Sanacja osuwiska zbocza w miejscowości Mírová pod Kozákovem

W celu zapewnienia długotrwałej stabilności nasypu w ramach projektu rozważano następujące warianty konstrukcji oporowej:

• Żelbetowa ściana oporowa ciężka/kątowa – konstrukcja o wysokiej stabilności, lecz wymagająca znacznych nakładów na fundamenty i realizację. Charakteryzuje się mokrym procesem, koniecznym czasem dojrzewania betonu i pracochłonnym wiązaniem zbrojenia.
• Ściana oporowa z gabionów – elastyczna konstrukcja o korzystnej strukturze dla funkcji drenażowej. Wymaga jednak dużej ilości kamienia i jest czasochłonna w układaniu.
• Ściana z pali – konstrukcja odpowiednia w trudnych warunkach geotechnicznych, ale bardzo kosztowna i technologicznie nieakceptowalna w danym harmonogramie.
• Konstrukcja z gruntu zbrojonego – efektywne rozwiązanie łączące zalety konstrukcji ziemnych i ciężkich, z możliwością dopasowania do geometrii terenu.

Na podstawie analizy wartości, uwzględniającej szybkość budowy, estetykę i ekonomię, wybrano konstrukcję z gruntu zbrojonego. Składa się ona z odpowiedniego materiału zasypowego (ziarnisty, dobrze zagęszczalny), wzmocnionego poziomo polimerowymi elementami zbrojącymi zapewniającymi stabilność całości.

Lico konstrukcji zaprojektowano tak, aby odpowiadało naturalnym warunkom terenu – konstrukcja o nachyleniu 60°, w trzech tarasach. Stabilizację i ochronę lica zapewniają stalowe kosze wypełnione kamieniem, pełniące funkcję estetyczną i ochronną przed erozją.

Na podstawie badań geologicznych i oględzin terenu stwierdzono, że mamy do czynienia z osuwiskiem zlokalizowanym na granicy warstw nasypowych. Nasyp został wykonany z nieodpowiednich gruntów zawierających popiół, a także gruz budowlany i odpady, takie jak puszki, butelki szklane, materiały tekstylne i inne. Zaproponowano usunięcie nieodpowiedniego gruntu i jego zastąpienie odpowiednim materiałem sypkim.

W trakcie kolejnych robót ziemnych (rys. 4) jednak stwierdzono inne warunki geologiczne niż te podane w pierwotnych badaniach geotechnicznych i projekcie inwestora, a także lokalne dopływy wód podziemnych. Ze względu na te okoliczności oraz bezpieczeństwo pracy, prowadzenie robót ziemnych i użycie sprzętu zostało wstrzymane, a inwestor zlecił dodatkową ocenę geologiczną lokalizacji.

W sierpniu 2024 r. przeprowadzono dodatkową ocenę geologiczną terenu budowy Rohliny III/2832. Badania obejmowały cztery wykopy oraz sześć sond penetracyjnych dynamicznych. Za pomocą sond penetracyjnych dokładnie określono przebieg i powierzchnię piaskowców (F4 CS do S5 S6).

Projekt i ocena konstrukcji geotechnicznej

Ze względu na to, że pierwotny nasyp był wykonany z nieodpowiedniego materiału i jednocześnie występowały liczne ruchy zbocza, konieczne było usunięcie praktycznie całego istniejącego nasypu oraz demontaż pierwotnego przepustu wraz z wlotem.

Wykop pod projektowaną konstrukcję realizowano stopniowo, w tarasach o szerokości maksymalnie 6,0 m. Spód fundamentowy pod wzmocnioną konstrukcją pokrywa się z górną krawędzią warstwy drenażowej. Za konstrukcją i pod nią wykonano warstwę drenażową z gruntu o otwartej frakcji 32/63 mm. Grubość tej warstwy wynosi minimum 300 mm za wzmocnionym blokiem i 1 300 mm pod nim. Warstwa drenażowa jest na górnej i dolnej powierzchni otoczona geowłókniną separacyjno-filtracyjną, spełniającą wymagania przepisów Ministerstwa Transportu RC TP 97 dla geowłóknin typu S1 o istotnej funkcji filtracyjnej.

W pierwszej fazie budowa była realizowana w miejscu istniejącego przepustu (rys. 5), następnie postępowała w kierunku skrzyżowania dróg. Po budowie nowego przepustu wykonano również nowe nasypowe ciało, zaprojektowane jako konstrukcja oporowa z gruntu zbrojonego o nachyleniu lica 60°. Projekt opierał się na zasadach dla konstrukcji z gruntu zbrojonego zgodnie z przepisami Ministerstwa Transportu RC TP 97 i normą ČSN EN 1997-1.

W analizowanym modelu geotechnicznym uwzględniono zmienne obciążenie zgodnie z przepisem TP 97, rozdział 7, w wartości charakterystycznej 20 kPa. Ze względu na to, że jest to konstrukcja z gruntu zbrojonego o wysokości powyżej 5,0 m, realizowana w trudnych warunkach fundamentowych, została zakwalifikowana do trzeciej kategorii geotechnicznej.

Rozwiązanie konstrukcyjne

W ramach oceny geotechnicznej zaprojektowano konstrukcję oporową z gruntu zbrojonego o nachyleniu lica 60° w trzech poziomach (rys. 6), składającą się z następujących elementów konstrukcyjnych:

• geosyntetyczne zbrojenie, geomata zgodnie z normą ČSN/STN EN ISO 10318-1,
• elastyczne umocnienie lica, stalowa siatka zgodnie z normą ČSN/STN EN 14475, w tym elementy dystansowe i łączące,
• gruboziarnisty materiał sypki typu 2 lub lepszy zgodnie z normą ČSN/STN EN 14475.

Zaprojektowano jeden typ geomat zbrojących pod względem surowca, technologii produkcji i wytrzymałości. Geomaty pełniące funkcję zbrojenia są wykonane z pierwotnego surowca PET w technologii tkania, z obliczeniową wytrzymałością na rozciąganie uwzględniającą czynniki redukcyjne i współczynniki częściowe, wynoszącą co najmniej 31 kN/m, zgodnie z wytycznymi Ministerstwa Transportu RC TP 97:2021. Długość zakotwienia geomat wynosi 8 m od lica konstrukcji, a ich pionowe odstępy to 600 mm.

Umocnienie lica zaprojektowano z stalowych siatek spawanych z powłoką metaliczną nieżelazną Zn95Al5, o średnicy drutu 4 mm i oczkach 100 × 100 mm, ewentualnie 50 × 100 mm po stronie lica konstrukcji. Wszystkie elementy łączące i dystansowe również mają średnicę 4 mm z powłoką Zn95Al5. Wytrzymałość na rozciąganie stalowej siatki spawanej wynosi co najmniej 40 kN/m. Za stalowymi siatkami lica ułożono kruszywo o grubości 0,5 m. Wielkość kruszywa to 1,5–2-krotność wielkości oczka siatki, a jego gęstość objętościowa wynosi minimum 2 300 kg/m³.

Ze względu na kontakt z geosyntetycznym zbrojeniem zastosowano gruboziarnisty materiał sypki typu 2 zgodnie z normą ČSN EN 14475, zagęszczony do wymaganej wartości (minimum ID = 0,85), przy technologicznej warstwie maksymalnie 300 mm, co odpowiada połowie modułowej wysokości umocnienia lica. Efektywny kąt tarcia wewnętrznego materiału wynosi minimum 32°, a maksymalna wielkość ziarna to 63 mm.

Konstrukcja z gruntu zbrojonego jest posadowiona na warstwie żwirowej, która pełni funkcję drenażową dla wody mogącej przenikać do korpusu drogi. Warstwa ta służyła również jako podłoże robocze dla maszyn budowlanych. Projektowana trwałość konstrukcji z gruntu zbrojonego została określona na minimum 50 lat, zgodnie z trwałością poszczególnych geosyntetyków, w gruntach naturalnych o wartości 4 ≤ pH ≤ 9 i przy temperaturze gruntu ≤ 25 °C.