ZASTOSOWANIE BADAŃ SEJSMICZNYCH W BADANIACH GEOLOGICZNO-INśYNIERSKICH WYKORZYSTYWANYCH W PROJEKTOWANIU DRÓG I AUTOSTRAD dr Leszek J.Kaszubowski Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Katedra Geotechniki, Zaklad Geologii InŜynierskiej i Hydrogeologii e-mail: kaszubowski@zut.edu.pl W artykule autor przedstawia moŝliwosci zastosowania badań sejsmicznych w badaniach geologiczno-inŝynierskich wykorzystywanych w projektowaniu dróg i autostrad. Przykładowo zostaną przeanalizowane badania sejsmiczne wykonane na obszarze mierzei jeziora Kopań. Badania sejsmiczne o wysokiej rozdzielczości zostały wykonane z wykorzystaniem aparatury CS-5G-1 i przeprowadzone wzdłuŝ przekroju usytuowanego poprzecznie do linii brzegowej Bałtyku (rys.1). Na podstawie uzyskanych wyników zostaną przykladowo omówione aspekty geologiczno-inŝynierskie badanego podłoŝa gruntowego, które mogłyby być analizowane w przeprowadzanych badaniach geologiczno-inŝynierskich na kaŝdym projektowanym odcinku dróg i autostrad. Badania sejsmiczne o wysokiej rozdzielczości zostały przeprowadzone na obszarze mierzei jeziora Kopań (rys.1) w ramach zlecenia Państwowego Instytutu Geologicznego, Oddziału Pomorskiego w Szczecinie, a wykonane przez Polskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk o Ziemi, Oddział Zachodniopomorski w Szczecinie (Kaszubowski, 2000). Badania sejsmiczne zostały wykonane aparaturą typu CS-5G-1, gdzie zastosowano metodę refleksyjną. W badaniach terenowych wykorzystywano zakres pomiarowy Z = 100 ms, co pozwoliło na penetrację fal sejsmicznych utworów neogenu (wcześniej według starszych podziałów stratygraficznych utworów czwartorzędu) i ich podłoŝa do głębokości od 80 100 m poniŝej poziomu terenu. Fale spręŝyste były rejestrowane przez 6 geofonów rozstawionych co 10 m. Ustalony zakres pomiarowy Z = 100 ms powodował, Ŝe impulsy sejsmiczne uzyskiwały częstotliwość ZP = 5 khz. W czasie badań terenowych stosowano stałe wzmocnienie sygnałów sejsmicznych (72-78 db). Długość pojedynczego profilu sejsmicznego wynosiła 50 m, a odstęp pomiędzy profilami
40 m. Dla zweryfikowania zapisu sejsmicznego wykorzytywano wiercenia geologiczne (np.otwór 2/12) wykonane do glębokości 30 m p.p.t w strefie brzegowej mierzei jeziora Wicko połoŝonego w pobliŝu jeziora Kopań (rys.1). Rys. 1. Lokalizacja obszaru badań (Kaszubowski, Dobracki, 2005). 1-gliny zwałowe z krami miocenu; 2-gliny zwałowe i piaski gliniaste wysoczyzny morenowej; 3-piaski i namuły rzeczne; 4-piaski i Ŝwiry morskie; 5-piaski eoliczne, wydmowe; 6-torfy i namuły organiczne; 7-klif morski; 8-krawędź wysoczyzny morenowej; 9- linia przekroju sejsmicznego (odcinki A i B); 10- otwór wiertniczy. NaleŜy zaznaczyć, Ŝe badania sejsmiczne o wysokiej rozdzielczości z zastosowaniem aparatury CS-5G-1 przeprowadzano juŝ wielokrotnie do badania utworów neogeńskich i ich podłoŝa (Dobracki, Kaszubowski, 2001, 2002; Kaszubowski, 1989, 1994, 2000, 2010; Kaszubowski, Dobracki, 2005). Linia przekroju sejsmicznego usytuowana poprzecznie do brzegu Morza Bałtyckiego na obszarze badań osiągnęła długość 0.5 km (rys.1). Summary The author presents the possibilities of application of seismic investigations in engineeringgeological research used in the design of roads and highways. For example, seismic surveys have
been analyzed in the area of Kopań Lake Spit. Based on the results of seismic surveys have been discussed, for example, aspects of engineering-geological study of ground substrate that could be analyzed in a similar manner to be carried out an engineering-geological studies on each section of proposed roads and highways. Performing this type of seismic surveys for the proposed roads and highways above all, allows to obtain a continuous picture of the geological structure of the ground substrate, and with confirmation drillings or even greater clarification of the image and what is very important to confirm or exclude the existence of present-day, active geodynamic processes (neotectonic movements). In places where there are contemporary, slow but continuous neotectonic movements a layer of soils steadily move along the fault zone, where the road surface creates a free space. After a dozen or a decades years described enough space to grow, as a result of significant stress dynamic traffic, road surface must break down at this point resulting in unexpected, sometimes huge crash construction. Osady plejstocenu Z przeprowadzonych wcześniej badań geologicznych wykonanych dla mapy geologicznej w skali 1 : 200 000, arkusz Koszalin (Butrymowicz, Maksiak, Unijewska, 1974a, 1974b) wynika, Ŝe podłoŝe plejstocenu reprezentowane jest przez piaski i Ŝwiry oraz mułki i iły miocenu, a takŝe przez mułki, mułowce i iły oligocenu. Ukształtowanie podłoŝa plejstocenu wykazuje dość znaczne urozmaicenie, gdzie omawiana powierzchnia występuje tutaj od 35 100 m p.p.m. Wykonane szczegółowe badania geologiczne na arkuszu Darłowo (Filonowicz, 1984) pozwoliły na wyszczególnienie 6 poziomów glacjalnych, podobnie jak wykonane przez autora badania sejsmiczne w rejonie mierzei jeziora Kopań (rys.2, 3). NajniŜej połoŝony jest poziom glacjalny (R) zbudowany z glin zwałowych naleŝących najprawdopodobniej do zlodowacenia Sanu II (rys.2). WyŜej zalegający poziom glacjalny (P) moŝna prawdopodobnie zaliczyć do osadów stadiału dolnego zlodowacenia Odry. MiąŜszość tego poziomu wynosi od 10 do 18 m, a jego strop zalega na głębokości 60 m p.p.m. (rys.2). WyŜej zalegający poziom glacjalny reprezentowany przez gliny zwałowe naleŝy prawdopodobnie odnieść do stadiału górnego zlodowacenia Odry (O). MiąŜszość tego poziomu wynosi od 15 do 25 m. Na osadach glacjalnych zlodowacenia Odry zalegają piaski i Ŝwiry rzeczne, które moŝna by odnieść do interglacjału lubawskiego (N). Kolejne poziomy glacjalne (M i L), naleŝy zaliczyć do obu stadiałów zlodowacenia Warty. MiąŜszość tych glin waha się od 25-35 m rys.2, 3) Jak wykazały badania sejsmiczne (rys.2, 3) na mierzei jez.kopań występują formy kopalnych koryt rzecznych (K), najprawdopodobniej uformowanych przez rzeki interglacjalne rozcinające kompleksy glacjalne zlodowaceń Warty i Odry.
Rys. 2. Przekrój geologiczno-sejsmiczny przez mierzeję jeziora Kopań (część północna odcinek A, Kaszubowski, Dobracki, 2005). Przypuszczalne występowanie: A-piaski i Ŝwiry współczesnej transgresji Bałtyku; B-piaski mierzei wydm szarych z regresji morza Mya (późny holocen); C-piaski i Ŝwiry transgresji morza Mya (późny holocen); D-piaski mierzei wydm jasno-ŝółto-szarych z regresji morza Limnaea (Lm5; późny holocen); E-piaski i Ŝwiry transgresji morza Limnaea (Lm5; późny holocen); H-piaski i Ŝwiry transgresji morza Limnaea (Lm2; późny holocen); I-piaski i Ŝwiry
transgresji morza litorynowego (środkowy holocen); K-piaski i Ŝwiry rzeczne interglacjału eemskiego (plejstocen); L-gliny zwałowe zlodowaceniawarty stadiału górnego (plejstocen); M-gliny zwałowe zlodowacenia Warty stadiału dolnego (plejstocen); N-piaski i Ŝwiry rzeczne interglacjału lubawskiego (plejstocen); O-gliny zwałowe zlodowacenia Odry stadiału górnego (plejstocen); P-gliny zwałowe zlodowacenia Odry stadiału dolnego (plejstocen); R-gliny zwałowe zlodowacenia Sanu II (plejstocen). Osady te charakteryzują się charakterystycznym zapisem sejsmicznym (obraz wysokoamplitudowy o małym okresie drgań impulsów sejsmicznych, odróŝniający się wyraźnie od typowego zapisu dla osadów glacifluwialnych (rys.2,3). Jak wynika z przeprowadzonych badań, forma tego rodzaju rozprzestrzenia się na szerokości 40 m i dalej kontynuuje się w części przymorskiej, a jej głębokość przekracza 80 m. Podobna sytuacja występuje w zapisie sejsmicznym w części południowej obszaru badań (rys.3), gdzie podobna kopalna dolina interglacjalna (K) osiąga szerokość do 80 m. Na tym obszarze (rys.3.) w przedstawianym kompleksie osadów interglacjalnych występują przewarstwienia utworów biogenicznych. Przeprowadzone badania sejsmiczne wskazują, Ŝe zaznaczające się na przekroju struktury neotektoniczne (uskoki) są głębokie i jak naleŝy przypuszczać, posiadają z pewnością powiązania z liniami dyslokacji w obrębie kompleksu permo-mezozoicznego i paleozoicznego na obszarze wschodniego skrzydła niecki pomorskiej (Dadlez, Marek, Pokorski, 2000) i Basenu Bornholmskiego (Kramarska, 1999). NaleŜy zaznaczyć, Ŝe na obszarze mierzei jeziora Kopań ruchy neotektoniczne mają charakter ciągły, oddziaływują współcześnie na powierzchnię terenu i głębsze warstwy geologiczne w obrębie kompleksu kenozoicznego. Osady holocenu Przeprowadzone badania sejsmiczne pozwoliły na wydzielenie w holocenie osadów morskich i osadów wydmowych (rys.2, 3). MoŜna stwierdzić, Ŝe osady morskiego holocenu zalegają dyskordantnie (Dobracki, Kaszubowski, 2002) na osadach plejstocenu. NajniŜej połoŝone są osady morza litorynowego (I) zalegają w przedniej strefie plaŝy na głębokości od 12 21 m p.p.m. i osiągają miąŝszość 9 m (rys.2). NaleŜy sądzić, Ŝe są to osady późnego morza litorynowego, które występowało na tym obszarze w środkowym holocenie. WyŜej zalegają osady piaszczysto-ŝwirowe (H) naleŝące do transgresji morza Limnaea (Lm2), która występowała juŝ w późnym holocenie. MiąŜszość tych osadów wynosi od 2-8 m (rys.2,3). Ciekawa sytuacja występuje w obrębie plaŝy morskiej, gdzie występuje rów tektoniczny w strefie którego omawiane osady zalegają głębiej niŝ starsze osady litorynowe (rys.2) z powodu
Rys.3. Przekrój geologiczno-sejsmiczny przez mierzeję jeziora Kopań (część południowa odcinek B, Kaszubowski, Dobracki, 2005). Przypuszczalne występowanie: D-piaski mierzei wydm jasno-ŝółto-szarych z regresji morza Limnaea (Lm5; późny holocen); E-piaski i Ŝwiry transgresji morza Limnaea (Lm5; późny holocen); H-piaski i Ŝwiry transgresji morza Limnaea (Lm2; późny holocen); J-gliny zwałowe zlodowacenia Wisły (plejstocen); K-piaski i Ŝwiry rzeczne
interglacjału eemskiego (plejstocen); K1-utwory biogeniczne interglacjału eemskiego (plejstocen); O-gliny zwałowe zlodowacenia Odry stadiału górnego (plejstocen); P-gliny zwałowe zlodowacenia Odry stadiału dolnego (plejstocen); R-gliny zwałowe zlodowacenia Sanu II (plejstocen występowania tutaj obniŝeniowych ruchów neotektonicznych. Ponad tymi osadami (E) występują utwory transgresji morza Limnaea (Lm5) naleŝące równieŝ do środkowego holocenu. MiąŜszość tych osadów wynosi od 3 6 m (rys.2,3). MoŜna zauwaŝyć, Ŝe równieŝ i te osady w obrębie rowu tektonicznego uległy neotektonicznemu pogrąŝeniu. W wyniku regresji morza Limnaea (Lm5) tworzy się mierzeja (D) wydm jasno-ŝółto-szarych o miąŝszości 5 m (rys.3). Następny poziom transgresji Bałtyku tworzą osady morza Mya (C) o miąŝszości od 3 4 m (rys.2). Jako rezultat regresji morza Mya tworzy się mierzeja wydm szarych (rys.2), która wiekowo równieŝ przynaleŝna jest do późnego holocenu (B). MiąŜszość tych utworów wynosi 5 m (rys.2). Bardzo znamienne jest to, Ŝe w wyniku działania ruchów neotektonicznych piaski wydm szarych ulegają pogrąŝeniu i obecnie tworzą podłoŝe współczesnej plaŝy morskiej (rys.2). Ruchy neotektoniczne analizowanego obszaru odegrały waŝną rolę w przebiegu procesów transgresji morskich Bałtyku w środkowym i późnym holocenie. Struktura neotektoniczna, która jest usytuowana w strefie przymorskiej badanego obszaru (rys.2), która sukcesywnie podnosiła się, stanowiła powaŝną przeszkodę morfologiczną dla transgredującego Bałtyku. W tej sytuacji morze litorynowe nie wkroczyło na obszar mierzei jeziora Kopań. Następne transgresje późnoholoceńskie zdołały przekroczyć przeszkodę morfologiczną, ale transgresja była tutaj powolna, a zbiornik morski niezbyt głęboki (rys.2,3). Ten proces potwierdza równieŝ niewielki zasięg mierzei wydm szarych, która jest wynikiem regresji morza Mya. NaleŜy dodać, Ŝe przeprowadzone badania sejsmiczne wskazują na istnienie w strefie brzegowej Morza Bałtyckiego współcześnie oddziaływujących ruchów neotektonicznych (rys.2). Przedstawia to sytuacja na przekroju sejsmicznym strefy przymorskiej (rys.2), gdzie osady piaszczyste wydm szarych ulegają pogrąŝeniu w strefie uskoków neotektonicznych, i w wyniku tego procesu stanowią obecnie podłoŝe współczesnej plaŝy (rys.2). Aspekty geologiczno-inŝynierskie badanego podłoŝa gruntowego NaleŜy zaznaczyć, Ŝe badania sejsmiczne zostały przeprowadzone wzdłuŝ przekroju (rys.1), który jest usytuowany na drodze gruntowej mierzei jeziora Kopań. W tej sytuacji wyniki badań sejsmicznych odzwierciedlają określone warunki geologiczno-inŝynierskie podłoŝa gruntowego analizowanego obszaru badań, który mógłby być podłoŝem hipotetycznej inwestycji drogowej.
W tym wypadku, autor przykładowo chce przedstawić moŝliwości wykorzystania badań sejsmicznych o wysokiej rozdzielczości w wykonywanych rutynowych badaniach geologicznoinŝynierskich dla projektowanych inwestycji drogowych i autostradowych. NaleŜy wyraźnie podkreślić, Ŝe tego typu badania sejsmiczne dla projektowanych inwestycji drogowych i autostradowych są stosowane bardzo rzadko, albo w ogóle - z ogromną stratą dla dokładniejszego poznania warunków geologiczno-inŝynierskich podłoŝa gruntowego przyszłej inwestycji. Szczególnie, gdy budowa geologiczna podłoŝa gruntowego jest bardzo skomplikowana i występują tam współczesne ruchy neotektoniczne (zwykle bardzo powolne), a rutynowa, zbyt rzadka, siatka wierceń geologiczno-inŝynierskich z pewnością tego nie udokumentuje. MoŜe okazać się, Ŝe będzie to główna przyczyna powstałej, prędzej czy później, awarii budowlanej, która w takim kontekście nie jest obecnie uświadamiana wśród grona projektantów i wykonawców omawianych inwestycji. Jeśli dochodzi do awarii drogowej, to zwykle przyczyn poszukuje się o charakterze inŝynierskim, na przykład w postaci złego wykonastwa robót drogowych albo błędnie przyjętej technologii. Sytuacja jednak moŝe być zupełnie inna. W miejscach, gdzie występują współczesne, powolne, ale ciągłe ruchy neotektoniczne, warstwy gruntowe systematycznie przesuwają się wzdłuŝ strefy uskoku, gdzie pod nawierzchnią drogową tworzy się wolna przestrzeń. Po upływie kilkunastu lub kilkudziesięciu lat opisywana przestrzeń na tyle się powiększa, Ŝe w wyniku znacznych napręŝeń dynamicznych ruchu kołowego, nawierzchnia drogowa musi się załamać powodując w tym miejscu niespodziewaną, niekiedy ogromnych rozmiarów awarię budowlaną. Autor na podstawie wyników badań sejsmicznych przeprowadzonych na obszarze mierzei jeziora Kopań przeanalizuje w wyŝej omawianym kontekście warunki geologiczno-inŝynierskie przykładowego podłoŝa gruntowego. Na podstawie licznych doświadczeń naukowych wynikających z przeprowadzonych badań geologiczno-inŝynierskich i geotechnicznych strefy brzegowej Bałtyku, wybranych fragmentów dna morskiego i obszaru Pomorza Zachodniego zostały opracowane na podstawie litologii, genezy i wieku badanych gruntów wartości przedziałowe waŝniejszych parametrów geotechnicznych (tab.1). W związku z tym moŝna przedstawić następującą charakterystykę geologiczno-inŝynierską podłoŝa gruntowego mierzei jeziora Kopań: Warstwa geotechniczna Ia piaski i Ŝwiry współczesnej transgresji Bałtyku (poziom sejsmiczny A), warstwa geotechniczna Ib piaski i Ŝwiry transgresji morza Mya późnego holocenu (poziom sejsmiczny C), warstwa geotechniczna Ic piaski i Ŝwiry
Tab.1. Geologiczne i geotechniczne parametry jednostek geologiczno-inŝynierskich dna polskiej części Morza Bałtyckiego (Kaszubowski, Coufal, 2010). Jednostki Typy Geneza Wiek Wartości przybliŝone geologicznoinŝynierskie litologiczne I D I L Ф C τ f Mo [ º ] [kpa] [kpa] [MPa] 2a I. Eemski 2 piaski i Ŝwiry morskie plejstocen 0.5-0.7-30-35-300-500 130-200 Dno dobre dla (Pr,Ps,Pd,ś) budownictwa morskiego 2b piaski i Ŝwiry glacifluwialne późny plejstocen 0.5-0.7-32-35-350-500 150-200 (Pr,Ps,Pd,ś) 2c późny piaski i Ŝwiry fluwialne plejstocen 0.4-0.6-30-33-300-400 80-120 (Pr,Ps,Pd,ś) 2e środkowy piaski i Ŝwiry morskie holocen 0.4-0.5-30-32-300-350 80-100 (Pr,Ps,Pd,ś) 3 3a plejstocen Dno dostateczne dla gliny zwałowe (Gp,G,Gπ) glacjalne zlodowacenie Warty - 0.1-0.3 20-15 45-35 200-300 60-80 budownictwa 3b plejstocen morskiego gliny zwałowe glacjalne zlodowacenie Wisły - 0.2-0.4 15-12 31-25 100-200 40-50 (Gp,G,Gπ) 4 Dno złe dla 4a pyły (muły) i iły zastoiskowe późny plejstocen - 0.2-0.5 15-10 18-10 80-100 8-15
budownictwa morskiego 4b pyły (muły) i iły glacialnolimniczne, glacjalnomorskie i limniczne późny plejstocen i wczesny holocen - 0.2-0.5 15-10 18-10 80-100 8-15 4c późny piaski eoliczne plejstocen 0.1-0.3-15-20-90-130 40-50 (Ps,Pd) 4d wczesny pyły limniczne holocen - 0.2-0.6 10-5 50-30 50-100 5-10 5 Dno bardzo złe dla budownictwa 5 iły,pyły (muły) i namuły organiczne morskie środkowy i późny holocen - 0.5-1.0 5-0 35-0 0-50 < 5 morskiego transgresji morza Limnaea (Lm5) późnego holocenu (poziom sejsmiczny E), warstwa geotechniczna Id - piaski i Ŝwiry transgresji morza Limnaea (Lm2) późnego holocenu (poziom sejsmiczny H), warstwa geotechniczna Ie piaski i Ŝwiry transgresji morza litorynowego środkowego holocenu (poziom sejsmiczny I). Grunty dobre dla budownictwa (tab.1). Posiadają w przybliŝeniu następujące parametry geotechniczne: Stopień zagęszczenia (ID = 0.4-0.5), kąt tarcia wewnętrznego (Ф = 30-32 ), wytrzymałość na ścinanie (τf = 300-350 kpa), edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (Mo = 80-100 MPa). Warstwa geotechniczna IIa piaski i Ŝwiry rzeczne interglacjalu eemskiego, plejstocenu (poziom sejsmiczny K), warstwa geotechniczna IIb piaski i Ŝwiry rzeczne interglacjału lubawskiego, plejstocenu (poziom sejsmiczny N). Grunty dobre dla budownictwa (tab.1). Posiadają w przybliŝeniu następujące parametry geotechniczne: Stopień zagęszczenia (ID = 0.5-0.7), kąt tarcia wewnętrznego (Ф = 30-35 ),
wytrzymałość na ścinanie (τf = 300-500 kpa), edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (Mo = 130-200 MPa). Warstwa geotechniczna IIIa gliny zwałowe zlodowacenia Wisły, plejstocenu (poziom sejsmiczny J). Grunty dostateczne dla budownictwa (tab.1). Posiadają w przybliŝeniu następujące parametry geotechniczne: Stopień plastyczności (IL = 0.2-0.4), kąt tarcia wewnętrznego (Ф = 12-15 ), kohezja (C = 25-31 kpa), wytrzymałość na ścinanie (τf = 100-200 kpa), edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (Mo = 40-50 MPa). Warstwa geotechniczna IIIb gliny zwałowe zlodowacenia Warty stadiału górnego i stadiału dolnego, plejstocenu (poziom sejsmiczny L i M), warstwa geotechniczna IIIc - gliny zwałowe zlodowacenia Odry stadiału górnego i stadiału dolnego, plejstocenu (poziom sejsmiczny O i P), warstwa geotechniczna IIId - gliny zwałowe zlodowacenia Sanu II, plejstocenu (poziom sejsmiczny R). Grunty dostateczne dla budownictwa (tab.1). Posiadają w przybliŝeniu następujące parametry geotechniczne: Stopień plastyczności (IL = 0.1-0.3), kąt tarcia wewnętrznego (Ф = 15-20 ), kohezja (C = 35-45 kpa), wytrzymałość na ścinanie (τf = 200-300 kpa), edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (Mo = 60-80 MPa). Warstwa geotechniczna IVa piaski mierzei wydm szarych z regresji morza Mya, późnego holocenu (poziom sejsmiczny B), warstwa geotechniczna IVb - piaski mierzei wydm jasno-ŝółto-szarych z regresji morza Limnaea (Lm5), późnego holocenu (poziom sejsmiczny D). Grunty złe dla budownictwa (tab.1). Posiadają w przybliŝeniu następujące parametry geotechniczne: Stopień zagęszczenia (ID = 0.1-0.3), kąt tarcia wewnętrznego (Ф = 15-20 ), wytrzymałość na ścinanie (τf = 90-130 kpa), edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (Mo = 40-50 MPa). Warstwa geotechniczna V utwory biogeniczne interglacjału eemskiego, plejstocenu (poziom sejsmiczny K1). Grunty bardzo złe dla budownictwa (tab.1). Posiadają w przybliŝeniu następujące parametry geotechniczne: Stopień plastyczności (IL = 0.5-1.0), kąt tarcia wewnętrznego (Ф = 0-5 ), kohezja (C = 0-35 kpa), wytrzymałość na ścinanie (τf = 0-50 kpa), edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (Mo = < 5 MPa). NaleŜy zaznaczyć, Ŝe podana na podstawie badań sejsmicznych charakterystyka geologiczno-inŝnierska badanego podłoŝa gruntowego mogłaby być jeszcze bardziej uściślona poprzez wykonanie dodatkowych wierceń geologicznych. Jeśli chodzi o prześledzenie procesów
geodynamicznych badanego podłoŝa gruntowego, to naleŝy stwierdzić, Ŝe istnieje tutaj szereg uskoków neotektonicznych (rys.2,3). Występuje tutaj uskok neotektoniczny oddalony od brzegu morskiego 170 m (rys.3), kolejny uskok występuje w odległości 90 m i strefa uskokowa w obrębie plaŝy morskiej (rys.2). Ja wynika z analizy sejsmostratygraficznej, w obrębie uskoku usytuowanego w części południowej (rys.3, odcinek B) badanego obszaru utwory morskiego holocenu wraz ze starszymi osadami glacigenicznymi zostały poprzesuwane względem siebie. Występowały tutaj ruchy obniŝeniowe, które rozpoczęły się w okresie subatlantyckim (ok.2500 lat temu). Warstwy geologiczne zostały tutaj przesunięte o 5 m (rys.3). Po pewnym okresie czasu (np. po upływie 1400 lat) ruchy neotektoniczne w tym rejonie ustały stabilizując sytuację geodynamiczną tego obszaru. W tym przypadku średnie tempo ruchów obniŝeniowych wynosiło tutaj 3.5 mm/rok. Natomiast w strefie plaŝy morskiej (rys.2) ruchy obniŝeniowe wzdłuŝ uskoków neotektonicznych trwają do dzisiaj i wspólcześnie aktywnie oddziaływują na przebieg procesów morfodynamicznych strefy brzegowej Morza Bałtyckiego. W tej strefie osady morskiego holocenu zostały przesunięte względem siebie o 7 m (rys.2). Biorąc pod uwagę, Ŝe ruchy neotektoniczne w tym miejscu trwają przez 2500 lat, to średnie tempo ruchów obniŝeniowych wynosi 2.8 mm/rok. MoŜna dodać, Ŝe analizowana strefa plaŝy, gdzie występują współczesne ruchy obniŝeniowe (średnie tempo 2.8 mm/rok) stanowi potencjalne zagroŝenie dla przyszłych hipotetycznych konstrukcji inŝynierskich. Autor twierdzi, Ŝe zjawisko współczesnych ruchów obniŝeniowych, jak równieŝ wznoszących, jest stosunkowo częstym procesem i co gorsza nie wykrywanym tradycyjnymi badaniami geologiczno-inŝynierskimi. Autor chce przedstawić jako przykład awarię powstałą w Szczecinie przy ul. Bohaterów Warszawy (rys.4,5,6). W okresie lata w 2007 roku w nawierzchni asfaltowej pojawiło się wyraźne dość głębokie tąpnięcie mocno przeszkadzajace w ruchu ulicznym (rys.4). Jest ciekawe, Ŝe to tąpnięcie, kontynuuje się w zapadniętym krawęŝniku ulicy, w chodniku, a nawet w ugiętym fundamencie (rys.5) niedawno wybudowanego budynku (budynek oddany do uŝytku w 1993 roku). Według autora tąpnięcie nastąpiło pod strefą uskoku neotektonicznego, gdzie zachodzą współczesne ruchy obniŝeniowe. Linia uskoku przecina poprzecznie ulicę Bohaterów Warszawy i kontynuuje się dalej pod budynkami, a następnie na ich zapleczu (rys.6). Autor zamierza w tej strefie przeprowadzić badania sejsmiczne, Ŝeby wykazać istnienie aktywnego uskoku tektonicznego.
Rys. 4. Awaria przy ul.bohaterów Warszawy w Szczecinie (Fot. Kaszubowski, lato 2007). Rys.5. Widok na ugięty fundament nowego bydynku w miejscu awarii (fot. Kaszubowski, lato 2007).
Rys.6. Spękana nawierzchnia betonowa zaplecza nowego budynku przy ul.bohaterów Warszawy (fot.kaszubowski, lato 2007). Podsumowanie Autor przedstawia moŝliwosci zastosowania badań sejsmicznych w badaniach geologicznoinŝynierskich wykorzystywanych w projektowaniu dróg i autostrad. Przykładowo zostały przeanalizowane badania sejsmiczne wykonane na obszarze mierzei jeziora Kopań. Na podstawie uzyskanych wyników badań sejsmicznych zostały przykładowo omówione aspekty geologiczno-inŝynierskie badanego podłoŝa gruntowego, które mogłyby być analizowane w podobny sposób w przeprowadzanych badaniach geologiczno-inŝynierskich na kaŝdym projektowanym odcinku dróg i autostrad. Wykonywanie tego typu badań sejsmicznych dla projektowanych dróg i autostrad przede wszystkim pozwala na uzyskanie ciągłego obrazu budowy geologicznej podłoŝa gruntowego, a przy wkonywanych wierceniach potwierdzenie albo jeszcze większe uściślenie tego obrazu i co jest bardzo waŝne potwierdzenie lub wykluczenie istnienia współczesnych, aktywnych procesów geodynamicznych (ruchów neotektonicznych). NaleŜy zaznaczyć, Ŝe badania sejsmiczne dla projektowanych inwestycji drogowych i autostradowych są stosowane bardzo rzadko, albo w ogóle - z ogromną stratą dla dokładniejszego poznania warunków geologiczno-inŝynierskich podłoŝa gruntowego przyszłej
inwestycji. Szczególnie, gdy budowa geologiczna podłoŝa gruntowego jest bardzo skomplikowana i występują tam współczesne ruchy neotektoniczne (zwykle bardzo powolne), a rutynowa, zbyt rzadka, siatka wierceń geologiczno-inŝynierskich z pewnością tego nie udokumentuje. MoŜe okazać się, Ŝe będzie to główna przyczyna powstałej, prędzej czy później, awarii budowlanej, która w takim kontekście nie jest obecnie uświadamiana wśród grona projektantów i wykonawców omawianych inwestycji. W miejscach, gdzie występują współczesne, powolne, ale ciągłe ruchy neotektoniczne, warstwy gruntowe systematycznie przesuwają się wzdłuŝ strefy uskoku, gdzie pod nawierzchnią drogową tworzy się wolna przestrzeń. Po upływie kilkunastu lub kilkudziesięciu lat opisywana przestrzeń na tyle się powiększa, Ŝe w wyniku znacznych napręŝeń dynamicznych ruchu kołowego, nawierzchnia drogowa musi się załamać powodując w tym miejscu niespodziewaną, niekiedy ogromnych rozmiarów awarię budowlaną. Piśmiennictwo 1. Butrymowicz N., Maksiak S., Unijewska M.: Mapa geologiczna Polski w skali 1 : 200 000, ark. Koszalin, wyd. A-utwory powierzchniowe. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 1974a. 2. Butrymowicz N., Maksiak S., Unijewska M.: Mapa geologiczna Polski w skali 1 : 200 000, ark. Koszalin, wyd. B-bez utworów czwartorzędowyc. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 1974b. 3. Dadlez R., Marek S., Pokorski J.: Mapa geologiczna Polski bez utworów kenozoiku w skali 1 : 1000 000. PIG, Warszawa 2000. 4. Dobracki R., Kaszubowski L.J.: Wyniki wierceń i badań mikrosejsmicznych na mierzejach jezior Jamno i Bukowo. Kwartalnik Geologiczny, Warszawa 2001. 5. Dobracki R., Kaszubowski L.J.: Budowa geologiczna osadów czwartorzędowych na obszarze mierzei jezior Bukowo i Wicko w świetle wyników wierceń i badań sejsmicznych. Materiały IX Konferencji Naukowej Stratygrafia Plejstocenu Polski, Borne Sulinowo 2002. 6. Filonowicz P.: Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1: 50 000, arkusz Darłowo. Wyd.Geologiczne, Warszawa 1984. 7. Kaszubowski L.J., 1989: Badania sejsmiczne z wykorzystaniem aparatury CS-5G-1. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej, 408, Szczecin 1989.
8. Kaszubowski L.J.: Eksperymentalne badania sejsmiczne w rejonie Mierzei Dziwnowskiej. InŜynieria Morska i Geotechnika, 3, Gdańsk 1994. 9. Kaszubowski L.J.: Przekrój sejsmiczny mierzeja jez. Kopań. Archiwum Państwowego Instytutu Geologicznego, Oddziału Pomorskiego, Szczecin 2000. 10. Kaszubowski L.J.: Jednostki sejsmostratygraficzne Mierzei Dziwnowskiej. InŜynieria Morska i Geotechnika, 3, Gdańsk 2010. 11.Kaszubowski L.J., Coufal R.: Wstępny podział geologiczno-inŝynierski dna polskiej części Morza Bałtyckiego. InŜynieria Morska i Geotechnika, 3, Gdańsk 2010. 12. Kaszubowski L.J., Dobracki R.: Zapis ruchów neotektonicznych w profilach osadów mierzei jezior Kopań i Wicko w świetle badań geologicznych i sejsmicznych. Wydawnictwo Pomorskiej Akademii Pedagogicznej, Słupsk 2005. 13. Kramarska R.: Mapa geologiczna dna Bałtyku bez utworów czwartorzędowych w skali 1 : 500 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Gdańsk-Warszawa 1999.