9.3 Antropogenní procesy

Tyto procesy jsou vyvolávány hospodářskou a technickou činností (stavební, hornickou, vodohospodářskou, zemědělskou, lesnickou), při které dochází k:

• přemísťování hornin
• poddolování
• otřesům
• změnám hladiny podzemní vody
• změnám vegetačního krytu

Základní antropogenní procesy, jejich faktory a projevy jsou popsány v tabulce 9.3.1. Mezi významné antropogenní procesy patří poddolování a otřesy (technická seismicita).

9.3.1 Poddolování

Poddolované území je území v dosahu účinků hlubinné těžby užitkových nerostů. Povrchové objekty jsou vystaveny vlivu deformací terénu. Tyto deformace se mohou projevit jako:

· spojité přetváření terénu. Nad horizontálně uloženými slojemi vytěženými na zával, v jejichž nadloží jsou horniny schopné plastického (spojitého) přetváření (OKR, Kladensko).

· nespojité přetváření terénu. Při těžbě rudních ložisek v menších hloubkách, kde skalní horniny dosahují až k povrchu, může docházet k nespojitým, náhlým deformacím – propadům (Jesenicko, Příbramsko aj.).

Zajištění stavebních objektů a technologických zařízení na poddolovaném území představuje účinná opatření rozmanitého charakteru, která vyloučí či omezí vlivy poddolování na přijatelnou míru.

K rozsáhlým deformacím terénu dochází při těžbě uhlí ve větších hloubkách. Při dobývání souvislé horizontální sloje dochází v okolí důlního díla ke změně stavu napjatosti masivu. Tento proces je doprovázen přetvářením a posunem hornin z nadloží do vyrubaného prostoru. S jistým časovým odstupem se pak vytváří poklesová kotlina. Jedná se o spojitou dlouhodobou mísovitou deformaci terénu, jejíž hloubka může dosáhnout až prvních desítek metrů a plocha desítek ha. Jestliže hladina podzemní vody je nad úrovní poklesu kotliny, dochází k jejímu zatopení.

Hloubka a rozměry poklesové kotliny jsou závislé na hloubce a způsobu dobývání, mocnosti dobývaných vrstev, mezním úhlu vlivu dobývání na povrch (m) a součiniteli dobývání (a) (obr. 9.3.1).

V případě, že vytěžená sloj je ukloněna, vzniká asymetricky protáhlá deprese s hloubkou několika metrů (ostravská pánev). Nově vytvářené svahy mohou mít za následek vznik svahových pohybů.

Inženýrskogeologický průzkum na poddolovaném území je výchozím podkladem pro návrh opatření proti důlním vlivům. Průzkum musí obsahovat komplexní charakteristiku prostředí, obzvláště popis režimu podzemních vod, úklon vrstev pokryvného útvaru, vlastnosti základové půdy aj. Je vždy nutné uvést prognózu očekávaných změn na lokalitě, které vyvolá přetváření terénu od poddolování.

Dle ČSN 73 1001 se považují základové poměry na poddolovaném území vždy za složité. Inženýrskogeologický průzkum je třeba (podle náročnosti stavebních konstrukcí) provádět buď podle zásad 2. geotechnické kategorie nebo podle 3. geotechnické kategorie. Není možné pro poddolované území použít směrných normových hodnot únosnosti základových půd, ale je vždy třeba uvážit vliv přetváření podloží na směrné normové charakteristiky základové půdy dle přílohy 5 normy ČSN 73 1001.

9.3.2 Technická seismicita

Lokální seismicitní účinky, vyvolané trhacími pracemi, dopravou, průmyslovou činností, pulzací vodního proudu ap. se označují jako technická seismicita. Intenzita a charakter otřesů závisí na geologických poměrech, druhu základové půdy, stavu a hmotnosti objektů, typu základové konstrukce, na rychlosti a zrychlení vozidel, u odstřelů na druhu a velikosti nálože, jejího upnutí vzhledem k průběhu volných ploch v masivu, časování odstřelu a geometrii odstřelu.

Posuzování vlivů technické seismicity na občanské, bytové a průmyslové objekty je řízeno ČSN 73 0040 Zatížení stavebních objektů technickou seismicitou a jejich odezva (1996).

Druh základových půd podle seismicity je uváděn v kategoriích:

• horniny všech tříd (podle ČSN 73 1001) s tabulkovou výpočtovou únosností R_dt <- 0,15 MPa, hladina podzemní vody je trvale 1 až 3 m pod základovou spárou horniny všech tříd dtto “a“, hladina je trvale v hloubce více než 3 m pod základovou spárou,
• horniny s R_dt > 0,15 MPa, s hladinou v rozmezí 1 až 3 m pod spárou horniny všech tříd s R_dt <- 0,15 MPa, hladina je trvale více než 3 m pod spárou
• skalní horniny s R_dt > 0,6 MPa, hladina vody je trvale v hloubce větší než 1 m pod spárou.

Individuální experimentální posouzení a dynamický výpočet se vyžaduje v případě, kdy hladina podzemní vody je trvale v hloubce do 1 m pod základovou spárou. Podle informativních normových tabulek (tab. 9.3.2.1, tab. 9.3.2.2, tab. 9.3.2.3, tab. 9.3.2.4, tab. 9.3.2.5, tab. 9.3.2.6 a tab. 9.3.2.7) lze orientačně usuzovat na možné ohrožení objektů technickými otřesy. Pro vypracování projektu nových objektů v blízkosti zdrojů otřesů se doporučuje provést dynamická měření na povrchu terénu nebo na úrovni základové spáry. Je-li zdrojem doprava, měření v místě projektovaného objektu se provede pro stanovenou nejúčinnější rychlost vozidel.

Vždy je vhodné provést prohlídku (pasportizaci) stávajících okolních objektů a posoudit možné poruchy, vyvolané účinky těchto otřesů (pořídit ověřený zápis s fotodokumentací). Odezva objektu na seismicitní účinky se posuzuje podle: výpočetních modelů efektivní rychlosti kmitání, měřené na referenčním stanovišti, tj. v nejnižším podlaží nebo na základech objektu mezních stavů 1. a 2. skupiny.

V rámci průzkumu je třeba stanovit některé speciální dynamické vlastnosti základových půd, zejména:

• modul reakce podloží k_f (také tzv. součinitel pružného odporu) odvozený ze zkoušky dynamického modulu pružnosti,
• konstantu absorpce a, tj. velikost pohlcované energie na úseku 1 m,
• možnost ztekucení vlivem poklesu efektivního napětí zejména u kyprých jemných písků a při nasycení vodou
• a další vlastnosti základových půd dle ČSN 73 0040