Analiza Wpływu Rodzaju Konstrukcji Budynku Na Terenie Osuwiskowym Na Zagrożenie Drogi Ruchem Osuwiskowym
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
I Bezpieczeństwo i ekologia Elżbieta PILECKA, Katarzyna WINIARSKA, Magdalena MOSKAL ANALIZA WPŁYWU RODZAJU KONSTRUKCJI BUDYNKU NA TERENIE OSUWISKOWYM NA ZAGROŻENIE DROGI RUCHEM OSUWISKOWYM Analizie poddana została skarpa wraz ze zlokalizowaną poniżej drogą. Przedmiotowe zbocze znajduje się w miejscowości Skawinki (gm. Lanckorona, pow. wadowicki). Skarpa została obciążona ciężarem od budynku drewnianego i żelbetowego. W programie MIDAS GTS NX wyznaczono współczynniki stateczności ogólnej FoS, które pokazują, że w analizowanym przy- padku zarówno budynek o konstrukcji żelbetowej jak i drewnianej wpływają negatywnie na stateczność skarpy. Nieznacznie korzystniejszym wyborem okazuje się jednak wykonanie budynku w konstrukcji drewnianej. Wraz jednak ze wzrostem nachylenia stoku może dojść do za- WSTĘP chwiania stanu równowagi, utraty stabilności i osunięcia się mas ziemnych – powstania osuwiska. Osuwiskiem nazywamy przemieszczenia powierzchniowej – opady atmosferyczne - (okresowe, intensywne), najgroźniejsze zwietrzeliny, mas skalnych i gruntowych podłoża, powstałe z nich są to intensywne, letnie, kilkudniowe opady, które mogą w wyniku przekroczenia wytrzymałości gruntu na ścinanie. Zjawisko wpływać na zmianę parametrów wytrzymałościowych gruntu. to zachodzi wzdłuż tzw. powierzchni poślizgu. Główne przyczyny Wywołać mogą je burze oraz krótkotrwałe, gwałtowne ulewy. W powstawania osuwisk to budowa geologiczna i rzeźba terenu, 1997 r. w Karpatach opady deszczu uaktywniły ponad 20 000 intensywne lub długotrwałe opady atmosferyczne czy działalność osuwisk. człowieka. Osuwiska pełnią ważną rolę w kształtowaniu rzeźby – działalność człowieka - powstawanie ruchów masowych leży terenu na obszarach górskich. Aktywne osuwiska przyczyniają się również po stronie człowieka. Najczęstszym z popełnianych do znacznego rozwoju rzeźby terenu oraz niosą za sobą zjawiska błędów jest złe prowadzenie prac ziemnych tj. wykopów, nasy- katastrofalne czy straty ekonomiczne (w Polsce łączny koszt strat pów, nieprawidłowe dopasowanie konstrukcji budynków do wła- wynikających z występowania osuwisk w latach 2000-2001 przekro- ściwości terenu podatnego na osuwanie, wibracje spowodowa- czył 200 mln złotych). Ruchy masowe powodują także duże straty ne np. ruchem pojazdów, robotami ziemnymi czy nadmierny w infrastrukturze, budownictwie kubaturowym oraz budownictwie ruch uliczny, kolejowy. przemysłowym. Wiele przyczyn powstawania osuwisk leży po stro- Skutki występowania osuwisk można zaobserwować w mo- nie człowieka. Sprzyja temu m.in. niewłaściwe prowadzenie prac mencie postępowania przemieszczeń mas gruntu. Osuwiska powo- ziemnych (wykopy, nasypy, brak dostosowania sposobu posado- dują degradację terenu oraz zniszczenie istniejących na nich obiek- wienia budynków na terenach podatnych na osuwanie). Innymi tów budowlanych. Niesie to za sobą duże stary ekonomiczne przyczynami antropogenicznymi są wibracje spowodowane np. i społeczne (zniszczenia infrastruktury drogowej i kolejowej, znisz- robotami ziemnymi, ruchem pojazdów czy eksploatacją górniczą czone budynki mieszkalne, zniszczone linie telekomunikacyjne, z udziałem materiałów wybuchowych. elektryczne, gazociągi, uprawy, lasy itp). Osuwiska powodują po- Osuwiska i tereny zagrożone osuwiskami występują przede ważne straty materialne oraz szkody w środowisku. Istotną sprawą wszystkim na południu Polski, w rejonie Karpat (osuwiska Karpac- jest zatem odpowiednie zagospodarowanie takich terenów, by kie stanowią 95% wszystkich osuwisk w Polsce) [3]. w przyszłości zmniejszyć skalę zniszczeń powodowanych przez W tej pracy analizie zostało poddane osuwisko w miejscowości ruchy osuwiskowe. Skawinki. Jest to wieś położona w województwie małopolskim, w powiecie wadowickim. W 2010 r. w małopolsce doszło do aktywi- 2. ROLA WODY W POWSTAWANIU OSUWISK zacji ponad 1300 osuwisk, w tym ponad 100 w gminie Lanckorona. Woda występująca w ośrodku gruntowym jest niekorzystnym 1. PRZYCZYNY I SKUTKI WYSTĘPOWANIA OSUWISK czynnikiem przyczyniającym się do powstawania ruchów maso- wych. Wpływa ona na układ sił i naprężeń w zboczu. Rodzaje wód Najczęstsze trzy przyczyny powstawania osuwisk to przede występujących w gruncie można sklasyfikować na podstawie ich wszystkim: stanu skupienia, ruchliwości oraz wzajemnego oddziaływania na – budowa geologiczna i rzeźba terenu – w Karpatach rozwojowi cząstki gruntowe. W podłożu gruntowym występują następujące osuwisk sprzyja budowa geologiczna terenu. Podłoże składa się rodzaje wód: ze skał fliszowych z udziałem warstw łupkowych, piaskowców – woda wolna (gruntowa, wsiąkowa) - najczęściej występuje oraz łupków piaskowcowych. Skały te pokryte są zazwyczaj w nieckach i łożyskach wypełnionych żwirami i piaskami. Zasi- niespoistym materiałem skalnym powstałym w wyniku procesów lane są one przesiąkającą wodą deszczową oraz przez infiltra- wietrzenia – zwietrzeliną lub warstwą gruntów gliniastych [3]. cją wód powierzchniowych z otwartych zbiorników wodnych i Grunty te mogą mieć różne właściwości fizyczne oraz mecha- rzek, a także kondensacją pary wodnej znajdującej się w porach niczne, które gwarantują w normalnych warunkach stabilność. gruntowych. 12/2017 AUTOBUSY 381 I Bezpieczeństwo i ekologia W przestrzennym rozmieszczeniu wód pod powierzchnią terenu triasowo-jurajsko-kredowymi, na które nasunęły się fałdy Czer- wyróżniamy dwie strefy. Pierwsza z nich - strefa aeracji – za- wonych Wierchów i Giewontu. warta jest pomiędzy powierzchnią ziemi, a zwierciadłem wód Proces nasunięcia na serie wierchowe płaszczowiny regli ta- podziemnych. Powietrze oraz woda występująca w postaci pary trzańskich nastąpił w górnej kredzie przed transgresją paleogeńską wodnej, związanej i kapilarnej wypełniają pustki skalne. Druga z [1]. Płaszczowina reglowa dolna inaczej zwana kriżniańską jest wymienionych stref to strefa saturacji - znajduje się ona poniżej najniższą jednostką, która występuje w części środkowej doliny strefy aeracji oraz jest od niej oddzielona zwierciadłem wód Chochołowskiej i Kościeliskiej oraz dalej w kierunku wschodnim w podziemnych. Woda wolna wypełnia wszystkie przestrzenie. W reglach zakopiańskich pomiędzy Przysłopem Miętusim, a doliną warunkach ustalonego przepływu poprzez ruch wody w gruncie Miętusią, w grupie Kop Sołtysich, Gęsiej Szyi oraz Gołego Wierchu powstaje dodatkowe obciążenie w gruncie spowodowane siłami i Łysiej Skałki. hydrodynamicznymi (działają one zgodnie z kierunkiem prze- Płaszczowina choczańska, czyli reglowa górna znajduję się po pływu wody, dążą do przesunięcia szkieletu gruntowego). Przy zachodniej stronie doliny Małej Łąki [1]. Na zachód od Doliny Lejo- wzroście ciśnienia porowego zmniejszają się siły oporu ścinania wej i zajmuję ona dużo większą powierzchnię. działające wzdłuż powierzchni poślizgu gwarantujące zachowa- Niecka podhalańska zbudowana jest z utworów piaskowo- nie stateczności zbocza. łupkowych leżących na mezozoicznych jednostkach tatrzańskich [1]. – woda kapilarna (włoskowata) – występuję w drobnych szczeli- Skały węglanowe, które wykształciły się w postaci wapieni, zlepień- nach, porach i naczyniach włoskowatych, gdzie jest utrzymywa- ców czy mułowców stanowią transgresywną część paleogenu, na siłami napięcia powierzchniowego, które są silniejsze od sił noszącą nazwę eocenu węglanowego lub tatrzańskiego. Północne grawitacji. Woda ta podlega zjawiskom kapilarnym. i południowe części niecki podhalańskiej to warstwy zakopiańskie – woda błonkowa (adhezyjna) - powstaję w strefie aeracji wokół natomiast część środkową zajmują warstwy chochołowskie. ziaren skalnych o maksymalnej higroskopijności. Woda błonko- Karpaty fliszowe stanowiące zewnętrzną jednostkę Karpat, po- wa nie wypełnia całkowicie porów i szczelin lecz przywiera do wstały ze skał osadowych w zbiorniku morskim [1]. Płaszczowina powierzchni cząstek gruntowych. Woda adhezyjna nie bierze magurska czyli jednostka wysunięta najbardziej na południe, zbu- udziału w podziemnym krążeniu wód oraz nie podlega sile przy- dowana jest z nieregularnych fałd, łusek oraz bloczków z licznymi ciągania ziemskiego, ponieważ działają na nią duże siły przy- uskokami poprzecznymi i podłużnymi [1]. W obrębie tej płaszczowi- ciągania powierzchniowego. ny znajdują się okna tektoniczne, które ukazują utwory nasunięte na Jeżeli występuje duże nawodnienie gruntów, dochodzi do po- tą jednostkę. Skały piaszczyste stanowią młodsze utwory, natomiast wstawania ciśnienia spływowego -zwiększa się ciężar jednostkowy osadami kredowymi jest flisz łupkowo-piaskowcowy. Na spodzie gruntu (woda wypiera powietrze z porów). Zwiększona zawartość płaszczowiny magurskiej występuje części płaszczowin grybowskiej wody poprzez wysokie ciśnienie w porach oraz wzrost parcia hydro- oraz dukielskiej. Dominują tu fałdy strome oraz fałdy płaskie zlokali- statycznego powoduje wzrost sił zsuwających oraz zmniejszenie sił zowane w części wewnętrznej. Płaszczowina dukielska nasunięta utrzymujących. Wytrzymałość na ścinanie maleje wraz ze wzrostem jest na płaszczowinę śląską [1]. W jej strukturę wchodzą wapienne ciśnienia wody w porach gruntu co powoduje negatywny wpływ na osady górnej jury, lecz przeważają utwory piaskowo-łupkowe. stateczność skarpy. Przy wzroście ciśnienia, grunt pęcznieje co Zmiany budowy geologicznej Karpat następują na zachód od zmienia jego całą budowę wewnętrzną. W strefie poślizgu wahania rzeki Biała Tarnowska [1]. Utwory kredowe zastępują warstwy kro- zawartości wody powodują naprzemienne nawodnienie i wysusza- śnieńskie. Liczba uskoków podłużnych i poprzecznych ulega zwięk- nie zbocza, dochodzi do erozji powierzchniowej i podpowierzchnio-