PROBLEMY ZAGOSPODAROWANIA ZBOCZY. Lech Wysokiński WYSOCZYZN I DOLIN RZECZNYCH. XI Międzynarodowe Targi Geologiczne GEO-EKO-TECH Warszawa, 2013 r.

Transkrypt

1 PROBLEMY ZAGOSPODAROWANIA ZBOCZY WYSOCZYZN I DOLIN RZECZNYCH Lech Wysokiński Zbigniew Frankowski XI Międzynarodowe Targi Geologiczne GEO-EKO-TECH Warszawa, 2013 r.

2 Krawędź ę doliny rzecznej na podstawie materiałów ze strony Zarząd Mienia M.St.Warszawy, Dział ds. zagospodarowania nabrzeża Wisły, zmodyfikowane

3 GEOHAZARD geozagrożenie zjawisko lub proces dotyczący atmo-, lito- i hydrosfery, który przy niedostatecznym rozpoznaniu w trakcie działalności inwestycyjnej na danym obszarze jest groźny dla ludzi i mienia, są to osuwiska, powodzie, podtopienia, skażenia terenu (z przyczyn naturalnych i antropogenicznych), wstrząsy sejsmiczne, itp. rola tych zjawisk ciągle wzrasta, bo człowiek zagospodarowuje coraz trudniejsze tereny zagadnieniom i tym poświęcone ś są coraz liczniejsze i kongresy światowe

4 GEOHAZARD skala zagrożenia upadek meteorytu w historii ziemi zmiana er geologicznych, wielkie wymieranie zagłada ludzkości zmiany klimatu zlodowacenia, obecnie interglacjał efekt cieplarniany (głod, susze i pożary), ok. 1 mln ofiar (10 6 ) trzęsienie ziemi + tsunami kilkadziesiąt do kilkuset tysięcy ofiar ( ) wulkany - kilka do kilkudziesięciu i i i tysięcy ofiar ( ) powodzie - kilka do kilkunastu tysięcy ofiar ( ) osuwiska - do kilku tysięcy ofiar (10 3 ) huragany, pioruny, etc. setki ofiar (10 2 ) Wypadki drogowe: Świat: ok. 200 tyś. ofiar / rok Polska: ok. 5 tyś. ofiar / rok

5 GEOHAZARD W dziesięcioleciu klęski żywiołowe na świecie były powodem śmierci ponad 622 tysięcy osób, a 2 mln pozbawiły dachu nad głową i dobytku. Straty gospodarcze powstałe w wyniku katastrof pochodzenia naturalnego hydrometeorologicznego, oszacowano na 446 mld USD).

6 GEOHAZARD Fala opadów atmosferycznych, która wystąpiła w Polsce na wiosnę i w lecie 2010 r. oprócz powodzi spowodowała również niespotykaną od wielu lat klęskę osuwisk. Według sprawozdań władz osuwiska wystąpiły y w 107 gminach, w tym w większości ę w województwie małopolskim (53%), rzeszowskim (31%) i śląskim (15%). Zarejestrowano tam 1345 osuwisk, które uszkodziły 2269 budynków, w tym 560 w stopniu nie nadającym się do odbudowy.

7 GEOHAZARD - osuwisko 2010 Chiny, 1264 ofiary

8 GEOHAZARD - osuwisko 2011 Brazylia, 916 ofiar

9 GEOHAZARD - powódź 2008, Iowa, USA, powódź na Missispi

10 GEOHAZARD - powódź 1997Polska, Wrocław

11 Klasyfikacja typów przemieszczeń mas ziemnych

12 Klasyfikacja typów przemieszczeń mas ziemnych

13 OSUWISKA Ruchy masowe ziemi Dotychczasowe straty wywołane ł osuwiskami i liczone są ą w setkach m ~95 % wszystkich osuwisk w Polsce znajduje się w Karpatach wg mat. PIG-PIB

14 2010 (majowa powódź), Polska, brak ofiar

15 Udział różnych czynników w przedziałach ich zmienności Udział różnych czynników w przedziałach ich zmienności na wartość F współczynnika stanu równowagi Analiza przykładowego osuwiska

16 Dobór metody zabezpieczenia skarp i zboczy

17 Metody stabilizacji i zabezpieczeń skarp i zboczy

18 Przykład - PŁOCK ok r r r r.

19 Tereny zagrożone ruchami masowymi ziemi i - Płock REJESTR W STANDARDZIE GIS PŁOCK: (stan na 2008 r.) -7 terenów zagrożonych -5 osuwisk W latach prowadzony był monitoring geodezyjny skarpy w postaci tzw. sieci wiekowej Sieć wiekowa składała się z: -ok. 200 reperów ziemnych -ok. 200 reperów ściennych Odnotowano przemieszczenia na budynkach rzędu 3 5cm Maksymalne przemieszczenia korony skarpy wynosiły y cm Rejestr terenów zagrożonych ruchami masowymi ziemi oraz terenów na których występują te ruchy dla zbocza doliny Wisły w części prawobrzeżnej miasta Płocka został opracowany w roku 2008 przez Zakład Geotechniki i Fundamentowania ITB

20 Płock osuwisko na ul. Grabówka Monitoring obserwacyjny 2008r. Stan na X 2010 r. Lokalizacja osuwiska. wg. mat. ITB Osuwisko przy ul. Grabówka uaktywniło się po fali majowych opadów w roku W trakcie monitoringu obserwacyjnego w lipcu 2008 r. została dla tego osuwiska sporządzona karta rejestracyjna.

21 Wyszogród zabezpieczenie brzegu

22 Ocena ryzyka powodziowego Informatyczny System Osłony Kraju - ISOK Wstępna ocena ryzyka powodziowego została wykonana przez IMGW PIB W ramach projektu ISOK - wstępna ocena ryzyka powodziowego wykonywana jest tylko w celu identyfikacji największych zagrożeń powodziowych selekcji do wykonania map zagrożenia powodziowego dokonując analizy wszelkich dokumentów zawierających informacje o powodziach historycznych (tych, które już się zdarzyły) ł )i prawdopodobnych d (tych, które mogą zdarzyć się w przyszłości). Każdy wstępnie zidentyfikowany obszar zagrożony powodzią jest następnie poddawany analizie według kryteriów zawartych w metodyce, której wynikiem jest liczba uzyskanych punktów. Suma punktów z poszczególnych kryteriów decyduje o tym, czy dany obszar zostanie zakwalifikowany do wykonania map zagrożenia powodziowego i map ryzyka powodziowego zostaną one wykonane do 2013 r.

23 Płock powódź zatorowa na zbiorniku Włocławek 1981/1982 r.

24 Płock 1981/1982 r.

25 Płock rozmycie przyczółka przy moście, 1981/1982 r.

26 Mapa zalanych terenów we Wrocławiu podczas powodzi w 1997 r.

27 Powódź, Wrocław 1997,

28 Powódź, Sandomierz 2010,

29 Powódź, Sandomierz 2010,

30 Powódź, Bodzanowice, rz. Warta, 2010

31 Powódź, Turów, Nysa Łużycka, 2010,

32 Konstrukcja wału modernizowanego po powodzi Zmodernizowane obwałowanie: 1- krzywa depresji, 2- podwyższona i poszerzona ławka odlądowa obwałowania, 3- drenaż pionowy, 4- drenaż poziomy wg Janusz Ambrożewski,

33 Konstrukcja wału modernizowanego po powodzi wg Janusz Ambrożewski,

34 Konstrukcja wału modernizowanego po powodzi wg Janusz Ambrożewski,

35 PODTOPIENIA Wg Słownika hydrogeologicznego (2002): pojawienie się wód podziemnych blisko powierzchni terenu lub na jego powierzchni w zwiazku z: obniżeniem powierzchni terenu, piętrzeniem wód podziemnych na skutek podnoszenia się zwierciadła wód w ciekach i zbiornikach powierzchniowych, antropogenicznym zahamowaniem przepływu wód podziemnych: podaje maksymalny możliwy zasięg podtopień w rejonie dolin rzecznych zgodność opracowania z zasięgiem zalanych obszarów w 2010 roku wsparcie służb ratowniczych

36 PODTOPIENIA

37 Powódź, Warszawa, 2010,

38 Powódź, Warszawa, 2010,

39 DZIĘKUJĘ

40

41

42 Tunel Trasy W - Z. Na pierwszym planie widoczny pałac pod Blachą. Z lewej strony Kościół Św. Anny.

43 Zasięg osuwiska pod Kościołem Św. Anny wywołanego budową Trasy W-Z

44 1956 r. Odtworzenie historii osuwiska ANGLIA 1990 r.

45 OSUWISKA Na poszczególnych etapach dokumentowania obszarów osuwiskowych istotne jest: rozpoznanie mechanizmu uruchamiającego osuwisko ocena możliwości zabezpieczenia zbocza lub skarpy wskazanie a optymalnego sposobu stabilizacji osuwiska określenie parametrów geotechnicznych niezbędnych do opracowania projektu zabezpieczenia osuwiska Uzupełniające badania geologiczno-inżynierskie Projekt geotechniczny zabezpieczenia osuwiska Monitoring osuwiska Projekt prac geologicznych dla różnych etapów prac Dokumentacja geologicznoinżynierska na potrzeby projektu zabezpieczenia osuwiska OSUWISKO KARTA REJESTRACYJNA OSUWISKA

46 OSUWISKA Dokumentacja geologiczno-inżynierska inżynierska Dane do projektowania zabezpieczeń

47 Badania Osuwiska 1. Historia jak było, ikonografia (dawne obrazy zdjęcia), poszukiwanie analogicznychn ch przypadkówpadkó zboczy; 2. Topografia dokładny wygląd powierzchni terenu, plan warstwicowy; 3. Geologia wiercenia, metody geofizyczne, sondowania geotechniczne 4. Warunki wodne wody powierzchniowe i podziemne, piezometry, 5. Sondowania geotechniczne,badania laboratoryjne Prognoza - obliczenia A. Wybór metody obliczeń, określenie schematów obliczeniowych B. Określenie parametrów obliczeniowych ( ewentualnie wariantowanie) C. Symulacja możliwych zmian warunków (woda, parametry, kształt zbocza) D. Analiza wyników wpływ zmian warunków na stateczność E. Dobór metody zabezpieczenia

48 Eurokod7mówi: Monitorowanie Tereny osuwiskowe należy monitorować przy użyciu właściwego sprzętu w przypadkach gdy: - nie można udowodnić obliczeniami, że pojawienie się stanów granicznych jest w wystarczającym stopniu nieprawdopodobne - założenia przyjęte w obliczeniach nie są oparte na w pełni wiarygodnych danych. Monitorowanie należy prowadzić, obserwując: - poziomy wód gruntowych lub ciśnienie wody w porach gruntu, aby można było przeprowadzić analizę naprężeń efektywnych, - pionowe i poziome ruchy gruntu (reperów), żeby można było przewidzieć dalsze odkształcenia, - głębokość i kształt przemieszczonej powierzchni w powstałym osuwisku wceluokreślenia parametrów wytrzymałościowych gruntu w celu określenia parametrów wytrzymałościowych gruntu, - prędkości ruchów, aby ostrzec przed zbliżającym się niebezpieczeństwem. W takich przypadkach pomocny może być zdalny odczyt cyfrowy z inklinometrów lub reperów oraz zdalny system alarmowy.

49 podsumowanie Zabezpieczanie anie skarp to powszechna praktykaka geotechniczna, na trudna i ważna wymagająca działań interdyscypinarnych. Inwestując na zboczach należy każdorazowo ocenić skalę ryzyka (geohazard). Możliwe jest dostępnymi środkami technicznymi zabezpieczenie praktycznie każdego osuwiska ( tylko koszty!!!). Projektując mamy do dyspozycji szereg metod obliczeniowych. Decydujące jest właściwe przyjęcie modelu i wartości parametrów gruntowych. Mamy różne metody oceny zagrożenia, np. inklinometry, metody geofizyczne, sondowania geotechniczne. Mamy cały arsenał technicznych metod zabezpieczeń. Należy każdorazowo optymalizować wybór rozwiązania zabezpieczenia. Bardzo często wybór zabezpieczeń nie jest optymalny.

50 W ramach oceny oferujemy: wiercenia badawcze WSPARCIE EKSPERCKIE specjalistyczne sondowania badania geofizyczne kompleksowe opracowania konsultacje i doradztwo d

51 WSPARCIE EKSPERCKIE

52 WSPARCIE EKSPERCKIE

53 Obszary osuwiskowe na wzgórzach Sierczy k. Wieliczki głównie zjawiska pełzania wg Szczegółowej Mapy Geologicznej, skala 1: , arkusz Wieliczka (Państwowy Instytut Geologiczny)

54 Nachylenia zboczy z gruntów spoistych i wartości parametrów ścinania wg normy niemieckiej Typ gruntów Wysokość zbocza h [m] Nachylenie skarpy wykopu Nachylenie skarpy nasypu Wskaźnik plastyczności I p [%] Ciężar objętościowy gruntu [kn/m 3 ] Parametry ścinania Kąt tarcia Spójność c [ ] [kn/m 2 ] 0 do 3 1:1,25 1:1,6 3 do 6 1:1,6 1:2 5 Pyły 6 do 9 1:1,75 1:2,2 < do12 1:1,9 1:2,3 25* 2,5* 12 do 15 1:2 1:2,4 0 do 3 1:1,25 1:1,25 Gliny 3 do 6 1:1,25 1:1,6 10 piaszczyste 6 do 9 1:1,4 1:1,8 10 do i pylaste 9 do 12 1:1,6 1:1,9 5* 12 do 15 1:1,7 1:2 Gliny piaszczyste i pylaste zwięzłe 0do3 1:1,25 1:1,25 3 do 6 1:1,25 1:1,7 6 do 9 1:1,25 1:2,1 9 do 12 1:1,7 1:2,4 12 do 15 1:1,2 1:2,5 20 do , * 0 do 3 1:1,25 1:1,25 3 do 6 1:1,25 1:1,4 35 Iły 6do9 1:1,25 1:2, do 12 1:1,5 1:3,2 17,5* 12 do 15 1:1,2 1:3,5 *wartości spójności z gwiazdką stosuje się do obliczeń stateczności

55 Analiza stateczności metodą Bishopa iły gliny Wytrzymałość gruntów ilastych