Jedną z ważniejszych kwestii przy planowaniu inwestycji budowlanej jest ocena ryzyka osuwania się ziemi. Ukształtowanie terenu i tendencje do powstawania osuwisk to kluczowy elementem przesądzający o technicznych możliwościach przeprowadzenia prac, a także kosztach i sposobach wykonania zabezpieczeń. Z naszego artykułu dowiesz się, jakie są najczęstsze przyczyny osuwania się skarp i najlepsze sposoby zapobiegania temu zjawisku.
Utrata stabilności gruntu
Inwestycje budowlane mogą być prowadzone w różnych miejscach. Dość często są to skarpy, zbocza i nasypy. W takiej sytuacji najważniejsze jest zachowanie stabilności podłoża, ponieważ łatwo może tam dojść do powstania osuwisk, które mogłyby zagrozić zarówno samej budowie, jak i bezpośredniemu otoczeniu. Utrata stabilności gruntu skarpy wiąże się przede wszystkim z utworzeniem się osuwiska. Charakteryzuje się ono głównie tym, że ma gwałtowny przebieg oraz obejmuje znaczny obszar, a przemieszczająca się masa gruntu zachowuje częściową spójność. O najczęstsze przyczyny powstawania osuwisk zapytaliśmy przedstawiciela Przedsiębiorstwa Robót Inżynieryjnych Żyrardów.
Najczęstszą przyczyną powstawania osuwisk jest przemieszczanie się dużej ilości ziemi w związku z powstaniem poślizgu pomiędzy warstwami gruntu skośnie do nich lub poprzecznie, a także w obrębie jednej z nich. W czasie powstawania osuwiska przemieszczająca się masa gruntu kształtuje się w podłużną strukturę, która porusza się w powstałej rynnie osuwiskowej, zaś czołem osuwiska jest jęzor powstający z przemieszanego materiału. W miejscu poślizgu powstaje skarpa główna, choć w miejscach, gdzie podłoże traci spoistość mogą się także formować skarpy wtórne.
Wpływ ukształtowania terenu na powstawanie osuwisk
Ukształtowanie terenu to jeden z najważniejszych czynników, który ma bezpośredni związek z powstawaniem osuwisk. Istotne jest przede wszystkim nadmierne pochylenie gruntu w stosunku do budowy geologicznej skarpy, a także układ poszczególnych warstw oraz właściwości mechaniczne materiału, z jakiego są złożone. Duże znaczenie mogą mieć także nieciągłości wynikające zarówno z obecności różnych nietrwałych struktur, jak i z ich niekorzystnego rozkładu. Oprócz tego bardzo ważne są kwestie związane z podniesionym poziomem wód gruntowych, zwiększonym ciśnieniem hydrostatycznym, gwałtownymi zmianami temperatury powodującymi przemarzanie i powstawanie wysadzin czy związane z wysoką temperaturą przesuszanie podłoża. Znaczenie może mieć również działanie chemikaliów, aktywność zwierząt i oddziaływanie korzeni roślin. Ostatnim, choć równie poważnym zagrożeniem jest także działalność człowieka.
Istnieją różne rodzaje czynników, które mają wpływ na spoistość gruntu wynikającą z sił kohezji oraz tarcia powstającego w wyniku nacisku masy ziemi. Należą do nich czynniki statyczne związane m.in. ze zwiększeniem obciążenia terenu, czynniki dynamiczne, np. wibracje wywoływane przez przebiegającą w pobliżu drogę czy prace budowlane oraz czynniki naturalne, do których należy aktywność sejsmiczna, nasilenie działania wód powierzchniowych lub opady zwiększające ciężar gruntu.
Najpopularniejsze sposoby zabezpieczania skarp
Jeżeli wyniki prowadzonych badań geologicznych wskazują, że wielkość współczynnika stateczności jest na poziomie uprawdopodabniającym powstania osuwiska, niezbędne jest zastosowanie odpowiednich zabezpieczeń. Mogą być one wykonane w samym gruncie, jak i wymagać stworzenia odrębnych konstrukcji.
-
Sposoby zabezpieczeń skarp związane z gruntem:
-
wykonanie systemu odwodnień – system odwodnień może odprowadzać zarówno wody opadowe, jak i ukierunkowywać spływ wód powierzchniowych i wpływać na poziom zwierciadła wód gruntowych,
-
zmiana geometrii zbocza – polega ona na zmianie obciążeń czy nachylenia np. wraz z budową tarasów,
-
kompleksowa wymiana gruntu – dzięki temu można zmienić współczynnik stateczności,
-
zabezpieczenie gruntu przy pomocy geosiatek – dzięki nim można utrzymać grunt na swoim miejscu,
-
wprowadzenie roślinności – wybór roślin z odpowiednimi systemami korzeniowymi sprawi, że będą one pełniły funkcję naturalnych stabilizatorów podłoża.
-
Sposoby zabezpieczeń z wykorzystaniem konstrukcji:
-
konstrukcje oporowe – w zależności od warunków i zagrożeń mogą to być stosunkowo proste rozwiązania w postaci ścianek szczelnych wykonanych ze stalowych grodzic, murków oporowych z żelbetu, wykorzystanie kaszyc – prefabrykowanych elementów żelbetowych wypełnianych gruntem, czy też gabionów – konstrukcji ze stalowych siatek wypełnianych materiałem skalnym. Przy mniejszych obciążeniach stosowane są ściany z prefabrykatów betonowych np. elementów T-kształtnych,
-
konstrukcje wgłębne – jest to sposób na ochronę podłoża przed powstawaniem osuwisk, gdy powierzchnia poślizgu znajduje się na znacznej głębokości,
-
palowanie – popularnym zabezpieczeniem jest palowanie przy pomocy pali wierconych, co eliminuje szkodliwe oddziaływania związane z powstającymi drganiami, np. w technologii pali CFA czy mikropalowania,
-
kotwienie lub stosowanie gwoździ gruntowych – w podłożu osadzane są pręty lub liny stalowe łączone z obciążeniem stabilizującym je w gruncie na odpowiedniej głębokości oraz łączone z elementami ustawianymi na powierzchni w postaci bloków będących obciążeniem, płyt, ścianek, a nawet siatek lub różnych geosyntetyków.
Zachowanie stabilności podłoża ma duże znaczenie zarówno w przypadku przygotowywania inwestycji zlokalizowanych w miejscach zagrożonych wystąpieniem osuwiska, jak i w zabezpieczaniu ich bezpośredniego otoczenia. Aby zapewnić bezpieczeństwo należy dobrać odpowiednią metodę zabezpieczenia z uwzględnieniem warunków gruntowych, a także możliwości zastosowania określonej technologii oraz kosztów wykonania prac.