rola odwodnienia w strefach zagroŻenia osuwiskowego · 2017. 9. 3. · w dziale v rozporządzenia...
TRANSCRIPT
ROLA ODWODNIENIA W STREFACH ZAGROŻENIA
OSUWISKOWEGO
dr inż. Elżbieta Pilecka prof. PKmgr inż. Tomasz Manterys
PLAN PREZENTACJI
1. Obieg wody w przyrodzie2. Rodzaje ruchów masowych3. Czynniki powodujące osuwiska4. Występowanie osuwisk w Polsce 5. Przykłady osuwisk6. Wymagania dotyczące współczynnika bezpieczeństwa7. Błędy w projektowaniu8. Rola i sposoby odwadniania skarp i zboczy
INŻYNIER SZUKA SPOSOBÓW ZABEZPIECZENIA BUDOWLI PRZED ODDZIAŁYWANIEM WODY
Wody w przyrodzie:• Atmosferyczne• Powierzchniowe – morza, oceany, rzeki i jeziora• Podziemne – w skałach
Wody w przyrodzie:• Atmosferyczne• Powierzchniowe –morza, oceany, rzeki i jeziora• Podziemne – w skałach
POWIERZCHNIOWE RUCHY MASOWE
Powierzchniowymi ruchamimasowymi nazywa sięwszelkie procesy zachodzącena zboczach, w wynikuktórych materiał masskalnych przemieszcza się zwyższych partii zbocza doniższych pod wypływem siłyciężkości.
KLASYFIKACJA RUCHÓW MASOWYCH
Kleczkowski 1955
CZYNNIKI WYWOŁUJĄCE OSUWISKO
Pasywne Aktywne
Budowa geologiczna Wody opadowe
Nachylenie warstw Wody podziemne
Uskoki Zmiany temperatury
Spękania Zmiany nachylenia zbocza
Podcięcie stoku przy budowie dróg
Statyczne i dynamiczne obciążenia
Utrata stateczności skarp i zboczy, będąca przyczyną
osuwania się mas ziemnych, następuje w wyniku przekroczenia
wytrzymałości gruntu na ścinanie wzdłuż dowolnej (ale ciągłej) powierzchni
zwanej powierzchnią poślizgu.
OSUWISKA
Wytrzymałóść gruntu na ścinanie określa uzgodniony wzór Coulomba:
Kąt tarcia wewnętrznego jest miarą oporu gruntu przeciw poślizgowi dwu części względem siebie
Spójność gruntu (kohezja) jest to opór gruntu stawiany siłom zewnętrznym wywołany wzajemnym przyciąganiem się cząstek składowych gruntu (siłami molekularnymi przyciągania). Spójność ta jest spowodowana ścisłym, wzajemnym przyleganiem ziarn i cząstek gruntu, częściowym ich zlepieniem przez cząstki koloidalne oraz napięciem błonek wody, które je otaczają.
W Polsce najwięcej osuwisk jest w Karpatach, które zbudowane są z fliszu karpackiego:
piaskowce, łupki
źródło http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Plik:Carpathian_flysch_cm01.jpg&filetimestamp=20050902140407
Rozmieszczenie obszarów zagrożonych ruchami masowymi ziemi w Polsce. Opracowanie według wyników rejestracji z lat 1968‐1970 dla Polski pozakarpackiej oraz materiałów Oddziału Karpackiego PIG.
Lokalizacja osuwisk na terenie Polski południowej na tle sieci drogowej
Statystycznie: 1 osuwisko na 5 km dróg publicznychStan z 2005 r.
Zestawienie ilości osuwisk występujących na poszczególnych drogach krajowych w obrębie
Oddziału Krakowskiego GDDKiA
źródło http://edroga.pl/drogi-i-mosty/inne/512-zagrozenia-drog-malopolski-osuwiskami-cz-i
0
5
10
15
20
Chr
zanó
w -K
rakó
w (w
ęzeł
Wie
licka
)
Zato
r - W
adow
ice
- Now
y Są
cz -
Gor
lice
Chr
zanó
w -
Krak
ów -
Tarn
ów
Ośw
ięci
m -
Zato
r - S
kaw
ina
- Kra
ków
Rabk
a - N
owy
Targ
- Za
kopa
ne
Now
y Ta
rg -
Jurg
ów -
Gra
nica
Pańs
twa
Biel
sko
Biała
- Gło
gocz
ów
Jęd
rzej
ów -
Krak
ów -
Rabk
a - C
hyżn
e -
Gra
nica
Pań
stw
a
Mos
t na
Wiśl
e - S
zczu
cin
- Dąb
row
aTa
rnow
ska
- Tar
nów
Bran
ice
- (D
K7()
- N
iepo
łom
ice
- (D
K4) -
Brze
sko
- Now
y Są
cz -
Kryn
ica
Chr
zanó
w -
Krak
ów -
Now
e Br
zesk
o -
Kosz
yce
Now
y Są
cz -
Piw
nicz
na -
Bran
ica
Pańs
twa
A4 DK28 DK4 DK44 DK47 DK49 DK52 DK7 DK73 DK75 DK79 DK87
5
20
15
2 31
6
20
0
6
1
12
Aktywne
Mało aktywne
Ustabilizowane
Razem
źródło http://krakow.gazeta.pl/krakow/1,35798,7945811,Osuwiska__Lupek__cichy_sprawca_tragedii.html
Straty spowodowane osuwiskami Gmina Laskowa (czerwiec 2010)
źródło: http://www.limanowa.in/wydarzenia/news,1867.html
Straty spowodowane osuwiskami Kurów – Droga Wojewódzka nr 975nad jeziorem Rożnowskim (2010 r.)
źródło: http://www.youtube.com/watch?v=qq3IBoG7XRM
Straty spowodowane osuwiskami Wola Kurowska ‐ Droga Wojewódzka nr 975
między Nowym Sączem a Gródkiem nad Dunajcem (2010 r.)
źródło: http://www.youtube.com/watch?v=qq3IBoG7XRM
źródło: http://sadeczanin.info/aktualnosci-gospodarka/art/7826
Straty spowodowane osuwiskami Piwniczna Zdrój – Mnisek nad Popradem
źródło: http://polskalokalna.pl/galerie/galeria/osuwisko-blokowalo-droge/zdjecie/duze,1059115
Straty spowodowane osuwiskami Mogilany ‐ skarpa przy DK7
Fot.T. Manterys
F<1 – zbocze lub skarpa niestateczneF=1 – zbocze lub skarpa w chwilowej statecznościF>1 – zbocze lub skarpa stateczne
Nadwyżka wskaźnika F=1 określa zapas bezpieczeństwa.
W zależności od wartości współczynnika stateczności F możemy jednoznacznie określić, czy poddane analizie zbocze lub skarpa znajdują się w stanie równowagi ogólnej:
W dziale V Rozporządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. 1999 nr 43 poz.
430), dotyczącym nośności i stateczności drogowych budowli ziemnych wskaźniki stateczności skarp i zboczy
nie powinny być mniejsze od F=1,5.
Przykładowa skarpa nasypu drogowego przygotowana do robót wykończeniowych (obwodnica Wrocławia A8)
http://www.obwodnica-wroclawia.pl/post/zad1/1004.html
CZĘSTY BŁĄD W PROJEKTOWANIU!!!!!
Dokumentacja Geologiczno - Inżynierska
CZĘSTY BŁĄD W PROJEKTOWANIU!!!!!
Do obliczeń stateczności przyjmowane są wartości parametrów gruntówz dokumentacji geologiczno-inżynierskiej lub badań geotechnicznych, któresą otrzymane w danym czasie i prawdopodobnie nie uwzględniają wartościgruntów mokrych (np. po ulewnych deszczach lub powodzi).Woda zmienia parametry gruntów szczególnie kohezję i kąt tarciawewnętrznego co wpływa zasadniczo na współczynnik stateczność skarpylub zbocza.
Wpływ wody w programach obliczeniowych można też uwzględnić poprzez:- zadanie różnych parametrów gruntu do obliczeń,- zawodnienie jakieś warstwy,- podniesienie poziomu wód gruntowych.
Brak dobrze działającego odwodnieniana osuwisku JUSTUszkodzenia na drodze DK 75 w km 52+350 – 52+381
http://www.4cad.info/aplikacja.php?id=285
Przekrój geologiczno – inżynierski IV – IV Źródło: Dokumentacji geologiczno – inżynierskiej dla opracowania systemu zabezpieczeń strefy osuwiskowej JUST
T. Manterys, obliczenia dla drogi na osuwisku JUST, Dla wariantu bez wody F= 1,79Wariant nawodniony F=0,84
Nawodniona warstwa w strefie poślizgu
Parametry gruntu zadane na podstawie programuKalkulator parametrów geotechnicznych metodą B
Pakiet SPECBUDW1 – parametry z dokumentacji geologiczno‐inżynierskiej
K.Kubasik, promotor: E.Pilecka
Model zbocza – Flack Slope 5.0
K.Kubasik, promotor: E.Pilecka
Wynik obliczeń F = 2,25 grunty mało wilgotneotrzymane wyniki znacznie przekraczają wymaganą wartość
FoS ‐W1 ‐ Itasca ‐ FLAC/Slope2,25
K.Kubasik, promotor: E.Pilecka
Wynik obliczeń F = 1,84 Grunty wilgotneotrzymane wyniki jeszcze przekraczają wymaganą wartość
FoS – W2 ‐ Itasca ‐ FLAC/Slope1,84
K.Kubasik,promotor: E.Pilecka
Wynik obliczeń F = 1,46 Grunty mokreotrzymane wyniki nie spełniają wymaganej wartość
FoS – W3 ‐ Itasca ‐ FLAC/Slope1,46
K.Kubasik, promotor: E.Pilecka
ANALIZA STATECZNOŚCI POKRYW STOKOWYCH NAPRZYKŁADZIE ZBOCZA Z OKOLIC SIAR K. GORLIC
http://www.infraeco.pl/pl/art/a_17276.htm?plik=1535
Tymoteusz Zydroń, Mariusz CholewaUniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie
Wykres zależności współczynnika stateczności skarpy od czasu trwania opadów
http://www.infraeco.pl/pl/art/a_17276.htm?plik=1535
Tymoteusz Zydroń, Mariusz CholewaUniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie
M. Białek, promotor E.Pilecka, obliczenia dla skarpy drogi Sułoszowa,Dla wariantu bez wody F= 0.8Dla wariantu z wodą F=0.7Skarpa niestateczna
Podniesienie poziomu zawodnienia
Ideą zabezpieczenia skarp i zboczy z infrastrukturą drogową lub kolejową jest w pierwszej kolejności dobre odwodnienie.Jakiekolwiek działania wzmacniające skarpę bez właściwego odwodnienia nie mają sensu
Odwodnienie musi być wykonane w pierwszej kolejności!!!!!
Skarpa bezpieczna to skarpa nienawodniona. Rolą projektanta jest dobranie właściwych rozwiązań w zakresie odwodnienia skarp i zboczy.
Ogólnie można metody odwadniania podzielić na:1. powierzchniowe2. wgłębne.Projekt odwodnienia może być kombinacją kilku metod z zastosowaniem np. geosyntetyków.
Rów umocniony brukiem na DW 781 m. Kocierz R
Rola odwodnienia
Przykłady odwodnieni skarp drogowych
Rów umocniony brukiem na DW 781 m. Kocierz R
Wykorzystanie gabionów do wzmocnienia zbocza wykopu na drodze DK 52 w m. Bielsko-Biała. Nieumocniona część zbocza uległa osunięciu
Zbocze o nachyleniu 1:0,7 zabezpieczone powierzchniowo płytami urowymi, przy drodze S1 w m. Cieszyn-Krasna b) Przykładowa płyta ażurowa
b
www.ekobudex.pl
Dren francuski
naż skarpowy płytki (źródło: Zarządzenie PKP Id3)
http://www.izolacje.com.pl/artykul/id1011,geosyntetyki‐w‐inzynierii‐ladow
Przykłady odwodnienia skarp za pomocą torkretu i gwoździ gruntowych TITAN i filtru wiertniczego
System zabezpieczeń
Kropla drąży skałę nie siłą lecz ciągłym kapaniem
Dziękuję za uwagę