01 Inwestycja w obrębie osuwiska w Jastrzębiej Górze
Zrealizowaliśmy dokumentację geologiczno-inżynierską wraz z analizą stateczności skarpy dla inwestycji w obrębie osuwiska w Jastrzębiej Górze. Teren leży na skarpie klifu, w granicach obszaru zagrożonego ruchami masowymi, pomiędzy dwoma osuwiskami aktywnymi ciągle zarejestrowanymi w Systemie Osłony Przeciwosuwiskowej (SOPO). Podnóże klifu jest podcinane przez fale sztormowe, a skarpę budują piaski eoliczne i wodnolodowcowe zalegające na glinach wodnolodowcowych.
Ze względu na skomplikowane warunki gruntowe obiekt zaliczono do III kategorii geotechnicznej. Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz.U. 2012 poz. 463) oznacza to konieczność opracowania — obok opinii geotechnicznej i dokumentacji badań podłoża gruntowego — również dokumentacji geologiczno-inżynierskiej zgodnej z Prawem geologicznym i górniczym. Zasięg osuwisk i terenów zagrożonych ruchami masowymi sprawdzisz na naszych darmowych mapach.
02 Zakres wykonanych prac
Od projektu robót geologicznych do dokumentacji z zaleceniami dla projektanta.
- Projekt robót geologicznych — opracowany i zatwierdzony decyzją organu administracji geologicznej.
- Wiercenia geologiczno-inżynierskie — 4 otwory: na koronie skarpy wiertnicą, na skarpie i u podnóża.
- Sondowanie dynamiczne DPH — do głębokości 13 m p.p.t., zgodnie z PN-EN ISO 22476-2.
- Próby NNS kategorii A — pobrane próbnikiem Shelby Ø 88,9 mm do badań trójosiowych.
- Badania laboratoryjne — uziarnienie, granice konsystencji, wilgotność, gęstość objętościowa, zawartość CaCO3 oraz badania trójosiowe TXCD w laboratorium TRILABS.
- Kartowanie geologiczno-inżynierskie — skarpy i podnóża klifu w rejonie sąsiednich osuwisk, z dokumentacją fotograficzną.
- Analiza morfologii na podstawie NMT — porównanie profili skarpy w miejscu osuwiska i na obszarze inwestycji.
- Analiza stateczności skarpy i DGI — mapy i przekrój geologiczno-inżynierski, obliczenia wg Eurokodu 7, zalecenia dla projektu posadowienia i zabezpieczeń skarpy.
Kartowanie nie wykazało na obszarze inwestycji skarpy głównej, szczelin ani wysięków wód. Wygięte i pochylone pnie drzew — często odczytywane jako ślad ruchów masowych — przypisaliśmy tu oddziaływaniu silnych wiatrów od strony morza. Profile z NMT pokazały, że skarpa w miejscu sąsiedniego osuwiska ma średnio ok. 37° (lokalnie do 48°), a na obszarze inwestycji ok. 23° (lokalnie 28–31°).
03 Parametry wytrzymałościowe z badań trójosiowych i sondowań dynamicznych
Parametry wytrzymałościowe do analizy stateczności wyznaczyliśmy z dwóch niezależnych źródeł — dla gruntów spoistych z badań trójosiowych, dla piasków z sondowania dynamicznego DPH.
Badania trójosiowe TXCD (PN-EN ISO 17892-9) wykonaliśmy na próbach NNS glin wodnolodowcowych. Próbki nasączano metodą ciśnienia wyrównawczego (back pressure) do uzyskania parametru Skemptona B > 0,95, konsolidowano izotropowo przy σ’3 = 45–260 kPa i ścinano z odpływem. Ze względu na przewarstwienia piasku do badań wybierano najmniej naruszone odcinki rdzenia. Uzyskano φ’ = 26,6–32,2° oraz c’ = 2–10 kPa. Do obliczeń przyjęliśmy dolne wartości zakresów.
Sondowanie DPH posłużyło do wyznaczenia stopnia zagęszczenia piasków. Dla piasku źle uziarnionego (CU ≤ 3) powyżej zwierciadła wody gruntowej zastosowaliśmy zależność z PN-EN 1997-2 (zał. G): ID = 0,10 + 0,435·log N10, gdzie N10 to liczba uderzeń na 10 cm wpędu. Wskaźnik CU wyznaczono z analiz uziarnienia. Otrzymano ID ≈ 0,31 dla pokrywy eolicznej oraz ID = 0,36–0,62 dla piasków wodnolodowcowych.
Warstwa I — piaski eoliczne
- Pokrywa skarpy o miąższości < 2 m
- Stan luźny i średniozagęszczony
- γ = 19,0 kN/m³, φ’ = 30,0°, c’ = 0
Warstwa II — piaski wodnolodowcowe
- Piaski średnie, lokalnie z przewarstwieniami
- ID = 0,36–0,62 (DPH)
- γ = 19,0 kN/m³, φ’ = 32,5°, c’ = 0
Warstwa III — gliny wodnolodowcowe
- Gliny pylaste z laminami piasku
- Stan twardoplastyczny, IL = 0,03–0,14
- γ = 21,0 kN/m³, φ’ = 26,6°, c’ = 2 kPa (TXCD)
04 Analiza stateczności skarpy — wyniki
Obliczenia wykonaliśmy w programie GEO5 Stateczność zbocza dla przekroju geologiczno-inżynierskiego poprowadzonego wzdłuż osi inwestycji. Przyjęto PN-EN 1997-1, podejście obliczeniowe DA3 (zestawy A2 i M2: γG = 1,00, γQ = 1,30, γφ’ = γc’ = 1,25), trwałą sytuację obliczeniową oraz zwierciadło wody gruntowej z pomiarów w otworach. Analizowano kołowe powierzchnie poślizgu metodami Bishopa i Morgensterna-Price’a oraz optymalizowane powierzchnie łamane metodą Morgensterna-Price’a. Warunek stateczności: wykorzystanie ≤ 100%.
Dla mechanizmów głębokich, obejmujących wszystkie trzy warstwy, wykorzystanie wyniosło 70% (powierzchnia kołowa) i 77% (powierzchnia łamana). Ogólna stateczność skarpy jest zachowana z zapasem, a głębokie osunięcie zbocza jest mało prawdopodobne.
Inaczej wygląda pokrywa piasków eolicznych. Dla płytkich powierzchni kołowych wykorzystanie wyniosło 81–92%, a dla optymalizowanej powierzchni łamanej, sięgającej ok. 2 m p.p.t. — 100,3%.
Wynik wynika wprost z geometrii. Na najbardziej stromym odcinku skarpa ma 26–31°, a obliczeniowy kąt tarcia piasków eolicznych wynosi φ’d = arctan(tan 30° / 1,25) ≈ 24,8°. Dla gruntu niespoistego model zbocza nieskończonego daje F = tan φ’ / tan β (Skempton i DeLory, 1957) — gdy nachylenie przekracza φ’d, pokrywa jest w stanie bliskim równowagi granicznej, niezależnie od równomiernego obciążenia powierzchni.
05 Kiedy obiekt „poprawia” wynik analizy
Tu pojawia się pułapka, którą często widzimy w opracowaniach. Projektowany obiekt wprowadza się do modelu w stanie docelowym — z fundamentami, palami i obciążeniem. Pale przecinające powierzchnię poślizgu pracują jak dyble, a ciężar obiektu w odpowiednim miejscu przekroju zwiększa moment utrzymujący dla mechanizmów głębokich. Wykorzystanie spada i skarpa „spełnia wymagania”.
Taki wynik opisuje jednak stok, który już został ustabilizowany przez obiekt. W trakcie budowy tego elementu jeszcze nie ma — jest za to rozbiórka istniejącej zabudowy, zdjęta darń i roślinność, lokalne podcięcia i wyrównania terenu, ruch sprzętu, składowanie materiałów oraz drgania przy wprowadzaniu pali. Skarpa w stanie przejściowym bywa słabsza zarówno od stanu istniejącego, jak i docelowego, a analiza wykonana wyłącznie dla gotowego obiektu ten etap pomija.
W Jastrzębiej Górze świadomie nie uwzględniliśmy obciążeń od projektowanego obiektu. Dla mechanizmów głębokich działałyby stabilizująco, a w gruntach niespoistych (c’ = 0) równomierne obciążenie powierzchni nie zmienia istotnie wykorzystania dla mechanizmów płytkich. Wybraliśmy wariant mniej korzystny — odpowiadający warunkom w trakcie robót.
06 Dwuetapowa analiza stateczności: stan przejściowy i docelowy
Dlatego analizę stateczności skarpy na terenie osuwiskowym wykonujemy dwuetapowo — w GEO5 jako kolejne fazy budowy na jednym modelu.
| Etap | Co uwzględniamy w modelu | Co sprawdzamy |
|---|---|---|
| Stan przejściowy (budowa) | Geometria po robotach przygotowawczych, brak darni i roślinności, podcięcia, obciążenia od sprzętu i składowania, oddziaływania dynamiczne — bez stabilizującego wpływu obiektu | Stateczność w trakcie robót, kolejność i odcinki robót, dopuszczalne technologie |
| Stan docelowy (eksploatacja) | Obiekt z posadowieniem, obciążenia stałe i użytkowe, wykonane zabezpieczenia, erozja powierzchniowa i abrazja podnóża w czasie | Stateczność ogólna i lokalna, napór gruntu na fundamenty, skuteczność zabezpieczeń |
Jako miarodajny stopień wykorzystania stateczności przyjmujemy mniej korzystny z obu etapów. Nie „pożyczamy” zapasu bezpieczeństwa ze stanu docelowego, żeby uzasadnić etap budowy. Jeśli decyduje stan przejściowy, to on wyznacza zakres zabezpieczeń, technologię i kolejność robót.
07 Co z tego wynika dla projektu
- Bez obciążeń dynamicznych — zamiast pali wbijanych generujących wibrację, zaleciliśmy zmianę technologii, ze sprawdzeniem nośności na wyciąganie i na obciążenia poziome od naporu gruntu (próbne obciążenia).
- Zabezpieczenie powierzchniowe skarpy — gwoździowanie z okładziną (siatka stalowa i geomata przeciwerozyjna z obsianiem), zakotwione poniżej pokrywy eolicznej; skuteczność do wykazania obliczeniowo dla stanu przejściowego i docelowego.
- Organizacja robót — prace odcinkami, bez pozostawiania odsłoniętej skarpy; bez podcinania zbocza, składowania materiałów i ciężkiego sprzętu na skarpie; kontrolowane odprowadzenie wód opadowych.
- Monitoring — co najmniej 2 repery geodezyjne, opcjonalnie inklinometr, obserwacje konstrukcji w trakcie budowy i eksploatacji.
Więcej o tym, jak prowadzimy obliczenia, przeczytasz na stronie analiza stateczności skarp.
Planujesz inwestycję na skarpie lub terenie osuwiskowym?
Wykonujemy badania in situ i laboratoryjne, dokumentacje geologiczno-inżynierskie oraz analizy stateczności skarp wg Eurokodu 7 — z uwzględnieniem etapów budowy. Skontaktuj się.
