sanacija kliziŠta skripta

Jasmina Škiljo

SANACIJA KLIZIŠTA

Juni, 2013.

SANACIJA KLIZIŠTA Jasmina ŠkiljoJasmina ŠkiljoJasmina ŠkiljoJasmina Škiljo

2

KLIZNE PADINE

Klizanje predstavlja jedan od najznačajnijih egzogeno-geoloških procesa, zbog toga što se ona javlja u toku morfogleološkog oblikovanja prirodnih padina u litološkim heterogenim sredinama sa složenim mehanizmom gravitacionog premještanja stijenskih masa. Za ove procese su vezane materijalne štete i građevinska ograničenja. Obično su dobro morfološki izražena pa se veoma lahko mogu identifikovati na terenu.

Pod klizištem se podrazumijeva dio geološke sredine ograničene površine i dubine klizanja kod koga se bez gubitka kontakta sa stabilnom podlogom vrši gravitaciono premještanje stijenskih masa u (hipsometrijski) niže dijelove terena, a sve pod uticajem prirodnih i antropogenih faktora.

Proces klizanja podrazumijeva sukcesivnu promjenu sastava, stanja, svojstva tla ili stijena i deformacije unutar pokrenute mase. To traje od momenta nastanka klizišta preko premještanja kliznog tijela pa do potpunog smirenja.

UZROCI NASTANKA KLIZIŠTA

Uspješnost sanacije klizišta, odnosno odabira optimalnih tehničkih mjera za zaustavljanje tog procesa zavisi od utvrđivanja uzroka njihovog nastanka. Obično se javi više faktora uzroka klizišta (može biti jedan incijator, ali više faktora). Uzroci se nalaze u samom tlu (stijeni) tj. u načinu njihovog postanka kao i u uslovima koji vladaju u njima. Zavise od fizičko mehaničkih karakteristika, kada su u pitanju stijene zavisi i od ispune diskontinuiteta. Sve ovo utiče na brzinu reakcije tla na egzogene i endogene procese i sile koje nastoje da naprave distrukciju u padini (kosini), u smislu njegovog pomjeranja.

Uslovi nastanka nestabilnosti padina se dijele na:

∼ Prirodne (voda, slojevi tla) ∼ Antropogene

Najznačajniji prirodni uzročnici nestabilnosti tla su:

∼ fizičko i hemijsko raspadanje ∼ erozioni procesi usljed prosjecanja padina ∼ promjena hidrauličkog gradijenta naglim snižavanjem nivoa akumulacija ∼ uticaj podzemnih i površinskih tokova ∼ nagib kosina prirodnih padina ∼ težina snijega ili vode nakon oborina ∼ nagomilavanje materijala na padinama usljed ranijih kliznih pokreta ∼ razarački učinak talasa na obalama mora i jezera ∼ bubrenje tla ∼ mržnjenje i odmrzavanje (posebno kod stijena) ∼ prostorni položaj planarnih elemenata sklopa (slojevitost, diskontinualnost) u odnosu na

dispoziciju padine


3

∼ prostorni položaj stijena različitih fizičko-mehaničkih karakteristika u strukturnoj građi padine

∼ isušivanje tla (zjapeće pukotine tzv. poligonalno tlo što omogućava lakše poniranje površinskih voda i povećanje raskvašenja tla)

∼ filtracioni pritisci kod kretanja vode kroz tlo ∼ seizmička dejstva mogu izazvati nova i pokrenuti stara klizišta

Antropogeni uzročnici nestabilnosti:

(karakteriše ih brzina odvijanja procesa) ∼ izgradnja građevinskih objekata na uslovno stabilnim i nestabilnim terenima ∼ izgradnja kanala ∼ izgradnja površinskih kopova ∼ izgradnja temeljnih jama ∼ devastacija terena (krčenje, ogoljenje zemljišta) ∼ neadekvatno zasijecanje, usjecanje i nasipanje prirodnih padina ∼ dinamička opterećenja saobaćajnica uz padine i kosine ∼ vibracije od radova teških mašina ∼ velike količine exploziva kod masovnih miniranja ∼ projektovanje i podsjecanje padine sa nepovoljnom slojevitošću

IDENTIFIKACIJA KLIZIŠTA

Klizišta predstavljaju pojavu premještanja materijala pa je analiza karaktera i veličina tog premještanja bitna za objašnjenje prirode i aktivnosti ove pojave.

Prve vidljive pojave su denivelacija na konstrukcijama (saobraćajnice, kanali, nasipi, cjvovodi i sl) ili pukotine na betonskim objektima. Pukotine na terenu upravne su na pravac kretanja klizne površi. Ukupni raspored ovih pukotina omogućava prilično precizno okonturivanje prije nego se dese značajnija klizanja. Ove pukotine na terenu pomažu nam kod određivanja tipa klizišta, npr.

Kod rotacionog klizišta zidovi pukotina su blago povijeni u vertikalnoj ravni i konkavni su u pravcu premještanja, sa dubinom nestaju (isklinjavaju);

Kod blokovskog smicanja pukotine imaju gotovo jednaku širinu (zijev) od vrha do dna i nestaje sa povećanjem dubine.

Ukoliko je mreža pukotina u planu potkovičastog olika onda se sa sigurnošću radi o rotacionom klizištu.

Suprotno ukoliko su pukotine paralelne (ili semi paralelne) sa ivicom kosine ili čeonog odsjeka tada se radi o blokovskom smicanju.


4

OSNOVNI ELEMENTI KLIZIŠTA

∼ ČELO KLILIŠTA (čeoni ožiljak) nalazi se u hipsometrijski najvišim djelovima klizišta gdje klizna ravan izbija na površinu terena.

∼ NOŽICA KLIZIŠTA (stopa) je hipsometrijski najniža tačka gdje klizna ravan izbija na površinu, a nastaje u fazi akumulacije kliznog materijala. Obično se u njenoj zoni javlja povećana raskvašenost terena ili izvori male izdašnosti.

∼ KLIZNA POVRŠ (zona/linija klizanja) predstavlja diskontinuitet duž kojeg se kreće zemljana masa. Može da bude oslabljena linija ili oslabljeni pojas. Razlikujemo: pravolinijsku, zatalasanu, kružnocilindarsku, izlomljenu ili neku drugu složenog oblika kliznu površ. Njeno utvrđivanje na terenu je veoma bitno kako bismo odredili oblik i zapreminu klizišta.

∼ BOKOVI KLIZIŠTA (krila klizišta) su bočne konture kliznog tijela i deinišemo ih u prostoru po strani svijeta ili lijevi i desni bokposmatrano od čela prema nožici klizišta.

∼ TIJELO KLIZIŠTA cjelokupna pokrenuta zemljana masa kao jedinstveno tijelo. Dimenzije su određene dužinom, širinom i dubinom klizanja, sastoji se od dva karakteristična dijela: čeoni dio i jezik klizanja tijela. Tijelo klizanja može biti po dužini izdjeljenjo terasastim ravnima ili stepenastim ispupčenjima sa tzv. kontra padom. Kad su u pitanju plastični materijali u tijelu klizišta se susreću brojna trbušasta ispupčenja i plitka ovalna udubljenja sa pojavom jezercadi.

∼ BOKOVI KLIZIŠTA predstavljaju pravac oivičenja između čela i nožice i uvijek se poklapa s pravcem kretanja kliznog tijela.


5

∼ ŠIRINA KLIZIŠTA - dimenzija upravna na dužinu. ∼ POVRŠINA KLIZIŠTA – ukupna površina terena zahvaćena procesom klizanja u

horizontalnoj projekciji. ∼ ZAPREMINA KLIZIŠTA – cjelkupna masa klizišta. ∼ PODLOGA KLIZIŠTA – matična stijena po kojoj se vrši klizanje. ∼ KLIZNE PUKOTINE – diskontinuiteti duž kojih dolazi do komadanja kliznog tijela, a

nastaju u toku kretanja zemljanih masa nakon glavnog stadijuma klizanja. ∼ GRAVITACIONI BAZIS KLIZANJA – dolinsko dno (hipsometrijski najniža tačka u

podužnom pravcu padine). ∼ DUBINA KLIZANJA – rastojanje od površine terena do klizne plohe mjereno upravno na

površinu padine prije procesa klizanja.

STADIJUMI KLIZNOG CIKLUSA

U toku formiranja klizišta generalno se mogu izdvojiti četiri stadijuma:

1. Stadijum pripreme 2. Stadijum glavnog premještanja 3. Stadijum sekundarnog premještanja 4. Stadijum smirivanja

Stadijum pripreme obuhvata vremenski period u kom na pojedinim dijelovima padina ili kosina dolazi do općeg pada koef. stabilnosti na račun općeg porasta smičućih napona. U tom periodu dolazi do prvih manifestacija deformacijana terena, tako plasirano deformisanje i pomjeranje u površinskom djelu uzrokuju tenzione pukotine i po blokovima esalonizirane pukotine. Pukotine su u početku diskretne, ali pokazuju tendenciju da postanu zjapeće.

Stadijum glavnog premještanja obuhvata vremenski period u kome duž formirnih kliznih pukotina ili ravnina dolazi do otkidanja i gravitacionog kretanja stijenskih masa ili tla kao jedinstvenog kliznog tijela. Brzina mehanizma gubitka mase u ovom stadijumu zavisi od samih osobina medija u kome se proces dešava i okolnosti koji taj proces u manjoj ili većoj mjeri pospješuje. U ovom stadijumu može da dođe do daljnjeg odvajanja klizne mase dijeljenjem u više komada. U toku ovog stadija formiraju se i svi morfometrijski i morfoskulpturni elementi klizišta.

Stadijum sekundarnog premještanja obuhvata period kada zemljane mase zaostale nakon glavnog premještanja zauzimaju novi ravnotežni položaj. Ovi pokreti su manji, sporadični i dešavaju se untar formiranog kliznog tijela. Ovdje se računaju i pojave odvojenih pokreta pojedinačnih blokova duž sekundarnih kliznih pukotina i pojava aktivnosti izvan konture čela klizišta kao nagovještaj sljedeće faze klizanja terena.

Stadijum smirivanja je period u kome dolazi do općeg porasta koef. stabilnosti na račun općeg pada smičućih napona.


6

Translatornim kretanjem možemo izdvojiti tri karakteristične zone:

1. Zona prihranjivanja – zahvata gornji dio klizišta (padine) odakle se klizno tijelo „snadbijeva“ zemljanim masama. Utvrđivanjem ove zone može se dati objektivna prognoza dalje aktivnosti, veličine i općeg toka i karaktera klizišta, ali nam to daje i mogućnost preduzimanja geotehničkh mjera koje će spriječiti dalje nekontrolisano širenje klizišta odnosno razvoja procesa klizanja.

2. Zona tranzita (prenosa) – obuhvata središnji dio klznog tijela gdje se vrši prenos pokrenutog materijala .

3. Zona akumulacije – zahvata najniže djelove padine u blizini erozionog bazusa gdje se nagomilava skliznuta masa.

KLASIFIKACIJA KLIZIŠTA

Klasifikacija može da bude utvrđena prema različtim kriterijima. Mnoštvo je klasifikacija, ali treba uzeti one koje jasno definišu genetske strukture nastanka i oblika klizišta, kako bi se mogle, nakon dovoljno dobrog upoznavanja poduzeti adekvatne sanacione mjere.

Američka klasifikacija (po Varnsu)

Po ovoj klasifikaciji svi procesi gubitka masa na padinama dijele se u šest osnovnih tipova:

1. Odroni i osuline u čvrstim stijenama, klasični nevezani u stijenama tlu. (FALLS) 2. Blokovsko otkidanje (TOPPLES) –tretira se kao varijanta odrona čiji razvoj počinje

blokovskim otkidanjem od matičnog stijenskog masiva, slijeganjem, rotacijom. 3. Puzanje (osnovna podjela na 2 tipa puzanja)

∼ Rotaciona klizišta sa rotacionim smicanjem po kružno-cilindričnoj kliznoj površini prvenstveno u glinovitim stijenama.

∼ Blokovska klizišta i lavine drobinskog materijala, blokovi čvrstih stijena, plastičnh nevezanih pjeskovito-glinovitih materijala premještaju se po predisponiranoj površini slojevitosti, pukotina, pukotinsih zona i to u vidu konskventnih klizišta.

4. Blokovska klizišta s istiskivanjem (LATERAL SPREAD) nastaju kad se ispod debelog sloja čvrstih stijena nalaze manje čvrste stijene, glinci, gline i vodozasićeni pijeskoviti materijal

5. Klizni tokovi podijeljeni su na tri podtipa u zavisnosti od stijene u kojoj se javljaju, ima mnogo varijateta, a oblik im je jezičast.

6. Složena klizišta predstavlaju kombinaciju predhodno naborojanih.


7

Podjela klizišta prema građi padine i položaju klizne ravnine:

1. Asekventna klizišta – nastaju u litološki homognenim sredinama. To su klizišta rotacionog tipa, kružno-cilindrične klizne površine, jednostavnog mehanizma premještanja, manjih razmjera i jednostaavne sanacije.

2. Konsekventna klizišta – klizišta kontaktnog tipa, nastaju duž diskontinuiteta između različitih materijala, ova klizišta mogu imati velike razmjere i složena su za sanaciju uz primjenu više metoda rješenja.

3. Insekventna klizišta – su ona u litološki heterogenim i anizotropnim sredinama. Klizanjem je zahaćen i supstrat što ih čini teškim i složenim kako u razmjerama i dubini tako i po mehanizmu klizanja, fazna aktivnost im je neravnomjerna što zahtijeva složene sanacione radove. Klizanje mase dešava se u dva ili više nivoa po dubini, duž ravnina klizanja promjenljivog oblika i nagiba. Rijetko se mogu uspješno i trajno sanirati, jer zahtijevaju veliku finansijsku potporu.

Genetska podjela klizišta po Zootariju:

1. Detruzivna klizišta I reda – obuhvataju istiskivanja za koja je karakteristično razlamanje i istiskivanje zemljanih masa u zoni kliznog premještanja sa pojavom tečenja što je najčešće uslovljeno prisustvom stijena najmanje čvrstoće.

2. Konsekventna klzišta – klizišta u čvrstim stijenama za koje je karakteristično klizanje padnskih i dubinskih naslaga. Imaju blokovsku građu, određen položaj i karakter premještanja.

3. Delaksiona klizišta (klizni potoci tečenja) – veoma su česta i nastaju na blago nagnutim padinama od 10-15⁰. Po značaju su drugostepena, razvijaju se od podnožja ka vrhu padine. Manifestacija tečenja nastaje promjenom knzistencije pri stalnom kvašenju i smanjenju otpora na smicanje.

4. Tečenja – koja su slična delaksionim klizištima. 5. Lepezna tečenja (blatni tokovi) – podrazumijeva sve pojave tečenja ogromnih razmjera

usljed naglog poremećaja čvrstoće glinovitih stijena kao rezultat dugotrajnih procesa rastvaranja, a zatim postepenog povećanja vodozasićenosti do kritičnih granica za određena prirodna opterećenja.

6. Sufoziona klizišta – nastaju na padinama usljed podlokavanja nekih slojeva (glinovitih, vodozasićenih, živih pijeskova i sl) vodom rijeke, jezera ili mora kad postoje povoljni preduslovi za nihova istiskivanja i tečenja.

7. Klizišta kore raspadanja magmatskih i metamorfnih stijena – odnose se na vrlo strme padine, a nastaju u kišnim periodima i odlikuju se specifičnom građom i mehanizmom.


8

Podjela klizišta po veličini:

∼ dvije kategorije, po površini i po zapremini

∼ prema aktivnosti procesa klizanja NAZIV KLIZIŠTA BRZINA KLIZIŠTA

1 IZVANREDNO SPORA <0.06 m/god 2 VRLO SPORA 0.06 m/god – 1.5 m/god 3 SPORA 1.5 m/god – 1.5 m/mjes. 4 UMJERENO BRZA 1.5 m/mjes – 1.5 m/dan

Podjela prema položaju klizne ravni u odnosu na lokalnu gravitacionu bazu mogu biti:

1. Nožična - kada klizna ravnina izbija na površinu terena u nivou lokalnog gravitacionog bazisa.

2. Podnožična – kada klizna ravan ide ispod nivoa gravitacionog bazisa. To su obično rotacioni tipovi klizišta čije je formiranje uslovljeno prisustvom velikh vještačkih opterećenja.

Podjela klizišta prema mehanizmu klizanja (Vars): 1. Smicanje: - po kružno-cilindričnoj površini (rotaciona) - po ravnoj površini - po kontaktu pokrivač – supstrat - blokovsko smicanje - blokovsko smicanje sa istiskivanjem 2. Tečenje: - suho tečenje - mokro tečenje 3. Klizšta sa mješovitim mehanizmom premještanja.

Površina klizišta (m2) Zapremina klizišta (m3) 1 VRLO MALA <100 <100 2 MALA 100 – 1 000 100 – 5 000 3 SREDNJE VELIKA 1 000 – 10 000 5 000 – 100 000 4 VELIKA 10 000 – 50 000 100 000 – 1 000 000 5 VRLO VELIKA >50 000 >1 000 000


9

Podjela klizišta po obliku:

1. Polukružnog olika 2. Potkovičastog oblika – imaju izražen klizni odsjek i međusobno paralelne bočne strane, dok

nožica nije izražena. 3. Klizišta frontalnog tipa – izdužena po padini sa širinom nekoliko puta većom od dužine,

čeoni odsjek je jasno izražen. 4. Klizišta izduženog tipa - niz padinu čija je dužina nekoliko puta veća od širine, klizno tijelo

je sekundarno u kliznim pukotinama izdijeljeno u manje zasebne blokove sa manifestacijom blokovskog klizanja i blatno kašastog tečenja.

5. Klizišta amfiteatarskog oblika – sa izraženim proširenjem u čeonom dijelu i izraženim suženjem u nožičnom dijelu. Ova klizišta su suženog tipa, nastaju u izvorišnim dijelovima potoka i rijeka.

6. Klizišta lepezastog oblika – nastaju formiranjem klizne lepeze u nožičnom dijelu usljed slobodnog razlijevanja klizne mase po okolnom terenu.

7. Klizišta kašikastog oblika – sa karakterističnim kružnim do elipsastim proširenjima u čeonom dijelu i naglašenim suženjem u srednjem i nožičnom dijelu.

8. Klizišta elipsastog i kruškastog oblika – nastaju obično na središnjim dijelovima padine i rijetko dolaze do erozionog bazisa.

9. Klizišta izometrijskog oblika – odlikuju se približno jednakom dužinom i širinom. 10. Klizišta nepravilnih poligonalnih kontura – nastaju u čvrstim stijenama gdje se klizno tijelo

formira raspadanjem stijenskog masiva duž diskontinuiteta sa nepovoljnim prostornim padom elemenata sklopa.

11. Klizišta bez jasno izraženih površinskih kontura – nastaju kao rezultat lokalnog diferencijalnog tečenja i puzanja površinskih masa.

12. Klizišta složenog oblika – kao modifikacija predhodno nabrojanih.


10

Podjela klizišta prema mjestu iniciranja kliznog procesa:

1. Delaksiona klizišta – koja zahvataju donje djelove padine, aktiviraju se u nivou erozionog bazisa a nakon toga sukcesivno šire na hipsometrijski više dijelove padine. Klizanje traje sve do uspostave ravnotežnog odnosa.

2. Detruzivna klizišta – kod njih se aktiviranje kliznog procesa vrši u hipsometrijski višim dijelovima terena, a zatim se klizanje sukcesivno premiješta prema erozionom bazisu. Do klizanja u ovom slučaju dolazi usljed preopterećenja od vještačkih objekata i povećanog raskvašenja za vrijeme velikih kiša.

Podjela klizišta prema stanju aktivnosti procesa klizanja (Šarp):

1. Aktivna klizišta – koja pokazuju vidljive tragove kretanja zemljanih masa. Unutar aktivnih klizišta razlikujemo:

∼ Nagla klizanja – dešavaju se u veoma kratkom vremenu, kretanje vidljivo (min.) ∼ Brza – kretanje uočavamo golim okom za relativno kratko vrijeme (nekoliko sati) ∼ Spora – pomaci nisu vidljivi ili lahko uočljivi

2. Neaktivna klizišta – ne pokazuju nikakvu uočljivu aktivnost, djele se na: ∼ Umirena – ne pokazuju aktivnost, mogu se primjetiti ∼ Fosilna – nekad bilo klizište, neaktivno.

Podjela prema vrsti stijena u kojoj se odvija:

∼ Klizišta u genetski različitim tipovima površinskog pokrivača (različiti litološki slojevi)

∼ Klizišta u zoni oslabljenog substrata ∼ Klizišta u geološkom substratu ∼ Mješovita klizišta

Blokovska klizišta su veoma bliska klasičnim klizištima, jer se javljaju u čvrstim magatskim, metamorfnim i sedimentnim stijenama.

Da bi došlo do procesa lokalnog klizanja potrebno je zadovoljiti uslove:

1. U čvrstim stijenama na padinama mora postojati značajna diskontinualnost. 2. Prisustvo stijena u podlozi podobnih da se deformiše pod opterećenjem.

Kliznim procesima na padinama stvara se secifičan oblik reljefa, kod bioloških klizišta često se pojavljuju istiskivanja u vidu tzv. kliznog vala. Terene zahvaćene klizištima lahko je uočiti na topografskim kartama sa tzv. uvlačenjima i izvlačenjima izohipsa koji se naziva deficit i suficit masa te tzv. uznemirenim izohipsama što sve ukazuje na ublažavanje nagiba prirodnih padina.


11

OPTEREĆENJE PADINE GRAĐEVINSKIM OBJEKTIMA,

TE MODELI NASTANKA KLIZIŠTA

Padine na kojima se predviđa, planira gradnja novih objekata ili neki drugi zahvat u tom smislu moraju se analizirati u pogledu mogućnosti novih pokretanja na tim padinama. Potrebno je moći i znati raspoznati, determinisati stabilne, potencijalno nestabilne (uslovno stabilne) ili labilne, te nestabilne padine.

Izgradnja objekata na nestabilnim i labilnim padinama podrazumijeva izvođenje racionalne sanacije odnosno dovođenje padine u ravnotežno stanje.Procedura rješavanja ovog problema je sljedeća:

∼ Uočavanje problema nestabilnosti padine ∼ Utvrđivanje geometrijskih karakteristika padine ∼ Određivanje zalijeganih slojeva, njihovo rasporostiranje i geomehaničke karakteristike ∼ Utvrđivanje proticaja površinskih i podzemnih voda ∼ Izrada projektnog rješenja kojim se postiže zahtijevani faktor sigurnosti.

Faktor sigurnosti – mjera sigurnosti, zavisi od toga da li na padini postoje ili ne građevinski objekti. Ako ih nema dozvoljeni ili zahtijevani faktor sigurnosti je 1.2 – 1.3, a ukoliko se nalaze građevinski objekti zahtijevani faktor sigurnosti je 2 - 2.5 Na putevima nastaju tri tipa klizanja: tip A - Klizište ispod puta

kada je klizna ravnina u nasipu, sanacija se izvodi u kombinaciji dreniranja, potpornog zida u čelu klizišta i u nožici klizišta.

tip B – Klizište iznad puta kada je klizna ravnina u usjeku, sanacija se izvodi u kombinaciji dreniranja i potpornog zida (samo u nožici).

tip C – klizište na cijeloj širini puta kada klizna ravnina zahvata i nasip i usjek, sanacija kombinacijom gore navedenih.


12

Uzroci nestabilnosti su: ∼ Nepripremljenost podloga za izgradnju nasipa ∼ Nerješena odvodnja vode ∼ Nepravilan izbor nagiba kosina ∼ Neadekvatan izbor potpornog zida ∼ Neodržavanje rigola

Za kosinu nasipa faktor sigurnosti je >1.3, a za kosinu usjeka faktor sigurnosti je >1.5, jer se faktor sigurnosti za ove dvije kategorije u f-ji vremena mijenja u suprotno kvalitativnom smislu.

KLIZIŠTA U FUNKCIJI PROSTORNOG I URBANISTIČKOG PLANIRANJA PROJEKTNOG GRAĐENJA

Klizišta su značajan problem za racionalno urbanističko planiranje, projektovanje i građenje. Zemljište ili urbanistički prostor ugrožen klizištima ili drugim oblicima nestabilnosti uz pravilne mjere ispitivanja i sanacije terena može da bude također iskorišteno kao teren na kome je moguće urbanistički planirati i graditi.

Osnovne karakteristike i obilježija svih geoloških i inženjersko-geoloških istraživanja su:

∼ Postupnost ∼ Potpunost ∼ Ravnomjernost ∼ Ekonomičnost

Ovi principi omogućavaju izradu stručno sadržajne i cjelovite inženjersko-geološke podloge koja je prilagođena nivou planiranja i dio je cjelokupne planske dokumentacije. Drugačiji pristup dovodi do problema u tehničko-ekonomskom smislu.

INŽENJERSKO-GEOLOŠKI I GEOTEHNIČKI MODELI KLIZIŠTA Pod ovim pojmom se podrazumijeva spoj između teorijskih i praktičnih saznanja o svojstvima prirodne geološke sredine i promjena u njoj nastalih kao posljedica nestabilnosti padina ili izvođenja radova čiji je osnovni zadatak da prema osnovu definisane interakcije formuliše sva optimalna tehnička rješenja. Složeni geotehnički model sastoji se od tri osovna modela:

1. Model prirodne geološke sredine, inženjersko-geološki model 2. Model tehničko-tehnološkog sistema, geotehnički model 3. Model interakcije


13

Inženjersko-geološki model – opisuje sva bitna svojstva prirodne geološke sredine koja su relativna za specifične aspekte problema koji se izučavaju.

Geotehnički model – podrazumijeva sve one konstruktivne karakteristike funkcionalnog sistema (oblik, dimenzije, prostorni položaj i orjentacija)koje su od bitnog uticaja na naponski deformabilitet ponašanja tla.

Model interakcije – predstavlja odgovarajući spoj realnog ponašanja zemljane mase u novonastalim uslovima tokom izvođenja radova primjenom nekog od modelskih pristupa koji mogu biti:

∼ Empirijski ∼ Analitički ∼ Empirijsko-analitički

Matematički, a posebno numerički modeli (CM) moraju zadovoljavati dva zahtjeva:

∼ Da što realnije simuliraju stvarne (realne)uslove ∼ Da su što je moguće jednostavniji matematički modeli

Dobijanje pouzdanih parametara modela je jedan od najtežih zadataka u procesu geotehničkih modela. Treba istaknuti sljedeće:

∼ Projektni zahtjevi moraju biti jasno formulisani, čime se neposredno inicira specifičnost potrebnih parametara.

∼ Kvalitet analiza i njihovih rezultata je direktno proporcionalan kvalitetu ulaznih parametara.

∼ Za analizu su potrebni kvantitativni, a ne kvalitativni podaci, tj. parametri takve prirode da se mogu neposredno primjenjivati.

Javlja se i tzv. statistička nesigurnost modela zbog nemogućnosti pouzdane definisanosti svakog parametra. Modeliranje nije stacionaran već interaktivan proces, utičući na unapređenja daljeg istraživanja pri čemu se novim rezultatima vrše njegova dalja kvalitativna i kvantitativna usavršavanja. U konstrukciji modela neophodno je:

∼ Jasno pred sobom vidjeti svrhu njegove izrade ∼ Kakvi se rezultati od njega očekuju ∼ Na koja pitanja model treba da odgovori

Krajnji cilj inženjersko-geološkog kartiranja terena, hidrotehničkih i geotehničkih istražnih radova je definisanje IGM-a (inženjersko-geološki model), koji u osnovi predstavlja GM (geotehnički model) spreman za definisanje matematičkog, odnosno proračunatog modela (CM-a). Numeričke metode omogućavaju da se sagledaju svi složeni uticaji na proces klizanja. Njihova tačnost nije određena s tačnošću numeričkog postupka, već sa tačnošću ulaznih promjenljivih parametara. Kod klizanja koja su se već dogodila, ulazni parametri nisu vršni parametri (dešavaju se prije nego što je došlo do bilo kakvog smicanja) već rezidualni parametri (ono što je od početnog stanja ostalo, zaostali).


14

USLOVI STABILNOSTI PADINA Problematični uslovi stabilnosti padina imaju izuzetan uticaj na uslove građenja objekata svih vrsta. Posljedice rušenja padine mogu da budu od katastrofalnih do materijalnih šteta, veoma nepovoljnih ukoliko ugrožavaju sigurnost i funkcionalnost građevinskog objekta pa do onih koji izazivaju moguće neprijatnosti. Prema prof. Maksimoviću uzroci nestabilnosti su sljedeći:

∼ Konture zemljanih masa su suviše strme u odnosu na karakteristične materijale koji grade padinu ili je materijal nedovoljne čvrstoće i ne može da se održi u ravnoteži i predviđenoj geometriji presjeka.

∼ Porni pritisci su veliki što ima otežavajući uticaj presjeka na stabilnost mase tla. ∼ Na masu tla djeluje ili će djelovati spoljni uticaji od statičkih do seizmičkih opterećenja.

Svrstavanja oblika klizanja (3 grupe) prema obliku klizne ravni:

∼ Ravne ili planarne klizne površine kod kojih je mehanizam pomjeranja translacija (obično plitka)

∼ Kružno-cilindrične klizne površine karakteristične za homogeno tlo mehanizam pomjeranja je rotacija.

∼ Složene klizne ravnine obično se javljaju kod heterogenih sredina, ali mogu nastati i kod homogenog tla sa skokovitim nagibom terena, a mehanizam pomjeranja je kombinacija predhodna dva.

Bitno je napomenuti i druge oblike: lavine, tečenja, progresivni lom, one se ne analiziraju konvencionalnim postupcima već se taj problem identifikuje i tretira preventivnim mjerama.

Oblici kosina, odnosno stanje kosina može se klasifikovati u nekoliko stanja aktivnosti :

1. Stabilna kosina ili padina pomjeranja se nisu dogodila u prošlosti, a nisu prisutna ni trenutno.

2. Potencijalno nestabilna kosina pomjeranja su se dešavala u prošlosti, ali trenutno ih nema. Takvo umireno klizište može se aktivirati nepromišljenom ljudskom aktivnošću.

3. Rana faza rušenja pojava rušenja sa ili bez longitudalnih zateznih pukotina na površini terena. Brzina je od 5mm do 1.5m/god. Ovo je zajednička pojava za mnoge kosine koja može da traje godinama pa i vijekovima.

4. Srednja faza rušenja je progresivna pojava pukotina i lokalnih narušavanja kod kružno-cilindričnih kliznih cjelina, blokovi se odvajaju kod planarnih klizanja, dubina i širina zateznih pukotina se povećava. Brzine rastu do 5cm po danu, a ubrzano pomjeranje sedešava nakon i za vrijeme padavina i topljenja snijega.

5. Djelomično rušenje veća masa tla ili dio nestabilne mase se pomjerio u novi privremeni položaj, ostavljajući ožiljak (škarpu).

6. Potpuno rušenje cijela nestabilnost mase se pomjerila u novi konačni položaj krećući se brzinom oko 1m/min u slučaju rotacionih klizanja, a kod planarnih klizanja ta brzina može biti 20-60km/h pa sve do strahovite brzine od 300km/h (ove brzine su posljedica kretanja preko toplotom stvorenog „rastoka“. Lavine su tečenje, mogu da se razviju preko pravih ravnih oblika, ali se iznenada desi potpuno rušenje, bez predhodnog upozorenja.


15

KARAKTERISTIČNI SLUČAJEVI STABILNOSTI KOSINA Stabilnost prirodnih padina – neravnoteža u masi tla na padini može nastati iz jednog ili više razloga. Često je uzrok tome promjena profila presjeka padine, uklanjanjem mase tla iz nožičnog dijela, (povećanje pornog pritiska) smanjuje normalno efektivne napone tj. smanjuje čvrstoću na smicanje. Uzrok povećanju pornog pritiska može da bude atmosferska voda, priliv vode zbog kvarova na vodovodu, dotok vode iz vještačkih izvora, porast nivoa vode zbog promjene uslova dreniranja padine i sl. Mehanizmi progresivnog smanjenja smičuće čvrstoće tla ili stijene Može biti uzrokovano raspadanjem, izduženjem, promjenom mineralnog sastava, otvaranjem i razmekšavanjem po prslinama, kontinualno ili postepeno smičuće deformisanje, vibracija koja uključuje zemljotrese... Duboka klizanja starih klizišta Kod ovih klizanja površine loma ili barem njen najveći dio su blago zakrivljenje sa vidljivim starim ožiljcima koji se nazivaju ŠKARPE čija je džina oko 10% ukupne dužine klizišta. Kod ovih klizišta brzina pomjeranja može da bude praktično konstantna po dubini sve do krune površine ispod koje nema pomjeranja. U tom slučaju je klizanje koncentrisano po kliznoj površini, takvo pomjeranje se događa ukoliko postoji jasno izražena klizna površina, a brzine pomjeranja zanemarivo male. Ukoliko se brzine pomjeranja mijenjaju sa dubinom kliznog tijela govorimo o tzv. DISTORZIJSKOM PUZANJU – njega karakterišu ekstremno male brzine pomjeranja površine terena. U ovim slučajevima klizna ploha tj. njena dubina se određuje primjenom INKLONIMETRA. Strogo uzevši mehanizam takvog pomjeranja ne odgovara ni uslovima koji postoje u opitima direktnog smicanja niti osnovnim postavkama metode granične ravnoteže koje podrazumijevaju jasno definisane klizne površine. U ovim slučajevima može se smanjiti brzina distorzijskih deformacija smanjenjem mobilizacije smičuće čvrstoće tla u tijelu klizišta. Smičuća čvrstoća granične površine klizne mase opada pri pomjeranjima do konstantne veličine. Prirodna stara klizišta su veoma rasprostranjena i često su neprimjetna sve do trenutka kada se na njima počne graditi pa čak i nakon gradnje. Naznake da se radi o starom klizištu su pojave tj. oštećenja koja se dugi niz godina pojavljuju na objektima i koja se uspješno saniraju. Tek sa aktiviranjem jednog ili više destabilizirajućih uticaja dešavaju se pomjeranja koja ugrožavaju funkcionalnost i sigurnost objekta, to traje sve do trenutka kad objekat postane neupotrebljiv. Kod starih klizišta neophodno je određivanje mobilisanih parametara čvrstoće metodama povratne analize. Zahtijevani faktor sigurnosti se kreće od 1.05 – 1.10 Stabilizovanje padine ne znači uvijek i potpuno zausavljanje kretanja tla već se nekad efekat stabilizacije ogleda u smanjenju brzine pomjeranja na manje ili više prihvatljiv nivo za konkretne okolnosti.


16

NASIPI SAOBRAĆAJNICA I NASIPI NA PADINAMA

Deformacije koje nastaju na kolovoznim ili željezničkim konstrukcijama mogu biti:

∼ Neadekvatan kvalitet posteljice (greška geomehaničara koji je ispitivao materijal ili inženjera koji nije dobro dimenzionirao).

∼ Nestabilnost većih zapremina tla koje zahvata šire područje saobraćajnice uključujući i njeno temeljno tlo.

Deformacije se mogu protezati na dužinama od više desetina metara pa čak i stotinama metara obuhatajući ogromne zapremine i mase tla. Ova grupa uzroka je najčešće uslovljena i širim lokalnim prirodnim geotehničkim i topografskim parametrima tj. uslovima u kojima se saobraćajnica nalazi.

Pomjeranja mogu biti višemetarskog reda veličine i u ovim slučajevima uticaj sobraćajnog opterećenja na ove pojave je od primarnog značaja kad je npr. narušena posteljica puta.

Kad su u pitanju nasipi na padinama dva su razloga pojave nestabilnosti u ovom slučaju:

∼ Usljed povećanja opterećenja prirodne padine novim opterećenjem tijela nasipa. ∼ Usljed izmijenjenih uslova dreniranja i evaporacije vlage iz padine što može izazvati

povećanje gornjih pritisaka. Stabilnost nasipa zavisi od kvaliteta tijela nasipa, parametara čvrstoće padinskog tla i početnog prirodnog nivoa podzemne vode. Rušenje se dešava obično podnožičnm klizanjem nakon završetka radova kao posljedica povećanja N.P.V Prvi znaci su podužne pukotine na kolovozu, nakon toga javljaju se manje denivelacije koje mogu da pređu u konačno rušenje trupa puta. Analiza stabilnosti se provodi sa parametrima čvrstoće u efektivnim naponima, a ako je padinski površinski sloj zasićen potrebno je istovremeno provesti analize stabilnosti sa totalnim naponima vodeći računa o uslovima konsolidacije.


17

MJERE ZA STABILIZACIJU ZEMLJANIH MASA Kada se u slučaju pojave nestabilnosti, bilo da se radi o vremenu projektovanja, vremenu izvođenja geotehničkih radova ili eksplotacije objekta potrebno je odgovarajućim mjerama obezbijediti odgovarajuću stabilnost. Optimalnost rješenja ovih mjera zavisi od uspješnosti identifikacije uzroka prognozirane nestabilnosti (radi se o toku projekta) ili uočene nestabilnosti. Uopćeno mjere za stabilizaciju zemljanih masa klasifikuju se :

∼ Promjenom geometrije presjeka ∼ Drenažnim mjerama ∼ Potpornim konstrukcijama ∼ Primjenom šipova ∼ Obložnim konstrukcijama ∼ Ojačanjem mase tla vještačkim materijalima ∼ Pasivnim mjerama

Promjena geometrije presjeka Racionalana promjena geometrije presjeka proističe iz tzv. koncepta neutralne linije.

Stabilizaciona mjera ublažavanje kosine nasipanjem ili usijecanjem ukoliko su kritične klizne površine relativno plitke. Također dodavanjem balasta u nožici kosine može da predstavlja efikasnu stabilizacionu mjeru u slučajevima kad je kritična klizna površina relativno duboka. Preraspodjela zemljanih masa u presjeku kosine ili padine premještanjem sa višeg dijela padine na njegov niži dio ili uklanjanjem materijala da se formira nešto blaža kosina uz dodavanje balasta od krupnozrnog materijala i nožici koja se drenira predstavlja jedno od rješenja u okviru stabilizacionih mjera promjenom geometrije prjeseka.


18

Drenažne mjere Preduzimaju se radi smanjenja ili kontrolisanog kretanja vode na površini padine, a u cilju smanjanja pornih pritisaka.

Površinsko dreniranje – kontrola oticanja i erozije predstavlja obaveznu mjeru preventivne zaštite kosine i njenog šireg područja. Može se obaviti obložnim jarkom, rigolom, bankinama u nožici kosine. Ovo predstavlja obavezne zahvate u području kosine od zemljanog materijala bez obzira na njihovu stabilnost. Dreniranje mase drenažnim rovovima ili kosim bušotinama, koriste se u slučajevima veoma visokih nivoa podzemnih voda koji na tlo nepovoljno djeluju preko pornh pritisaka i predstavljaju važan uzrok nestabilnosti. Dreniranje na relativno velikoj dubini radi se kao intervencija na smanjenju arteških pritisaka i presjecanju akvifera koji utiču na stailnost mase tla. U tu svrhu koriste se bušotine, bunari, drenažni tuneli i šahtovi iza kojih se po potrebi mogu izvesti drenažne bušotine.

Potoporne konstrukcije

Pomoću ovih konstrukcije koje su inače različitog oblika moguće je povećati sile koje se uslovno mogu zvati otpornim ili pasivnim silama. Stabilizirajući efekat ove konsrukcije postižu:

∼ Spostvenom težinom ∼ Težinom materijala čiji oblik konstrukcija svojim dimenzijama kontroliše ∼ Primjenom u kombinaciji sa aktivnim prednapregnutim ili pasivnim čeličnim sidrima.

Gravitacioni tipovi potpornih konstrukcija mogu povećati stabilnost mase tla u kojoj se konstrukcija nalazi. Konstrukcija mora zadovoljiti uslove stabilnosti na klizanje i na prevrtanje. U slučaju primjene gravitacionih potpornih konstrukcija u sanaciji klizišta kritična situacija može nastati u toku samog izvođenja kada je potrebno ukloniti dio mase tla u području stope kliznog tijela radi temeljenja konstrukcije zbog toga se radovi izvode brzo i u kratkom vremenskom periodu.


19

Sidrene potporne konstrukcije – mogu povećati stabilnost mase tla pod uslovom da se upotrijebe sile odgovarajućeg intenziteta aktivnim ili pasivnim sidrima ili ankerima. Ankeri se sidre u stabilnim slojevima tla ili nižim slojevima stijene. Primjena šipova Jedan od načina povećanja faktora sigurnosti je pobijanje šipova kroz kliznu masu do odgovarajućeg sloja. Poboljšanje faktora sigurnosti ostvaruje se preko momenta savijanja šipa koji je ukliješten u stabilnu masu tla ispod kliznog tijela i dodatna otpornost šipa može biti povećana njegovim ankerisanjem ukoliko je ono ekonomično. Anker se veže za vrh šipa i sidri u stabilnoj masi tla. Treba voditi računa kod pobijanja šipova u sitnozrnim zasićenim tlima jer se tada nestabilnost može izazvati dodatno zbog priraštaja pornih pritisaka. Zbog ove činjenice prednost se daje AB šipovima (otpornost na savijanje im je veća). Kad je u pitanju horizontalno opterećenje šipa ukoliko je položaj klizne ravni nepoznat on može biti otežan, tada se određuje što je moguće dublja ravnina za koju se dobija zadovoljavajući faktor sigurnosti. Obložne konstrukcije Ove konstrukcije se koriste za lokalno stabilizovanje površinskih konstrukcija i najčešće nemaju značajan uticaj na globalnu stabilnost većih masa tla. Jedna od tih konstrukcija je prskani beton (torket) on može biti ojačan čeličnom mrežicom ili kratkim ankerima. Koristi se kod mekih i raspadnutih stijena kao i u vezanom tlu, Kkako bi se održala lokalna stabilnost (sprječavanje ispadanja komada stijene) na istom principu se koriste i obložni zidovi od betona ili kamena u cementnom malteru. Ojačavanje mase tla vještačkim materijalima Ovim se podrazumijeva armiranje tla materijalima kao što su čelik, aluminijum, različiti polimeri. Kod proračuna se razmatra više hipotetičkih veličina loma, opća stabilnost se analizira pretpostavljajući da se drenirani dio presjeka ponaša kao kruto tijelo, a nakon toga se zahvata i jedan dio armiranog presjeka. Pretpostavimo granične veličine sila u armaturi koja se nalazi iza pretpostavljenog tijela kao spoljne sile, pored toga koriste se i sljedeći konstruktivni oblici:

∼ Armiranje tla sintetičkim materijalima (geomreža i geogrid) stabilizacija kosine nasipa, primjenjuje se sukcesivno sa napredovanjem nasipa, način armiranja zavisi od nagiba.

∼ Pribadanje tla (soil pinning) koristi se za lokalnu stabilizaciju kosina usjeka u vezanim materijalima.

Tretiranje tla – ima za cilj povećanje čvrstoće tla stvaranjem izvjesne stvarne kohezije, koriste se sljedeći postupci:

∼ Termičko ojačanje tla – može se upotrijebiti ukoliko se dokaže da tlo pokazuje osobine očvršćavanja pri permičkom tretiranju.

∼ Injektiranje tla – može se upotrijebiti ukoliko primjenjeni postupak garantuje da injektirana masa može prodrijeti u masu tla, što će nakon vezivanja dovesti do očvršćavanja tla. Mora se uzeti u obzir i uticaj injekcionih pritisaka na opću stabilnost mase tokom izvođenja radova.

∼ Pasivne mjere

U ovu grupu se ubrajaju uklanjanje mase tla što može biti veoma efikasno ukoliko se radi o malim zapreminama, a analizom se dokaže da to neće dovesti do nestabilnosti padine.


20

PRIVREMENE I INTERVENTNE MJERE

Mjere koje je potrebno poduzeti da ne dođe do aktiviranja klizišta i u trenutku kada se uoče pojave nestabilnosti padine. Dijelimo ih na:

∼ Privremene mjere radi sprječavanja aktiviranja klizišta ∼ Interventne mjere (hitne)

Spoljni uticaji koji dovode do nestabilnosti su voda raznog porijekla, masovna sječa šuma, agrotehnička obrada zemljišta, naknadna oštećenja padine, nepravilno uređenje terena u okviru urbaniziranja (denivelacija bez osiguranja), velika pozajmišta, izrada usjeka, iskop za temelje ...

Izrada nasipa na padinama nepovoljna je iz sljedećih razloga:

∼ Narušena prirodna odvodnja padine, smanjena poroznost padine i pogoršano prirodno dreniranje podzemnih voda.

∼ Veliko opterećenje izaziva velike porne nadpritiske u zavisnosti pri kojoj se vlažnosti prirodne sredine izvode nasipi, što smanjuje stabilnost padine. Što se tiče promjene naponskog stanja nakon izrade nasipa

= tg ( - ) + c

τ0 – otpornost na smicanje

- normalno naprezanje na potencijalnoj kliznoj ravnini na dubini „z“

u0 – porni pritisak u prirodnim uslovima

c – kohezija tla α - nagib tangente na kliznu ravan

= Ɣ Faktor sigurnosti: FS = Ako je sredina potpuno zasićena zbog slabe vodopropustljivosti,sva dopunska opterećenja od nasipa prima voda.

= tg ( u0 ) + c

Otpornost na smicanje ostaje nepromijenjena, ali je sad naprezanje otpornost na pritisak koji iznosi:

FS ' = < FS Kao preventivne mjere za ovakvo stanje moguće je uvesti kaptažu uzvodnih izvora, regulisano površinsko odvođenje voda. Odgovarajućim mjerama omogućiti normalno dreniranje podzemnih voda. Izgradnja nasipa u fazi smanjenja vlažnosti podtla.


21

Izrada usjeka i temeljnih jama dovodi do poremećaja postojeće ravnoteže terena i promjene naponskog stanja i hidroloških uslova oticanja podzemnih voda povećav se naprezanje na smicanje i povećavaju se filtracione sile. Generalno se smanjuje stabilnost iskopa i padine u cjelosti. Gledano na sve ove faktore kroz vrijeme može se zaključiti da nema trajno stalnih kosina/padina jer kroz vrijeme rastu smičuća naprezanja, a smanjuje se otpornost na smicanje. Klizišta se aktiviraju prije ili kasnije, uticaj usjeka najbolje se vidi kroz analizu njegovog uticaja na promjenu FS FS = Si – filtracione sile Nakon izvođenja usjeka povećava se ugao α što izaziva pad normalnih napona, a porast tngencijalnih napona kada raste ugao α povećava se i gradijent filtracionih sila. Takođe sa vremenom opada otpornost na smicanje što dovodi do pada FS nove kosine, ali i višeg uzvodnog dijela padine. U ovakvim sučajevima prvo treba pokušati izbjeći radove koji bi mogli dovesti do ovih promjena ili ako se radi o trasi puta voditi drugu trasu sa većom upotrebom vještačkih objekata. Ukoliko to nije moguće onda je bolje rješenje izvesti sanacione radove koji će onemogućiti aktiviranje klizišta i njihova prednost je što se koriste vršni a ne rezidualni parametri otpornosti tla. (vršni parametri nastaju kada je tlo pokrenuto, a rezidualni poslije pokretanja tla). Ostale preventivne mjere kod usjeka su pravilno površinsko odvodnjavanje van zona usjeka, kaptaža iznad usjeka, ozelenjavanje novih kosina (biološka zaštita kosina). Pravilan izbor nagiba kosina u funkciji njegovog trajanja, odgovarajući istražni radovi i odgovorno projektovanje na osnovu tih radova smatraju se najkvalitetnijom preventivnom mjerom.

Interventne (hitne) sanacione mjere – ove mjere obuhvataju:

∼ odvodnju površinskih voda na bilo koji način, trasom koja prati prirodnu konfiguraciju terena što kraćom dionicom bez krivina i sa dovoljno dobrim padom

∼ regulisanje bujica i potoka u blizini klizišta

∼ kaptiranje vode iz uvala i udubina gdje voda povremeno stoji

∼ zapunjavanje tenzionih pukotina (glinom)

∼ skidanje vještačkog deponovanog materijala

∼ planiranje površine klizišta u blagom nagibu prema kanalima

∼ popravka oštećenih kanalnih mreža

∼ prekrivanje klizišta plastičnim prekrivačima

∼ zabrana korištenja bunara

∼ prestanak vještačkog navodnjavanja u oblasti navodnjavanja

∼ izrada dovoljnog broja privremenih objekata za odvodnju vode iz klizišta.


22

STALNE / TRAJNE SANACIONE MJERE

Izrada sanacionih objekata odgovarajućeg tipa (izbor objekta mora biti dokumentovan, opravdan). Mjere za regulisanje oticanja površinskih voda, voda nepovoljno utične na tlo na dva načina:

∼ prisustvo vode povećava plastifikaciju kliznog dijela ∼ prodire do vodonepropusnog sloja i „podmazuje“ kliznu ravninu

Također doprinosi i aktiviranju postojećih pukotina u tlu. Regulacija oticanja vode se vrši na samom kliznom tijelu i oko njega. Mrežom zaštitnih kanala oko kliznog tijela sprečava se prodor vode u klizno tijelo nakon velikih padavina, mreže se stavljaju i u samo klizno tijelo. Ovim mjerama smanjuje se porni pritisak i isušuje se tlo što dovodi do povećanja čvrstoće tla. Nakon odvođenja postojeće vode, spriječi se infiltracija novih količina vode i prema tome zadatak površinskog odvdnjavanja je da prihvati atmosfersku vodu sa samog klizišta i odvodi iz kliznog tijela. Na osnovu rečenog može se sumirati:

∼ izgradnja zaštitnih kanala ∼ odvodnja vode iz pojedinih zatvorenih udolina ∼ izgradnja mreže razgranatih kanala na površini kliznog tijela ∼ zatvaranje pukotina i prihvatanje vode iz njih ∼ planiranje cijele površine klizišta

zaštitni kanali

Rade se oko kliznog tijela, iznad njegove površine i nalaze se na nepokrenutom dijelu padine. Kod projektovanja treba voditi računa o ispunjavanju određenih tehničkih zahtjeva:

∼ što pravija ili blago zakrivljena terasa ∼ nagib kanala jednolik i dovoljan da obezbijedi siguran tok za nemogućnost stvaranja taloga ∼ poprečni presjek kanala treba da odgovara vodnom kapacitetu ∼ obezbjeđenje kanala od procjeđivanja (dno kanala i donji dio bokova)

U zavisnosti od prilika na terenu moguće je raditi više kanala, što može da bude dodatno obezbjeđenje. Kanali se često rade u obliku poluluka sa svojim ograncima, što skraćuje kanal i daje bolje efekte odvodnje. Padovi i osiguranje kanala su promjenljivi i u zavisnosti od položaja na klizištu. U bočnim dijelovima sa strmim nagibima ublažavanje brzine vode i sprječavanje oštećenja kanala zbog brzih voda rade se kaskade i šahtovi. Kanali zahtjevaju stalnu kontrolu i čišćenje, hitno otklanjanje kvarova jer u protivnom njihovo prisustvo imat' će otežavajući karakter

Odvodnja vode iz udolina

Odvija se ocjednim kanalima koji se rade na samom kliznom tjelu, trebaju biti što kraći, a ako to nije moguće umjesto van kliznog tjela,ocjedni kanali se vode u najbliži kanal u kliznom tjelu kakao bi se brzo i organizovano odvela oborinska voda sa kliznog tjela. Zbog toga se ovi kanali ravnomjerno raspoređuju čineći svojevrsnu mrežu po cijelom kliznom tjelu. Kod njihovog rasporeda treba izbjeći pukotine na kliznom tjelu. Pošto se kanali postavljeni u pravcu kretanja kliznog tjela manje oštećuju od onih koji su poprečni na taj pravac, koriste se tzv. razgranati sistemi. Također ovi sistemi su urađeni za pojedine zone sa svojim zasebnim izlazima za svaki od


23

tih sistema. U donjem djelu razgranati sistem ide sve do neke rijeke. Oblik kanala u poprečnom presjeku može da bude trapezast, trougaoni ili segmentni.

Magistralni kanali su kaldrmisani, poslije kretanja kliznog tjela popravljaju se i osiguravaju se sve dok se kretanje potpuno ne zaustavi. Oblaganje kamenom u cementnom malteru, betoniranjem ili postavljanjem AB montažnih kanala oni se dodatno osiguravaju.

Eliminacija vode sa i oko kliznog tjela može se izvršiti izravnavanjem i osiguranjem dna jaruge, kaldrmisanjem, betonskim žljebom, kaskadama... Treba što manje narušavati pokrov gornjeg sloja zemljišta kako se ne bi narušila njegova stabilnost (što razgranatijom mrežom kanala malog poprečnog presjeka). Ukoliko je nužno postaviti magistralni kanal kroz klizno tijelo onda se trasira u pravcu klizanja na padinu.

Napomena – svi kanali se obezbjeđuju od procjeđivanja vode u tjelo klizišta, a magistralni kanali se obezbjeđuju i od razornog dejstva vodenog toka kroz njih. Priključci se izvode u obliku slova „Y“.

Obloga kanala – može biti od kamene kaldrme, od betona, bitumenskih materijala, a ispod obloge se stavlja filterski sloj debljine 15-30 cm zavisno od vrste tla.

Na površini klizišta je pogodno primjenjivati montažne panele, jer u slučaju klizišta mogu se jednostavno i jeftino popraviti. Spajanje elemenata može da bude sučeljavanjem i spojnicom širine 1 cm zapunjene cementnim malterom ili spajanje elemenata preklapanjem. Za hitne mjere primjenjuju se daščani oluci premazani smolom iznutra. Oblik kanala i način ojačanja zavisi od:

∼ uslova podloge ∼ reljefa okolnog terena ∼ postojanja građevinskog materijala na licu mjesta

kod projektovanja kanala potrebno je izvršiti hidraulički proračun (količina, dubina i brzina toka), što podrazumjeva i potrebno osiguranje kanala. Treba uzeti u obzir i reljef kliznog tijela i terena koji se nalazi oko njega. Izvršiti upoređivanje varijanti cijele šeme odvodnih kanala.

Zatvaranje pukotina

Prilikom kretanja kliznog tjela javljaju se pukotine koje se moraju odmah zapuniti kako bi se spriječilo poniranje vode i time smanjio intenzitet klizanja.

Ispunu čini u donjem djelu okolni materijal, a u gornjem djelu glina, ispuna se prilikom izgradnje nabija. U slučaju pojave pukotina na kliznom tijelu potrebno je imati stalni monitoring (nadzor) i zapuniti tenzione pukotine


24

Mjere regulisanja uticaja podzemnih voda – odvodnja podzemne vode ostvaruje se kopanim drenovima (plitka klizišta), bušenim cijevnim drenovima, izradom potkopa (duboka klizišta).

Sanacija klizišta kopanim drenovima

Drenaže su objekti koji prikupljaju podzemnu vodu i kontrolisano je sprovode van terena koji se sanira. Jako dugo su u upotrebi, a shvatanjem mehanizma filtriranja i pojavom novih materijala ova metoda se dodatno razvila.

Razvoj i primjena drenažne ispune išla je ka ispunjavanju filtarskih pravila, sa gornje strane se postavlja glina kako bi se spriječino prodiranje površinskih i oborinskih voda. Najnoviji materijali koji se koriste za drenažu – geotekstili. Oni se izrađuju od polimernih vlakana, njihova primjena omogućava izradu drenaže bez drenažne cijevi („francuski drenažni sistem“). Dubina drenaže u funkciji je od nivoa podzemne vode koju treba odvesti, odnosno od zahtjevanog spuštanja N.P.V. Obično drenaže presjecaju čitav vodonosni sloj, s tim da se postavljaju u nepropusnoj i nepokretnoj podlozi u koju se ukopavaju 30-50cm. Drenažni sistmi mogu biti kontinualni i diskontinualni.

Kontinualni drenažni sistemi

Funkcionišu u kontinuitetu, sastavljeni su od sabirnih drenažnih cijevi kojima se odvodi voda iz gornjih djelova terena – tla ne dozovljavajući joj da dospije u niže dijelove kliznog tijela. Time je postignuto isušivanje kliznog zemljišta. Njihov normalan rad moguć je samo ukoliko ne postoje značajni pokreti kliznog tijela.

Donji dio drenaže situiran u stabilnim u stabilnim nivoima ostaje neporemećen dok se gornji dio može deformisati i izlomiti. U slučaju prekida sumnjivo je da drenaža ima negativan uticaj na stabilnost klizne mase.

Uzdužne drenaže ne prihvataju svu vodu neposredno već oko sebe obrazuju osušeni i stabilniji dio koji je na neki način nosilac stabilnosti, odnosno oslonac koji zadržava gornji dio klizne mase. Prednost im je veća stabilnost i pri većim pokretima tj. obezbijeđena je kontinuiranost njihovog rada. Kod „Y“ drenaža njihova stabilnost se povećava smanjenjem ugla između krakova. Polukružne drenaže su ustvari poprečne drenaže, ali sa povećanom stabilnošću jer se ponašaju kao svod koji bolje prima i prenosi pritiske pokrenute mase.

Diskontinualni drenažni sistem

Ovi sistemi su sastavljeni samo od sabirnih rovova samostalno postavljenih na rastojanju b koje zavisi od procjednih karakteristika terena i zahtjevanim nivoom dreniranja terena. U njih spadaju horizontalni potkopi i horizontalne bušotine.


25

Ispuna drenažnih rovova

Uobičajna praksa bila je da se drenaža cijev pokrije kamenom, a rov se ispuni predhodno iskopanim materijalom. Danas je praksa drugačija koriste se različite vrste geotekstila koje su vodopropusne, ali imaju veliku otpornost na prolazak sitnih čestica tla, na taj način se sprječava zapušavanje fltarskog materijala.

U praksi se susreće tzv. Terzagi-jevo pravilo – granulacija filtera treba da je takva da njegova zrna pri količini 15% težinskih djelova filtarske mase F15 bude minimalno 4 puta veća od najkrupnijih čestica tla na kojeg filter naliježe (baza pri kojoj 15% težinskih djelova B15, a da nisu veća od 4 puta B85 tj. najsitnijih čestica pri 85% težinskih dijelova baze). Preporučuje se da linija granulometrijskog sastava filtera bude približno paralelna liniji granulometrijskog sastava baze.

< 4 < - prvi odnos garantuje stabilnost, a drugi vodopropusnost filtera.

Razlika između baze i drenažnog sloja je takva da nije dovoljan jedan prelaz pa se filter sastoji iz više

zona koje se određuju po istom pravilu sve dok se ne dođe do najveće krupnoće zrna drenažnog sloja.

Kada se trajnost drena osigura dvoslojnim granulisanim filterom svaki od slojeva mora biti min.30cm

pa je ukupna širina usjeka drena min.90cm.

Upotreba geotekstila u zaštiti drena smanjuje širinu drenažnog rova. Drenaža je odozgo prekrivena

busenjem ili glinovitim materijalom koji sprečavaju prodor površinskih voda, zaštitni sloj debljine

0.5m

Stabilizirajući efekat drenaže - da se njima potpuno eliminišu ili smanjuju hidrostatičke i hidrodinamičke sile, zatim sile pornog pritiska i potiska vode (uzgona). Ovim se eliminiše ili smanjuje hidrodinamički potencijal podzemne vode. Izradom drenaže nestabilni tereni s visokim niovom podzemne vode se saniraju. Parametri koji se uzimaju pri proračunu stabilnosti terena (c i R) su oni koji se uzimaju pri proračunu stalnih napona. Nakon izrade drenažnog sistema smanjuje se ili eliminiše uticaj sila izazvanih prisustvom podzemne vode. Sada se uzimaju parametri koji se primjenjuju pri proračunu efektivnih napona (c' i R').

Analiza stabilnosti se obavlja prije i nakon izrade drenažnog sistema. Faktor sigurnosti nakon sanacije treba da bude >1.35

OPĆI PRINCIPI KOD PROJEKTOVANJA DRENAŽA

∼ dreniranje terena obaviti u mjeri u kojoj se smanjuje ili eliminiše hidrostatska i hidrodinamička sila uzgona i pritiska

∼ drenažni sistem se dimenzioniše što se ostvaruje pravilnim izborom dimenzije drenažnog kanala, tajače ili dna drenaže i nagiba strana drenažnih rovova (min.0.5%, max.15%)

∼ potrebno je tačno definisati sabirno-odvodne rovove. Spojevi drenažnih rovova izvode se pomoću revizionih drenova.

∼ Izbor kontinualne ili diskontinualne drenaže zavisi od tipa građevinskog objekta i količine vode, horizontalna postavka drenaže treba da bude takva da štiti teren i objekat.

∼ Ispuna drenažnog rova mora biti od mineralnih materijala koje voda ne rastvara. Na dužini 60-80m postavljati revizione šahtove radi kontrolne funkcije.


26

∼ Zadatak drenažnog odvodnog rova obezbjediti manjom građevinom, težiti što manjem obimu radova, omogućavanje tehnološke izrade iskopa drenažnog rova do potrebne dubine, plitki drenažni rovovi do 1m rade se bez podgrade sa nagnutim stranama – min. širina 40-60cm, ako se polaže samo drenažna cijev. Duboki drenažni rovovi rade se sa vertikalnim stranama, a podgrađivanje je klasičnim rudarskim načinom. Za dubine 4m širina je ista po cijelom profilu, ako se podgrađivanje vrši pobijanjem drvenih ili čeličnih talpi širina rova se mora stepenasto smanjivati.

OPĆI PRINCIPI KOD IZVOĐENJA DRENAŽE

Izrada se obavlja u pet radnih operacija:

1. Iskop drenažnog rova sa ili bez podgrađivanja 2. Uređenje dna rova (tajača) od vodonepropusnog sloja gline ili betona MB10 3. Postavljanje drenažne cijevi 4. Ugrađivanje procjednog djela 5. Ugrađivanje završnog djela (pokrivanje drenaže)

Sanacija klizišta bušeenim horizontalnim cijevnim drenovima

Na klizištima sa dubokim kliznim ravninama, povećanje stabilnosti jednostavnije je postići izradom dubokih drenova. Rastojanje zavisi od vrste tla (3m). Izvode se bušenjem horizontalnih ili blago nagnutih bušotina uz donji rub padine, u bušotine se umeću perforirane cijevi obložene filterskim materijalom. Na izlaznoj dionici je moguć prodor korijenja trave i rastinja što može da izazove zatvaranje cijevi, potrebno je postaviti obložnu cijev.

Sanacija klizišta potkopima

Na klizištima velikih razmjera (ovo je skup proces) kada se drenovi ne mogu ostvariti bušenjem, dreniraju se izradom podzemnih potkopa iz podnožja klizišta (obloga drvetom, kamenom, betonom...). ispunjavanju se vodopropusnim materijalom izrađuju se klasičnim rudarskim načinom i služe za prihvatanje uglavnom kontaktne vode iz okolnog tla te ju izvodi iz ugroženog terena. Primjenjuje se u slijedećim uslovima:

∼ Kada u dubini postoji koncentrisan vodeni sloj ∼ U slučaju da drenažu treba izgraditi u naseljenom mjestu gdje je otvorena drenaža

neomguća. ∼ U slučaju izbjegavanja narušavanja kohezije ∼ U slučaju kada se drenaža mora postaviti na velikim dubinama.

Podgrađivanje se vrši drvenim ili čeličim okvirima koji se postavljaju na rastojanju u zavisnosti od čvrstoće materijala, a obično 0.8-1.0m. Sprečavanje utiskivanja podgrade u glinoviti materijal postiže se nasipanjem sloja pijeska 10-15cm. U dnu potkopa se izgrađuje kolektor obložen betonom ili kamenom u malteru koji se pokriva betonskom ili kamenom pločom. Potkopi nisu od koristi ako su izgrađeni na velikoj dubini na glinovitom materijalu jer njegovo rušenje izaziva negativne efekte.


27

Sanacija klizišta kaptažom

Kaptaža se sastoji u prihvatanju izvorske vode, njeno sakupljanje i odvođenje van granica kliznog tijela. Kod klizišta koja se prehranjuju vodom, kaptaža tih vodenih izvora obavlja se drenažnim bunarima, dno bunara se izrađuje od kamena u malteru i polaže se u nepokretnom tlu. Gornji dijelovi zida bunara izrađuju se na način da propuštaju vodu. Kod suhog zidanja kamenom dobra je poroznost zida bunara, ali kod zidanja betonom ili kamenom u malteru ostavljaju se otvori za ulaz vode. Iza poleđine zida se postavlja prstenasta drenaža, voda se sa dna bunara odvodi cijvima. Kada se drenažni bunari koriste za isušivanje kliznog masiva tada se oni raspoređuju po cijelom kliznom tijelu ravnomjerno i postavljaju se u ulegnutim mjestima. Odvođenje vode se vrši po sistemu zatvorenih posuda. Prednost im je što se na ovaj način ostvaruje prihvatanje površinske i podzemne vode te zauzimaju manju površinu zemljišta. Nedostatak je mogućnost rušenja pri klizištu i kvalitet sifonskog uređaja. Obično jedan bunar pokriva površinu od 1 hektar. Dimenzije bunara dubina 8m, prečnik 2m.

Sanacija klizišta šipovima

Šipovi se uspješno mogu koristiti kod zustavljanja klizišta ako mogu povećati silu otpora na ravnini loma. Opasnost je da se materijal oko njih prignječuje pa se čvrstoća smanjuje. Koriste se kod sanacije plitkih klizišta. Šipovi su napregnuti na smicanje i zatezanje, a izrađuju se od različitih materijala, različite krutosti i dimenzija.

∼ Zatezanje i smicanje – ugao između šipa i klizne površine OŠTAR ∼ Čisto smicanje – šip upravan na kliznu površin ∼ Pritisak i smicanje - ugao između šipa i klizne površine TUP

Efikasnost postupka sanacije klizišta šipovima – interakcijom između tla i šipa umanjuje se deformacija tla, pomjeranjem se izaziva nastanak pritiska. Zakivanje se neće efikasno ostvariti ako se šip slomi usljed savijanja ili smicanja. Nepravilno tlo može imati mogućnost da se pojavi dublja klizna površina.

Kriteriji stabilizacije padina

Šipovi trebaju biti ugađeni u zoni padine gdje naprezanje potrebno za stabilizaciju ne prelazi otpor koji može da podnese tlo. U zoni 1 pritisak tla je nedovoljan da mobiliše u šipovima potreban otpor za stabilizaciju padine. U zoni 2 šipovi su u optimalnoj zoni da ispune ulogu. U zoni 3 pasivni otpor koji može da pruži tlo ispod linije šipova do nožice je nedovoljan u odnosu na onaj koji je potreban za stabilizaciju pa je ona neefikasna.

Dimenzionisanje šipova – obavlja se u tri faze:

1. Određivanje otpora smicanja (za povećanje koef. stabilnosti) 2. Određivanje max naprezanja koji svaki šip može podnijeti 3. Izbor broja šipova.

sanacija kliziŠta skripta

Documents