10. Vývoj a popis svahové deformace, sanace

10.1 Vývoj a popis svahové deformace

Inženýrskogeologickým průzkumem bylo ověřeno, že severovýchodní svah pod Hlubočickou ulicí, je porušen sesuvem, který byl nazván podle své lokalizace sesuv "Krásné Pole". Z komplexních průzkumných prací – vrtných sond, geofyzikálního průzkumu, extenzometrie a laboratorního průzkumu smykové pevnosti hornin ze smykové zóny - vyplynulo, že se jedná o rotačně - planární sesuv převážně jílovitých vrstev po jílovitopísčité vrstvě, ukloněné zhruba paralelně se sklonem svahu (viz. Tab.10.1). Tato písčitá vrstva s podílem jílovců vytváří cca 0,1 – 0,2 m mocnou smykovou zónu, v níž jsou prohněteny jíly s písky. Prohnětené jíly zde vytvářejí základní hmotu smykové zóny. Sondovacími pracemi a geofyzikou byla ověřena hloubka smykové plochy sesuvu v úrovni 3,9 – 4,8 m pod terénem.

Makroskopické projevy sesouvání jsou v současnosti výrazné. Sesuv je vymezen poklesovými hranami s výškou skoku v nejvyšším místě až 1,0 m. Zeminy v těle sesuvu jsou v odlučné oblasti oproti okolnímu terénu zakleslé. Sesuvem došlo k porušení místní vozovky třetí třídy, plotové zdi přilehlého RD, zdiva rodinného domku a garáže. K porušení došlo taktéž i u místní kanalizace.

Celková délka problémového úseku komunikace dosahuje cca 15 m.

Hloubka smykové plochy, ověřená průzkumnými pracemi, dosahuje max. až 6 m. Odlučná hrana má v půdorysu obloukovitý (podkovovitý) tvar. Délka sesuvné oblasti je cca 80 m, šířka až 45 m. Svah má v zájmovém prostoru generelní sklon cca 10^o.

Tab.10.1 Klasifikace svahových pohybů – sesouvání (Nemčok, Pašek, Rybář,1974)

Základní skupiny	Základní typy	Příklady nejrozšířenějších typů a jejich charakteristika	Příklady svahové deformace
svahových pohybů
Sesouvání	sesouvání podél rotační smykové plochy		rotační sesuvy, sesuvy podél rotační smykové plochy
	sesouvání podél rovinné smykové plochy	v zeminách	planární sesuvy, sesuvy podél rovinné smykové plochy, sesuvy podle předurčené (predisponované) smykové plochy
		ve skalních horninách	planární sesuvy ve skalních horninách, sjíždění po předem určené ploše, skalní sjíždění, posuny po předem určené ploše
	sesouvání podél smykové plochy	sesouvání podél složené, zakřivené a rovinné smykové plochy	rotačně planární sesuvy, sesuvy podél složené smykové plochy
		sesouvání po horizontální nebo mírně ukloněné smykové ploše	laterální sesuvy

Akumulační prostor tohoto sesuvu v patě svahu tvoří valy se stromovým porostem, na kterém jsou patrné známky pohybu („opilý les“). Odlučné trhliny byly patrné na vozovce třetí třídy vedoucí v koruně sesuvu. Odlučná hrana s poklesem zeminy je patrná na přilehlém pozemku.

Obr. 10.1 Základní morfologické prvky sesuvu proudového tvaru (Pašek et al., 1995)

Jedná se o aktivní svahovou deformaci (Tab.10.2) probíhající za současných klimatických a morfologických podmínek. Deformace na tomto svahu je uměle podmíněná a to díky stavebním pracem. Můžeme hovořit o pokročilém vývoji svahové deformace po svahu (progresivní) s proudovým tvarem těla sesuvu (Obr. 10.1), kde délka sesuvu je jednoznačně větší než šířka (příloha č.2).

Tab. 10.2 Kriterium pro charakterizování svahových jevů (Řezníček, Pašek, Zeman, 1980)

Kriterium	Stupeň	Charakteristika
věk	recentní	probíhá za současných klimatických a morfologických podmínek
	fosilní	probíhal dříve (pleistocén)
aktivita	aktivní	probíhá
	potenciální	v klidu, ale příčiny pohybu se mohou obnovit
	stabilizovaný	v klidu; příčiny pohybu zanikly nebo byly odstraněny
geneze	přirozený	bez zásahu člověka
	uměle vyvolaný	lidskou činností
vývojové stadium	počáteční
	pokročilé
	závěrečné
opakovatelnost	jednorázová
	periodická
směr narůstání deformace	progresivní	po svahu
	regresivní	postižená oblast se rozšiřuje dále po svahu
půdorysný tvar deformace	proudový	délka je značně větší než šířka
	plošný	délka se přibližně rovná šířce
	frontální	šířka jednoznačně větší délky
morfologické formy	zastřené	tvary porušené mladšími modelačními procesy
	pohřbené	tvary jsou překryty mladšími sedimenty

10.2 Sanace

Celý projekt sanace svahu na Hlubočické ulici byl rozdělen do tří etap stavebních prací. Jednalo se o postupné, na sebe navazující kroky. První etapa sama o sobě měla vést k stabilizování svahové deformace. Druhá etapa měla vést k doplňkovému zajištění svahu, za předpokladu nízké účinnosti první etapy. Třetí etapa byla projektována k opravě sesuvem porušených objektů. Během sanačních prací byla lokalita monitorována jak pomocí sádrových terčíků instalovaných na trhlinách ve zdivu budovy a opěrné zdi, tak i extenzometrickým monitoringem na stabilizovaných měřících bodech a měřením hloubky hladiny podzemní vody v hydrogeologickém vrtu HV-1.

Obsah prací v jednotlivých etapách:

I.etapa obsahovala práce zaměřené na odstranění prvotní příčiny vzniku sesuvných jevů. Jednalo se o odvedení podzemních vod přitékajících do sesuvného svahu z území nad sesuvem. Návrh byl takový, že bude-li odvodnění plně funkční, lze touto etapou stabilizační práce ukončit a realizovat jen nezbytné opravy porušených částí budovy a silnice (třetí etapa). Pro jistotu při rozhodování o dalším postupu bylo nutno ještě po dobu alespoň 12 měsíců pozdržet prostředky na II.etapu stabilizace svahu, kontrolně přeměřovat v intervalu max. 3 měsíce stávající extenzometrické profily, kontrolovat sádrové terče na trhlinách a vývoj hladiny vody ve vrtu.

II.etapa (dle návrhu, nebude-li odvodnění dostatečně účinné či budou-li pokračovat sesuvné pohyby) zahrnuje statické zajištění základů budovy č.p. 438, rozšířením základu východní části budovy železobetonovým pásem a jeho přikotvením tyčovými kotvami ke skalnímu podloží. Součástí této etapy je rovněž zřízení ztužujícího prahu v úrovni krajnice vozovky ul. Hlubočické v délce cca 30 m, přikotveného obdobným způsobem.

III.etapa sanačních prací se měla provést po zastavení vlastních sesuvných pohybů. Zahrnuje nahrazení poškozené podlahy garáže v suterénu RD p. Pavláska za železobetonovou desku vetknutou do obvodového základového zdiva, provedení opravy opěrné zdi u vjezdu do garáže, provedení revize či opravy inženýrských sítí a příčného drénu pod vozovkou před sesuvem, s následným položením nové vozovky na porušeném úseku ulice Hlubočické.

Základ stabilizačního zajištění sesuvu na ulici Hlubočické spočívá v odvedení podzemní vody z glacigenního kolektoru odvodňovacími vrty (1.etapa sanace). Na lokalitě byly zřízeny 3 drenážní štěrkové piloty protínající svisle jednotlivé horizonty podloží v linii silnice (zázemí sesuvu) až do úrovně skalního karbonského podloží. Ve své spodní části jsou tyto štěrkové piloty propojeny s horizontálními odvodňovacími vrty, jimiž je voda samospádem odváděna do revizní šachtice a dále podzemním drenážním svodem do potůčku v údolí pod sesuvem (příloha č. 10a). Statické (silové) zajištění postiženého území je navrženo jako doplňková metoda, v případě pokračování sesuvných deformací. O nutnosti provedení prací druhé etapy sanace bude rozhodnuto projektantem se souhlasem odborného zmocněnce ministerstva na základě výsledků extenzometrických měření, monitoringu trhlin na zdivu budovy (sádrových terčů) a vývoje hladiny podzemních vod.

10.2.1 Odvodnění lokality

Vysoká hladina podzemní vody má díky svým vztlakovým silám, hlavně během výraznějších srážek, nepříznivý vliv na danou lokalitu. Pro eliminaci nepříznivého vlivu podzemní vody byly projektovány tři subhorizontální drenážované vrty v prostoru čelby protnuté svislými vrty se štěrkovou výplní (štěrkové piloty) pro zvýšení účinnosti a plošného dosahu odvodnění. Součástí projektu je i revize stávající dešťové kanalizace ulice Hlubočická v úseku sesuvu, protože bylo důvodné podezření, že již během prvotních pohybů svahu mohlo dojít k jejímu porušení a tak i k zatékání odpadní vody do těla sesuvu.

Jako první byla provedena kamerová prohlídka dešťové kanalizace v úseku dlouhém cca 50 m v okolí sesuvu. Zjištěná porušenost těsnosti kanalizace byla neprodleně odkryta a opravena.

Další činností bylo odvrtání pozorovacího hydrogeologického vrtu HV-1 do hloubky skalního podloží (cca 6 m). Vrt byl vystrojený PE perforovanou pažnicí Æ 110 mm s obsypem. Během této práce bylo instalováno 6 ks sádrových terčů na trhlinách zdiva budovy a opěrných zdí (ST-1 – opěrná zeď pod silnicí, ST-2 – zídka na severní hranici pozemku Pavláskových, ST-3 - západní stěna RD, ST-4 – suterénní garáž RD (zevnitř), ST-5 a ST-6 – trhliny v západní stěně budovy pod oknem v 1. NP (zevnitř)). Na terčících byl zapsán termín jejich instalace, v průběhu stavebních prací byly denně kontrolovány a posuny trhlin zaznamenány (po úplném porušení terče se vedle starého instaluje neprodleně terč nový), ve vrtu byla pravidelně měřena hladina podzemní vody (v průběhu sanačních prací rovněž denně).

Ve vytýčeném prostoru byla zřízena jáma pro hloubení horizontálních vrtů, o hloubce cca 2 m, délce 4,5 a šířce 3 m. Stěny jámy byly zajištěny rozepřenými štětovnicemi, na dno byly uloženy betonové panely pro ukotvení vrtné soupravy.

Dalším krokem bylo provedení instalace strojní vrtné soupravy do jámy a její ukotvení na panely. Poté se vytýčily směry jednotlivých vrtů na terénu a zahájily se vrtné práce.

Provedlo se odvrtání odtokového vrtu ve směru do údolí se sklonem –2^o vystrojeného PE trubkou Æ 160 mm. Délka vrtu 23 m.

Následně byly vyvrtány 3 odvodňovací vrty s počátečním sklonem vrtného soutyčí + 5^o, vystrojené perforovanou pažnicí PE Æ 110 mm s hrotem upraveným pro dodatečné zatlačování, do délky cca 1 - 2 m před projektovanou pozici svislé štěrkové piloty. V průběhu dovrtávání konečné délky každého vrtu bylo provedeno přesné dohledání jeho čelby (využitím pozemních detektorů kovů) a vytýčení pozice vrtu v cílovém prostoru. Toto vytýčení je nezbytné pro přesné nasměrování svislého vrtu štěrkové piloty. Horizontální odvodňovací vrty slouží k odvedení podzemních vod z prostoru pod ulicí Hlubočickou mimo sesuvné území. Délka jednotlivých vrtů činí cca 40 m, celkem bylo odvrtáno cca 120 m vrtů.

V místě vyznačeného průběhu horizontálního vrtu byl proveden svislý vrt Æ 430 mm (místo vrtu se muselo ručně odkrýt a to z důvodu blízkého uložení vedení inženýrských sítí). Po dosažení projektované hloubky vrtu pro štěrkovou pilotu byla dotlačena perforovaná pažnice horizontálního vrtu do konečné délky vrtu a provedla se kontrola protnutí obou vrtů. Následně byl svislý vrt zaplněn ode dna až do úrovně 2 m pod vozovkou hrubým drenážním štěrkem (odpovídajícím třídě zeminy G2), svrchní 2 m byly vyplněny dobře hutnitelným materiálem s plynulou křivkou zrnitosti a hutněny po vrstvách maximálně 0,3 m mocných.

Po dokončení všech tří vrtů a po odstěhování vrtné soupravy byla ve středu startovací jámy postavena kontrolní šachtice z betonových skruží Æ 800 mm s poklopem, s napojením vtoků horizontálních vrtů a výtoku do trubky Æ 160 mm. Následně byla startovací jáma v okolí šachtice odpažena a zasypána, zbylá zemina se rozprostřela po okolí (příloha č. 10b).

10.2.2 Kotvení základu RD a krajnice vozovky

Vzhledem k tomu, že v pozorovacím vrtu HV-1 došlo pouze k nepatrnému snížení hladiny podzemní vody, je zřejmé, že odvodňovací vrty nejsou dostatečně účinné. Zvodnělou smykovou plochu protínají až těsně pod odlučnou stěnou (tj. již poměrně vysoko) a navíc mimo hlavní trasu proudění podzemních vod. Vztlakové síly ve smykové ploše pod RD tak zejména díky nepropustnosti jílovitých půd podél vrtů nebyly eliminovány. Bylo tedy následně přistoupeno k silovému zajištění stability domu i ulice Hlubočické (II.etapa sanačních prací) (příloha č. 10c).

Nejprve by byl proveden výkop podél východní strany základů budovy, zde se zřídil ztužující železobetonový základový pás profilu 400 x 800 mm. Ještě před betonáží se zde zavrtaly a osadily tyčové kotvy (svorníky IBO) dlouhé cca 8 m (vetknuté 2 m do skalního podloží), ve sklonu 40⁰ od svislice, s injektáží kořenové části nejméně v délce 2 m. Osová vzdálenost kotev činí 0,6 m při počtu kotev asi 18.

Obdobným způsobem byla vyztužena nestabilní krajnice ulice Hlubočické v úseku 30 m. Nejprve došlo k vyhloubení výkopu pro trámec 400 x 800 mm, v němž by byly zavrtány a osazeny tyčové kotvy (svorníky IBO) a trubkové mikropiloty, položena armatura a následně provedena betonáž. Počet tyčových svorníkových kotev byl 19 ks (osová vzdálenost kotev je 1,5 m, délka cca 8 m, sklon 40⁰ proti svahu, kořen injektovaný v délce min. 2 m) a 7 ks svislých trubkových mikropilot (osová vzdálenost 4,5 m, délka cca 7 m, mikropilota Æ 160 mm, trubka Æ 89/10 mm), zajišťujících trámec proti pootočení.

V místě průběhu horizontálních vrtů byly kotvy vedeny tak, aby nedošlo k poškození vrtů či ucpání vrtů injektážní hmotou.

Na základě podrobného rozboru veškerých zjištěných informací bylo zhotovitelem stavby navrženo provedení svislých odvodňovacích vrtů přímo na těle sesuvu, v těsné blízkosti jednotlivých horizontálních odvodňovacích vrtů. Účelem navržených prací bylo protnutí zvodnělé smykové plochy v místě maximálních vztlakových sil a umožnit nastoupání vody do úrovně odtokového vrtu s následným odtokem samospádem, čímž dojde ke snížení vztlakových sil pod sesuvem na úroveň hloubky odtokového horizontu. Po odsouhlasení záměru s investorem byly provedeny svislé odvodňovací vrty HV-2 a HV-3. Pozitivní efekt po propojení vertikálních a horizontálních vrtů byl prakticky okamžitý (zejména v případě propojení vrtů OV-3 a HV-2), začalo prudké vystupování vod ze smykové plochy a jejich odtok vrty a potrubím do potůčku, po cca 1 hodině došlo k úplnému vyčerpání vodních zásob v sesuvu a odtok se ustálil na hodnotě jako před propojením vrtů (úroveň externího přítoku).

Bohužel, jak se časem ukázalo, je propojení horizontálního vrtu OV-3 a HV-2 náchylné na zanášení jemným kalem, čímž v čase klesá účinnost odvodnění a v pozorovacím vrtu HV-1 zvolna stoupá hladina vody (tj. rostou vztlakové síly ve smykové ploše sesuvu). Proto je nutno vývoj hladiny v pozorovacím vrtu HV-1 sledovat a včas reagovat pročištěním odvodňovacího systému. První pročištění bylo provedeno v rámci monitoringu sesuvu po ukončení stavebních prací, protože bylo zjištěno, že se hladina vody vyšplhala o 50 % původního snížení zpět. Čištění bylo provedeno pomocí pulzů tlakovou vodou do prostoru vrtu HV-2 v úrovni okolo horizontálního propojení vrtů. Po čištění se hladina vrátila na svou minimální úroveň.

10.2.3 Oprava podlahy garáže a zárubní zdi

Díky zemním tlakům při povodni byla porušena podlaha suterénní garáže a vyzdvižena až o 20 cm. Byla provedena destrukce této porušené podlahy a nahrazení nosnou železobetonovou deskou tlustou 200 mm, upnutou do obvodového zdiva pomocí zavrtaných ocelových trnů.

1) Bylo provedeno vybourání staré podlahy (cca 5 m³ betonu a hlíny).

2) V úrovni nosné desky nové podlahy bylo provedeno navrtání a osazení ocelových trnů do obvodového zdiva (délka trnů 500 mm, 250 mm vetknutí do zdi, betonářská ocel J Æ 25 mm, osová vzdálenost trnů 0,4 m, v místě prasklé nosné zdi v úseku 1 m na obě strany od trhliny v intervalu 0,2 m).

3) Zřízení podkladní vrstvy podlahy (zarovnání, pískový podsyp).

4) Položení armatury (2 x KARI síť 6,3 x 100 x 100 mm – při spodní a horní ploše podlahové desky).

5) Betonáž podlahy v tloušťce 0,2 m (cca 5 m³ betonu B 20).

6) Oprava zejících trhlin v nosném zdivu v úrovni suterénu - proinjektováním polyuretanovou pryskyřicí pomocí křížných vrtů na plochu trhliny s vertikální roztečí 0,3 m s ponecháním svorníků ve zdivu.

Betonová zídka byla opravena vybetonováním nové mírně vyztužené zídky s drenáží na rubové straně zdi. Rozměry zdi činí 3200 x cca 1500 x 450 mm. Zídka byla stabilizována dvěma tyčovými kotvami dlouhými 5 m.

Zídka před vjezdem do garáže je šikmo ukloněná a to pod úhlem cca +5°. Lze se o tom přesvědčit na fotografiích v příloze této práce č. 1.6.

10.2.4 Revize inženýrských sítí a oprava vozovky

Díky svahovému pohybu na této lokalitě mohlo dojít nejen k porušení již zmiňované dešťové kanalizace, ale i k poruše ostatních vedení, což by mohlo vést od dalších hospodářských ztrát až k fyzickým zranění místních obyvatel. Jedná se především o elektrické vedení, vodovod a plynovod. Proto muselo dojít ke kontrole i těchto vedení. Tyto práce provedly v koordinaci s realizátorem sanace příslušní správci těchto sítí.

V úrovni štěrkové piloty ŠP-1 bylo vybudováno příčné štěrkové žebro o šířce 800 mm, jako prostředek k odvodnění tras inženýrských sítí vedených pod vozovkou. Podél těchto inženýrských sítí může rovněž docházet k prosakování vod ze širšího okolí do prostoru sesuvu. Vody zachycené žebrem jsou svedeny do dešťové kanalizace.

Konečnou etapou sanace bylo položení nového asfaltového krytu vozovky na porušené ploše (cca 100 m²).