9. Zakládání staveb v sesuvných oblastech

Díky úbytku vhodných míst pro zástavbu vzniká potřeba (a mnohdy ani jiná možnost není) stavět objekty na územích dříve označovaných za nevhodná. Těmto pozemkům někdy může být dávána přednost např. i z důvodů atraktivního výhledu, přírodního prostředí apod. Dnes již lze stavět na zeminách s nízkou únosností, vysokou stlačitelností a také na územích ohrožených svahovými deformacemi. V těchto případech je potřeba při zakládaní staveb volit vhodné postupy, přestože tyto představují zvýšení nákladů na stavbu.

Základ tvoří kvalitní geologický průzkum, který v zájmové oblasti vymezuje všechny existující svahové deformace a stanovuje jejich typ a současný stupeň aktivity. Vzhledem k tomu, že pohyby mají nejrůznější charakter a způsob ohrožení uvažované zástavby, nelze žádný zásah do svahu realizovat bez dokonalé znalosti mechanismu svahového pohybu, jeho příčin a historie vývoje svahu. Hlavním úkolem při výstavbě v sesuvné lokalitě je zajistit stabilitu území (viz. kapitola 5). Pro její dosažení má prvořadý význam stanovení průběhu smykových ploch, které představují rovněž základní podklad pro výpočet a posouzení stability sesuvného území.

Pro úspěšné provedení výstavby na územích postižených nebo ohrožených svahovou deformací je nutné dodržet určité zásady a postupy zakládání staveb. Následující část bude věnována těmto obecným zásadám, které lze rozdělit do následujících skupin:

1) zakládání staveb na potenciálně ohrožených svazích, na kterých je základní podmínkou výstavby podrobný geologický průzkum, případně geotechnický monitoring, prováděný s dostatečným předstihem před stavbou (viz kapitola 5 - Metody inženýrskogeologického průzkumu svahových deformací a kapitola 6 - Geotechnický monitoring). Na těchto územích zakládat lze, a to za předpokladu, že stavební zásah zvýší stupeň stability a sníží tak pravděpodobnost vzniku sesuvu na únosnou míru (obr. 9.1).

2) zakládání staveb na územích, která již byla postižena svahovými pohyby. Rozhodující je stupeň porušení svahu, rozsah a způsob stabilizace, byla-li provedena. Zakládat stavby v oblastech s aktivními svahovými pohyby není možné, dokud svah není dostatečně stabilizován.

2.1 Zakládání staveb na sesuvech uklidněných v potenciálně rovnovážném stavu (přirozená stabilizace) bez antropogenních zásahů. Mimo výše zmíněné (základem je vždy geologický průzkum, geotechnický monitoring) jsou uvedeny způsoby, kdy se může stavět.

· Důsledně odvodnit svah (viz. kap. 8 – Metody ochranných a sanačních opatření a jejich kontrola).

· Neodtěžovat materiál v patě svahu. V případě přesunů je nutno nejdříve odebírat hmoty z horní části svahu (aktivní oblast) a umisťovat je do části spodní (pasivní oblast) – viz obr. 9.2.

· Těžší objekty situovat do dolní části svahu po provedení terénních úprav, a pak případně lehčí objekty do horní části (obr. 9.2).

· Hloubkově zakládat je nutno pod nejhlubší smykovou plochu (obr. 9.3).

· Zásahy v sesuvném území je vždy nutno hodnotit komplexně, včetně souvisejících dílčích staveb, jako jsou např. budování komunikací, vedení inženýrských sítí. Stavby inženýrské infrastruktury je potřeba vést proti spádnicím svahů, resp. ve směru sesouvání, nikdy ne kolmo na svah (tzn. rovnoběžně s vrstevnicemi), vše ve vazbě na celkový odvodňovací systém lokality.

2.2 Zakládání staveb na sesuvech stabilizovaných statickými prvky, které již byly vybudovány (např. pilotové stěny, zápory), je možné provádět tak, aby stavby nebyly ovlivněny případnými doznívajícími svahovými pohyby. Zakládání nad těmito záporami, popř. nad pilotovými stěnami, je možné v podstatě bez omezení nebo s malými omezeními (např. časová prodleva; dimenzování nosných konstrukcí, aby byly schopné přenášet větší přetvoření než je obvyklé). Při výstavbě např. ve spodní části svahu, která staticky zajištěna není, se musí postupovat stejně jako v předchozím odstavci. Např. v oblasti stabilizované kotvenou pilotovou stěnou se v horní části území plošně zakládají objekty až po zakotvení stěny (obr. 9.4). Alternativou může být i výše zmiňované hloubkové pilotové založení budovy (obr. 9.3).

Při plánování výstavby komunikací, vedoucích přes sesuvná území, je vhodné volit trasu tak, aby sesuvné území protínaly v násypu (v dolní části) nebo v odřezu (v horní části - obr. 9.5). Uplatňuje se zde výše uvedený princip přesunu materiálu ve svazích (obr. 9.2).

Není-li možné vyhnout se nestabilní části oblasti, lze násyp opřít např. o pilotovou stěnu, případně celé sesuvné území přemostit, v extrémním případě překonat tunelem (obr. 9.6 - viz. kap. 8 – Metody ochranných a sanačních opatření a jejich kontrola, blíže specifikováno v podkapitole 8.6 Zvláštní opatření). Při zakládání silničních těles se rovněž využívají podepřené a kotvené opěrné zdi nebo estakády (obr. 9.6).

Při rozhodování o umístění komunikací je důležité uvažovat i o hydrogeologických poměrech. Hlavní zásadou je, aby silniční těleso nikdy neleželo na území, v němž působí velký vztlak podzemní vody. V plochých údolích, v oblastech mladších sedimentárních pánví, bývá dno vyplněno nepropustnými jílovitými splachy, pod kterými leží propustnější horniny (obr. 9.7). Ty do deprese přivádějí vodu z okolního území. Velký vztlak oslabuje i prosté výkopy příkopů a způsobuje svahové pohyby. V tomto případě se jako nejúspornější jeví přemístění trasy na bok údolí a jeho lokální drénování (Záruba, Mencl, 1987).

Příkladem výstavby komunikace je budování obchvatu Mostů u Jablunkova – silnice číslo I/11 Novosad, 1995, 2002). Ve vrcholovém úseku Jablunkovského průsmyku prochází komunikace v zářezu až 16 m hlubokém ve starých svahových deformacích. Návrh stabilizace zářezu vycházel z předpokladu, že současný stupeň stability starých svahových deformací je blízký jedné pro extrémní klimatické podmínky (dlouhodobé vytrvalé deště, rychlé tání sněhu a pod.). Technické řešení zářezu bylo proto navrženo tak, aby oproti současnému stavu vzrostl stupeň stability minimálně o 10 – 15%. Toho bylo dosaženo jednak výstavbou pilotové stěny (obr. 9.8) vetknuté 8 – 14 m do horninového masivu a kotvené až 45 m dlouhými kotvami, jednak snížením hladiny podzemní vody ve svahu nad pilotovou stěnou o 4 - 6 m subhorizontálními drenážními vrty. Funkce stabilizačních opatření je kontrolována systematickým monitorováním hladiny podzemní vody, měřením napětí v kontrolních kotvách a přesnou inklinometrií ve vrtech procházejících kontrolními pilotami a jejich podložím do hloubky 8 - 14 m. Z měření napětí v kotvách vyplynulo, že v několika kritických úsecích, po počátečním poklesu napětí po zakotvení, došlo k jeho opětovnému zvýšení nad původní úroveň. To lze považovat za indikaci aktivizace kotvení pilotové stěny a stupeň bezpečnosti lze vyjádřit podílem mezního a skutečného napětí v kotvách.

Moderní způsob zakládání na svazích postižených svahovými pohyby představuje použití tzv. observační metody. Součástí této metody je dílčí stabilizace (např. dílčí odvodnění) a použití geotechnického monitoringu pro sledování dalších případných svahových pohybů. Pokud nastanou, jsou připravena další opatření ve formě postupných sanačních kroků (např. u plynovodu se provede odkopání - obr. 9.9, rozřezání a nadstavení potrubí - Novosad, Pekař, Částečka, 2003).

Příkladem použití observační metody je vedení vysokotlakého plynovodu přes potenciální sesuv v obci Vsetín – Střelná. Trasa plynovodu DN 500 prochází oblastí velmi náchylnou k sesouvání (obr. 9.10, 9.11). Jako řešení pro snížení rizik, vyplývajících z možnosti neočekávaného porušení integrity plynovodu svahovými pohyby, byla trasa v maximální možné míře vedena mimo sesuvná území. Pokud to nebylo možné, byly původně zvažovány dvě koncepce.

První představovala preventivní stabilizaci všech aktivních sesuvů a podstatné zvýšení stability sesuvů potenciálních. Při celkové šířce sesuvných území cca 2 200 m by se náklady na stabilizaci a nezbytný kontrolní systém pohybovaly v rozmezí 70 – 110 milionů Kč (v nákladech není zahrnut náklad na drenážní systém budovaný ve společné stavební rýze s plynovodem).

Druhá varianta uvažuje o modifikaci observační metody (video 9.1 – Vsetín, Střelná). Pro zvýšení stability se realizují dílčí opatření, zahrnující důsledné a kontrolované odvodnění, instalaci kvazi-kontinuálního automatického monitoringu změn axiálních napětí v nejvíce rizikových úsecích a observaci namáhání potrubí plynovodu svahovými pohyby.

Skutečné náklady na instrumentaci pro měření změn axiálních napětí v 77 kontrolních profilech dosáhly pouze asi 16-25% nákladů na preventivní stabilizaci. Systém pro kontrolu axiálních napětí umožňuje v případě pomalých pohybů realizovat podle potřeby opakované opravy vlastního plynovodu uvolněním zvýšeného napětí za cenu podstatně nižší než preventivní stabilizace. Nutnost stabilizace sesuvu nelze zcela vyloučit, avšak je málo pravděpodobné, že po dobu životnosti plynovodu bude nutno stabilizovat většinu potenciálně nestabilních svahů. Na tomto předpokladu je založena úvaha očekávaných významných úspor ve srovnání s celkovými náklady na preventivní stabilizaci.

Po realizaci opatření na počátku října 2001 (odkopání - viz. obr. 9.9) bylo na časovém průběhu změn axiálních napětí patrné, jak po odkrytí kleslo průměrné napětí v tlaku o cca 25 MPa (obr. 9.12). Po opětovném zasypání došlo v důsledku zatížení a konsolidace písku v podsypu k průhybu potrubí, který byl však podstatně menší než před uvolněním. Měřením byl doložen výsledný pokles maxima v tahu o cca 95 MPa a maxima v tlaku o cca 130 MPa. (Novosad, Pekař, Částečka, 2003).

Důležitým předpokladem úspěšnosti zvoleného řešení je spolehlivost kontrolního systému (video 9.2 – Objekt měřící ústředny), jehož významným úkolem je zabránit neočekávané poruše plynovodu svahovým pohybem.

Jestliže deformace nezpůsobila neopravitelné porušení statiky například rodinného domu, vystavěného na sesuvu, který se oživil, lze tyto domky obvykle rychle a účinně sanovat. V případě lokality Jablůnka - Háje (obr. 9.13) dosáhl celkový pohyb před stabilizací sesuvu číslo S5-2 asi 40 – 50 cm. Rodinné domky byly sanovány převážně stažením základové konstrukce věnci a lany. Takto zabezpečené stavby vydržely i doznívání pohybu, který dlouhodobě probíhá i po stabilizaci svahu (Novosad, Dubová, 1998).