - do rzeki Kamiennej przepływającej w odległości około 1 km na południe od terenu badanego osuwiska.
Obszar Ostrowca jest odwadniany przez rzekę Kamienną i jej dopływy – Młynówkę i Kamionkę.
Rzeka Kamienna jest lewobrzeŜnym dopływem Wisły; do której wpada około 35 km na północny
wschód od Ostrowca.
Według Mapy geologiczno-gospodarczej Polski [1], w rejonie badanego terenu nie znajdują się
obiekty ani obszary chronione. NajbliŜej połoŜone obszary natura 2000 znajdują się w odległości około 3,3 km na zachód (Wzgórza Kunowskie PLH260039) oraz 4,4 km na południowy wschód (Dolina
Kamiennej PLH260019); pozostałe elementy chronione przedstawiono na wycinku mapy geologicznogospodarczej (zał. 3).
3.2. Zagospodarowanie terenu
W sąsiedztwie powstałego osuwiska, powyŜej skarpy, w odległości 20÷30 m, znajdują się trzy 5-o
kondygnacyjne budynki wielorodzinne oraz 3-kondygnacyjny budynek szkoły. Powierzchnię terenu
pokrywa asfalt ulicy Polnej, betonowe płyty chodników oraz trawniki.
11
U podnóŜa skarpy znajduje się utwardzony plac, który zabudowano kilkudziesięcioma garaŜami
ułoŜonymi po łuku wzdłuŜ północnego i wschodniego podnóŜa skarpy oraz w dwóch rzędach równoległych do ul. Polnej. Po osunięciu się skarpy 1-szy rząd garaŜy (licząc od północy) został całkowicie
zniszczony. Drugi rząd został częściowo uszkodzony przez masy spływającego gruntu.
Powierzchnię skarpy przed powstaniem osuwiska porastały trawa oraz młode drzewa liściaste
o wysokości rzędu 3÷5 m. Drzewka te, występujące obecnie na zachodniej części skarpy, wykazują
cechy „pijanego lasu” świadczące o aktywności osuwiska. Według danych uzyskanych od mieszkańców, w przeszłości skarpa porośnięta była wysokimi drzewami (topolami i akacjami), które - stopniowo wycinane - zniknęły na początku XXI wieku.
Zagospodarowanie opisywanego terenu, wraz z instalacjami podziemnymi przedstawia szczegółowo mapa dokumentacyjna w skali 1:500 (zał. 5).
3.3. Budowa geologiczna
Na tle budowy geologicznej, Ostrowiec Świętokrzyski leŜy w południowo wschodniej części antyklinorium środkowopolskiego, w obrębie mezozoicznego obrzeŜenia Gór Świętokrzyskich. Pod
względem tektonicznym miasto leŜy w obrębie piętra strukturalnego obejmującego skały dolnej
i środkowej jury. Warstwy osadowe tego piętra są lekko nachylone ku północnemu wschodowi. W rejonie Ostrowca jurajskie podłoŜe wykazuje obecność licznych uskoków zrzutowo-przesuwczych poprzecznych jak i podłuŜnych [10]. Obszar miasta pokrywa warstwa osadów czwartorzędowych
o miąŜszości od około 15 do ponad 30 m. Budowę geologiczną tej części miasta określono na podstawie Szczegółowej mapy geologicznej Polski [9, 10], profili archiwalnych otworów studziennych i geologiczno-inŜynierskich [3, 5, 6] oraz wyników aktualnie wykonanych wierceń.
Utwory jury dolnej reprezentowane są przez iły szare i ciemno szare, mułowce oraz piaski i piaskowce.
Jura środkowa – mułowce, piaski, piaskowce i iły wzajemnie przewarstwione oraz podrzędnie łupki. Strop utworów jurajskich stwierdzono na głębokościach 15,1÷32,0 m ppt (158,0÷177,5 m n.p.m.).
Czwartorzęd reprezentowany jest przez nasypy antropogeniczne oraz plejstoceńskie utwory rzeczno-wodnolodowcowe: piaski od pylastych do średnioziarnistych, pyły piaszczyste i pyły; podrzędnie
występują gliny i pospółki. MiąŜszość czwartorzędu w okolicy osuwiska, według [9] wynosi 24 m.
Grunty nasypowe zbudowane są głównie ze Ŝwirów i piasków, miejscami z domieszką humusu,
frakcji kamienistej oraz gruzu betonowego i ceglanego. Stwierdzono je w większości otworów (brak
ich jedynie w otworach O-6 i O-12). Tworzą one warstwę o miąŜszości 1,0÷2,6 m. Grunty nasypowe
są mało wilgotne do wilgotnych, średniozagęszczone o stopniu zagęszczenia ID=0,44÷0,63.
12
MiąŜszość utworów antropogenicznych w rejonie badań przedstawiono na mapie geologicznoinŜynierskiej (zał. 6).
Osady plejstoceńskie nawiercono na głębokości od 0,2 do 2,6 m ppt bezpośrednio pod powierzchnią utwardzoną (asfalt, kostka) lub pod warstwą nasypu. Osadów tych nie przewiercono do głębokości
wykonanych otworów. Utwory plejstocenu reprezentowane są przez: pospółki, piaski średnie, drobne
i pylaste, pyły piaszczyste, pyły oraz podrzędnie gliny. Utwory piaszczyste występują w stanie średniozagęszczonym i zagęszczonym; utwory spoiste w większości są w stanie półzwartym, lokalnie plastyczne i miękkoplastyczne.
Teren w rejonie badań został silnie zmieniony antropogenicznie – zasypaniu uległa niewielka dolinka erozyjna, u wylotu której uformowano nasyp drogowy ulicy Polnej zakończony od strony południowej skarpą, w której rozwinęło się osuwisko.
Ustalenie płaszczyzny poślizgu okazuje się niezwykle trudne ze względu na to, Ŝe osuwisko rozwinęło się w niespoistych gruntach nasypowych, które z powodu nadmiaru wody utraciły stateczność.
Zestaw danych uzyskanych w trakcie prac geologicznych i wywiadu terenowego pozwala na twierdzenie, Ŝe nieszczelności rur wodociągowych nie były jedyną przyczyną powstania ruchów masowych
lecz swego rodzaju „zapalnikiem” uruchomionym przy współudziale co najmniej kilku innych czynników, takich jak:
− niwelacja terenu przez zasypanie lokalnego obniŜenia (dolinki erozyjnej);
− uformowanie nasypu drogowego i brak jego dostatecznego zabezpieczenia od strony południowej,
− naturalnych, trwających przez całe lata, procesów spełzywania zbocza nasypu,
− ukształtowania terenu
− czynników antropogenicznych: budowa garaŜy u podnóŜa skarpy, podcięcie skarpy nasypu, liczne
rurociągi i kable.
Budowę geologiczną rejonu osuwiska ilustrują karty otworów geologiczno-inŜynierskich wykonanych i archiwalnych (zał. 7, 8) oraz przekroje geologiczno-inŜynierskie (zał. 10.1-10.5).
3.4. Warunki hydrogeologiczne
W rejonizacji hydrogeologicznej przedstawionej na Mapie hydrogeologicznej Polski [14, 15], teren
osuwiska naleŜy do jednostki hydrogeologicznej oznaczonej symbolem 3abJ2II. Wydzielono ją
w środkowojurajskich piaskowcach i mułowcach tworzących porowo-szczelinowy zbiornik wód podziemnych. W tej części jednostki, główny uŜytkowy poziom wodonośny jest słabo izolowany, a tym
samym naraŜony na przenikanie zanieczyszczeń z powierzchni terenu. Zwierciadło wody poziomu
środkowojurajskiego nawiercono na głębokości 38,9÷72,0 m, które stabilizuje się na głębokości
15,0÷17,8 m.
13
Pierwszy poziom wodonośny w rejonie osuwiska, według wykonanych prac terenowych oraz dokumentacji archiwalnych [5, 6], związany jest z czwartorzędowymi piaskami tworzącymi nieciągłe
warstwy w obrębie pyłów o miąŜszości od 0,3 do około 1 m. Strop nawodnionych piasków nawiercono w otworze O-12 na głębokości 7,4 m (176,5 m n.p.m.). W otworach archiwalnych z lat 1964-65
strop warstwy wodonośnej identyfikowano na głębokości 3,0 (zw. zawieszone) w otw. 11 oraz na głębokości 10,2 m ppt w otworze 10 (175,8 m n.p.m.). Napięte zwierciadło wody stabilizowało się w otworze archiwalnym O-11 na głębokości 2,7 m (178,6 m n.p.m.) Zwierciadło wody w otworze O-12
ustabilizowało się na głębokości 4,3 m ppt (179,6 m n.p.m.). W tabeli 3 zestawiono dane hydrogeologiczne wykonanych otworów oraz otworów archiwalnych.
Tabela 3. – Zestawienie danych hydrogeologicznych otworów wiertniczych w rejonie osuwiska
Nr otworu rzędna terenu głębokość zwierciadła wody (sączenia) rzędna zwierciadła wody (sączenia)
[m n.p.m.]
nawiercone
ustabilizowane
nawierconego
ustabilizowanego
O-6
O-7
O-8
O-9
O-10
O-11
192,75*
188,40*
187,40*
192,52*
186,60*
191,40*
O-12
183,92
9
10
11
11B
184,07*
186,01
184,60*
181,26
5,70
4,40
4,30
11,60
6,20
8,10
I 4,30*
II 7,40
III 9,00
7,4
10,2
7,4
3,0
4,30
4,30
7,2
2,7
187,05
184,24
184,10
180,92
180,40
183,30
179,62
176,52
174,92
176,67
175,81
177,20
178,26
179,62
179,62
178,81
178,56
* – sączenie lub silne zawilgocenie gruntu
W otworach geologiczno-inŜynierskich wykonanych w 2013 roku, warstwę wodonośną stwierdzono jedynie w otworze O-12 na głębokości 7,40 m, w warstwie drobnoziarnistych piasków. Zwierciadło
wody ustabilizowało się na głębokości 4,3 m.
W pozostałych otworach nie stwierdzono występowania warstwy wodonośnej. W otworach
O-6÷O-11 i O-12 zaobserwowano niewielkie sączenia na głębokościach 4,3÷11,6 m ppt w obrębie pyłów, związane z drobnymi przewarstwieniami piasku. Sączenia zaznaczono graficznie na kartach
otworów (zał. 7) i przekrojach geologiczno-inŜynierskich (zał. 10). Głębokość tych sączeń moŜe ulegać zmianie w zaleŜności od warunków atmosferycznych.
Na podstawie krzywych uziarnienia (zał. 16) obliczono średni współczynnik filtracji dla gruntów
niespoistych (wg wzoru „amerykańskiego” k = 0,36·d20):
14
- pospółki (IIa), k = 1,89·10-4 ÷ 2,78·10-5 m/s;
- piaski średnie (IIb) k ≈ 4,98·10-5 m/s;
- piaski drobne (IIc) k = 2,08·10-5 ÷ 3,24·10-5 m/s;
- piaski pylaste (IIc) k = 1,04·10-5 ÷ 4,01·10-6 m/s.
Według mapy głównych zbiorników wód podziemnych (GZWP) w Polsce [11, 13] omawiany rejon
leŜy poza granicami udokumentowanych głównych zbiorników wód podziemnych.
Chemizm wód – Zgodnie z załoŜeniami projektu pobrano jedną próbkę wody podziemnej, która
zbadano pod kątem agresywności w stosunku do betonu i stali. Woda nie wykazuje cech agresji
względem betonu, wykazuje natomiast właściwości korozyjne względem przewodów Ŝeliwnych, ze
stali zwykłej i ocynkowanej (ze względu na przekroczenia wartości granicznych dla indeksu nasycenia, przewodności elektrycznej, chlorków i azotanów). Wyniki badań przedstawiono w zał. 16.3.
4. OCENA WARUNKÓW GEOLOGICZNO-INśYNIERSKICH
Powstanie osuwiska spowodowało znaczną zmianę warunków geologiczno-inŜynierskich. Przemieszczeniu uległy masy gruntu prowadzące do zniszczenia nasypu drogowego wraz z drogą, przebiegających w obrębie nasypu instalacji oraz kilkunastu garaŜy zbudowanych u podnóŜa skarpy.
Wpływ tych niekorzystnych zmian nie wybiegł jednak poza niszę osuwiska. Nie zanotowano oddziaływania ruchów masowych na pobliskie budynki. Zmianie nie uległy teŜ warunki wodne.
4.1. Charakterystyka pakietów geologiczno-inŜynierskich
Charakterystykę geologiczno-inŜynierską gruntów podłoŜa budowlanego wykonano w oparciu
o wyniki wierceń, interpretację sondowań dynamicznych, wyniki badań laboratoryjnych oraz wytyczne norm: PN-EN 1997-1 Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne, PN-EN
1997-2 Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoŜa gruntowego
a takŜe PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu; PN/B-04452 Geotechnika. Badania polowe.
Na podstawie cech litologicznych i genetycznych, w podłoŜu badanego terenu wydzielono następujące serie (pakiety) gruntów:
0
- koluwia
I
- czwartorzęd – holocen – nasypy;
II - czwartorzęd – plejstocen – osady rzeczno - wodnolodowcowe: pospółki, piaski średnie, piaski
drobne i piaski pylaste;
III - czwartorzęd – plejstocen – osady zastoiskowe: pyły piaszczyste i pyły.
15
W obrębie ww. pakietów, wydzielono szereg warstw geologiczno-inŜynierskich, biorąc pod uwagę
cechy litologiczne oraz właściwości fizyczno-mechaniczne poszczególnych gruntów.
W konstrukcji podziału na warstwy kierowano się zasadą właściwego przedstawienia warunków
gruntowych, przy jednoczesnym zachowaniu czytelności podziału, wspólnego dla całego obszaru badań.
Parametry geotechniczne wydzielonych warstw zestawiono w tabeli (zał. D). Przestrzenny układ
warstw przedstawiono na przekrojach geologiczno-inŜynierskich (zał. 10.1÷10.5).
Pakiet 0 – Koluwia – zbudowane (podobnie jak grunty pakietu I) głównie ze Ŝwirów i piasków humusowych z domieszką frakcji kamienistej oraz gruzu betonowego i ceglanego, mało wilgotne do wilgotnych, średniozagęszczone o średnim stopniu zagęszczenia ID=0,37.
Koluwia są gruntami rozluźnionymi, które przed odbudową nasypu drogowego powinny zostać usunięte z niszy osuwiska lub odpowiednio dogęszczone.
Pakiet I – grunty nasypowe
Grunty nasypowe zbudowane są głównie ze Ŝwirów i piasków humusowych z domieszką frakcji
kamienistej oraz gruzu betonowego i ceglanego. Grunty nasypowe są mało wilgotne do wilgotnych,
występują w stanie średniozagęszczonym o stopniu zagęszczenia ID=0,44÷0,63. Jako wartość charakterystyczną parametru przyjęto ID=0,57.
Nasypy pokrywają większą część badanego terenu warstwą o miąŜszości do 2,6 m. Nasypu nie
stwierdzono jedynie w otworze O-5.
Na obszarze objętym badaniami, tj. w niszy osuwiska i jej pobliŜu oraz w sąsiedztwie budynku
szkoły występują grunty nasypowe będące wypełnieniem dolinki erozyjnej. Z uwagi na dość dobry
stopień zagęszczenia oraz brak gruntów słabonośnych, istniejący nasyp moŜna uznać za nasyp budowlany. PodłoŜe to jest stabilne w obecnych warunkach.
Pakiet II – osady rzeczno - wodnolodowcowe
W skład pakietu wchodzą piaski i pospółki pochodzenia wodnolodowcowego. Występują one na
północ i wschód od skarpy od powierzchni terenu lub pod warstwą nasypu. MiąŜszość pakietu waha
się od 0,5 m do 4,2 m. W obrębie pakietu, ze względu na wykształcenie litologiczne, wydzielono 4
warstwy geologiczno-inŜynierskie: IIa – pospółki, IIb – piaski średnie, IIc – piaski drobne i pylaste,
IId – piaski drobne z humusem.
Dla kaŜdej z warstw wydzielono warstwy podrzędne. Parametry geologiczno-inŜynierskie dla tych
warstw ustalono metodą A: ID na podstawie wyników sondowań DPL oraz metodą B – według zaleŜności korelacyjnych podanych w normie PN-81/B-03020.
16
Warstwa geologiczno-inŜynierska IIa
Do warstwy tej zaliczono grunty niespoiste, litologicznie wykształcone jako pospółki. Genetycznie
są to utwory akumulacji wodnolodowcowej. Występują w stanie zagęszczonym lub średniozagęszczonym. Ze względu na zagęszczenie gruntów wydzielono tu dwie warstwy podrzędne:
IIa1 – pospółki zagęszczone
- ID = 0,70,
IIa2 – pospółki średniozagęszczone - ID = 0,60.
Warstwa geologiczno-inŜynierska IIb
Do warstwy tej zaliczono grunty niespoiste, litologicznie wykształcone głównie jako piaski średnie.
Genetycznie są to utwory akumulacji wodnolodowcowej. Grunty te są zagęszczone lub średniozagęszczone.
Ze względu na zagęszczenie gruntów wydzielono tu dwie warstwy podrzędne:
IIb1 – piaski średnie zagęszczone
- ID = 0,70,
IIb2 – piaski średnie średniozagęszczone
- ID = 0,60.
Warstwa geologiczno-inŜynierska IIc
Do warstwy tej zaliczono grunty niespoiste, litologicznie wykształcone głównie jako piaski drobne
i pylaste oraz ich wzajemne przewarstwienia. Genetycznie są to utwory akumulacji wodnolodowcowej. Grunty te są zagęszczone i średniozagęszczone.
Pod względem stopnia zagęszczenia wydzielono trzy warstwy podrzędne:
IIc1 – piaski drobne i pylaste zagęszczone
- ID=0,70,
IIc2 – piaski drobne i pylaste średniozagęszczone - ID=0,60.
Warstwa geologiczno-inŜynierska IId
Do warstwy tej zaliczono grunty niespoiste, litologicznie wykształcone jako piasek drobny
z domieszką humusu. Grunty występują w stanie średniozagęszczonym o stopniu zagęszczenia
ID=0,59.
Pakiet III – osady zastoiskowe
W skład pakietu wchodzą utwory genetycznie związane z depozycją zastoiskowych osadów drobnopiaszczysto - mułkowych z okresu zlodowaceń środkowopolskich.
W obrębie pakietu wydzielono 1 warstwę geologiczno-inŜynierską III. Parametry geotechniczne dla
tych warstw ustalono metodą A - na podstawie wyników sondowania SPT i badań laboratoryjnych
oraz metodą B - według zaleŜności korelacyjnych podanych w normie PN-81/B-03020. W jej obrębie
wydzielono 4 warstwy podrzędne ze względu na stopień plastyczności:
17
IIIa – pyły piaszczyste i pyły - półzwarte
- IL ≤ 0
IIIb – pyły piaszczyste i pyły - twardoplastyczne - IL = 0,16
IIIc – pyły piaszczyste i pyły - plastyczne
- IL = 0,48
IIId – pyły piaszczyste i pyły – miękkoplastyczne - IL = 0,66.
4.2. Wpływ planowanej inwestycji na środowisko
Planowana inwestycja ma na celu odbudowę drogi powiatowej wraz z nasypem drogowym a takŜe
zabezpieczenie nasypu przed powtórnym osunięciem. Podjęte działania nie powinny mieć ujemnego
wpływu na otaczające środowisko, wpłyną natomiast na poprawę bezpieczeństwa uŜytkowników. Zabezpieczenie skarpy powinno zostać wykonane przy pomocy materiałów, które są przyjazne dla środowiska i posiadają niezbędne atesty.
Zgodnie z rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010 r. w sprawie przedsięwzięć
mogących znacząco oddziaływać na środowisko (Dz.U. 2010 nr 213 poz. 1397), inwestycja tego typu
nie wymaga sporządzenia raportu o oddziaływaniu przedsięwzięcia na środowisko.
4.3. Ocena stateczności skarpy
4.3.1. Sformułowanie zadania
Ocenę stateczności przeprowadzono dla następujących etapów:
- zanim doszło do jej awarii
- w trakcie awarii
- po awarii.
4.3.2. Rozwiązanie zadania
4.3.2.1. ZałoŜenia
AŜeby rozwiązać przedmiotowe zadanie przeskalowano przekrój geologiczno-inŜynierski I-I’ doprowadzając go do proporcji rzeczywistych tj. bez przewyŜszenia (zał. 13.1). Następnie wydzielono
obszar podatny na utratę stateczności. Obszar ten z załączonymi parametrami geologicznoinŜynierskimi poddano kolejnej analizie, której wyniki pokazano na zał.13.2. Ostatecznie ustalono
współczynnik stateczności F krytycznego koła poślizgu dla skarpy pierwotnej tj. nie nawodnionej.
Przyjęto następujące załoŜenia:
- zagadnienie jest płaskie,
- dynamika procesu przemieszczania mas jest skoncentrowana wzdłuŜ linii przekroju I-I’,
18
- stosuje się metodę paskową obliczeń stateczności, aby wykazać trafność lub brak trafności zaistnienia krzywoliniowej (tutaj: kołowej) powierzchni poślizgu, bo z oceny geomorfologicznej wynika,
Ŝe ma miał miejsce głównie spływ, a nie tylko zsuw1.
4.3.2.2. Metody obliczeń
Obliczenia wykonano metodą paskową; zastosowano metody Bishopa i Felleniusa.
Poprzez współczynnik stateczności F skarpy rozumie się stosunek maksymalnego oporu na ścinanie
do wytrzymałości gwarantującej zachowanie równowagi skarpy. Współczynnik ten F określono z warunku równowagi momentów, względem środka okręgu, tworzącego linię poślizgu (F = stosunek sumy
momentów sił utrzymujących do sumy momentów sił obracających).
Po podzieleniu bryły górotworu na paski, zakładano współrzędne punku obrotu hipotetycznej powierzchni poślizgu (X, Y) i hipotetyczny promień obrotu R. Następnie wyliczano współczynnik stateczności F. Dalsze obliczenia polegały na badanu ekstremum funkcji F(X,Y,R) w celu poszukiwania
minimalnych wartości F. Jest to znana tradycyjna metoda iteracyjna upowszechniana przez prof. J.
Madeja2.
W obliczeniach posługiwano się klasycznymi metodami numerycznymi w systemie operacyjnym
DOS oraz przeliczeniami przy uŜyciu arkusza kalkulacyjnego Excel, co daje moŜliwość prostego,
ręcznego sprawdzenia setek kół poślizgu. Zadanie ma charakter stricte inŜynierski i nie ma potrzeby
sięgania po programy oparte na metodach MES, ani po skomplikowane metody teoretyczne.
4.3.2.3. Metoda geomorfologiczna
Jest to w zasadzie analiza obecnej morfologii powierzchni skarpy w świetle otrzymanych wyników
obliczeniowych i informacji wynikających z wierceń, w aspekcie zaistnienia moŜliwego geometrycznie stanu pokrytycznego.
4.3.2.4. Etap a: ocena stateczności skarpy z okresu z przed awarii
Przypadek a jest najprostszy, bo wiadomo jaka była geometria skarpy. Niestety nie wiadomo jakie
były parametry geomechaniczne skarpy przed jej nawodnieniem, a w szczególności parametry geomechaniczne warstwy nasypów. W doborze tych parametrów trzeba się było posłuŜyć doświadczeniem
praktycznym i intuicją inŜynierską. Zadanie dość trudne, bo nasypy wykazują znaczna zmienność
w układzie przestrzennym i poza tym są słabo rozpoznane.
1
Przyjęto następujące uproszczone modele: „osuwisko” - utrata stateczności z wyraźną krzywoliniową powierzchnią poślizgu np. kołową, „zsuw” – utrata stateczności po wyraźnej płaskiej powierzchni np. zsuw powierzchniowy, „spływ” –
przemieszczenie się masy skalnej z góry na dół bez czytelnej powierzchni poślizgu (np. spływ błotny)
2
Madej J. [1981] – Metody sprawdzania stateczności zboczy. Wyd. Komunikacji i łączności. 1981.
19
Wyniki obliczeń (zał. 13.2) dla tego przypadku wykazały, Ŝe skarpa była stateczna, bo:
F = 1,67 wg Bishopa oraz F = 1,77 wg Felleniusa
Z inŜynierskiego punktu widzenia jeŜeli F > 1,3 to skarpa jest stateczna.
Obserwacja skarpy wykazuje jednak, Ŝe jej warstwa powierzchniowa przemieszczała się od dawna
o czym świadczą pochylone na skarpie drzewa (tzw. pijany las), powyginane poręcze zabezpieczające,
a skarpę podparto murem oporowym za północną linią garaŜy. Takie powierzchniowe spełzywanie jest
skutkiem okresowego nawadniania warstwy powierzchniowej skarpy, jej cyklicznym przemarzaniem,
dociąŜeniem mokrym śniegiem itp. Istotną rolę w tym procesie odgrywa roślinność3.
4.3.2.5. Etap b: ocena stateczności skarpy w trakcie awarii
AŜeby analizować stateczność skarpy w tej fazie naleŜy załoŜyć poziom zwierciadła wody w gruncie, a ściślej poziomy ciśnień piezometrycznych. Przyjęto dwie sytuacje (zał. 13.3a i 3b):
- faza początkowa poziomu ciśnień piezometrycznych rozpoczynająca się na poziomie rury
wodociągowej, ale nie wychodzący na czoło skarpy; woda podpiętrza się za ścianą oporową (punkty
charakterystyczne: 34, 36, 35, 3, 14),
- faza zaistniała prawie natychmiast po zamknięciu wodociągu (punkty charakterystyczne: 34,
36, 3, 14).
Z punktu widzenia oceny stateczności tylko faza początkowa była istotna i dla niej wykonano obliczenia.
Wyniki tych obliczeń (rys. 3a) dla tego przypadku, przy załoŜeniu przypadkowej powierzchni poślizgu, wykazały, Ŝe skarpa nie była stateczna. Utarta stateczności była nieunikniona, bowiem stanowi
równowagi chwiejnej odpowiada F = 1,0, zaś F < 1,0 odpowiada utracie stateczności. Tutaj F jest bardzo małe:
Powierzchnia przypadkowej poślizgu przechodzi w skarpie nieco powyŜej jej korony.
Dokonano takŜe obliczeń dla wymuszonej powierzchni poślizgu w koronie skarpy tj. w pkt. 3 (zał.
13.3b). Dla tego przypadku wyniki były lepsze:
ale skarpa nadal nie była stateczna.
Te obliczenia z punktu widzenia bezpieczeństwa nie są istotne bowiem inŜynier wybiera wartości
F najmniejsze, to jednak są o tyle interesujące, Ŝe ww. załoŜenie wymusza duŜy promień obrotu,
a więc wydłuŜa obliczeniową długość jęzora osuwiska, co zbliŜa geometrię obliczeniową do geometrii
3
JeŜ J. [2008] – Przyrodnicze aspekty bezpiecznego budownictwa. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej.
20
powstałego osuwiska. Jak widać z rysunku (zał. 13.3b) jest jednak bardziej wydłuŜona z czego wynika, Ŝe metoda paskowa nie opisze geometrii powstałej formy. Wynika z tego, Ŝe zjawisko ma charakter spływu, a nie osuwiska.
NaleŜy tutaj podkreślić, Ŝe w skarpie występują grunty kurzawkowe (piaski drobne, pylaste i pyły).
4.3.2.6. Etap c: ocena stateczności skarpy po awarii
Ocenę tego przypadku pokazano na zał. 13.4, przy czym linie niebieskie oznaczające poziomy ciśnień piezometrycznych juŜ nie powinny istnieć. Pokazano je jedynie dlatego, Ŝeby w łatwy sposób
ukazać wymuszenia hydromechaniczne w ww. 3 fazach rozwojowych osuwiska. DołoŜono takŜe hipotetycznie moŜliwą strefę oddziaływania wody z wodociągu (niebieski okrąg).
Ostatecznie powstała następująca sytuacja:
- brak wody w gruncie w strefie osuwiskowej tj. do rzędnej 184 m n.p.m.,
- powierzchnia jęzora osuwiskowa jest nachylona pod kątem 4º do poziomu,
- prawdopodobne nachylenie powierzchni spągowej jęzora osuwiskowego względem poziomu
prawdopodobnie wynosi 2º, bo musi być ona nachylona pod kątem mniejszym od ww. 4º i powinna
pokrywać się ze strefą rozmycia,
- odwadnianie podłoŜa pod skarpą i całym terenem z nią powiązanym fizycznie jest realizowana poprzez warstwę przepuszczalną IIc1.
Reasumując, skarpa w stanie obecnym jest stateczna. Jedynie nisza osuwiskowa wykazuje znaczny
kąt nachylenia (37º), ale dopóki nie ma obciąŜenia ruchem kołowym na drodze nawet ten fragment
osuwiska jest stateczny.
5. UWAGI KOŃCOWE
W dokumentacji geologiczno-inŜynierskiej przedstawiono powiązania problematyki geologicznej
z działaniami antropogenicznymi. W analizowanym przypadku - o ocenę stateczności skarpy w nawiązaniu do sztucznych przekształceń powierzchni terenu (np. podcięcie skarpy) i wymuszeń technicznych na górotwór, które to wymuszenia są natury mechanicznej (np. obciąŜenia dodatkowe, drgania
itp.), bądź natury fizycznej (np. zagroŜenie płynami znajdującymi się w rurociągach, geometria uzbrojenia podziemnego, wykopy i ich likwidacja pod to uzbrojenie itd.). Idzie więc o zagadnienie planowania przestrzennego, która to dziedzina stanowi obszar zadań geologiczno-inŜynierskich.
Słuszny jest pogląd, Ŝe bezpośrednią przyczyną gwałtownej utraty stateczności skarpy była woda
nagromadzona najprawdopodobniej w wyniku nieszczelności jednego, bądź wszystkich, rurociągów:
kanalizacji sanitarnej, kanalizacji deszczowej, wodociągu, sieci ciepłowniczej.
21
Istnieją jednak równie istotne przyczyny pośrednie, działające nieustannie od wielu lat (co najmniej dziesiątek lat):
- odpływ wód zasypaną doliną i być moŜe stopniowe wypłukiwanie nasypu – świadczyły o tym
wypływy na skarpie nad murem oporowym
- podcięcie podnóŜa skarpy wykopem wykonanym pod północną linię garaŜy.
- fakt nieustannego procesu spełzywania zbocza spowodowanego ruchami masowymi (o czym
świadczy wymieniany wielokrotnie „pijany las”, pokrzywione poręcze zabezpieczające).
Istotnym z punku widzenia zrozumienia mechanizmu uruchomienia osuwiska jest równieŜ fakt depozycji materiału antropogenicznego, nasypowego, którym dokonano w przeszłości (prawdopodobnie
w latach 30-ych XX w.) niwelacji terenu - w miejsce niewielkiej dolinki erozyjnej uformowano nasyp
drogowy zakończony właśnie osuniętą skarpą. Materiał uŜyty do niwelacji terenu stanowiły pospółki
o znacznie grubszym ziarnie niŜ otaczające osady, w związku z czym w obszarze byłej dolinki łatwiej
migrowały wody opadowe.
Wyeliminowanie czynników, które spowodowały wystąpienie ruchów masowych oraz poprawna
odbudowa skarpy wraz z drogą umoŜliwią przywrócenie rejonu osuwiska do funkcji pełnionych przed
jego powstaniem.
Na podstawie wykonanych badań w rejonie budynku szkoły stwierdzono, Ŝe budynek posadowiony jest na gruntach nasypowych (nasyp budowlany) złoŜonych głównie z piasku i Ŝwiru. Pod nasypem
występują średniozagęszczone piaski średnie i pylaste. Brak wód gruntowych w poziomie posadowienia. Niewielkie sączenia zanotowano na głębokości 5,7 m ppt. Uzyskane dane pozwalają na stwierdzenie, Ŝe w obecnych warunkach nie występują zagroŜenia dla budynku szkoły ze strony powstałego
osuwiska.
Biorąc powyŜsze pod uwagę, po odbudowaniu zniszczonej drogi wraz z nasypem drogowym, naleŜało będzie prowadzić dalsze działania w kilku kierunkach, a mianowicie:
- zabezpieczenia technicznego skarpy (np. ściana oporowa betonowa lub ściana oporowa z gruntu
zbrojonego, zeskalenie gruntu, gwoździowanie);
- ekologicznego kształtowania środowiska (np. wyboru pomiędzy wariantami: „zielona skarpa
z gruntu zbrojonego”, „betonowa ściana oporowa”, wysokie drzewa niebezpieczne z uwagi na
zagroŜenie wiatrem, ale równocześnie znakomicie naturalnie zbrojące podłoŜe;
- odpowiedniego, skutecznego odwodnienia skarpy z uwzględnieniem istniejącego przepustu;
22
- planowania przestrzennego np. zweryfikowanie ilości garaŜy i ewentualne usunięcie ich części,
przynajmniej w linii północnej, określenie dopuszczalnej kategorii ruchu na drodze tj. w ul. Polnej itd.;
- monitorowania skuteczności zabezpieczenia osuwiska oraz poziomu wód gruntowych np. przez
zainstalowanie inklinometru i piezometru (po odbudowie skarpy) po południowej stronie drogi.
Badane osuwisko po gwałtownym uaktywnieniu w grudniu 2012 roku, pozostaje stabilne. W czasie prac terenowych, nie zaobserwowano ruchów masowych ani pojawienia się większych sączeń w
czasie wiosennych roztopów.
W czasie budowy nasypu drogowego powinny być zachowane odpowiednie parametry zagęszczenia i nośności wbudowanych gruntów, zapewniające prawidłowe funkcjonowanie odbudowanej drogi.
NaleŜy zwrócić uwagę, aby w trakcie prac budowlanych nie doprowadzić do nadmiernego zawilgocenia gruntów pylastych, które mogą w takich warunkach ulegać uplastycznieniu.
23
6. SPIS WYKORZYSTANYCH MATERIAŁÓW ARCHIWALNYCH
1. Bajorek J., 2001 – Mapa geologiczno-gospodarcza Polski 1:50 000, arkusz – Ostrowiec
Swiętokrzyski (818) wraz z objaśnieniami. Państwowy Instytut Geologiczny. Warszawa.
2. BaŜyński J., Drągowski A., Frankowski Z., Kaczyński R., Rybicki S., Wysokiński L., 1999 Zasady sporzadzania dokumentacji geologiczno-inŜynierskich. Panstwowy Instytut Geologiczny.
Warszawa.
3. Ginalska-Prokop W., 1990 – Dokumentacja hydrogeologiczna zasobów wód podziemnych woj..
kieleckiego. Przedsiębiorstwo Geologiczne, Kielce.
4. Grabowski D., Marciniec P., Mrozek T., Neścieruk P., Rączkowski W., Wójcik A., Zimnal Z.,
1998 - Instrukcja opracowania mapy osuwisk i terenów zagroŜonych ruchami masowymi.
Panstwowy Instytut Geologiczny. Warszawa.
5. Grzegorzewski G., Przybyłowicz W., Zwierzchowska T., 2013 – Projekt robót geologicznych dla
rozpoznania warunków geologiczno-inŜynierskich osuwiska przy ulicy Polnej w Ostrowcu
Świętokrzyskim. Przedsiębiorstwo Geologiczne Sp. z o. o., Kielce.
6. Iskra J., 1965 – Dokumentacja Geologiczno-inŜynierska pod budowę bloku mieszkalnego
„liniowca” przy ul. Polnej w Ostrowcu. Przedsiębiorstwo Geologiczne w Kielcach.
7. Iskra J., Rozpara J., 1964 - Dokumentacja geologiczno-inŜynierska dla projektu technicznego
budynków mieszkalnych na osiedle „Trójkąt” w Ostrowcu Świętokrzyskim. Przedsiębiorstwo
Geologiczne w Kielcach.
8. Kondracki J., 2002 – Geografia regionalna Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN.
9. Małys Z., 1962 - Dokumentacja geologiczno-inŜynierska działki budowlanej przy ul. Polnej w
Ostrowcu Świętokrzyskim. Spółdzielnia Pracy Dokumentacji Geologicznych i Robót Wiertniczych
„HYDROWIERT”. Kielce.
10. Nowacki J., Naborczyk J., Petrasz J., Sala A. i in., 1999 - Instrukcja obserwacji i badań osuwisk
drogowych. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad. Warszawa.
11. Romanek A., 1991 – Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1:50 000, arkusz Ostrowiec
Świętokrzyski (818). Państwowy Instytut Geologiczny. Warszawa.
12. Romanek A., 1994 – Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1:50 000, arkusz Ostrowiec Świętokrzyski (818). Państwowy Instytut Geologiczny. Warszawa.
13. Skrzypczyk L., i in., 2009 – Mapa głównych zbiorników wód podziemnych w Polsce w skali
1 : 500 000. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy. Warszawa.
14. Szafarczyk A., 2011 – Geodezyjne metody monitoringu osuwisk. Zeszyty naukowe Stow.
Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 2/2011, str 293-300. Polska Akademia Nauk
Odzział w Krakowie.
15. Turowicz T., Sławiński M., 1960 – Dokumentacja geologiczno-inŜynierska na budowę budynków
mieszkalnych w Ostrowcu Świętokrzyskim przy ul. Polnej. Przedsiębiorstwo Geologiczne Gospodarki Komunalnej „Południe”. Wrocław.
16. Witczak S. (red.), 2011 - Mapa wraŜliwości wód podziemnych Polski na zanieczyszczenie
1:500 000. Wyd. AGH Kraków.
17. Wróblewska E., Herman G., 2002 – Mapa hydrogeologiczna Polski w skali 1: 50 000, arkusz
Ostrowiec Świętokrzyski (818). Państwowy Instytut Geologiczny Oddział Świętokrzyski. Kielce.
18. Wróblewska E., Herman G., 2002 – Objaśnienia do Mapy hydrogeologicznej Polski w skali 1: 50
000, arkusz Ostrowiec Świętokrzyski (818). Państwowy Instytut Geologiczny Oddział Świętokrzyski. Kielce.
24

Ostrowiec DGI_OK

Transkrypt

Podobne dokumenty

KPP OSTROWIEC ŚWIĘTOKRZYSKI KOMUNIKAT

Uchwała zmiana siedziby PSP 4 2015

teraźniejszość i przyszłość bibliotek

Karta kontaktu

Karta dokumentacyjna osuwiska

Co może mały człowiek