Návrh řešení sanace svahu po sesuvu ve vybraných lokalitách

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ FAKULTA LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ ÚSTAV TVORBY A OCHRANY KRAJINY Návrh řešení sanace svahu po sesuvu ve vybraných lokalitách Diplomová práce 2009/2010 Bc. Kristýna Bláhová

2

3

4 Prohlašuji, že jsem Diplomovou práci na téma: Návrh řešení sanace svahu po sesuvu ve vybraných lokalitách zpracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:...

5 PODĚKOVÁNÍ Především chci poděkovat panu doc. Ing. Antonínu Pasekovi, CSc. za jeho obětavou pomoc při řešení diplomové práce, bez které by tato nemohla vzniknout. Mé další poděkování patří Ing. Lence Ševelové za pomoc při laboratorních šetřeních a organizaci práce. V neposlední řadě děkuji všem, kteří mi umožnili pracovat, a to zejména tím, že se starali o moji dceru.

6 ABSTRAKT Jméno: Bc. Kristýna Bláhová Název diplomové práce: Návrh řešení sanace svahu po sesuvu ve vybraných lokalitách Abstrakt V této diplomové práci je popsána problematika stability svahů, faktory které ji ovlivňují a metody sanace svahů po sesuvu. Jsou uvedeny dva případy sesuvu svahů. První část práce se zabývá sesuvem v Kyjově. Autorka uvádí návrhy řešení kvalifikovaných firem a jejich zhodnocení. Po vlastním průzkumu terénu, odebrání vzorků a laboratorních zkouškách je po konzultaci s doc. Ing. Antonínem Pasekou, CSc. navrženo vlastní řešení. Druhá část práce se zabývá sesuvem svahu u Lipníku nad Bečvou, který je již dnes stabilizován. Jsou zde stručně uvedeny přírodní podmínky a okolnosti sesuvu. Díky znalosti mechanických vlastností zemin po sesuvu, lze pomocí Petterssonovy metody zjistit vliv použité sanace svahu na stupeň bezpečnosti svahu. Klíčová slova: stabilita svahu, sesuv, sanace svahu, stupeň bezpečnosti svahu, Petterssonova metoda Name: Bc. Kristýna Bláhová Title: Concept of a hillside sanitation after a landslide in selected locations Abstract This diploma thesis describes the problems of hillside stability, the factors that influence it and methods, that are being used to sanitate the hillside after landslide. The first part of this thesis deals with landslide in Kyjov. The author states and appraises stabilization concepts of qualified companies. The eigen solution is suggested after field research, lab work and consultation with Mr. doc. Ing. Antonín Paseka, CSc. Second part of this thesis deals with landslide near the town of Lipník nad Bečvou, which has already been stabilized. Brief description of natural conditions and terms of the landslide are stated. The knowledge of mechanical characteristics of the soil enables the author to find out the influence of the used sanitation on the safety level of the hillside by the Pettersson s method. Key words: hillside stability, landslide, safety factor, Pettersson s method

7 OBSAH OBSAH ÚVOD CÍL MOTIV TEORETICKÝ PŘEHLED ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY STABILITA SVAHU FAKTORY ZPŮSOBUJÍCÍ PORUŠENÍ STABILITY SVAHU ŘEŠENÍ STABILITY SVAHŮ KLASIFIKACE SESUVNÝCH JEVŮ Ploužení Sesouvání Stékání Řícení Klasifikace vhodná pro Českou republiku METODY OCHRANNÝCH A SANAČNÍCH OPATŘENÍ Průzkum Stabilizační opatření SESUTÍ SVAHU KYJOV-NĚTČICKÁ ULICE PŘÍRODNÍ PODMÍNKY Biogeografické poměry Geologické a hydrogeologické poměry Pedologické poměry Klimatické poměry Biota Flóra SOUČASNÝ STAV Závěrečná zpráva Posouzení stability území postižené sesuvem při ulici Nětčické v Kyjově. GEOtest Brno a.s., září Vyjádření k závěrečné zprávě GEOtest Brno a.s., září Závěrečná zpráva-stanovení příčin poruchy svahu při ulici Nětčická v Kyjově. GEOTEST Brno a.s., březen Vyjádření k závěrečné zprávě GEOtest Brno a.s., březen Návrh trvalé pažící konstrukce. PROXIMA projekt s.r.o., listopad Vyjádření k návrhu pažící konstrukce PROXIMA Projekt s.r.o., listopad Dokumentace pro stavební povolení a provedení stavby, PROXIMA Projekt, s.r.o. Brno, březen Alternativa zajištění svahu, vyjádření Ing. Pavel Marek, PhD. duben Vyjádření k návrhu Pavla Marka, duben Sanace sesuvu-geostav, spol. s.r.o. Otrokovice, duben Vyjádření k návrhu GEOSTAV, spol. s.r.o. Otrokovice, duben SHRNUTÍ A ZÁVĚREČNÁ DOPORUČENÍ NÁVRH VLASTNÍHO ŘEŠENÍ STABILIZACE SVAHU SESUTÍ SVAHU NA TRASE DÁLNICE D47 U LIPNÍKU NAD BEČVOU PŘÍRODNÍ PODMÍNKY Biogeografické podmínky Geologické a hydrogeologické podmínky Pedologické podmínky Klimatické podmínky

8 Biota Flóra SOUČASNÝ STAV VLIV PROVEDENÉ SANACE SVAHU NA STUPEŇ BEZPEČNOSTI Výpočet reziduální pevnosti (ϕ res ) Výpočet stupně bezpečnosti (F) METODIKA METODIKA PROVEDENÝCH ZKOUŠEK ZEMIN Vlhkost w (%) Zrnitost Konzistenční meze Objemová hmotnost ρ (kg.m 3 ) vlhké zeminy Objemová hmotnost ρ (kg.m 3 ) suché zeminy Krabicová smyková zkouška PETTERSSONOVA METODA DISKUSE ZÁVĚR SUMMARY SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM PŘÍLOH PŘÍLOHY SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1. Příčiny ovlivňující stabilitu svahu.7 Obr. 2. Schématické znázornění sil působících na existující nebo předvídané smykové ploše.8 Obr. 3. Řešení stability svahu, pokud svahem neprosakuje voda..9 Obr. 4. Řešení stability svahu pokud do svahu prosakuje voda...10 Obr. 5. Řešení stability svahu pokud voda prosakuje rovnoběžně se svahem.10 Obr. 6. Grafické znázornění Petterssonovy metody.12 Obr. 7. Grafické znázornění Petterssonovy metody.12 Obr. 8. Ploužení Obr. 9. Sesouvání.17 Obr. 10. Stékání Obr. 11. Řícení.19 Obr. 12. Základní morfologické prvky proudového sesuvu.22 Obr. 13. Bulging...23 Obr. 14. Příklady pohybu bloků rigidního komplexu po plastickém podkladu...24 Obr. 15. Skalní zřícení na svahu ve Švýcarsku Obr. 16. Petterssonova metoda.51 2

9 1. ÚVOD Svahové pohyby a sesuvy vzbuzují vždy veliký zájem široké veřejnosti, stejně jako další přírodní katastrofy. Sesuvy bezprostředně ohrožují lidské životy a jejich sídla a člověk je nemůže stoprocentně ovládat. V některých oblastech dochází k sesuvům zřídka a v jiných zase velmi často, v každém případě však mají vždy velké ekologické a ekonomické následky. Na některých územích jsou sesuvné jevy tak markantní, že se přímo podílí na přetváření vzhledu krajiny. Nemčok společně s Paškem a Rybářem (1974) definovali sesuv, jako gravitační pohyb horninových hmot po svahu. Nezahrnují sem ale transport hornin sněhem, ledem, vodou a větrem. Podobně pojmenovali svahové pohyby Záruba a Mencl (1987) a jako sesuv označili v užším slova smyslu náhlý pohyb horniny, při kterém je hmota oddělena od pevného podloží smykovou plochou. Stejní autoři upozorňují na důležitost studia sesuvů zejména proto, že zjištění příčin, charakteru a vývoje sesuvů umožňuje zjistit velikost nebezpečí a navrhnout správné řešení zabezpečení. Problematická je výstavba silnic a lesních cest ve svazích náchylných k sesuvu. Neméně důležitou roli hraje stabilita svahu při výstavbě přehrad a tunelů. Časté je sesutí velkých ploch zemědělských a lesních pozemků, kdy jejich opětovné hospodářské využití je problematické, většinou však nemožné. Sesuvy stěžují a ohrožují práci v lomech a naopak špatně založený lom může ohrozit stabilitu celého okolí. Katastrofální handlovský sesuv v roce 1961, při němž bylo zničeno 260 domů a vážně byl ohrožen provoz železniční trati, představoval významný mezník v rozvoji výzkumu svahových pohybů v tehdejší ČSSR. Celosvětový význam v tomto oboru pak přinesl sesuv přehrady Vaiont v Itálii v roce Sesuv v Handlové odhalil chybějící potřebu monitoringu sesuvů v Československé republice a proto v letech proběhl výzkum sesuvů, který zaznamenal 9164 sesuvů o celkové ploše bezmála hektarů. V současné době je v celonárodní databázi 6622 sesuvů, zaznamenaných plošně, pokud alespoň jeden rozměr přesahuje 100 metrů, ostatní jsou vedeny, jako bodové sesuvy. Výskyt registrovaných sesuvů v ČR v roce 2003 je uveden v příloze č. 1. 3

10 2. CÍL Cílem této diplomové práce je zevrubný popis problematiky svahových pohybů a jejich sanace, zhodnocení a návrh řešení konkrétních sesuvů. V případě prvního sesuvu svahu v Kyjově si autorka klade za cíl nastínit přístup kvalifikovaných firem ke konkrétnímu sesuvu a po konzultaci s fundovaným odborníkem doc.ing. Antonínem Pasekou, CSc. navrhnout vlastní řešení, které je založeno na vlastních laboratorních zkouškách a průzkumu v terénu. Ve druhém případě, sesuvu na trati D47 u Lipníku nad Bečvou, jde o svah dnes již stabilní. Cílem práce je v tomto případě stručně charakterizovat okolnosti sesuvu a zjistit zpětným výpočtem stability při F=1,0 a F=0,9 Petterssonovou metodou reziduální pevnost na smykové ploše. Dále pak po navrženém sanačním opatření vypočíst, jak se stupeň bezpečnosti zvýší. 3. MOTIV Motivem k realizaci této diplomové práce, byl zájem o problematiku mechaniky zemin a sesuvu svahů, který ve mně vzbudil předmět Mechanika zemin a zakládání staveb na Mendelově univerzitě, vedený Ing. Lenkou Ševelovou. V průběhu práce mě zaujala možnost propojení vědomostí získaných při studiu s praxí.. 4

11 4. TEORETICKÝ PŘEHLED ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY 4.1. STABILITA SVAHU Svahovými pohyby v širším slova smyslu rozumíme přemisťování hornin z vyšších poloh svahu do poloh nižších, vlivem účinku gravitace. Z geologického hlediska není žádný svah stabilní. Svahy podléhají neustálým vlivům různých procesů, které mají vliv na jejich tvar a stabilitu. Svahy v zářezech a násypech musíme provádět v takovém sklonu, aby byly stabilní. Pokud stabilní nejsou, dojde k sesutí. Sesutí je jev, při kterém se v půdě naruší rovnováha působením různých faktorů. Část zeminy se dá do pohybu a zaujme novou polohu, ve které je po sesutí opět rovnovážný stav. (Horák, Paseka, Pospíšil, 2005) Stabilitu svahu posuzujeme pomocí stupně bezpečnosti (F), který můžeme definovat, jako poměr sil pasivních, které brání usmýknutí (tření a koheze) ku silám aktivním, které tento pohyb vyvolávají (síly tangenciální). Hulla, Šimek a Turček (1991) uvádí dále definice stupně bezpečnosti, jako poměr mezního zatížení a deformací k navrhovanému zatížení a deformacím, nebo také jako součinitel, kterým je nutno redukovat parametry smykové pevnosti, aby na posuzované smykové ploše bylo dosaženo stavu mezní rovnováhy. Stupeň bezpečnosti závisí na druhu zeminy a také na tom, jestli může zemina konsolidovat. Pro zářezy v nesoudržných zeminách uvažujeme jako přípustný stupeň bezpečnosti F= 1,4. U soudržných zemin je přípustný stupeň bezpečnosti F= 2,2. V případě, že známe bezpečně polohu smykové plochy a její tvar (např. po sesutí) stačí stupeň bezpečnosti F= 1,1-1,3. U násypů soudržných zemin jde o rychlé přitížení, protože během krátké doby jeho budování nemůže zemina konsolidovat. Stupeň stability F volíme kolem 2,3. Zvlášť pečlivě se musí vyšetřit případ měkkého podloží, kde může dojít k bulgingu. (Horák, Paseka, Pospíšil, 2005) 5

12 4.2. FAKTORY ZPŮSOBUJÍCÍ PORUŠENÍ STABILITY SVAHU Pro stanovení příčin pohybu svahu, je nutné především rozpoznat podmínky, které způsobují náchylnost území k sesouvání a činitele, které pohyb bezprostředně vyvolaly. Vliv některých faktorů na stabilitu svahu je graficky znázorněn na obr. 1. Mezi faktory, které způsobují porušení stability svahu patří zejména následující: - Změna sklonu svahu. Vzrůst sklonu svahu způsobuje v horninách změnu napětí. Rovnováha bývá porušena vzrůstem napětí ve smyku. - Přitížení násypy. Způsobuje vzrůst smykových napětí a zvětšení napětí vody v pórech jílovitých zemin se zmenšením jejich smykové pevnosti. Přitížení je tím nebezpečnější, čím je rychlejší. - Otřesy a vibrace. Zemětřesením vznikají v horninách kmity různé frekvence; podobně působí výbuchy velkých náloží trhavin a otřesy strojů. V každé hornině tak vznikají dočasné změny napětí, které mohou porušit rovnováhu svahu. U spraší a málo zpevněných písků může dojít otřesy k porušení intergranulární vazby, a tím ke zmenšení soudržnosti. U zvodnělého jemného písku a citlivých písčitých jílů mohou dát otřesy popud k přemístění nebo pootočení zrn; může to pak vyvolat náhlé ztekucení zeminy. - Změny obsahu vody. Dešťová voda a voda z tajícího sněhu se dostává do puklin v nichž vzniká hydrostatický tlak. V zeminách vzrůstá tlak v pórech a tím klesá jejich smyková pevnost. - Činnost mrazu. Mrznutím se zvětšuje objem vody v trhlinách, rozšiřují se staré trhliny a tvoří se nové. V rozpukaných horninách je pak menší soudržnost. V jílovitých a jílovitopísčitých horninách se tvoří ledové vrstvičky. Při jejich tání se zvětšuje obsah vody v povrchové vrstvě, která rozbřídá. - Zvětrávání hornin. Mechanické i chemické zvětrávání porušuje postupně soudržnost hornin. - Změny ve vegetačním pokryvu. Kořeny stromů udržují stabilitu svahu mechanickým působením a přispívají k vysušení svahu tím, že část podzemní vody spotřebují (tzv. transpirace). Odlesněním svahu se mění vodní režim v podpovrchových vrstvách - Působení podzemní vody. Proudící podzemní voda působí tlakem na částice zeminy, takže se zhoršuje stabilita svahu. Rychlé změny hladiny vody např. na březích umělých vodních nádrží způsobují vzrůst vodního tlaku v pórech. Proudící voda může vyplavit rozpustný tmel, tím se zeslabuje intergranulární vazba a zmenšuje smyková 6

13 pevnost. V jemném písku a siltu vyplavuje částice zeminy ze svahu. Napjatá hladina podzemní vody působí na nepropustné vrstvy jako vztlak. - Sucho. V období sucha jílovité zeminy vysychají a smršťují se. Vznikají v nich hluboké trhliny, které zmenšují soudržnost hornin na svazích a umožňují vnikání vody do jílovitých hornin. - Elektrický potenciál. Někteří autoři zjistili měřením rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma vrstvami. Na jejich styku pak byla smyková plocha. (Záruba, Mencl, 1987) Obr. 1. Příčiny ovlivňující stabilitu svahu a- vliv průsaků srážkové povrchové vody, b- vliv hladiny vody, c- vliv průsaků srážkové vody, d- vliv proudového tlaku podzemní vody, e- vliv propustné vrstvy, f- vliv oslabení paty svahu, g- přitížení koruny svahu, h- vliv dopravy, i- vliv nepropustné vrstvy (Záruba, Mencl, 1987) 7

14 4.3. ŘEŠENÍ STABILITY SVAHŮ Řešení stability svahů je jednou z praktických aplikací mechaniky zemin, v níž využíváme pevnostní nebo deformační charakteristiky zemin (Hulla, Šimek, Turček, 1991). Z hlediska obecné mechaniky je gravitační porušení stability svahu aplikací fyzikální úlohy stability tělesa na nakloněné rovině. Účinkům aktivních smykových sil, vzniklých zejména působením gravitační síly, brání pasivní smykové síly, dané pevností horniny (viz obr.2). Způsob jakým se aktivní a pasivní síly do mechanismu zapojují daného je velmi složitý a k jeho uspokojivému řešení nestačí jednoduché zákony stability. Ve většině případů spolupůsobí i přetvoření a úloha se tak stává Obr. 2. Schématické znázornění sil působících na existující nebo předvídané smykové ploše ve svahu. T- síla tangenciální, aktivní, N- síla normálová, pasivní, W- tíha proužku, U- vztlak, S- odpor, je dán pevností zeminy (Záruba, Mencl, 1987) staticky neurčitou. Prakticky se to projevuje jednak tím, že se vnitřní síly různým způsobem přemisťují (redistribuce sil), jednak tím, že se pasivní síly nemobilizují současně, nýbrž postupně (postupné, progresívní rozrušení). Představě progresivního rozrušení napovídá i fakt, že z vyvíjející se smykové plochy na počátku rozrušení se může vyvinout konečná kluzová plocha, která tedy nemusí být nejnebezpečnější smykovou plochou získanou při běžném stabilitním řešení. Proto je účelné studovat postupný vývoj poruch svahů, a to dvěma způsoby: Studiem počátku vývoje poruch in situ a studiem na modelech. (Q.Záruba,V.Mencl, 1987) Z inženýrského hlediska stabilitnímu výpočtu nejlépe vyhovují metody mezní rovnováhy. Jsou odvozeny za předpokladu existence takového stavu napjatosti prostředí, při němž je v celé zasažené oblasti mobilizována využitelná smyková pevnost 8

15 zeminy a hledá se taková kinematicky možná plocha, po níž by nejsnáze mohlo dojít k usmýknutí. Pokud je to možné vycházíme ze statického řešení stability svahu. Podstatou je zjištění poměru sil, které odporují sesouvání (pasivní síly) ku souhrnu sil, které sesouvání vyvolávají (aktivní síly). Vzniklá hodnota se označuje jako součinitel bezpečnosti (F). Převrácená hodnota F pak ukazuje, jaký podíl pevnosti horniny je třeba k udržení svahu. (Záruba, Mencl, 1987) Při stabilitních řešeních se používá poznatků odpozorovaných z terénu, z modelových zkoušek a z teoretických úvah numerického řešení. (Hulla, Šimek, Turček, 1991). Pro výpočet stability je důležité znát pevnost zeminy, nejčastěji v efektivních parametrech (zářezy), případně v totálních parametrech (násypy). U sypkých zemin se vytvoří smyková plocha rovinná a přibližně rovnoběžná s povrchem svahu. Sklon svahu, pokud jím neproudí voda, se rovná úhlu přirozené sklonitosti, též označovaný jako úhel vnitřního tření (ϕ). U soudržných zemin se vzrůstající kohezí dochází k usmýknutí podél zakřivených ploch. Nejčastěji předpokládáme smykovou plochu válcovou a tedy při příčném průřezu svahu uvažujeme smykovou plochu jako kruhový oblouk. Na smykové ploše klade zemina proti pohybu odpor, který je dán pevností zeminy (kohezí). Při řešení stability svahů nesoudržných zemin můžeme rozlišovat čtyři případy, a to: svahem neprosakuje voda (obr. 3.), voda prosakuje do svahu (obr. 4), voda prosakuje rovnoběžně se svahem (obr. 5.) a nebo voda prosakuje pod obecným úhlem β. Obr. 3. Řešení stability svahu, pokud svahem neprosakuje voda γ- objemová tíha, α- úhel sklonu svahu, ϕ- úhel vnitřního tření zeminy (Hulla, Šimek, Turček, 1991) 9

16 Obr. 4. Řešení stability svahu pokud do svahu prosakuje voda γ- objemová tíha, α- úhel sklonu svahu, ϕ- úhel vnitřního tření zeminy (Hulla, Šimek, Turček, 1991) Obr. 5. Řešení stability svahu pokud voda prosakuje rovnoběžně se svahem γ- objemová tíha, α- úhel sklonu svahu, ϕ- úhel vnitřního tření zeminy, h- výška svahu, H- výška posuzovaného tělesa (Hulla, Šimek, Turček, 1991) 10

17 Rozbor stability svahu v soudržných zeminách lze provést třemi základními způsoby: - řešení v totálních parametrech smykové pevnosti - řešení v efektivních parametrech smykové pevnosti zemin s použitím proudového tlaku - řešení v efektivních parametrech smykové pevnosti s použitím pórového tlaku podzemní vody. (Hulla, Šimek, Turček, 1991) Při řešení v totálních parametrech se vychází z totálního zatížení na smykové ploše a vliv tlaku vody v pórech se zanedbává, nebo se předpokládá, že je zahrnut do smykových parametrů. Výpočet je nejjednodušší, ovšem přesnost závisí na hodnověrnosti zaváděných parametrů pevnosti. Vychází se tedy ze smykových parametrů získaných rychlou zkouškou. Při řešení v efektivních parametrech s použitím pórového tlaku se vychází z pomalých zkoušek a získaných hodnot ϕ ef a c ef. Při řešení se stanoví totální zatížení na smykové ploše, zmenšené o napětí v pórech zeminy u. Při řešení v efektivních parametrech za použití proudového tlaku se oproti postupu s použitím s pórového tlaku určuje na smykové ploše přímo efektivní zatížení, které je dáno efektivní tíhou zeminy a proudovým tlakem. (Hulla, Šimek, Turček, 1991) Obecně lze shrnout, že správnost stabilitního řešení v soudržných zeminách závisí na správném určení smykové pevnosti zemin speciálně u smykové plochy, vhodné volbě metody řešení stability a vyhledání nejnebezpečnější smykové plochy a tím i minimálního stupně stability. (Hulla, Šimek, Turček, 1991) Metody můžeme rozdělit v podstatě do tří skupin: metody klasické (např. Petterssonova), zlepšené klasické metody (např. Bishopova) a metody využívající matematické modely (např. metoda konečných prvků). V současné době je několik uznávaných klasických postupů stabilitní analýzy, které aplikují metodu mezní rovnováhy. Většina z nich používá techniku svislých proužků. Jsou to metody Petterssonova (1936), Felleniusova (1936), Bishop- Morgensternova (1955), Kennyho (1956), Janbuova (1957), Morgenstern-Princeova (1965), Spencerova (1967), Skempton-Hutchinsonova (1969) a Sarmy (1973). Petterssonova metoda je metodou klasickou. Je pro svoji rychlou a snadnou proveditelnost nejběžněji používanou metodou. Neuvažuje vliv tření jednotlivých proužků navzájem a je vhodná pokud na svah působí pouze svislé síly od vlastní váhy svahu. Tato metoda je též nazývána metodou svislých pruhů (Hulla, Turček, Šimek, 1991). Předpoklady Petterssonovy metody se blíží skutečnosti pouze je-li zakřivení kluzové plochy malé. Užití této metody je vhodné při plošných sesuvech o malých 11

18 sklonech, tvořených homogenními horninami. Při větším zakřivení kluzné plochy není Petterssonova metoda přesná. Grafické znázornění Petterssonovy metody je uvedeno na obr. 6 a 7. (Záruba, Mencl, 1987) Obr. 6. Grafické znázornění Petterssonovy metody O- střed kružnice, F- stupně bezpečnosti (Weiglová, Glisníková, Masopust, 2003) Obr. 7. Grafické znázornění Petterssonovy metody O- střed kružnice, b- šířka proužku, h- výška proužku, r- poloměr kružnice, l- délka oblouku (Weiglová, Glisníková, Masopust, 2003) 12

19 Bishopova metoda je zlepšenou klasickou metodou. Oproti Petterssonově metodě uvažuje vliv tření jednotlivých proužků o sebe navzájem (vodorovné složky) a vychází z kruhové smykové plochy. Vodorovné složky zvětšují normálovou sílu na bázi proužků. Proto je výsledný klasický součinitel bezpečnosti větší o 10% a více, než při Petterssonově metodě. (Záruba, Mencl, 1987) Mezi novější metody, které využívají matematické modely patří metoda konečných prvků (MKP), která se začala plně využívat až s nástupem výkonné výpočetní techniky, přestože její princip byl znám již delší dobu. Tato metoda umožňuje porovnávat přímo výsledky klasických řešení s výsledky MKP, takže se vyloučí nedostatky způsobené nedokonalostí při měření pevnosti hornin. Její princip spočívá v diskretizaci spojitého kontinua do určitého (konečného) počtu prvků, přičemž zjišťované parametry jsou určovány v jednotlivých uzlových bodech. Metoda konečných prvků dovoluje i nepřímo posoudit, jaký je celkový součinitel bezpečnosti svahu. (Záruba, Mencl, 1987) Klasická a zlepšená klasická řešení stability zavádějí (nebo by ve smyslu nauky o mezních stavech měla zavádět) do řešení takové síly, které by působily, kdyby se těleso nacházelo na hranici mezní rovnováhy. Naproti tomu metoda konečných prvků řeší stav tělesa jak skutečně existuje, s jeho skutečnými vnějšími i vnitřními silami a přetvořeními. Proto také nelze řešení MKP pokládat za určitý zvolený mezní stav, nýbrž za výpočetní stav. (Záruba, Mencl, 1987) 13

20 4.4. KLASIFIKACE SESUVNÝCH JEVŮ Klasifikace sesuvných jevů je velmi obtížná hlavně proto, že jsou to komplexní procesy s projevy různých druhů a rychlostí pohybů. Již starší geologická literatura přináší zprávy o různých svahových pohybech. Zabýval se jimi například Hoff (1834) a Collin (1846). Avšak teprve počátkem 80. let 19. století se začínají svahové pohyby chápat jako důležitý geologický činitel. K významným badatelům té doby patří Tiefenbacher (1880), Reyer (1881), Heim (1882), Blanckenhorn (1896), později pak Braun (1908, 1912), Stiny (1910), Salomon (1917) a Penck (1924). (Marschalko, Mullerová, Ides, 2010) U nás se touto problematikou zabývali Q.Záruba a V.Mencl. Jedním z možných pohledů je rozdělení vytvořené Karlem von Terzaghi v roce 1925, založené na fyzikálních vlastnostech zemin. Řada autorů (např. Terzaghi, Heim, Braun, Penck, Pollack) se pokoušela přesně systematicky svahové pohyby rozdělit. Uvedení autoři vymezili dvě skupiny. V první skupině dochází k pohybu za sucha a vznikající tření je statické. U druhé skupiny se děje pohyb vždy za součinnosti vody, která se stává aktivním činitelem, a tření je hydrodynamické. (Marschalko, Mullerová, Ides, 2010) V roce 1938 se objevuje klasifikace dle Sharpeho, která zohledňuje materiál sesuvu a rychlost pohybu. Stejskal rozděluje svahové pohyby do pěti skupin dle petrografické a geologické povahy svážných hmot. Tyto skupiny jsou: - Pohyby nerozbředavých hmot (skalní řícení, skalní sjíždění, mury) - Pohyby rozbředavých hmot (bahenní proudy, svážení rozbředavých hmot) - Pohyby svahových sedimentů (slézání drnové pokrývky v horách, slézání svahové suti, svážení svahové suti) - Pohyby způsobené rušivým zásahem moře a velkých řek (pobřežní řícení a svážení) - Svahové pohyby v cihelnách, železničních zářezech a průplavech (svážení v umělých zářezech). Do speciální technické kategorie zařadil ještě svahové pohyby v umělých náspech, pohyby způsobené malou únosností podkladu, tekoucími písky a poddolováním. (Marschalko, Mullerová, Ides, 2010) Dělení podle Savarenského (1939) zohledňuje jako rozhodující kriterium průběh smykové plochy. Vymezuje sesuvy asekventní, které vznikají ve stejnorodých zeminách a u nichž je smyková plocha zakřivena přibližně do tvaru válce, konsekventní, kde k pohybu dojde po vrstevních plochách, po puklinách nebo plochách břidličnatosti, 14

21 a insekventní, které probíhají napříč vrstvami, dosahují velkých rozměrů a jejich smyková plocha zasahuje hluboko do svahu. Při vzniku a vývoji svahových pohybů je důležitá funkce času. Podle vývoje můžeme rozlišovat svahové pohyby v počátečním, pokročilém a závěrečném stádiu. Podle stáří se rozeznávají svahové pohyby současné (recentní) a staré, z nichž ty, které se za dnešních klimatických a morfologických podmínek nemohou opakovat se nazývají fosilní. Je-li takový sesuv zavát sprašovými hlínami, nebo přikryt jinými mladými uloženinami, mluvíme o sesuvu pohřbeném. Pro technickou praxi je důležité rozdělení svahových pohybů podle stupně stabilizace na živé (aktivní), dočasně uklidněné (potenciální) a trvale uklidněné (stabilizované). Živé sesuvy se poznají podle vnějšího vzhledu, protože povrchové tvary jsou čerstvé, výrazné, dosud neporušené ronem a erozí. Stromy jsou různě vychýlené z původní polohy, povrch území je roztrhán, v trhlinách jsou kořeny napjaté; cesty, meze a stromořadí, vedoucí přes sesuvné území, jsou porušené, stavení pobořená. Sesuvy dočasně uklidněné bývají zarostlé nebo porušené erozí, takže stopy posledních pohybů bývají málo znatelné. Příčiny vzniku dosud trvají, takže pohyb se může znovu obnovit. Podle půdorysného tvaru sesuvu rozlišujeme sesuvy plošné (areální), proudové a čelní (frontální). Podle směru narůstání rozlišujeme sesuvy progresivní (kdy oblast sesuvu se rozšiřuje ve směru pohybu po svahu) a regresivní (s oblastí sesuvu rozšiřující se proti směru pohybu tj. proti svahu). Popov (1951) uvažuje jako důležité kriterium pro hodnocení sesuvů místní poměry. Od této myšlenky se odvíjí také klasifikace sestavená Hutchinsonem v roce 1968, která vymezuje tři skupiny: ploužení, jevy vyvolané trvale zamrzlou půdou a sesouvání. (Marschalko, Mullerová, Ides, 2010) K jednomu z nejlepších a pravděpodobně nejbližších skutečnosti řadíme dělení dle Paška, Rybáře a Nemčoka (1972,1973), které rozčleňuje sesuvy na čtyři hlavní skupiny: ploužení, sesouvání, stékání a řícení. Základem hlavních kriterií je mechanismus pohybu a rychlost pohybu. K vedlejším kriteriím patří věk, stupeň aktivity, geneze, vývojové stadium, opakovatelnost, směr narůstání pohybu, půdorys a výraznost morfologie. 15

22 Ploužení Má charakter velmi pomalého až pomalého tečení tuhé látky. Z geologického hlediska jde o dlouhodobý a zpravidla nezrychlující se pohyb horninových hmot. Rozhraní mezi pohybující se hmotou a jejím podložím je málo zřetelné. Ploužením začíná každý svahový pohyb. K nejčastějším typům svahových pohybů při ploužení patří : - rozvolňování skalního svahu vznikem puklin lemujících tvary a dna erozního údolí, - rozvolňování svahu otevíráním tahových trhlin v jeho horní části - roztrhání vysokých horských masivů s hrásťovými poklesy jejich svahů a roztrháním jejich hřebenů - shrnutí vysokých horských masivů zvrásněním jejich vrstev a se stupňovitými poklesy - shrnování vrstev podél okrajů pánví - vytláčení málo únosných a měkkých hornin na dně údolí - rotační vytláčení plastického podloží při blokových pohybech - laterální vytláčení při blokových pohybech po předurčené ploše - dlouhodobé plazivé přetváření povrchových vrstev svahů v zóně vlivu sezónních klimatických změn, jako jediný pohyb se děje na povrch Obr. 8. Ploužení. (Záruba, Mencl, 1987) 16

23 Sesouvání Je to relativně rychlý krátkodobý klouzavý pohyb horninových hmot po svahu podle jedné nebo více smykových ploch. Charakteristické je, že část hmot se nasune na původní terén předpolí. Výslednou formou sesuvného pohybu je sesuv. Mezi nejrozšířenější typy svahových pohybů při sesouvání patří: - klouzání zemin podél rotační smykové plochy - klouzání skalních hornin podél rovinné smykové plochy - klouzání podél složené, zakřivené a rovinné smykové plochy - klouzání po převážně horizontální nebo mírně ukloněné smykové ploše, často spojované s vytláčením vrstev na úpatí - sesouvání podél zakřivené smykové plochy v důsledku vytláčení méně únosných podkladových zemin - sesunutí v důsledku náhlého rozrušení původní struktury vrstvy prachovitých (spraš) a citlivých disperzních zemin převlhčením, vyluhováním nebo seizmickými otřesy - sesunutí v důsledku porušení struktury vrstvy stejnozrnných písčito-prachovitých a písčitých zemin při hydrodynamickém působení podzemní vody Obr. 9. Sesouvání. (Záruba, Mencl, 1987) 17

24 Stékání Je to katastroficky rychlý krátkodobý pohyb horninových hmot ve viskózním stavu. Podstatná část hmot vyteče z odlučné deprese (jámy) a přemístí se poměrně daleko. Stékající horniny jsou od podloží odděleny ostrou hranicí. Výslednou formou stékání je proud. Běžně se uplatňuje voda (u svahového pohybu by měl být její podíl menší než podíl horninových hmot). Může se však jednat i o pohyb úlomkovitých hornin bez vody (suché mury v Alpách, skalní laviny v Kordillérách). K nejrozšířenějším typům svahových pohybů při stékání řadíme: - stékání povrchových částí pokryvných zemin při jejich velkém převlhčení a nasycení v období intenzivních srážek nebo jarního tání a rozmrzání - stékání svahových neulehlých písčitoprachovitých zemin a mořských a jezerních disperzních zemin při náhlém rozrušení jejich struktury spojené s jejich ztekucením - stékání svahových jílovitopísčitých a hlinitých zemin při jejich výrazném přesycení povrchovými i podzemními vodami - stékání hlinitých a kamenitohlinitých svahových uloženin působením přívalových vod Obr. 10. Stékání (Záruba, Mencl, 1987) 18

25 Řícení Je to náhlý katastrofický rychlý krátkodobý pohyb horninových hmot na strmých svazích, kdy ztrácejí kontakt s podložím. Uplatňuje se volný pád současně s ostatními druhy pohybu. V počátcích může docházet k plazení či sesouvání. Vzdálenosti přemístění hmot jsou značné. Při řícení dochází nejčastěji k těmto typům svahových pohybů: - přemisťování drobných úlomků hornin kutálením, válením a poskakováním - náhlé přemisťování úlomků hornin volným pádem (v počáteční části dráhy padajících mas) - náhlé přemisťování bloků a stěn skalních hornin především volným pádem - náhlé přemisťování zemin především volným pádem - náhlé přemisťování skalních bloků, při kterém se kombinuje klouzání po předurčené ploše s volným pádem Obr. 11. Řícení (Záruba, Mencl, 1987) 19

26 Klasifikace vhodná pro Českou republiku Pro Českou republiku je účelné rozdělit svahové pohyby podle regionálních podmínek. Převážná část sesuvů u nás se týká kvartérních pokryvných uloženin, které proto zařazujeme do samostatné skupiny. Sesuvy v horninách předkvartérního podkladu rozlišujeme podle charakteru postižených hornin a podle typu pohybu. Rozdělení převzato z Horák, Paseka a Pospíšil (2005). 1. Svahové pohyby pokryvných útvarů (svahových sutí, hlín a zvětralin). Vznikají hlavně působením povětrnostních činitelů - slézání suti, podmiňuje zároveň hákování vrstev - plošné povrchové sesuvy - proudové sesuvy - suťové proudy, mury, vyplavování písků 2. Sesuvy v pelitických horninách (jílech, slínech, jílovcích, jílovitých břidlicích apod.) - podél válcových smykových ploch - podél složených smykových ploch - svahové pohyby vzniklé vytlačováním měkkých hornin 3. Svahové pohyby pevných skalních hornin - po předurčených plochách - dlouhodobé deformace horských svahů - skalní zřícení 4. Zvláštní případy svahových pohybů, které se v našich geografických podmínkách nevyskytují ale v některých oblastech jsou důležitým geologickým jevem - soliflukce - sesouvání citlivých jílů - subakvatické skluzy 20

27 ad 1) Svahové pohyby pokryvných útvarů - Slézání suti a hákování vrstev Vzniká působením různých drobnějších pochodů, které vedou k tomu, že se suť začne pohybovat po svahu. V zimě se mezi úlomky dostává voda, která po zamrznutí způsobuje, že se suťové úlomky nakypří a povrchové vrstvy se nadzdvihnou. Na jaře potom dochází k posunu těchto vyzdvižených částic dolů po svahu vlivem gravitace. Při těchto pohybech, majících charakter ploužení, se většinou nevytváří zřetelná smyková plocha, ale širší zóna, ve které dochází k několika dílčím pohybům. Mezi pohybující se vrstvou suti a sklaním podkladem vzniká tření, které postupně jednotlivé vrstvy ohýbá. Tento proces se nazývá hákování vrstev a je u nás velmi rozšířen. Z hlediska bezpečnosti je nutné si uvědomit, že na povrchu vyvlečených zvětralých hornin se vytvořily staré smykové plochy, na nichž se projevuje náchylnost k sesouvání. Suťové sesuvy mohou dosahovat velkých plošných rozměrů. Mocnost těchto sesuvů však není veliká jen několik metrů. V období sucha jsou plošné sesuvy většinou v klidu, do pohybu je uvádí deště, nebo voda z jarního tání. - Proudové sesuvy K proudovým sesuvům dochází, pokud se sesuvné hmoty hromadí v erozní rýze potoka a při dostatečném provlhčení se pohybují k údolí v úzkém proudu na značnou vzdálenost. Většinou jsou vyvolány nadměrnými srážkami a oproti plošným sesuvům mají zpravidla rychlejší průběh. Podle druhu materiálu a konzistence je rozlišujeme na proudy suťové, zemní a bahenní. Základní morfologické prvky proudového sesuvu lze vidět na obr Suťové proudy, mury, vyplavování písků Suťové proudy jsou rychlé proudy netříděného materiálu (velké balvany i drobné písčité suti) a dochází k nim při náhlých přívalech vody. V Alpách jsou označovány jako mury nebo suťové laviny. Mohou vzniknout i při špatném managementu krajiny, například při vykácení lesního porostu na svazích s volnými sutěmi. 21

28 Mezi svahové pohyby pokryvných útvarů patří také vyplavení (ztekucení) písků. Dochází k němu např. při náhlém poklesu hladiny v nádrži nebo při proražení nepropustného pokryvu zvodnělých písčitých vrstev. U přirozených svahů se vyskytují velmi vzácně. Ke ztekucení může dojít i vlivem působení vnějšího podnětu, např. při otřesech. Tento druh sesuvů se vyskytuje nejčastěji na písčitých násypech komunikací podél vodních nádrží, nebo na návodních stranách zemních hrází. Obr. 12. Základní morfologické prvky proudového sesuvu. (Pašek, Matula, 1995) ad 2) Sesuvy v pelitických horninách V pelitických horninách dochází k sesuvům s velkou hloubkou zářezu podél nově vytvořených smykových ploch. Protože smyková plocha je zakřivená dochází k rotaci sesutých hmot a ty se potom naklání proti svahu. Na sesuvu vznikají příčné trhliny, ve kterých se hromadí voda. Voda akumulovaná v těchto trhlinách ještě zhoršuje stabilitu svahu a pokud je hornina nasycena může mít charakter zemního proudu. Zatrhávání se děje obvykle podél dílčích válcových ploch a celé sesuvné území je různě zvlněné. Výsledná smyková plocha pak už válcový tvar nemá. V horní části sesuvného území jsou zpravidla vytvořené nové smykové plochy, za to v dolní části už se sesutý materiál pohybuje po vrstvách s menší pevností, podle toho která má vzhledem k ohybu vhodnou polohu. Tak vznikají sesuvy se složenou smykovou plochou, které představují přechod k sesuvům po předurčených plochách. 22

29 - Svahové pohyby vzniklé vytlačováním měkkých hornin Svahové pohyby, které vznikají vytlačováním měkkých jílů na povrch mají různou formu, odvislou od morfologických a geologických podmínek lokality. Patří sem kerné sesuvy, vytlačování měkkých pelitických hornin na dně erozních údolí, nebo umělých zářezů a některé poruchy náspů založených na neúnosném podloží. Proces vytlačování měkkých hornin probíhá velmi pomalu a proto je také velmi těžké ho zpozorovat. Teprve až dílčí drobné deformace nabudou měřitelných hodnot, je možné pozorovat zhoršenou stabilitu svahu. Vytlačování hornin na dně údolí se také nazývá bulging (viz obr. 13) a bylo poprvé popsáno v okolí Northamptonu ve střední Anglii. Obr. 13. Bulging. 1- slinité jílovce, 2- těšinity, 3- rozmočené jílovce na dně údolí, 4- kontaktně metamorfované jílovce (Záruba, Mencl, 1987) ad 3) Sesouvání pevných hornin skalního podkladu - Sesuvy po předurčených plochách K sesouvání po vrstevních spárách, puklinách nebo dislokacích obvykle dochází tehdy, jsou li vrstvy nebo jiné plochy dělitelnosti ukloněny po svahu a je-li porušena jejich souvislost při úpatí svahu. Skalní sesuvy podél vrstevních ploch nebo jiných ploch diskontinuity mohou nabýt katastrofálního měřítka, jde-li o velké kubatury a velké výškové rozdíly na horských svazích. Pohyb sesutých hmot dosahuje pak zrychlení, které dosahuje téměř rychlosti řícení. Příznivé podmínky pro vznik skalních sesuvů jsou zejména v mladých pohořích, protože toky se strmou spádovou křivkou se tak rychle zařezávají do podloží, že svahy se nestačí přizpůsobit novým podmínkám. Jsou-li vrstvy ukloněny k údolí, nastávají příznivé podmínky pro vznik sesuvů po vrstevních plochách (viz obr. 14). 23

30 Obr. 14. Příklady pohybu bloků rigidního komplexu po plastickém podkladu (upraveno dle Nemčoka, 1982) - Dlouhodobé deformace horských svahů Vedle náhlých sesuvů po předurčených plochách byly zjištěny pomalé dlouhodobé pohyby hornin na horských svazích, které mají charakter ploužení. Označují se jako gravitační vrásnění nebo gravitační posuny. Vyskytují se v horninách, které jsou schopné plastického přetváření dílčími posuny podél elementárních ploch dělitelnosti (vrstevních ploch, ploch břidličnatosti, foliace) bez vytvoření průběžné smykové plochy. Tyto jevy jsou známé například na svazích tvořených fylity, svory, pararulami, chloritickými břidlicemi apod. dlouhodobé rozvolňování a posouvání hornin po vrstevních plochách vzniká například při mírném sklonu vrstev postupným otvíráním puklin vlivem povětrnosti (hlavně mrznutím vody v puklinách) nebo uvolňováním reziduálního napětí v horninách po vhloubeném údolí. - Skalní zřícení Jako skalní řícení (viz obr. 15) označujeme náhlé řítivé pohyby uvolněných bloků nebo komplexů hornin ze strmých skalních stěn nebo ze stropů jeskynní. Kameny a bloky se hromadí na úpatí svahů jako suťové kužely, které mohou splývat v rozsáhlé osypy. Svahy suťových kuželů mají úhel sklonu 25 až 40, podle tvaru a velikosti úlomků. Dojde-li ke zřícení velkých skalních mas uvolněných vysoko na horské stěně, může pohyb dosáhnout rychlosti až 200 km/hod. Skalní zřícení jsou nebezpečná pro svůj rychlý průběh a proto, že je nelze předvídat. Zabezpečování skalních stěn hrozících zřícením je obtížné a velmi nákladné. 24

31 Obr. 15. Skalní zřícení na svahu ve Švýcarsku 1- jurské vápence, 2- slinité vápence a pískovce (spodní křída), 3- odlučná oblast, 4- zřícená bloková suť původně z jurských vápenců (Záruba, Mencl, 1987) ad 4) Zvláštní případy svahových pohybů Tato skupina zahrnuje svahové pohyby, které se u nás nevyskytují, ale v některých lokalitách mohou působit jako důležité geologické jevy. - Soliflukce (půdotok) Jako soliflukci označujeme odtékáni rozmrzlé povrchové vrstvy po zmrzlém podkladu. Tento jev je znám především ze subarktických a vysokohorských oblastí, kde je půda trvale zmrzlá do velkých hloubek a za krátkého letního tání rozmrzá pouze do hloubky cca 0,5 metru. V našich podmínkách dochází k soliflukci pouze v malém měřítku, na horách při jarním tání. - Sesouvání senzitivních jílů Jako senzitivní jíly označujeme jílovité sedimenty mořského původu, které zaujímají po regresi moří velké plochy i daleko nad hladinou moře. Postupem času se zmenšuje jejich pevnost v důsledku ztráty solí v pórech naplněných vodou. Kromě pevnosti se zmenšuje také mez tekutosti a vzrůstá náchylnost k velké ztrátě pevnosti při prohnětení. Nebezpečnost těchto sesuvů spočívá v tom, že postihují zcela plochá území, dokonce i se sklonem menším než 5% a jsou velmi rychlé. V Norsku byly tyto jíly označovány jako quick clays a tento název je nyní všeobecně využíván pro vysoce senzitivní jíly. 25

32 - Subakvatické skluzy K subakvatickým skluzům dochází při posunu nezpevněných sedimentů (hlavně jílovitých nebo siltovitých a vápnitých kalů, nebo písčitých náplavů) po ukloněném dnu pod hladinou vody. Tvoří se v mořích i v jezerech. Mohou se sesouvat povrchové vrstvy, nebo může docházet k vytláčení pelitických hornin na povrch, přičemž se dostávají do pohybu mladší nadložní vrstvy. Podnětem k pohybu mohou být i seismické otřesy. 26

33 4.5. METODY OCHRANNÝCH A SANAČNÍCH OPATŘENÍ Nejlepším opatřením proti sesuvu území je se takovému území vyhnout, to ale lze jen někdy, proto je hlavní pozornost věnována tomu, jak vzniku sesuvů zabránit případně tam, kde již k sesuvu došlo, jak svah stabilizovat. Nejdůležitějším podkladem pro pozdější rozhodování je kvalitní a podrobný geologický průzkum oblasti, zjištění příčiny sesuvu a její následné odstranění. (Horák, Paseka, Pospíšil, 2005) Průzkum V rámci průzkumu je nutné zjistit zejména všechny plochy oslabení pevnosti horniny. U již vzniklých sesuvů je třeba zjistit polohu smykové plochy nebo zóny. Na hloubku sesuvu je možné usuzovat ze svislého a vodorovného posunutí pevných měřičských bodů za určitou periodu. Je třeba podrobně sledovat odlučnou oblast sesuvu a hledat kudy do svahu proudí voda podzemní nebo povrchová. K tomu jsou vhodné pozorovací trubice, rozmístěné v různých hloubkách. Dále je nutné měřit napětí v různých místech sesuvu a při určování mechanických vlastností je třeba změřit parametry reziduálního odporu proti usmýknutí. Při rozhodování o použití některé ze sanačních metod je kladen důraz zejména na typ svahové deformace, její hloubkový i plošný rozsah, objekt, který je svahovými pohyby ohrožen, příčina vzniku nebo skutečnost, zda k pohybům dochází ve skalním nebo zemním masivu. Z finančního hlediska hraje významnou roli důležitost objektu. (Záruba, Mencl, 1987) Stabilizační opatření Metody sanace porušených svahů lze podle principu realizace rozdělit do několika skupin. Jedná se o úpravu tvaru svahu, odvodnění svahu, ochranu svahu před zvětráváním a erozí, zpevňování hornin, technická stabilizační opatření a zvláštní opatření. (Baliak in Hulla, Turček, 2002) Úprava tvaru svahu Jedná se o jeden z nejběžnějších, nejlevnějších a nejjednodušších způsobů stabilizace svahu. Obecně platí, že stabilita svahu se zlepší při zmenšení objemu zemního tělesa ve vyšších aktivních polohách svahu a nebo naopak při zvětšení jeho 27

34 dolní části. V případě provedení přitěžovacích násypů u paty svahu je vhodné umístit do podloží drenáž. Lze také provádět odlehčovací zářezy v horní části, zmírnit sklon svahu a materiál přesunout z horní části k patě svahu. (Záruba, Mencl, 1987) Odvodnění svahu Odvodnění svahu patří k jednomu z nejdůležitějších sanačních opatření, protože při zmenšení tlaku vody v pórech na smykové ploše dochází ke snížení intenzity sil, které vyvolávají usmýknutí. Pokud je svah špatně odvodněn dochází k zachytávání vody např. v trhlinách a k pronikání hlouběji do masivu, tím se zhoršuje stabilita svahu. Pro akutní krátkodobé odvodnění se využívají prosté rýhy po spádnici. Stabilizované nebo uklidněné sesuvy se odvodňují systémem vodotěsných dlážděných příkopů, rigolů a drenáží (viz příloha č. 2), utěsňují se trhliny, svah se překrývá fólií, vytváří se nepropustný bitumenový pokryv. Pro správnou funkci odvodňovacího systému je nutná pravidelná kontrola a údržba. K hloubkovému odvodnění slouží systémy odvodňovacích vrtů. Správnou funkci vertikálních a šikmých vrtů zajistí jejich dosah, a to až do propustné vrstvy v podloží smykové plochy. Účinnost vrtů lze zvýšit vybudováním štěrkových pilot nebo podzemních stěn vyplněných štěrkem. Do drenážních studní se voda z okolního masivu stahuje systémem horizontálních vějířovitých vrtů. Ze studny se voda následně odvádí do povrchového toku např. dalším horizontálním vrtem, žebry, kanalizací atd. K odvodňování se využívají drenážní trubky, jejichž výhodou může být, jsou-li ve své horní části perforované. Je lepší, aby spodní část děrovaná nebyla, protože po ní voda odtéká. Kanalizační trubky perforování nemají, jejich funkcí je pouze odvod vody. Méně častým způsobem hloubkového odvodnění je elektroosmóza a to například v málo propustných, zvodněných zeminách (jílovité hlíny, hlíny, prachovité zeminy). Pokud se do takových zemin zavede stejnosměrný proud, začne se uvolňovat velké množství vázané vody, která se může následně ze zeminy čerpat. (Hulla, Turček, 1998) Pro mělkou drenáž se používají drenážní žebra v rýhách 1 2 metry hlubokých, vykopaných po spádnici a často také vybavených geotextilií a drenážním potrubím. Spolu s hlouběji uloženými žebry zlepšují také odpor proti usmýknutí. Zcela ojedinělý drenážní prvek představují ražené odvodňovací štoly, které se obvykle kombinují s drenážními vrty. (Hulla, Turček, 1998) 28

35 Ochrana svahu před zvětráváním a erozí Způsob ochrany svahu před zvětráváním a erozí se volí zejména s ohledem na skutečnost, zda je svah tvořen zeminami nebo skalním masivem. Zhoršení mechanických vlastností zeminového prostředí je možné zabránit výsadbou trav a dřevin, jejichž kořeny prorůstají zeminou, a tak jí zpevňují. Kromě toho také odsávají z podloží vodu. Pro tento účel jsou vhodné listnaté dřeviny s hlubokým kořenovým systémem a velkou spotřebou vody. Pomoc při zmírňování účinků zvětrávání a eroze poskytují vlnolamy, případně kamenné dlažby pro zpevnění břehů vodních toků a také geomříže (viz příloha č. 3). Odlišné postupy se používají u sklaních stěn. Osvědčily se pláště ze stříkaného betonu, torkretové omítky, kotvené obkladové stěny, geomříže. (Hulla, Turček, 1998) Opadové stěny a galerie Ke klasickým technickým opatřením se řadí opadové stěny nebo galerie, sloužící k zabezpečení provozu stavebního díla pod svahem. Opadové stěny stabilitu svahu sice nezvyšují, zachycují však padající úlomky hornin. Sekundárním stabilizačním faktorem je přitížení a podepření paty svahu. Podmínkou správné funkce je pravidelné čištění akumulačního prostoru za opadovou stěnou. Galériemi se chrání především liniové dopravní stavby a potrubní vedení na exponovaných svazích v horském terénu. Galérie částečně podepírá svah a částečně překrývá komunikaci. (Hulla, Turček, 1998) Zpevnění povrchu svahu Rozprostřením drátěného pletiva lze zabránit vypadávání úlomků horniny. Pletiva se upevňují krátkými kotvami do horniny. Tento způsob je vhodný v suchých a teplých oblastech, kde nedochází k rychlému zvětrávání holých skalních stěn vlivem mrazu a srážek. Často se ke zpevňování povrchových vrstev svahů násypů a zářezů v zeminách využívají geotextilie tkaniny a rohože ze syntetických vláken. Jsou odolné vůči klimatickým vlivům a mají dobré pevnostní a deformační vlastnosti. (Hulla, Turček, 1998) Pro zpevnění povrchu svahu je možné využít vhodného vegetačního pokryvu. Zalesňování sesuvných území je zpravidla posledním sanačním opatřením a děje se až po uklidnění sesuvu. Sanace sesuvů pomocí vegetace je ovšem účinná pouze u mělkých sesuvů. Pro vysazování na sesuvných územích jsou nejvhodnější stromy s velkou spotřebou vody a velkým výparem, jako například olše, topol, vrba, jasan 29

36 a bříza. Nejméně vhodnou dřevinou je smrk, který má mělké kořeny a tak navíc svah ještě přitěžuje. Je samozřejmě nutné dbát na vhodnost stanoviště pro konkrétní druhy a také na vliv jednotlivých dřevin na strukturu půdy. (Záruba, Mencl 1987) Sýkora (1981) doporučuje při stabilizaci sesuvných území nejdříve plochu osít vhodnými travinami a bylinami se záplety a živými ploty a pak vysazovat ty dřeviny, které jsou vhodné pro porostní typ pařeziny s nepravidelnou omezenou těžbou. Z jeho výzkumů vyplývá, že hlavním lesním typem na našich sesuvných územích je doubrava s příměsí lužních stromů. Jako hlavní dřevinu doporučuje vysazovat ve středních polohách duby s příměsí habrů, jasanů, olší s mokřadními topoly, vrbami a osikami. V polohách nad 900 m pak klen, jeřáb, břízy, olše a borovici. Udává, že podle zkušenosti je vhodné, aby byl na sesuvech udržován trvale smíšený les a porost se obnovoval postupně Opěrné zdi Opěrnými zdmi (viz příloha č. 4) se zabezpečuje čelo sesuvu a svahy zářezů nad komunikacemi a zástavbou tehdy, není-li možné upravit je do stabilních sklonů. Zatímco dříve se jednalo o masivní konstrukce, v současné době se přistupuje k tenkostěnným zdem, které mohou být založeny na pilotách nebo se kotví do horninového masivu. Používají se k tomu prutové nebo lanové kotvy. Prefabrikované kotvené stěny se umísťují tam, kde nelze postavit holé vysoké opěrné zdi. Prvky, montované s odskokem, se po dokončení výstavby naplní zeminou a osadí vegetací. Stále rozšířenější jsou gabionové stěny (viz příloha č. 5), drátěné koše plněné kamenivem. Střídavě se na sebe kladou a vytvářejí opěrnou konstrukci, která se časem může zanést zeminou a zarůst vegetací. Gabiony lze snadno přizpůsobit nepravidelnému povrchu, kladou vysoký odpor tlakovému i tahovému namáhání, jsou propustné a při jejich aplikaci lze případně využít místní materiál (Hulla, Turček, 1998). 30