GEOSERVIS spol. s r.o. Barvičova 45, Brno. : Vodárenská akciová společnost, a.s. Technická divize, útvar projekce Soběšická Brno

Transkript

1 GEOSERVIS spol. s r.o. Barvičova 45, Brno Číslo úkolu : Název úkolu : Mikulovice ČOV IG, HG Objednatel : Vodárenská akciová společnost, a.s. Technická divize, útvar projekce Soběšická Brno Závěrečná zpráva inženýrskogeologického a hydrogeologického průzkumu na staveništi uvažovaném k výstavbě ČOV v k. ú. obce Mikulovice Vypracoval : RNDr. Vratislav Minol Ing. Zdeněk Mudrák Brno, únor 2013 Výtisk č. : 1

2 M I K U L O V I C E ČOV IG, HG Brno, 20130

3 Obsah : str. 1. Úvod 1 2. Vrtné práce Geologické poměry Hydrogeologické poměry Geotechnické vlastnosti zemin Inženýrskogeologické zhodnocení Závěr. 6 Přílohy : 1. Situace vrtů 2. Dokumentace vrtů 3. Laboratorní rozbory podzemní vody 4. Geologický řez Rozdělovník : Výtisk č. 1 4 Výtisk č. 5 6 Objednatel Archiv Geoservisu spol. s r.o.

4 1. Úvod Vodárenská akcivá společnost, a.s., Technická divize útvar projekce objednal dne provedení inženýrskogeologického a hydrogeologického průzkumu v prostoru uvažovaného areálu ČOV v katastru městyse Mikulovice. Dle požadavku objednatele byly na lokalitě provedeny dva průzkumné geologické vrty. Staveniště se nachází v údolní nivě Mikulovického potoka. Akce byla zařazena do pracovního programu firmy Geoservis spol. s r.o. pod zakázkovým číslem a jejím řešením byli pověřeni RNDr. Vratislav Minol a ing. Zdeněk Mudrák. Odborné inženýrskogeoologické posouzení vypracoval RNDr. Vratislav Minol, držitel odborné způsobilosti MŽP ČR provádět, projektovat a vyhodnocovat geologické práce č.j. 2376/630/13844/01, poř. číslo 1442/2001 ze dne , a oprávnění Státní báňské správy - OBÚ v Brně k provádění geologických prací č.j / , pořadové číslo G 31, člen České asociace inženýrských geologů a znalec pro obor těžba, odvětví geologie se specializací inženýrská geologie, mechanika zemin a poruchy staveb. Geologický průzkum byl prováděn dle ČSN Geologický průzkum pro stavební účely. Závěrečná zpráva byla vypracována dle ČSN EN a ČSN EN Navrhování geotechnických konstrukcí. Zájmové území je znázorněno v situaci vrtů 1 : 200 (příl. č. 1), ve které jsou zakresleny provedené vrty. Situace byla dodána objednatelem. 2. Vrtné práce V rámci inženýrskogeologického průzkumu a dle požadavku objednatele byly vyhloubeny dva geologické vrty hloubky 6,0 a 4,0 m. Vrty byly označeny jako V 1 a V 2. V průběhu vrtných prací byly průběžně odebírány dokumentační vzorky zemin, které byly dokumentovány a ukládány do šesti-přihrádkových vzorkovnic. Z vrtu V 1 byl odebrán vzorek podzemní vody ke zjištění případné agresivity na stavební hmoty (příl. č. 3). Vrtné práce prováděli pracovníci firmy Hydrogeo s.r.o. Brno, pojízdnou vrtnou soupravou LUMESA SIG MOUNTY 2000 / 90H spirálovým vrtákem o průměru 112 mm, dne Po vyhloubení vrtů, odběru vzorku podzemní vody a geologické dokumentaci byly vrty likvidovány dusaným záhozem

5 3. Geologické poměry Z geomorfologického hlediska náleží území Česko-moravské soustavě, podsoustavě Českomoravské vrchoviny (IIC), celku Jevišovické pahorkatiny (IIC-7), podcelku Znojemské pahorkatiny (IIC-7C), dle T. Czudka (Geomorfologické členění ČSR, Studia geographica 23, Brno 1972). Území z regionálně-geologického hlediska náleží Českému masívu, a to horninám strážeckého a moravského moldannubika Českého masívu. Téměř celé strážecké moldanubikum náleží pestré skupině moldanubika. Jednotvárná skupina buduje pouze úzký pruh při východním okraji centrálního masívu. V jejím nadloží je uložena granulitová formace. Jednotvárná skupina moldanubika je budována plagioklasovými pararulami, mnohde charakterizovanými střídáním břidličnatých a masívních typů v malých mocnostech. Pestrá skupina je charakterizována četnými polohami vložkových hornin. Jsou zde zastoupeny metamorfní ekvivalenty sedimentů, vulkanitů i hornin plutonických. Hlavní masa pestré skupiny je tvořena plagioklasovými pararulami, jež se podobají pararulám jednotvárné skupiny. Pestré vložky hornin sedimentárního původu představují kvarcitické ruly, kvarcity, grafitické kvarcity, vápenosilikátové horniny (erlány, skarny), krystalické vápence, dolomitické vápence až dolomity, grafitické ruly a grafity. Vulkanického původu jsou různé typy metabazitů amfibolity, granátické amfibolity, amfibolicko-erlánové stromatity, amfibolické ruly a také granulity (Geologie ČSSR I., Mísař a kol., SPN Praha 1983). Pokryvné, převážně sedimentární zeminy, jsou zastoupeny deluviálními svahovými sedimenty charakteru písčitých až jílovitých hlín, s proměnlivou příměsí úlomků horniny. Místy jsou zastoupeny eolické sedimenty charakteru spraší až sprašových hlín. Pokryvné sedimentární zeminy často nasedají na eluvia rozvětralého skalního podloží charakteru písčitých, popř. jílovitých hlín až písků s přechodem do pevného skalního podloží. Dle morfologie terénu mohou být také zastiženy fluviální sedimenty od náplavových hlín, jílů až po písčité či štěrkovité zeminy. Na vlastním staveništi byly zastiženy náplavové jílovito- písčité hlíny, jílovité až hlinito-jílovité písky, písčité jíly a eluviální jílovito-písčité hlíny s přechodem do pevného skalního podloží. Svrchní pokryvná vrstva údolní nivy Mikulovického potoka v prostoru budoucího staveniště je tvořena náplavovými jílovito-písčitými hlínami, ve svrchní části humózními, tuhé až měkké konzistence, o mocnosti 1,3 1,5 m. Náplavové jílovito-písčité hlíny obsahují proměnlivou příměs organických látek. Pod vrstvou náplavových hlín byly zastiženy jílovito-hlinité až jílovité písky s drobnými úlomky horniny, silně vlhké, na bázi vrstvy zvodněné, jejichž mocnost činí 1,6 až 2,4 m

6 Ve vrtu V 1 byla pod vrstvou jílovitých písků zastižena vrstva písčitého jílu, tuhé konzistence o mocnosti 1,8 m. Poslední zastiženou zeminou v obou vrtech jsou vrstvy eluviálních jílovito-písčitých hlín s úlomky rozvětralé horniny, tuhé konzistence, s postupným přechodem do skalního podloží v různém stupni rozvětrání. Ověřená mocnost této vrstvy činí 0,3 1,1 m. 4. Hydrogeologické poměry Hladina podzemní vody byla zastižena v obou vrtech, kdy naražená hladina podzemní vody byla zjištěna 2,3 3,9 m pod povrchem stávajícího terénu, ustálená hladina podzemní vody pak byla změřena 0,8 1,0 m pod povrchem stávajícího terénu. Hladina podzemní vody Mikulovického potoka komunikuje s hladinou místního toku, kdy bude kolísat v obdobích s intenzivnějšími srážkami, v závislosti na ročním období, hladině blízkých toků a dle propustnosti jednotlivých vrstev. Během vrtných prací byl z vrtu V 1 odebrán vzorek podzemní vody k laboratornímu zjištění případné agresivity na stavební hmoty (příl. č. 3). Vzorek podzemní vody vykazuje zvýšený obsah agresivních síranových iontů SO 4, který charakterizujeme jako slabou agresivitu, kdy bude nutné použít odpovídající ochranu betonových konstrukcí. Z celkového hlediska chemického působení podzemní vody na beton se jedná, dle ČSN EN Klasifikace chemického působení vody na beton tab. 2, o slabě agresivní chemické prostředí vůči betonu, které je hodnoceno stupněm XA1. Dle ČSN a ČSN tvoří voda vůči kovovému potrubí a neliniovému zařízení uloženému v zemi prostředí s velmi vysokou agresivitou. V průběhu výstavby bude nutno uvažovat s odvodněním stavební jámy, zejména v prostoru uvažované ČOV. 5. Geotechnické vlastnosti zemin Fyzikálně-mechanické vlastnosti zemin byly zjišťovány v průběhu vrtných prací, a během geologické dokumentace vrtů. Z geotechnického hlediska se jedná o jílovité hlíny (náplavové jílovito-písčité hlíny, vč. eluviálních), jílovité písky, písčité jíly a skalní podloží tvořené biotitickými ortorulami. Jílovité hlíny, z geologického hlediska se jedná o náplavové jílovito-písčité hlíny, vč. eluviálních jílovito-písčitých hlín, řadíme mezi zeminy jemnozrnné skupiny F, třídy F6 CI ( jíl se střední plasticitou) až F8 CH (jíl s vysokou plasticitou). Pro tyto zeminy můžeme doporučit do statických výpočtů : - 3 -

7 pro F6 CI : (tuhá konzistence) objemová tíha γ = 21,0 kn. m - 3 efekt. úhel vnitř. tření ϕ ef = 19 0 efektivní soudržnost c ef = 14 kpa totál. úhel vnitř. tření ϕ u = 0 0 totál. soudržnost c u = 40 kpa modul přetvárnosti E def = 4 MPa pro F8 CH : (měkká konzistence) objemová tíha γ = 20,5 kn. m - 3 efekt. úhel vnitř. tření ϕ ef = 14 0 efektivní soudržnost c ef = 4 kpa totál. úhel vnitř. tření ϕ u = 0 0 totál. soudržnost c u = 20 kpa modul přetvárnosti E def = 2 MPa Eluvium jílovité písky řadíme mezi zeminy písčité skupiny S, třídy S5 SC (písek jílovitý). Do statických výpočtů uvádíme následující směrné normové charakteristiky : pro S5 SC : objemová tíha γ = 18,5 kn. m - 3 efekt. úhel vnitř. tření ϕ ef = efektivní soudržnost c ef = 6 kpa modul přetvárnosti E def = 6 MPa Písčité jíly řadíme mezi zeminy jemnozrnné skupiny F, třídy F4 CS ( jíl se střední plasticitou). Pro tyto zeminy můžeme doporučit do statických výpočtů normové charakteristiky : pro F4 CS : (tuhá konzistence) objemová tíha γ = 18,5 kn. m - 3 efekt. úhel vnitř. tření ϕ ef = 22 0 efektivní soudržnost c ef = 10 kpa totál. úhel vnitř. tření ϕ u = 0 0 totál. soudržnost c u = 30 kpa modul přetvárnosti E def = 2 MPa - 4 -

8 Biotitické ortoruly řadíme mezi horniny skalní třídy R3 (horniny se střední pevností) až R4 (horniny s nízkou pevností). Do statických výpočtů uvádíme následující směrné normové charakteristiky : pro R 3 : pevnost v prostém tlaku ρ c = MPa modul přetvárnosti E def = MPa pro R 4 : pevnost v prostém tlaku ρ c = 1,5 5 MPa modul přetvárnosti E def = MPa 6. Inženýrskogeologické zhodnocení I když se základová půda v rámci staveniště nebude zásadně měnit a jednotlivé vrstvy budou mít přibližně stálou mocnost, hladina podzemní vody a dosah povrchu pevného skalního podloží bude ztěžovat postup zemních prací. Proto hodnotíme základové poměry jako složité. Uvažované objekty hodnotíme ve smyslu výše uvedené normy a dle čl. 21 b, jako konstrukci náročnou. Proto doporučujeme při návrhu základových konstrukcí použít výpočtů podle mezních stavů. Hladina podzemní vody byla během průzkumných prací vrty zastižena a s jejím vlivem na základové konstrukce bude nutno uvažovat. Stejně tak bude nutné uvažovat s odvodněním výkopu v průběhu výstavby, jelikož hladina podzemní vody komunikuje s hladinou Mikulovického potoka.. Výkopy pro objekty ČOV (kalojem a biologická jednotka) v údolní nivě místního toku budou vedeny vrstvami náplavových hlín, jílovitých písků a mohou místy zasáhnout i do eluvií rozvětralého skalního podloží, s přechodem do pevného skalního podloží v různém stupni zvětrání. Jelikož náplavové hlíny obsahují výrazný podíl příměsi organických látek, které na sebe vážou poměrně velké množství vody, dochází po zatížení stavbou k vytlačování vody a následnému nepravidelnému prosedání zeminy, což může vést až k deformacím objektů. Proto doporučujeme provést taková opatření, která budou schopna vykompenzovat případné nepravidelné prosedání zemin. Pro vylepšení geotechnických vlastností zemin doporučujeme provést hutněný štěrkový podsyp (popř. betonový recyklát, makadam apod., nepoužívat štěrkopísek), který by měl být hutněn po vrstvách cca 0,2 m, o celkové mocnosti cca 0,6 až 1,0 m (dle statického výpočtu)

9 Pro náplavové jílovito-písčité hlíny lze při měkké konzistenci uvažovat se současnou únosností cca R dt = kpa. Při provedení hutněného štěrkového podsypu bude minimální únosnost cca R dt = kpa. Pro přehlednost uvádíme hodnoty tabulkové výpočtové únosnosti R dt (kpa) pro základové půdy při šířce základů < 3,0 m a hloubce založení 0,8 až 1,5 m : a) F6 CI R dt = 100 kpa při tuhé konzistenci b) F6 CI R dt = 50 kpa při měkké konzistenci c) F8 CH R dt = 80 kpa při tuhé konzistenci d) F8 CH R dt = 40 kpa při měkké konzistenci e) F4 CI R dt = 150 kpa při tuhé konzistenci Pro písčité zeminy lze uvést tabulkové výpočtové hodnoty únosnosti R dt při hloubce založení 1,0 m a šířce základu 0,5 1,0 3,0 m (tab. 17 ČSN ) : a) S5 SC R dt = kpa Pro skalní horniny uvádíme tabulkové výpočtové hodnoty únosnosti R dt : a) R 3 R dt = 0,8 MPa b) R 4 R dt = 0,4 MPa Dále doporučujeme, aby v soudržných zeminách byly výkopy pro zakladové, krátkodobě otevřené konstrukce, prováděny ve sklonu 2 : 1, a to do maximální hloubky 3,0 m, popř. stěny výkopu zabezpečit pažením proti případné destrukci. Základovou půdu je nutno při plošném založení řádně nahutnit. Pro pažení výkopů ČOV doporučujeme výše uvedené svahování, popř.larsenovou stěnu při průběžném odvodňování stavební jámy. Vzhledem k tomu, hladina podzemní vody byla zastižena v obou vrtech, kdy naražená hladina podzemní vody byla zjištěna 2,3 3,9 m pod povrchem stávajícího terénu, ustálená hladina podzemní vody pak byla změřena 0,8 1,0 m pod povrchem stávajícího terénu bude nutné při realizaci výkopů stavební jámy a při stavebních prací odvodnit stavební jámu. Vzhledem k zastiženému petrografickému profilu svrchních vrstev doporučujeme realizaci stavební jámy provést pod ochranou záporového pažení za spolupůsobení hloubkového odvodnění, prováděného po dobu výkopových a stavebních prací do doby zasypání a přitížení objektů ČOV, kdy bude eliminována možnost negativního ovlivnění vztlakem podzemní vody. Na základě výsledků předkládaného geologického průzkumu lze vypracovat detailní návrh hloubkového odvodnění

10 7. Závěr Můžeme konstatovat, že inženýrskogeologický průzkum podal charakteristiku staveniště, jak bylo stanoveno smlouvou. Vzhledem ke zjištěným skutečnostem je nutno dbát pokynů uvedených v kapitole č. 6 této zprávy. Pro přehlednost Zemní práce uvádíme zařazení zemin do tříd dle jejich těžitelnosti : zemina, hornina třída těžitelnosti náplavová jílovito-písčitá hlína 3 4 jílovitý až jílovito-hlinitý písek 2 3 písčitý jíl 3 4 eluvium jílovito-písčitá hlína s úlomky horniny 3 4 skalní podloží biotitické ortoruly 4 5 spáry. Doporučujeme při zahájení výkopových prací přizvat geologa k převzetí základové Zpracoval : RNDr. Vratislav Minol Brno, únor

11 Situace vrtů P říloha č. 1

12 Dokumentace vrtů P říloha č. 2

13 V 1 0,0 0,3 náplavová jílovito-písičtá hlína, tmavě hnědá, humózní, tuhá 0,3 1,5 náplavová jílovito-písčitá hlína, tmavě hnědá, s příměsí organických látek, tuhá až měkká 1,5 3,9 jílovitý písek až hlinito-jílovitý písek světle hnědý, silně vlhký, na bázi vrstvy zvodněný, s příměsí úlomků horniny do průměru 1,0 cm, hrubozrnný 3,9 5,7 písčitý jíl, šedomodrý, tuhý 5,7 6,0 eluvium jílovito-písčitá hlína, rezavě hnědá, s úlomky horniny do průměru 1,0 cm, tuhá, s postupným přechodem do rozvětralého skalního podloží Naražená hladina podzemní vody 3,9 m. Ustálená hladina podzemní vody 1,0 m. V 2 0,0 0,3 náplavová jílovito-písičtá hlína, tmavě hnědá, humózní, tuhá 0,3 1,3 náplavová jílovito-písčitá hlína, tmavě hnědá, s příměsí organických látek, tuhá až měkká 1,3 2,9 jílovitý písek, šedohnědý, silně vlhký, na bázi vrstvy zvodněný, s příměsí úlomků horniny do průměru 1,0 cm, hrubozrnný 2,9 4,0 eluvium jílovito-písčitá hlína, hnědá, s úlomky horniny do průměru 1,5 cm, tuhá, s postupným přechodem do rozvětralého skalního podloží, eluvium silně ulehlé Naražená hladina podzemní vody 2,6 m. Ustálená hladina podzemní vody 0,8 m.

14 Laboratorní rozbor podzemní vody P říloha č. 3

15 Geologický řez P říloha č. 4

16 V Y S V Ě T L I V K Y náplavová jílovito-písčitá hlína jílovitý písek, hlinito-jílovitý písek písčitý jíl eluvium jílovito-písčitá hlína s úlomky horniny předpokládaná rozhraní vrstev odlišného litologického charakteru eluvium rozvětralého skalního podloží naražená hladina podzemní vody ustálená hladina podzemní vody