=================================================================================================== INŽINIERSKOGEOLOGICKÝ A HYDROGEOLOGICKÝ PRIESKUM, GEOLOGICKÉ A SANAČNÉ PRÁCE PRE OCHRANU ŽIVOTNÉHO PROSTREDIA =================================================================================================== OBJEDNÁVATEĽ GEOLOGICKÝCH PRÁC ZHOTOVITEĽ GEOLOGICKÝCH PRÁC : Mesto Prešov : GEOPOL PREŠOV, s.r.o. NÁZOV GEOLOGICKEJ ÚLOHY : IGP - Prepojenie komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom DRUH GEOLOGICKEJ PRÁCE ETAPA PRIESKUMU ZODPOVEDNÝ RIEŠITEĽ RIEŠITEĽ : Inžinierskogeologický prieskum : Podrobný : Ing. Pavel Polák : Ing. Jakub Opočenský Prešov, 14.11.2017... Meno a podpis štatutárneho orgánu zhotoviteľa geologických prác Číslo úlohy: 133/17/G Výtlačok č.: 1 REGISTRAČNÉ ČÍSLO GEOFONDU: 550/2017
OBSAH 1. GEOLOGICKÁ ÚLOHA A ÚDAJE O ÚZEMÍ... 4 1.1 Úvod... 4 1.2 Vymedzenie a cieľ geologickej úlohy... 4 1.2.1 Základné údaje o geologickej úlohe... 4 1.2.2 Vymedzenie skúmaného územia a základné administratívne údaje... 4 1.3 Použité podklady... 5 1.4 Preskúmanosť územia... 6 2. CHARAKTERISTIKA PRÍRODNÝCH POMEROV... 6 2.1 Geomorfologické pomery... 6 2.2 Geologické pomery... 7 2.3 Hydrogeologické pomery... 7 2.4 Klimatické pomery... 8 2.5 Geodynamické javy a seizmicita územia... 9 3. POSTUP RIEŠENIA GEOLOGICKEJ ÚLOHY... 10 3.1 Metodika a rozsah prieskumných prác... 10 3.2 Prieskumné technické práce... 11 3.3 Vzorkovacie práce... 12 3.4 Laboratórne práce... 12 3.5 Inklinometrické merania... 13 3.6 Režimové merania hladín podzemných vôd... 13 3.7 Statické zaťažovacie skúšky doskou... 13 3.8 Meračské práce... 13 4. VÝSLEDKY GEOLOGICKEJ ÚLOHY... 14 4.1 Inžinierskogeologické a stabilitné pomery predmetného územia... 14 4.2 Podmienky a faktory vzniku a vývoja svahových deformácií... 19 4.3 Hydrogeologické pomery predmetného územia a režimové merania... 20 4.4 Zhodnotenie inžinierskogeologických a geotechnických pomerov existujúcej cestnej komunikácie... 21 4.5 Základové pomery uvažovanej cestnej komunikácie... 24 5. NAVRHOVANÉ SANAČNÉ OPATRENIA PREDMETNÉHO ÚZEMIA... 26 6. ZÁVER... 29 7. ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY... 31 PRÍLOHOVÁ ČASŤ Príloha č.1 Príloha č.2 Príloha č.3 Príloha č.4 Príloha č.5 Príloha č.6 Príloha č.7 Príloha č.8 Príloha č.9 Príloha č.10 Lokalita - širšie vzťahy Geologická mapa skúmaného územia Letecký snímok skúmaného územia Situácia geologických diel Geologická dokumentácia piezometrických, inklinometrických a prieskumných vrtov Vyhodnotenie archívnych vrtov Geologické rezy Výsledky inklinometrických meraní Výsledky kontrolných zaťažovacích skúšok Výsledky laboratórnych skúšok mechaniky zemín a protokoly o skúške zemín 2
Zoznam obrázkov Obr. 1 Lokalita - širšie vzťahy... 5 Obr. 2 Lokalizácia skúmaného územia v geomorfologickom členení SR, (Mazúr a Lukniš, 1986)... 6 Obr. 3 Lokalizácia skúmaného územia v mape hydrogeologických regiónov SR (Malík a Švasta, 2002)... 8 Obr. 4 Lokalizácia skúmaného územia v mape klimatických oblastí (Lapin et al., 2002)... 9 Obr. 5 Aktívny zosuv 1 - ulica Pod Šalgovíkom, 2005... 16 Obr. 6 Akumulačná časť aktívneho zosuvu 1, 2005... 16 Obr. 7 Aktívny zosuv 2, pod točňou MHD, 2005... 16 Obr. 8 Profil kopanej sondy - SZS-1... 22 Obr. 9 Realizácia SZS-1... 22 Obr. 10 Trhliny v SZS-1... 22 Obr. 11 Profil kopanej sondy - SZS-2... 23 Obr. 12 Realizácia SZS-2... 23 Obr. 13 Trhliny v SZS-2... 23 Obr. 14 Nefunkčné subhorizontálne odvodňovacie vrty (aktívny zosuv 1)... 26 Obr. 15 Ideový návrh sanačných opatrení predmetného územia (Pod Šalgovíkom)... 28 Zoznam tabuliek Tab. 1 Základné katastrálne údaje o skúmanom území... 4 Tab. 2 Mesačné a ročné úhrny zrážok - stanica Prešov - Planetárium (obdobie 2000-2010)... 9 Tab. 3 Výsledky klasifikačných rozborov porušených vzoriek zemín... 12 Tab. 4 Výsledky klasifikačných rozborov neporušených vzoriek zemín... 13 Tab. 5 Výsledky klasifikačných rozborov technologických vzoriek zemín... 13 Tab. 6 Zameranie geologických diel... 14 Tab. 7 Geotechnické charakteristiky zemín zosuvného delúvia a neogénneho podložia... 19 Tab. 8 Hydrogeologické parametre - úrovne hladín podzemných vôd... 21 Tab. 9 Režimové merania hladín podzemnej vody... 21 Tab. 10 Výsledky statických zaťažovacích skúšok... 23 Tab. 11 Pomer únosnosti zemín - CBR... 24 Tab. 12 Proctor standard, metóda A... 24 Tab. 13 Klasifikácia zemín pre pozemné komunikácie... 25 3
1. GEOLOGICKÁ ÚLOHA A ÚDAJE O ÚZEMÍ 1.1 Úvod Na základe zmluvy o dielo č. 201700616 medzi objednávateľom geologických prác Mesto Prešov a zhotoviteľom geologických prác spoločnosťou GEOPOL PREŠOV, s.r.o. zo dňa 12.07.2017, účinnej od 14.07.2017 bol realizovaný podrobný inžinierskogeologický prieskum predmetnej stavby. Geologické práce boli realizované výlučne podľa schváleného Projektu geologickej úlohy: Prešov - prepojenie komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom a dobudovanie trolejového vedenia vypracovaného RNDr. Jánom Grechom - Penetra dňa 23.5.2017. 1.2 Vymedzenie a cieľ geologickej úlohy 1.2.1 Základné údaje o geologickej úlohe,, Názov úlohy: Číslo úlohy: Registračné číslo geofondu: 550/2017 133/17/ G (GEOPOL PREŠOV, s.r.o.) Dátum realizácie Júl - November 2017 Dátum vyhotovenia: November 2017 Druh prác: Etapa prieskumu: Objednávateľ: Zhotoviteľ: Zodpovedný riešiteľ: Riešiteľ: Inžinierskogeologický prieskum Podrobný prieskum Mesto Prešov, Hlavná 73, 080 01 Prešov GEOPOL PREŠOV, s.r.o., Masarykova 11, 080 01 Prešov Ing. Pavel Polák Ing. Jakub Opočenský Štatutárny zástupca zhotoviteľa: Ing. Pavel Polák, konateľ 1.2.2 Vymedzenie skúmaného územia a základné administratívne údaje Záujmové územie sa nachádza vo východnej časti intravilánu katastrálneho územia mesta Prešov, medzi sídliskom Sekčov a miestnou časťou Šalgovík. Skúmané územie boli rozdelené na dva mikrorajóny z dôvodu administratívneho členenia katastrálnych území (Prešov - Ľubotice). Dotknuté parcely predmetného prieskumu sú C-KN 14297/3, 16341/1, 14307/9, 14307/21 a 16341/9, ktorého vlastníkom je Mesto Prešov. Miesto prieskumu je zakreslené na priloženom výreze mapy - Obr.1, číslo mapového listu 37-22-05, v prílohe č.1 Lokalita - širšie vzťahy a v prílohe č.3 Letecký snímok skúmaného územia. Tab. 1 Základné katastrálne údaje o skúmanom území Názov katastrálneho územia Prešov Kód katastrálneho územia 849 502 Názov okresu Prešov Kód okresu 707 Názov kraja Prešovský Kód kraja 7 List mapy M 1:10 000 37-22-05 4
1.2.3 Účel a ciele geologickej úlohy Obr. 1 Lokalita - širšie vzťahy Účelom realizovaného podrobného inžinierskogeologického prieskumu je zhodnotenie inžinierskogeologických, hydrogeologických a stabilitných pomerov pre uvažované dobudovanie komunikácie prepojenia ul. Sibírskej - Pod Šalgovíkom v Prešove. Prieskum pozostával z rekognoskácie terénu, vrtných prác, laboratórnych prác, realizácie statických zaťažovacích skúšok, inklinometrických meraní, meračských prác, terénnych prác, štúdia archívnych materiálov, spracovania geologickej dokumentácie a vypracovania záverečnej správy. Cieľom inžinierskogeologického prieskumu bolo: - zistiť inžinierskogeologické a hydrogeologické pomery skúmaného územia, - zistiť geologicko-úložné pomery územie pre uvažované dobudovanie komunikácie, - zatriediť zeminy podľa STN 72 1001, 73 1001, 73 3050 a ostatných príslušných noriem, - realizácia inklinometrických vrtov SSI-4, SSI-5, - realizácia hydrogeologických (piezometrických) vrtov SSP-6, SSP7, - realizácia prieskumných vrtov SS-1, SS-2 a SS-3, - určiť úroveň hladiny podzemnej vody, - realizácia režimových meraní na realizovaných vrtoch SSP-6 assp-7 počas trvania prieskumu, - posúdiť stabilitné pomery skúmaného územia, - navrhnúť sanačné a stabilizačné opatrenia skúmaného územia. 1.3 Použité podklady Na vypracovanie záverečnej správy boli použité nasledovné podklady: - zmluva o dielo č.201700616 zo dňa 12.07.2016 (Mesto Prešov - GEOPOL PREŠOV, s.r.o.), - projekt geologickej úlohy: Prešov - prepojenie komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom a dobudovanie trolejového vedenia zo dňa 23.05.2017 (RNDr. Ján Grech - Penetra), 5
- situácia navrhovaných a prieskumných objektov M 1:1000, - geologické a inžinierskogeologické mapy v mierke 1:100 000 a 1:50 000 skúmaného územia - obhliadka skúmaného územia a jeho okolia, fotodokumentácia - prvotná a druhotná geologická dokumentácia 1.4 Preskúmanosť územia Pri spracovaní predkladanej záverečnej správy boli využité výsledky prieskumných prác realizovaných inžinierskogeologických prieskumov v danej oblasti: 1) JÁNOŠ, J. a kol., 1988: Záverečná správa Prešov - svahové poruchy na okraji sídliska SEKČOV, orientačný inžinierskogeologický prieskum, IGHP š.p. Košice, 2) GRECH, J., 2005: Záverečná správa Prešov - riešenie havarijného stavu ul. Pod Šalgovíkom, doplnkový inžinierskogeologický prieskum, GEO TRANS Ľubomír Ličák, Fulianka, 3) SPIŠÁK, Z. a kol., 2017: Záverečná správa Ľubotice - lokalita Pod Vodojemom, podrobný inžinierskogeologický prieskum, TERRA - GEO, s.r.o., Košice, Z dôvodu spresnenia úložných geologických pomerov a geotechnických vlastností zemín pre uvažované dobudovanie komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom a posúdenie stabilitných pomerov predmetného územia boli realizované prieskumné práce, ktoré sú dokumentované v tejto záverečnej správe. 2. CHARAKTERISTIKA PRÍRODNÝCH POMEROV 2.1 Geomorfologické pomery Podľa geomorfologického členenia Slovenska (Mazúr a Lukniš, 1986), patrí záujmové územie do provincie Západné Karpaty, subprovincie Vonkajšie Západné Karpaty, oblasť Lučenecko - košická zníženina, do celku Košická kotlina a oddielu Toryská pahorkatina (Obr.2). Obr. 2 Lokalizácia skúmaného územia v geomorfologickom členení SR, (Mazúr a Lukniš, 1986) Vlastnosti reliéfu a jeho morfologická modelácia sú úzko späté s charakterom geologického substrátu a preto základné typy reliéfu v širšom okolí záujmového územia korešpondujú so základnými geologickými jednotkami, podieľajúcimi sa na jeho geologickej stavbe. V hodnotenom území a jeho širšom okolí potom môžeme z hľadiska typizácie reliéfu vyčleniť tieto základné typy: 6
- reliéf nivy a terás toku Sekčov - reliéf svahov a chrbtov neogénnej kotliny - reliéf vulkanického pohoria Reliéf nivy a terás toku Sekčova je tvorený rovinou a mierne zvlnenou rovinou na fluviálnych riečnych sedimentoch - riečnych štrkoch holocénneho veku a mierne sa zvažujúcim reliéfom zachovaných pleistocénnych a holocénnych proluviálnych kužeľov. Reliéf svahov a chrbtov neogénnej kotliny vytvára pestrú mozaiku chrbtov, svahov a údolí pahorkatinného charakteru na ílovitom a ílovito - piesčitom podloží. Údolia miestnych vodných tokov a priľahlé svahy sú najčlenitejšími časťami územia. Svahy sú erózneho pôvodu, vyvinuli sa v dôsledku hĺbkovej a bočnej erózie vodných tokov. Poriečne nivy sú úzke, na niektorých miestach minimálne vyvinuté. Osobitným fenoménom tohto typu reliéfu je náchylnosť na vznik a vývoj svahových deformácií, hlavne typu zosúvania. 2.2 Geologické pomery Na geologickej stavbe širšieho okolia záujmového územia sa podieľajú neogénne súvrstvia kladzianskeho súvrstvia (stredný - vrchný karpat) a kvartérne sedimenty. Geologická mapa skúmaného územia sa nachádza v samostatnej prílohe č.2. Kladzianske súvrstvie v priestore Košickej kotliny sa pozvoľna vyvíja zo soľnobanského súvrstvia, alebo ostro nasadá na teriakovské súvrstvie, v južnej časti kotliny priamo nasadá na mezozoické podložie. Prevládajúcim litotypom sú prachovité ílovce, ktoré lokálne prechádzajú do prachovcov. Sú prevažne slabo vápnité, relatívne pestré, s hnedožltými až hnedobordovými škvrnami. V pripovrchovej zvetranej vrstve majú sedimenty charakter ílov, piesčitých ílov a pieskov ( Kaličiak, et al., 1991). Kvartérne sedimenty sú v širšom okolí prieskumného územia zastúpené fluviálnymi, proluviálnymi a deluviálnymi sedimentmi. Fluviálne sedimenty sú zastúpené holocénnymi až mladopleistocénnymi náplavami potoka Sekčov, pričom ide o štrkovité až piesčito-štrkovité sedimenty dobre zachovanej aluviálnej nivy. Materiál štrkov tvoria suboválne až subangulárne valúny pestrého petrografického zloženia. Štrky dnovej výplne sú prekryté pomerne hrubou vrstvou povodňových hlín. Proluviálne sedimenty zastupujú strednopleistocénne a vrchnopleistocénne náplavy potoka Delňa. Strednopleistocénne proluviálne sedimenty (mindel) s pokryvom sprašových hlín vytvárajú najstaršiu generáciu náplavových kužeľov na západnom úpätí Slanských vrchov. Pôvodný, charakteristicky vejárovitý tvar kužeľa bol neskoršími erózno - denudačnými procesmi značne poznačený, v súčasnosti vystupujú len jeho relikty. Deluviálne sedimenty (sedimenty zosuvných delúvií) majú z kvartérnych sedimentov v širšom okolí najväčšie plošné rozšírenie. Ide prevažne o súdržné zeminy s premenlivým obsahom valúnov degradovaných pleistocénnych kužeľov s výraznou prevahou andezitových valúnov a hrubopiesčitého andezitového detritu. Deluviálne sedimenty tvoria povrchovú vrstvu hlavne na hladko modelovaných svahoch kotlinovej pahorkatiny a miernych úvalinách a dolinkách. 2.3 Hydrogeologické pomery V širších vzťahoch sa územie z hydrogeologicko-štruktúrneho hľadiska člení na nádrže vrstvových vôd v sedimentárnych kolektoroch kvartéru a neogénu Košickej kotliny a na hydrogeologický masív vulkanitov Slanských vrchov. Podľa hydrogeologickej rajonizácie Slovenska (Šuba et al., 1984), 7
spadá záujmové územie do hydrogeologického rajóna NQ 123 - Neogén v časti Košickej kotliny a V 111 - Neovulkanity Slanských vrchov (Obr. 3). Neogénne sedimenty v Košickej kotline sú v spodnej časti tvorené prevažne pelitickými sedimentmi, miestami s polohami pieskovcov. Tieto súvrstvia nevytvárajú vhodné prostredie pre akumuláciu výdatnejších zdrojov podzemných vôd, pričom výdatnosť nepresahuje 0,5l.s -1. Hydraulické vlastnosti neovulkanitov Slanských vrchov do značnej miery závisia od tektonického porušenia. Zvýšenú puklinovú priepustnosť majú najmä vrchné a čelné partie lávových prúdov a brekciovitých andezitov. Z hydrogeologicko-štruktúrneho hľadiska možno komplexy neovulkanitov pokladať za hydrogeologický masív, t. j. horninový komplex so sústredením obehu podzemných vôd do pripovrchovej zóny s výrazne vyššou priepustnosťou oproti hlbším častiam masívu. Obr. 3 Lokalizácia skúmaného územia v mape hydrogeologických regiónov SR (Malík a Švasta, 2002) Najvýznamnejším kvartérnym kolektorom sú fluviálne hrubozrnné štrky dnovej výplne potoka Sekčov a čiastočne aj hrubozrnné štrky proluviálnych kužeľov. Význam fluviálnych náplavov potoka Sekčov s odhadovaným koeficientom filtrácie 10-5 až 10-6 m.s -1 je však limitovaný ich malou hrúbkou 3,0-4,0 m. Hrubozrnné štrky proluviálnych kužeľov s odhadovaným koeficientom filtrácie 10-6 až 10-7 m.s -1 vzhľadom na ich pozíciu voči eróznej báze predstavujú kolektor podzemnej vody len lokálneho významu. Akumulácie štrkov sú na svahoch kotlinovej pahorkatiny odvodňované sériou vrstvových prameňov a na mnohých miestach priamo dotujú existujúce zosuvy, čím dochádza k zvýšeniu hladiny podzemnej vody vo svahoch a zvýšeniu vztlakových účinkov. 2.4 Klimatické pomery Podľa mapy klimatických oblastí (Lapin et al., 2002) obr. 4, študované územie zaraďujeme do teplej oblasti (T), ktorá sa vyznačuje počtom priemerne 50 a viac letných dní za rok (s denným maximom teploty vzduchu 25 C). Záujmové územie sa nachádza v okrsku T7 (teplý, mierne vlhký okrsok, s chladnou zimou). Podľa mapy klimatickogeografických typov (Tarábek, 1980) sa jedná o územie s kotlinovou klímou charakterizovanou veľkou inverziou teplôt, mierne suchou až vlhkou, teplou. Ročné úhrny zrážok v tejto oblasti dosahujú 650-680 mm. 8
Obr. 4 Lokalizácia skúmaného územia v mape klimatických oblastí (Lapin et al., 2002) Územie patrí do mierne teplej kotlinovej klímy. Ročný priemer teplôt sa v oblasti pohybuje okolo 8-9 C. Najchladnejším mesiacom v priemere je január s priemernou mesačnou teplotou - 3,5 C, najteplejším mesiacom je august s priemernou mesačnou teplotou 19 C. Za posledných päť rokov najnižšia priemerná mesačná teplota dosiahla - 5,6 C. V lete maximálna teplota za spomínané obdobie vystúpila v mesačnom priemere na 20,7 C. V poslednom meranom roku 2004 dosiahla priemerná mesačná teplota 8,0 C. Minimálna priemerná teplota v januári bola - 4,8 C a maximálna priemerná teplota bola v júli 18,1 C. Tab. 2 Mesačné a ročné úhrny zrážok - stanica Prešov - Planetárium (obdobie 2000-2010) Rok I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII spolu 2000 36,1 40,3 44,8 47 76,5 83,4 140,9 45,7 51,5 3 32,7 34,6 636,5 2001 45,5 12,8 59 66,3 20,9 93,1 156,1 21,8 69,6 17 46,8 10,7 619,6 2002 9 9 6,7 16 62,2 90,1 145,9 58,4 70,2 73,3 13 21,5 575,3 2003 29,2 28 13,2 33,1 87,6 42 97 58,5 65 53,2 19,3 13,9 540,0 2004 16 56,7 15,2 38,6 104,9 115,6 275,6 89,7 27,7 57,2 55,7 7 859,9 2005 31,6 30,2 6,3 53,4 96,4 90,3 162,3 206,7 87 11,5 21,5 54,1 851,3 2006 10,2 21,7 55,5 31,4 111,6 130,9 13,4 110,9 6,1 23 4,3 7 526,0 2007 44,3 39,3 31,2 11,7 48,4 83,9 109,6 61,8 135,2 76,8 21,4 25,4 689,0 2008 22,3 2,9 28,5 38,8 32,9 59 196 70 51,6 45,3 20,8 51,7 619,8 2009 42,1 36,8 47,2 42,7 49,1 73,3 97,2 93,4 67,2 76,2 68,5 37,4 731,1 2010 42,3 25,7 18,2 64,6 193 143,5 162,3 84,4 62,6 23,0 2.5 Geodynamické javy a seizmicita územia Podľa inžinierskogeologickej klasifikácie geodynamických javov (Ondrášik, 1984) sa v záujmovom území vyskytujú: - svahové pohyby - erózia - seizmicita Medzi najvýznamnejšie geodynamické procesy patria v predmetnom území svahové pohyby a svahová erózia. 9
Svahové pohyby Svahové pohyby predstavujú najtypickejší a morfologicky najvýraznejší geodynamický proces v hodnotenom území. Existujúce geologické, geomorfologické a hydrogeologické pomery hlavne po obvode mohutných akumulácií niekoľkých generácií pleistocénnych proluviálnych kužeľov potokov Delňa a Šebastovka, ktoré teleskopicky do seba zapadajú od okraja pohoria až po okraj aluviálnej nivy Torysy. Hĺbkovou eróziou bol obnažený styk hrubozrnných - kamenitých a balvanitých andezitových štrkov a podložných, plastických neogénnych ílov. Priesaky podzemnej vody na báze hydrogeologického kolektora následne spôsobili (a spôsobujú) výrazné zníženie šmykových parametrov zemín zóny zvetrávania neogénneho podložia a následné zosúvanie svahov v podobe plošných a najmä frontálnych zosuvov po zložených rotačno - planárnych a rotačných šmykových plochách. Prevažná časť zosuvov je potenciálnych, po extrémnych zrážkach v roku 2010 však na mnohých miestach došlo k reaktivizácii svahových pohybov a vzniku aktívnych foriem zosúvania (hlavne mimo záujmové územie). Erózia Výmole a erózne ryhy sú jednými z rozšírených foriem svahovej modelácie a geodynamických javov tak v území budovanom súvrstviami neogénu a paleogénu, tak aj v pokryvných kvartérnych sedimentoch. Výhodné podmienky pre rozvoj výmoľovej svahovej erózie sú dané malou priepustnostou podkladu a jeho ílovito-hlinitých zvetralín. Z toho dôvodu je infiltrácia zrážkových vôd malá a prevláda povrchový odtok (špecifický povrchový odtok je 15-25 l.s -1 km -2 ). Väčšina zrážkových vôd rýchlo odteká po povrchu najmä tam, kde bol porušený pôvodne súvislý porast. Zo zostavenej mapy inžinierskogeologickej rajonizácie je zrejmé, že hlboko založené erózne ryhy kontrolujú priebeh hlavne hlboko zarezaných potokov zhruba V-Z smeru, ktoré segmentujú plošne rozsiahle akumulácie proluviálnych štrkov s pokryvom polygenetických hlín. Charakteristický je retrográdny postup vývoja týchto eróznych rýh a doliniek, t. j. potupujú od západu smerom na východ, miestami vo východnej časti pozvoľné zanikajú na plochom teréne proluviálnej roviny. Seizmicita Podľa seizmotektonickej mapy Slovenska projektovaná trasa R4 prechádza územím s výskytom seizmických otrasov s intenzitou od 7 stupňov MSK - 64. Podľa STN EN 1998-1/NA/Z2 Navrhovanie konštrukcií na seizmickú odolnosť, predmetná lokalita sa nachádza v zdrojovej oblasti seizmického rizika s hodnotou referenčného špičkového seizmického zrýchlenia a gr = 0,40 m.s -2. Z hľadiska vplyvu lokálnych vlastností podložia na seizmický pohyb zaraďujeme predmetné územie do kategórie A a tiež do kategórie B. 3. POSTUP RIEŠENIA GEOLOGICKEJ ÚLOHY Riešenie geologickej úlohy a postupnosť vykonávania jednotlivých geologických prác boli realizované v súlade s projektom geologickej úlohy vo vecnej a časovej nadväznosti tak, aby v stanovenom časovom harmonograme boli dosiahnuté plánované ciele a požiadavky objednávateľa geologickej úlohy. Pred začatím technických prác v teréne boli vyriešené strety záujmov - podzemné inžinierske siete a vedenia. 3.1 Metodika a rozsah prieskumných prác Metodika riešenia vyplynula z cieľa úlohy a pri návrhu prác boli zohľadnené nasledovné metodické postupy doporučené MŽP SR a MP SR: 1. Zákon č. 569/2007 Z. z. o geologických prácach 2. Vyhláška MŽP SR č. 51/2008 z 21.1.2008, ktorou sa vykonáva geologický zákon 10
3.2 Prieskumné technické práce Rozsah prieskumných technických prác vychádzal z projektu geologickej úlohy. V rámci podrobného geologického prieskumu boli realizované: - prieskumné jadrové inžinierskogeologické vrty - monitorovacie, inklinometrické vrty - monitorovacie, hydrogeologické (piezometrické) vrty Prieskumné jadrové vrty boli realizované z hľadiska posúdenia geologicko-úložných pomerov územia pre uvažované dobudovanie komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom v Prešove a prípadné overenie existujúcej skladby cestného telesa komunikácie Pod Šalgovíkom. Prieskumné vrty v počte 3 vrtov s označením SS-1, SS-2 a SS-3 boli realizované v dňoch 08.-10.08.2017 do projektovanej hĺbky 6,0 m s celkovou metrážou 18,0 m.. Vrtné práce boli realizované vrtnou súpravou URB 2A2 technológiou jadrového nárazovo-točivého vŕtania, priemeru 175/156 mm a vrtnou súpravou MRZB technológiou jadrového vibračného dynamického vŕtania, priemeru 60/80 mm. Po makroskopickom vyhodnotení a odbere vzoriek zemín sa z vrtného jadra urobila fotodokumentácia a vrty sa likvidovali spätným zásypom. Prieskumné vrty s označením SS-1 a SS-2 boli situované v lokalite z ulice Sibírska, pod povrchovým odvodňovacím rigolom na hranici katastrálnych území Prešov - Ľubotice. Prieskumný vrt s označením SS-3 bol situovaný v telese cestnej komunikácie na ulici Pod Šalgovíkom (pri hranici katastrálnych území Prešov - Ľubotice). Monitorovacie, inklinometrické vrty s označením SSI-4 a SSI-5 boli realizované v dňoch 02. a 03.08.2017 do projektovanej hĺbky 15,0 m s celkovou metrážou 30,0 m. Vrtné práce boli realizované vrtnou súpravou URB 2A2 technológiou jadrového nárazovo-točivého vŕtania, priemeru 175/112 mm. Po ich odvŕtaní sa vrty zabudovali inklinometrickou pažnicou priemeru 75,0 mm a medzikružie medzi stenou vrtu a pažnicou sa vyplnilo bentonitovo-cementovou zálievkou. Po jej vytuhnutí sa na vrtoch osadila v betónovej pätke oceľová chránička. Inklinometrické vrty boli natreté červenou farbou s príslušným označením vrtu. Inklinometrické vrty SSI-4 a SS-5 sa vyhodnotili ako prieskumné vrty. Po odbere vzoriek zemín, makroskopickom opise, fotodokumentácie vrtného jadra sa vrtné jadro zlikvidovalo zásypom terénnych depresií v blízkosti vrtov. Inklinometrické vrty SSI-4 a SSI-5 boli situované a sú zabudované v telesách aktívnych svahových deformácií. Monitorovacie, hydrogeologické vrty s označením SSP-6 a SSI-7 boli realizované v dňoch 04. a 09.08.2017 do projektovanej hĺbky 15,0 m s celkovou metrážou 30,0 m. Vrtné práce boli realizované vrtnou súpravou URB 2A2 technológiou jadrového nárazovo-točivého vŕtania, priemeru 175/112 mm. Po ich odvŕtaní sa vrty zabudovali perforovanou pažnicou priemeru 90 mm (štrbinová perforácia 3 mm, interval 2,0-15,0 m pod terénom). Medzikružie vrtu medzi stenou vrtu a pažnicou sa vyplnilo premývaným štrčíkom fr. 4-8 mm. Vo vrchnej časti v hĺbkovej úrovni 0,00-2,00 m pod terénom boli vrty utesnené ílovitým tesnením. Následne sa na vrtoch osadila v betónovej pätke oceľová chránička. Hydrogeologické vrty boli natreté modrou farbou s príslušným označením vrtu. Hydrogeologické vrty SSI-4 a SS-5 sa vyhodnotili ako prieskumné vrty. Po odbere vzoriek zemín, makroskopickom opise, fotodokumentácie vrtného jadra sa vrtné jadro zlikvidovalo zásypom terénnych depresií v blízkosti vrtov. Hydrogeologické vrty SSI-4 a SSI-5 boli situované a sú zabudované v telesách aktívnych svahových deformácií. Geologická dokumentácia s litologickým opisom a fotodokumentáciou hydrogeologických (piezometrických), inklinometrických a prieskumných vrtov sa nachádza v prílohovej časti č.5. Situácia rozmiestnenia geologických diel je vykreslená v samostatnej prílohe č.4. 11
3.3 Vzorkovacie práce Vzorkovacie práce pozostávali z odberu porušených, neporušených a technologických vzoriek zemín. Litologický profil zloženia základovej pôdy bol posúdený riešiteľom úlohy priamo v priebehu vŕtania a to makroskopickým posúdením vzoriek zemín. Zároveň boli určované základné fyzikálno-popisné charakteristiky týchto zemín, na základe ktorých sa vykonala ich predbežná klasifikácia podľa STN 72 1001, STN 73 1001, STN 73 3050. V priebehu vrtných prác boli z monitorovacích, inklinometrických a hydrogeologických (piezometrických) vrtov odobraté porušené vzorky zemín vo forme vrtných jadier. Porušené vzorky zemín sa uskladnili do PE sáčkov pre zachovaním ich prirodzenej vlhkosti. Neporušené vzorky boli odobraté špeciálnym oceľovým valcom priemeru 150 mm a výške 100 mm z prieskumných vrtov SS-1 a SS-2. Technologické vzorky zemín o celkovej hmotnosti cca 25,0 kg boli odobraté a utesnené v igelitových vreciach. Každá vzorka obsahovala identifikačný štítok s uvedením názvu geologickej úlohy, označením vrtu, hĺbkou a dátumom odberu. Odobraté vzorky zemín sa po odbere dopravili do laboratória na ich spracovanie. Spolu sa odobralo 15 ks porušených vzoriek zemín, 2 ks neporušených vzoriek zemín a 2ks technologických vzoriek zemín. 3.4 Laboratórne práce Laboratórne práce, spracovanie porušených, neporušených a technologických vzoriek zemín sa realizovali v laboratóriu mechaniky zemín spoločnosti GEO Slovakia, s.r.o.. Jednotlivé vzorky zemín boli do laboratória mechaniky zemín dopravené priebežne po odvŕtaní a zdokumentovaní vrtných jadier. O odovzdaní a prebratí vzoriek zemín je vystavený odovzdávací protokol zo dňa 11.08.2017. Na jednotlivých vzorkách boli realizované laboratórne práce za účelom zistenia fyzikálnomechanických vlastností zemín, ktoré sú potrebné pre kategorizáciu zemín a pre určenie ťažiteľnosti zemín. Na neporušených vzorkách zemín sa vykonali skúšky stanovenia pomeru únosnosti zemín (CBR) a na technologických vzorkách zeminy sa vykonali skúšky zhutniteľnosti (PROCTOR STANDART, metóda A). Tab. 3 Výsledky klasifikačných rozborov porušených vzoriek zemín Vrt Hĺbka odberu ( m ) Medza tekutosti WL (%) Medza tvárlivosti WP (%) Číslo plasticity IP Prirodzená vlhkosť WN (%) Číslo konzistencie IC Zatriedenie podľa STN 721001 a 73 1001 SSI-4 2,70-2,80 69 21 48 31,0 0,79 CH, F8 CH, F8 5,70 50 19 31 26,5 0,76 CI, F6 SSI-4 14,80 54 21 33 18,3 1,08 CH, F8 SSI-5 1,60-1,80 47 18 29 25,8 0,73 CI, F6 SSI-5 4,50 77 25 52 30,8 0,89 CV, F8 SSI-5 11,50 56 21 35 19,6 1,04 CH, F8 SSP-6 1,80 45 19 26 22,1 0,88 CI, F6 SSP-6 6,50 62 21 41 23,7 0,93 CH, F8 SSP-6 11,00 41 16 25 15,4 1,02 CI, F6 SSP-7 3,20 39 18 21 21,6 0,83 CG, F2 SSP-7 4,30 63 23 40 27,6 0,89 CH, F8 SSP-7 9,00 48 19 29 22,1 0,89 CI, F6 SS-1 5,50 59 22 37 25,0 0,92 CH, F8 SS-2 3,40-3,50 37 18 19 23,9 0,69 CI, F6 SS-3 5,20-5,30 46 19 27 20,4 0,95 CI, F6 12
Tab. 4 Výsledky klasifikačných rozborov neporušených vzoriek zemín Vrt Hĺbka odberu ( m ) Medza tekutosti WL (%) Medza tvárlivosti WP (%) Číslo plasticity IP Prirodzená vlhkosť WN (%) Číslo konzistencie IC Zatriedenie podľa STN 721001 a 73 1001 SS-1 0,70 37 18 19 15,3 1,14 CI, F6 SS-2 1,60 44 20 24 17,5 1,10 CI, F6 Tab. 5 Výsledky klasifikačných rozborov technologických vzoriek zemín Vrt Hĺbka odberu ( m ) Medza tekutosti WL (%) Medza tvárlivosti WP (%) Číslo plasticity IP Prirodzená vlhkosť WN (%) Číslo konzistencie IC Zatriedenie podľa STN 721001 a 73 1001 SS-1 0,50-1,00 38 18 20 18,4 0,96 CI, F6 SS-2 1,50-2,00 55 23 32 18,8 1,13 CH, F8 3.5 Inklinometrické merania Monitorovanie vodorovných posunov - inklinometrické meranie realizovala v subdodávke spoločnosť GEO Slovakia, s.r.o.. Jednotlivé merania boli realizované na odvŕtaných a zabudovaných inklinometrických vrtoch SSI-4 a SSI-5 s hĺbkou 15,0 m. Iniciačné (nulté) meranie bolo realizované cca mesiac po zabudovaní inklinometrických vrtov SSI-4 a SSI-5 dňa 05.09.2017. Kontrolné meranie (1. kontrolné meranie) vodorovných posunov v inklinometrických vrtoch SSI-4 a SSI-5 bolo realizované dňa 07.11.2017. Inklinometrické merania slúžili na verifikáciu priebehu šmykových plôch na dvoch aktívnych svahových deformáciách na ulici Pod Šalgovíkom. Zdokumentovanie výsledkov inklinometrických meraní sa nachádza v prílohovej časti č.8. 3.6 Režimové merania hladín podzemných vôd V priebehu vykonávania podrobného inžinierskogeologického prieskumu boli realizované terénne režimové merania hladiny podzemnej vody v hydrogeologických (piezometrických) vrtoch SSP-6 a SSP-7. Výsledky režimových meraní sú zdokumentované v kapitole 4.3. 3.7 Statické zaťažovacie skúšky doskou Statické zaťažovacie skúšky doskou realizovala v subdodávke spoločnosť GEO VIVA, s.r.o. v dňoch 04. a 14.08.2017. Na miestnej cestnej komunikácii na ulici Pod Šalgovíkom boli situované dve zaťažovacie skúšky s označením SZS-1 a SZS-2 (viď príloha č.4 Situácia geologických diel). Jednotlivé zaťažovacie skúšky boli realizované v kopaných sondách v telese vozovky v úrovni zemnej pláne a slúžili na stanovenie deformačných charakteristík podložia vozovky. Zdokumentovanie výsledkov statických zaťažovacích skúšok sa nachádza v prílohovej časti č.9. 3.8 Meračské práce Jednotlivé geologické diela - realizované prieskumné, hydrogeologické (piezometrické) a inklinometrické vrty a miesta realizácie statických zaťažovacích skúšok boli porealizačne zamerané v súradnicovom systéme JTSK / Balt po vyrovnaní (Bpv). V rámci rekognoskácie terénu boli zamerané betónové skruže - miesta vyústenia vejárov subhorizontálnych vrtov na dvoch svahových deformáciách, ako aj samotné vytýčenie svahových deformácií. Jednotlivé zamerané body sú vykreslené v prílohe č.4 Situácia geologických diel. Polohopisné a výškopisné zameranie geologických diel je uvedené v Tab.6. 13
Tab. 6 Zameranie geologických diel Zameranie geologických diel Označenie Súradnice S-JTSK Bpv Y X Z [m] Poznámka SSP-6 259935.94 1209159.84 270.13 terén 270.67 chránička Hydrogeologický (piezometrický) vrt SSP-7 259834.25 1208902.38 267.62 terén 268.22 chranička Hydrogeologický (piezometrický) vrt SSI-4 259862.09 1208888.57 261.45 terén 262.37 chránička Inklinometrický vrt SSI-5 259917.56 1209184.57 273.23 terén 273.78 chránička Inklinometrický vrt SS-1 259948.85 1208373.39 254.22 terén Prieskumný jadrový vrt SS-2 259910.67 1208453.17 254.50 terén Prieskumný jadrový vrt SS-3 259829.32 1208781.90 263.92 terén Prieskumný jadrový vrt SZS-1 259831.34 1209877.14 266.71 vozovka Statická zaťažovacia skúška SZS-2 259831.34 1208877.14 266.71 vozovka Statická zaťažovacia skúška Vyústenie subhorizontálnych vrtov Skrúž 1 259884.26 1208884.18 259.40 bet. poklop Svahová deformácia 1 - cca 250 m od točne trol. Vyústenie subhorizontálnych vrtov Skrúž 2 259950.26 1209135.17 266.28 bet. poklop Svahová deformácia 2 - pod točňou trolejbusov 4. VÝSLEDKY GEOLOGICKEJ ÚLOHY 4.1 Inžinierskogeologické a stabilitné pomery predmetného územia Inžinierskogeologické pomery územia vychádzajú z výsledkov realizovaných technických a laboratórnych prác, archívnych údajov a terénnej rekognoskácie širšieho územia. Zhodnotenie inžinierskogeologických a hydrogeologických pomerov územia vychádza aj z dostupných a relevantných archívnych údajov. 1) JÁNOŠ, J. a kol., 1988: Záverečná správa Prešov - svahové poruchy na okraji sídliska SEKČOV, V roku 1988 sa realizoval v predmetnom území rozsiahli, podrobný inžinierskogeologický prieskum so zameraním na posúdenie stability svahových porúch na okraji sídliska Sekčov (Jánoš. J., a kol., 1988). Podrobný IGP sa vykonal na zosuvnom svahu nad aluviálnou nivou Sekčova na ploche cca 0,8 km 2. V čase prieskumu v r.1988 bolo územie hodnotené na hranici stability a bolo označené ako citlivé na akékoľvek zásahy. V rámci podrobného IGP sa realizovali tieto práce: - Zostavila sa mapa svahových deformácií v mierke 1:2 000. - Overili sa geologické pomery kvartéru a neogénu. - Overili sa hydrogeologické pomery územia. - Vybudovala sa monitorovacia sieť hydrogeologických vrtov na sledovanie hladiny podzemnej vody. - Stanovili sa geotechnické parametre zemín kvartéru a neogénneho podložia. - Vykreslil sa priebeh a tvar šmykových plôch potenciálnych a aktívnych zosuvov. - Posúdila sa stabilita územia a vplyv hlavných faktorov na vznik a vývoj svahových deformácií. - Zrealizovali sa skúšobné subhorizontálne odvodňovacie vrty v hornej časti porušeného svahu s výdatnosťou v priemere 0,5-1,1 l/s. V zostavenej mape svahových deformácií boli vyčlenené: - Potenciálny zosuv - Aktívne zosuvy 14
Potenciálny zosuv je starší zosuv, vyvinutý na svahu so sklonom 5-12 k západu a jeho vznik bol v minulosti viazaný predovšetkým na hĺbkovú a bočnú eróziu riečky Sekčov. Priebeh bazálnej šmykovej plochy je v hĺbke 4,0-10,0 m p. t. Svahovými pohybmi boli postihnuté a tiež premiestnené deluviálne a neogénne sedimenty. Aktívne zosuvy sú vyvinuté v potenciálnom zosuve. Pri geologickom mapovaní územia sa overilo celkovo 8 aktívnych svahových deformácií. Príčinou vzniku týchto zosuvov sú degradované fyzikálno-mechanické vlastnosti deluviálnych ílov a nepriaznivé hydrogeologické a hydrologické pomery územia. Z hydrogeologických faktorov je to najmä trvalá dotácia podzemných vôd skrytými prestupmi proluviálneho kužeľa, ktorý sa vykliňuje nad zosuvným územím. V dôsledku toho je svah trvalo zamokrený, hladina podzemnej vody v deluviálnych sedimentoch má napätý charakter. Stabilitné výpočty sa vykonali na overených šmykových plochách potenciálneho zosuvu a všetkých aktívnych zosuvoch, pri modelovaní rôznych úrovní hladiny podzemnej vody (suchý svah, úplne nasýtený svah, hladina overená pri vŕtaní a maximálna hladina z monitoringu HPV). Stabilitné výpočty na šmykových plochách potenciálneho zosuvu preukázali nízky stupeň stability svahu F s = 1,01-1,33, a bolo konštatované, že pri necitlivom antropogénnom zásahu môže dôjsť k opätovnej aktivizácii pohybu. Stabilitné výpočty na šmykových plochách aktívnych zosuvov F s = 0,96-1,15 poukazujú na lokálnu nestabilitu svahu, resp. svah je na hranici stability. V závere orientačného inžinierskogeologického prieskumu (JÁNOŠ, J. a kol., 1988) sa na sanáciu územia navrhovali: - Tesniaca stena a subhorizontálne odvodňovacie vrty. - Hĺbkové odvodnenie proluviálneho kužeľa subhorizontálnymi odvodňovacími vrtmi. - Hĺbkové odvodnenie proluviálneho kužeľa studňami a subhorizontálnymi odvodňovacími vrtmi. Pokiaľ je zodpovednému riešiteľovi predkladanej záverečnej správy známe, do dnešného dňa (november 2017) sa v danom území navrhované sanačné práce nerealizovali. 2) GRECH, J., 2005: Záverečná správa Prešov - riešenie havarijného stavu ul. Pod Šalgovíkom V roku 2005 sa realizoval v predmetnom území orientačný inžinierskogeologický prieskum so zameraním sa na havarijný stav vozovky na ulici Pod Šalgovíkom (v minulosti označovanej ako komunikácia MK-1) v dôsledku aktívnych zosuvov svahových deformácií (Grech. J., 2005). Na predmetnom území boli zdokumentované dva aktívne zosuvy na ulici Pod Šalgovíkom. Na predmetnom území sú nepriaznivo vyriešené odtokové pomery územia pri výstavbe komunikácie MK-1 a priľahlých komunikácií na sídlisko Sekčov, do miestnej časti Šalgovík a na ulici Hruny. Tieto sú vyspádované tak, že zrážkové vody voľne odtekajú na komunikáciu MK-1 a pre nefunkčnosť kanalizačného systému vlastne voľne odtekajú do terénu. Táto skutočnosť bola jednou z hlavných príčin vzniku dvoch aktívnych zosuvov, ktoré vznikli už počas výstavby komunikácie MK-1 a ktorých reaktivizácia sa viac menej pravidelne opakuje až do súčasnosti. Aktívny zosuv 1 Tento aktívny zosuv sa nachádza cca 250 m od priestoru otáčania dopravných prostriedkov MHD (Obr.5). Šírka zosuvu bola cca 80-90 m a dĺžka dosahovala cca 70 m. Vrchná odlučná hrana zosuvu prebiehala cestným telesom komunikácie MK-1, ktorá sa rozšírila do svahu. 15
Obr. 5 Aktívny zosuv 1 - ulica Pod Šalgovíkom, 2005 Obr. 6 Akumulačná časť aktívneho zosuvu 1, 2005 Hlavná odlučná hrana zosuvu prebiehala prakticky okrajom cestného telesa. Na tejto hrane bol zaznamenaný pokles o 1-1,3 m. Odlučná hrana je v súčasnosti zavezená prevažne stavebným materiálom. Akumulačná časť tohto zosuvu je dosť výrazná a svojim čelom narušila spevnený odvodňovací rigol (Obr.6). Aktívna šmyková plocha aktívneho zosuvu 1 bola overená v hĺbke 0,9-6,5 m od súčasného terénu. Aktívny zosuv 2 Aktívny zosuv sa nachádza priamo pod priestorom otáčania dopravných prostriedkov MHD. Šírka dosahovala cca 90-100 m a dĺžka cca 70-90 m. Vrchná odlučná hrana zosuvu prebiehala cestným telesom komunikácie MK-1 (Obr.7). Pokles vo vrchnej časti odlučnej hrany bol 30 cm. V súčasnosti je časť tejto udlučnej hrany zavezená hlinito-štrkovitou navážkou. Obr. 7 Aktívny zosuv 2, pod točňou MHD, 2005 Aktívnu šmykovú plochu v hornej časti aktívneho zosuvu 2 bola overená v hĺbkových úrovniach 3,6 m, 6,3 m a 7,5m. V hĺbke 7,5 pod terénom bolo overené rozhranie deluviálnych ílov a neogénnych ílovcov. V dolnej časti bola overená šmyková plocha v hĺbke 1,7-2,7 m. Akumulačná časť zosuvu bola nevýrazná. V rámci prieskumu boli vykonané stabilitné výpočty na overených šmykových plochách aktívnych zosuvov 1 a 2, pri modelovaní rôznych úrovní hladiny podzemnej vody (suchý svah, normálna a maximálna hladina). Stabilitné výpočty pre aktívny zosuv 1 preukazovali stupeň stability suchého svahu F s=1,816; normálna úrovne hladiny podzemnej vody F s=1,414 a maximálnej hladiny podzemnej vody F s=0,891. 16
Stabilitné výpočty pre aktívny zosuv 2 preukazovali stupeň stability suchého svahu F s=1,243; normálna úrovne hladiny podzemnej vody F s=0,962 a maximálnej hladiny podzemnej vody F s=0,646. V závere doplnkového inžinierskogeologického prieskumu (GRECH, J., 2005) boli navrhované sanačné opatrenia havárijného stavu predmetného územia: - Zabrániť vtekaniu povrchových vôd do aktívnych zosuvov. - Odťažiť navážky stavebného odpadu a zemín z oblasti odlučných hrán oboch aktívnych zosuvov, ktoré zbytočne priťažujú svah. - Vyriešiť trvalé odvedenie zrážkových vôd z komunikácie MK-1 mimo zosuvný svah - Dlhodobo znížiť hladinu podzemnej vody a oblasti aktívneho zosuvu 1 vybudovaním niekoľkých drenážno-stabilizačných rebier. - Dlhodobo znížiť hladinu podzemnej vody a oblasti aktívneho zosuvu 2 vybudovaním vejára subhorizontálnych odvodňovacích vrtov; alternatívne vybudovať oporný múr na pilótových základoch zapustených do neporušeného podložia a dimenzovaných aj na horizontálne strihové sily. V rámci doporučení ZS (Grech, J., 2005) sa do dnešného dňa (november 2017) v danom území realizovali: - Subhorizontálne odvodňovacie vrty v telese aktívnych zosuvov 1a 2 (v súčasnosti 5 vrtov z 8 je funkčných) - Dočasne sa zabránilo prieniku povrchových vôd do aktívnych časti zosuvov Realizované opatrenia sú z dlhodobého hľadiska nedostatočne. GEOPOL PREŠOV,s.r.o V rámci súčasne realizovaného podrobného inžinierskogeologického prieskumu predkladanej záverečnej správy boli realizované monitorovacie objekty v jednotlivých svahových deformáciách, aktívnych zosuvoch 1 a 2 popísaných v záverečnej správe (GRECH, J., 2005). Účelom realizácie monitorovacích objektov bolo posúdiť súčasný stav svahových deformácií z hľadiska aktivity pohybov jednotlivých zosuvov. V oblasti zosuvu 1 (cca 250 m od priestoru otáčania dopravných prostriedkov MHD) boli realizované a zabudované dva monitorovacie objekty. Hydrogeologický (piezometrický) vrt s označením SSP-7 orientovaný pri krajnici cestnej komunikácie na ulici Pod Šalgovíkom a inklinometrický vrt s označením SSI-4 orientovaný v telese svahovej deformácie zosuvu 1. V oblasti zosuvu 2 (priamo pod priestorom otáčania dopravných prostriedkov MHD) boli realizované a zabudované dva monitorovacie objekty. Hydrogeologický (piezometrický) vrt s označením SSP-6 orientovaný v nižšej úrovni telesa svahovej deformácie zosuvu 2 a inklinometrický vrt s označením SSI-4 orientovaný pod úrovňou telesa vozovky v telese svahovej deformácie zosuvu 2. Realizovanými vrtnými prácami vo všetkých monitorovacích objektoch boli overené kvartérne zosuvné deluviálne zeminy a neogénne ílovce, ktoré reprezentujú podložie predmetného územia. V hydrogeologickom vrte SSP-6 zeminy zosuvného delúvia boli overené do hĺbky 7,00 m pod terénom. Zastúpené sú ílmi so strednou a vysokou plasticitou CI/CH, F6/F8, šedozelenkavej farby, konzistencie pevnej. V hĺbkovej úrovni 1,60-1,65 m pod terénom a 3,10-3,15 m pod terénom bola overená piesčitá poloha, ktorá má charakter potenciálnej šmykovej plochy. Neogénne podložie charakteru zvetraného ílovca - ílu s vysokou plasticitou CH, F8, modrošedej farby bolo overené do konečnej vŕtanej hĺbky 15,00 m pod terénom. Hladina podzemnej vody bola narazená v úrovni 3,10 m pod terénom (slabé slzenie) a v hĺbke 9,10 m pod terénom. Hladina podzemnej vody sa ustálila na úrovni 3,69 m pod terénom (od kóty terénu). V hydrogeologickom vrte SSP-7 do hĺbky 3,50 m pod terénom tvorí navážka Y / násyp s obsahom stavebného odpadu (úlomky tehál, betónu, makadam) s piesčito-ílovitou výplňou. Zeminy zosuvného 17
delúvia boli overené do hĺbky 8,50 m pod terénom. Zastúpené sú ílmi so strednou a vysokou plasticitou CI/CH, F6/F8, konzistencie tuhej až pevnej. V hĺbkovej úrovni 5,00-5,10 m pod terénom bola overená vrstva ílu s vysokou plasticitou CH, F8, konzistencie mäkkej. V hĺbkovej úrovni 3,80-3,90 m pod terénom a 7,20-7,25 m pod terénom bola overená piesčitá poloha, ktorá má charakter potenciálnej šmykovej plochy. Neogénne podložie charakteru zvetraného ílovca - ílu s vysokou plasticitou CH, F8, modrošedej až sivej farby bolo overené do konečnej vŕtanej hĺbky 15,00 m pod terénom. Hladina podzemnej vody bola narazená v úrovni 3,80 m pod terénom; 5,00 m pod terénom a 7,25 m pod terénom (slabé slzenie). Hladina podzemnej vody sa ustálila na úrovni 5,43 m pod terénom (od kóty terénu). V inklinometrickom vrte SSI-4 zeminy zosuvného delúvia boli overené do hĺbky 7,80 m pod terénom. Zastúpené sú prevažne ílmi so strednou a vysokou plasticitou CI/CH, F6/F8, konzistencie tuhej a tuhej až pevnej. V hĺbkových úrovniach 1,70-2,70 m pod terénom; 3,50-3,60 m pod terénom a 5,00-5,30 m pod terénom boli overené vrstvy ílov F6/F8 konzistencie mäkkej. V hĺbkovej úrovni 6,50 m pod terénom bola zaznamenaná aktívna šmyková plocha. Na základe vykonaných inklinometrických meraní (0. meranie - 05.09.2017 a 1. kontrolné meranie - 07.11.2017) na predmetnom vrte SSI-4 bol v hĺbke 6,50 m pod terénom zaznamenaný horizontálny posun s maximálnym pohybom do 2,0 mm (výsledky inklinometrických meraní sa nachádzajú v prílohovej časti č.8). Neogénne podložie charakteru zvetraného ílovca - ílu s vysokou plasticitou CH, F8, modrošedej až sivej farby bolo overené do konečnej vŕtanej hĺbky 15,00 m pod terénom. Hladina podzemnej vody bola narazená v úrovni 1,80 m pod terénom a 6,50 m pod terénom. V inklinometrickom vrte SSI-5 zeminy zosuvného delúvia boli overené do hĺbky 5,50 m pod terénom. Zastúpené sú prevažne ílmi so strednou a vysokou plasticitou CI/CH, F6/F8, konzistencie tuhej až pevnej. V hĺbkovej úrovni 3,00-3,10 m pod terénom bola overená vrstva ílu s vysokou plasticitou CH, F8, konzistencie mäkkej. Na rozhraní kvartérnych zosuvných deluviálnych zemín a neogénneho podložia ílovcov bola v hĺbkovej úrovni 5,50 m pod terénom zaznamenaná aktívna šmyková plocha. Na základe vykonaných inklinometrických meraní (0. meranie - 05.09.2017 a 1. kontrolné meranie - 07.11.2017) na predmetnom vrte SSI-5 bol v hĺbke 5,50 m pod terénom zaznamenaný horizontálny posun s maximálnym pohybom do 4,0 mm (výsledky inklinometrických meraní sa nachádzajú v prílohovej časti č.8). Neogénne podložie charakteru zvetraného ílovca - ílu s vysokou plasticitou, sivej farby bolo overené do konečnej vŕtanej hĺbky 15,00 m pod terénom. Hladina podzemnej vody bola narazená v úrovni 5,50 m pod terénom. Z hľadiska základových pomerov líniovej stavby uvažovanej pre dobudovanie prepojenia komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom boli realizované tri prieskumné vrty s označením SS-1, SS-2 a SS-3 do hĺbky 6,00 m pod terénom. V prieskumných jadrových vrtoch boli overené antropogénne vrstvy zemín a kvartérne zosuvné deluviálne zeminy. V prieskumnom vrte SS-1 zeminy zosuvného delúvia tvoria do hĺbky 2,00 m pod terénom íly so strednou plasticitou CI, F6, tmavohnedej a svetlohnedej farby konzistencie pevnej. Od hĺbky 2,00 m pod terénom do hĺbky 6,00 m pod terénom boli overené zeminy zosuvného delúvia ílu s vysokou plasticitou CH- F8, svetlohnedej až zelenkavej farby, konzistencie tuhej až pevnej. Hladina podzemnej vody nebola vrtnými prácami overená. V prieskumnom vrte SS-2 sa do hĺbky 1,40 m pod terénom vyskytuje vrstva navážka Y / násyp, ktorý plní stabilizačnú funkciu územia. Vrstvy navážky Y v tomto priestore tvoria zaťažovaciu lavicu päty svahu. Vrstvy navážky sú tvorené piesčito-kamenitou suťou s obsahom stavebného odpadu. 18
Zeminy zosuvného delúvia boli overené do hĺbky 6,00 m pod terénom. Reprezentujú ich íly so strednou plasticitou CI, F6, tmavohnedej farby, konzistencie pevnej od hĺbky 1,40-4,20 m pod terénom. V hĺbkovej úrovni 2,90-3,70 m pod terénom konzistencia ílov F6 s prímesou piesčitej frakcie je mäkká až tuhá. Od hĺbky 4,20-6,00 m pod terénom sú zosuvné deluviálne zeminy zastúpené ílom so strednou plasticitou CH, F8, svetlohnedej až zelenkavej farby, konzistencie tuhej až pevnej. Hladina podzemnej vody nebola vrtnými prácami overená. Prieskumný vrt SS-3 je situovaný v telese vozovky na ulici Pod Šalgovíkom. Povrch vozovky tvorí asfalt o mocnosti 0,25 m. Do hĺbky 0,70 m pod terénom tvoria konštrukčné vrstvy vozovky tvorené makadamom a štrkovo-piesčitým lôžkom. Zosuvné deluviálne zeminy boli overené do hĺbky 6,00 m pod terénom. Zastúpené sú ílom so strednou a vysokou plasticitou CI/CH, F6/F8, konzistencie tuhej a pevnej. V hĺbkovej úrovni 1,20-1,40 m pod terénom vo vrstve ílu F6 bola overená konzistencie mäkká. V hĺbke 4,00-5,00 m pod terénom sa vyskytuje íl piesčitý CS, F4, svetlohnedej farby, konzistencie tuhej. Hladina podzemnej vody nebola vrtnými prácami overená. Geotechnické charakteristiky zemín zosuvného delúvia a neogénneho podložia sú odvodené z výsledkov realizovaných laboratórnych prác v rámci riešenia danej geologickej úlohy a archívnych údajov. Tab. 7 Geotechnické charakteristiky zemín zosuvného delúvia a neogénneho podložia Kvartérne zosuvné Charakteristika deluviálne zeminy CI/CH F6/F8 Neogénne podložie CH F8 Poissonovo číslo ν 0,40-0,42 0,42 Súčiniteľ β 0,37-0,47 0,37 Objemová tiaž γ [kn.m -3 ] 20,1 20,35 Modul deformácie Edef [MPa] 4,9-5,7 8,55 Totálny uhol šmykovej pevnosti zemín ϕu [ o ] 3,8 7,25 Efektívny uhol šmykovej pevnosti zemín ϕef [ o ] 18 20 Efektívna súdržnosť zeminy - cef [kpa] 5 15 Totálna súdržnosť zeminy - cu [kpa] 30 80 Stupeň konzistencie - Ic 0,73-1,14 0,89-1,04 4.2 Podmienky a faktory vzniku a vývoja svahových deformácií Pri hodnotení podmienok vzniku a vývoja svahových deformácií sa zhodnocuje najmä geologická a geologicko-tektonická stavba územia, analyzuje sa jeho geomorfologický vývoj a podiel svahových deformácií na jeho formovaní, hydrogeologické pomery územia a v neposlednom rade vplyvy klimatických činiteľov. V dôsledku geologického a geomorfologického vývoja územia došlo k vzniku priaznivej štruktúry, keď v nadloží prekonsolidovaných, plastických súvrství ílov až ílovcov ležia akumulácie pleistocénnych proluviálnych štrkov. Postupným výzdvihom územia a poklesom eróznej bázy tu došlo k obnaženiu styku týchto dvoch komplexov. Priesakmi podzemnej vody na styku štrkov a ílov došlo k degradácii pevnostno-deformačných vlastností neogénnych súvrství a vzniku zosuvov. Zosuvným pohybom na svahu sú však zväčša tieto štrkovité akumulácie degradované a prehnietené s neogénnymi sedimentmi. Tieto valúny sú často nachádzané v zosuvnom delúviu aj v akumulačných častiach zosuvov. Po geomorfologickej stránke sú svahové deformácie viazané na danú štruktúru dobre čitateľné. V teréne sa dajú jasne identifikovať ich odlučné, transportačné a akumulačné časti. stanoviť náchylnosť územia k svahovým deformáciám. 19
Hydrogeologické pomery územia zohrávajú z hľadiska vzniku a vývoja svahových deformácií rozhodujúcu úlohu, a to jednak pôsobením vztlakových účinkov ako aj degradáciou fyzikálnomechanických vlastností zemín v zosuvnom svahu. Infiltrované zrážkové vody prestupujú polohami štrkov a na styku s nepriepustným - plastickým podložím prestupujú do zosuvného svahu skrytým priesakom, resp. vystupujú na povrch v podobe vrstvových a sutinovo-vrstvových prameňov a vedú k vytvoreniu vysokej hladiny podzemnej vody v zosuvnom svahu. Klimatické činitele sú pre aktivizáciu svahových pohybov významné hlavne z hľadiska množstva atmosférických zrážok a kolísania teplôt. Je všeobecne známe, že k aktivizácii svahových pohybov dochádza hlavne v zrážkovo bohatých obdobiach a v posledných rokov tiež pri náhlych krátkodobých prívalových dažďoch. Vzostup teploty v letných mesiacoch zasa spôsobuje objemové zmeny ílovitých zemín, dochádza k ich zmrašťovaniu a vzniku ťahových trhlín s hlbším dosahom, čím zasa na druhej strane v období dažďa dochádza k hlbokému prieniku atmosférických zrážok, nárastu priťaženia svahu a zníženiu šmykovej pevnosti zemín v dôsledku ich prevlhčenia. Ďalším faktorom je zmena obsahu vody v zosuvnom svahu hlavne v zrážkovo bohatých obdobiach a v čase krátkodobých intenzívnych dažďov, kedy dochádza aj k zvýšeným priesakom podzemnej vody zo štrkových akumulácií. S tým úzko súvisí aj vzostup hladiny podzemnej vody vo svahu a nárast vztlakových síl a zníženie šmykovej pevnosti zemín vo svahu. Z uvedených skutočností je zrejmé, že pôsobenie uvedených faktorov sa viaže na zrážkovo bohaté obdobia, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú stabilitu svahu v rovnakom čase s výrazným synergickým efektom. Popísané faktory vývoja svahových deformácií z hľadiska stability svahu hodnotíme ako rozhodujúce, pričom však pôsobenie ostatných faktorov, akými sú teplotné zmeny a pôsobenie mrazu, zvetrávanie a zmenu pevnostných charakteristík zemín nevylučujeme. Ich pôsobenie vo svahu má dlhodobý, nezvratný charakter. Samotný vznik a vývoj svahových deformácií je však spojený s pôsobením faktorov, ktoré vyvolávajú štartovací mechanizmus pohybu. V súčasnosti ide hlavne o tieto faktory: - Degradácia geoetchnických parametrov zemín zosuvného delúvia. - Skrytá dotácia podzemných vôd zo štrkových akumulácií proluviálneho kužeľa. - Kolísanie hladín podzemnej vody. - Necitlivé stavebné zásahy do zosuvného svahu (napr. poškodená komunikácia Pod Šalgovíkom). 4.3 Hydrogeologické pomery predmetného územia a režimové merania Hydrogeologické pomery predmetného územia sú závislé na litologickom zložení horninového prostredia a na klimatických pomeroch územia. Hladina podzemnej vody bola overená v monitorovacích objektoch (hydrogeologické a inklinometrické vrty) v zeminách zosuvných delúvií v ílovitých a piesčitých sedimentoch, prípadne na rozhraní zosuvných delúvií a neogénneho podložia. Hladina podzemnej vody nemá súvislí horizont. Vyskytuje sa s rôznych úrovniach terénu a typická je aj skrytá dotácia podzemných vôd. Hladina podzemnej vody v zosuvných deluviálnych zeminách má napätú hladinu, čo dokumentujú aj ustálené hladiny vo vrtoch. V hydrogeologickom vrte SSP-6 bola narazená hladina podzemnej vody v hĺbkovej úrovni 9,10 m pod terénom vo zvetranej vrstve ílovca neogénneho podložia. V prieskumných jadrových vrtoch SS-1, SS-2 a SS-3 hladina podzemnej vody nebola narazená. Pre presné zdokumentovanie hladín podzemných vôd uvádzame nasledujúcu tabuľku: 20
Tab. 8 Hydrogeologické parametre - úrovne hladín podzemných vôd Označenie Kóta Kóta Hladina podzemnej Hladina podzemnej Hĺbka vrtu terénu pažnice vody narazená vody ustálená [m] [m n. m.] [m n. m.] [m] [m n. m.] [m] [m n. m.] SSI-4 261,45 262,37 15 1,80 259,65 6,50 254,95 - - SSI-5 273,23 262,78 15 5,50 267,73 - - SSP-6 270,13 270,67 15 3,10 slzenie 267,03 9,10 261,03 3,69 266,44 SSP-7 267,62 268,22 15 3,80 5,00 7,25 slzenie 263,82 262,62 260,37 5,43 262,19 V rámci realizácie podrobného inžinierskogeologického prieskumu boli na zabudovaných monitorovacích objektoch - hydrogeologických vrtoch SSP-6 a SSP-7 vykonané režimové merania hladín podzemnej vody. V nasledujúcej tabuľke uvádzame výsledky režimových meraní. Tab. 9 Režimové merania hladín podzemnej vody Hydrogeologický vrt SSP-6 Dátum merania Hydrogeologický vrt SSP-7 Zabudovaný HVN: 3,10 m n. m. Zabudovaný HVN: 3,80 m n. m. (04.08.2017) 9,00 m n. m. (09.08.2017) 5,00 m n. m. 7,25 m n. m. 21 Počasie 09.08.2017 3,69 5,43 Slnečno 14.08.2017 3,15 5,59 Slnečno 05.09.2017 2,81 3,33 Po zrážkach 29.09.2017 3,00 4,96 Polooblačno 23.10.2017 2,74 3,42 Zrážky 06.11.2017 2,90 3,70 Po zrážkach Z výsledkov režimových meraní je zrejmé, že klimatické pomery, resp. úhrny zrážok vo veľkej miere ovplyvňujú predmetné územie. Vplyvom výdatných zrážok dochádza k nasýteniu horninového prostredia zosuvného územia (priamym vsakom), čím dochádza k degradácii fyzikálno-mechanických vlastností zemín a následnej aktivizácii šmykových plôch. V predmetnom území absentuje akýmkoľvek drenážny rigol alebo iný sanačný prvok, ktorý by funkčne zachytával a odvádzal zrážkovú vodu mimo priestor zosuvného územia. V prípade realizácie odvodňovacích prvkov v oblasti zosuvných území, dôjde k zlepšenie stabilitných pomerov predmetného územia. 4.4 Zhodnotenie inžinierskogeologických a geotechnických pomerov existujúcej cestnej komunikácie Pri uvažovanom dobudovaní a prepojení komunikácie ulice Sibírska a ulice Pod Šalgovíkom dôjde k nárastu vnútrosídliskovej dopravy a následne k zvýšeniu zaťaženia existujúcej cestnej komunikácie na ulici Pod Šalgovíkom. V rámci rekognoskácie predmetného územia boli v oblasti aktívneho zosuvu 2 (pod priestorom otáčania dopravných prostriedkov MHD) zaznamenané trhliny, ktoré dosahovali miestami až 2-4 cm. Pozdĺž celej cestnej komunikácie ul. Pod Šalgovíkom sú zreteľné trhliny, predovšetkým na krajnici na západnej strane, kde sú vybudované kanalizačné vpuste. Cestná komunikácia nie je odvodnená, t.j. absencia cestných priepustov, ktoré majú plynulo odvádzať zrážkovú podzemnú vodu mimo priestor územia. V rámci podrobného inžinierskogeologického prieskumu boli v dňoch 04. a 14.08.2017 realizované statické zaťažovacie skúšky doskou. Miesta realizácie skúšok boli situované v oblastiach, kde boli zaznamenané možné degradačné vlastnosti podložia cestnej komunikácie. Rozmiestnenie statických zaťažovacích skúšok sa nachádza v samostatnej prílohe č.4 tejto záverečnej správy.
Statická zaťažovacia skúška SZS-1 Statická zaťažovacia skúška SZS-1 bola realizovaná v kopanej sonde v úrovni zemnej pláne. Situovaná bola v telese cesty. Povrch vozovky tvorí asfalt, kde je zreteľná trhlina. Rástla pláň je v úrovni 0,80 m pod terénom (povrchom vozovky). Popis vrstiev: 0,00-0,20 m Asfalt 0,20-0,35 m piesok, makadam fr. 0-32 mm 0,35-0,65 m makadam fr. 32-63 mm 0,65-0,80 m piesok, makadam fr. 0-32 mm Obr. 8 Profil kopanej sondy - SZS-1 0,80 m Tensar - geomreža 30x30 mm Separačná geotextília Rástla pláň - íl so strednou plasticitou CI, F6, tuhý Obr. 9 Realizácia SZS-1 Obr. 10 Trhliny v SZS-1 Statická zaťažovacia skúška SZS-2 Statická zaťažovacia skúška SZS-2 bola realizovaná v kopanej sonde v úrovni zemnej pláne. Situovaná bola na krajnici v telese cesty. Povrch vozovky tvorí asfalt, kde je zreteľná trhlina. Rástla pláň je v úrovni 0,80 m pod terénom (povrchom vozovky). 22
Popis vrstiev: 0,00-0,20 m Asfalt 0,20-0,35 m piesok, makadam fr. 0-32 mm 0,35-0,65 m makadam fr. 32-63 mm 0,65-0,80 m piesok, makadam fr. 0-32 mm 0,80 m Tensar - geomreža 30x30 mm Separačná geotextília Rástla pláň - íl so strednou plasticitou CI, F6, tuhý Obr. 11 Profil kopanej sondy - SZS-2 Obr. 12 Realizácia SZS-2 Obr. 13 Trhliny v SZS-2 Vyhodnotenie realizovaných statických zaťažovacích skúšok Tab. 10 Výsledky statických zaťažovacích skúšok Skúška Dátum Komunikácia Edef1 (MPa) Edef2 (MPa) Edef2/Edef1 SZS-1 04.08.2017 KS-1 10,05 22,43 2,23 SZS-2 14.08.2017 KS-2 8,42 18,93 2,25 Poznámka: Modul pretvárnosti z 1.zaťažovacieho cyklu: E def1 (MPa) Modul pretvárnosti z 2.zaťažovacieho cyklu: E def2 (MPa) Pomer modulov/ Miera zhutnenia E def2/e def1 (-) Na základe výsledkov zo skúšok aj výkopových prác konštatujeme, že zemná pláň dosahovala v čase merania hodnoty E def2 = 18,93 až 22,43 MPa. V zmysle STN 73 6133:2010 Stavba ciest. Teleso pozemných komunikácii je potrebné dosiahnuť v úrovni zemnej pláne hodnotu: E def2 min 45 MPa. Pomer modulov bol dosiahnutý v zmysle spomínanej STN E def2/e def1 2,5 Pri výkopových prácach boli viditeľné slabé priesaky vody cez konštrukciu vozovky do podložia. V týchto miestach boli vytvorené aj trhliny na asfaltovom kryte vozovky a je viditeľný pokles aj zvažovanie násypu vozovky (konštrukcie vozovky) v priečnom sklone vozovky. Predpokladáme, že geotechnické parametre podložia boli znížené z dôvodu prieniku povrchových vôd a tým aj poklesom fyzikálno-mechanických hodnôt. 23
Tieto hodnoty E def2 môžu klesať v zrážkovo bohatších obdobiach, kedy do podložia prenikne väčšie množstvo zrážkovej vody cez už vzniknuté trhliny na vozovke a aj zo svahu nad cestou a výrazne tak dôjde k zníženiu pevnosti ílovitých zemín v podloží. Tým dôjde k ďalším poklesom a utrhávaniu vozovky. Odporúčania: - Zamedziť priesakom zrážkových vôd do telesa vozovky a styku s rástlou pláňou. - Vybudovanie cestných priepustov pozdĺž celej cestnej komunikácie na ulici Pod Šalgovíkom (v úrovniach nad a pod cestnou komunikáciou) s vyústením do povrchového odvodňovacieho rigola do dolnej časti predmetného územia. 4.5 Základové pomery uvažovanej cestnej komunikácie V priestore uvažovaného dobudovania cestnej komunikácie na území katastrálneho územia Prešov (pod povrchovým odvodňovacím rigolom) boli realizované prieskumné vrty SS-1 a SS-2. Vrtnými prácami bolo zistené, že podložie predpokladanej cestnej komunikácie tvoria zosuvné deluviálne zeminy prevažne charakteru ílu so strednou plasticitou CI, F6, tmavohnedej a svetlohnedej farby, konzistencie tuhej. Na skúmanom území možno predpokladať aj výskyt zeminy charakteru ílu s vysokou plasticitou CH, F8. Hladina podzemnej vody nebola vrtnými prácami overená. Geotechnické charakteristiky overených zosuvných deluviálnych zemín sa nachádzajú v tab.7 popísané v kapitole 4.1. Pre zhodnotenie únosnosti podložia a konštrukčných vrstiev uvažovanej cestnej komunikácie boli odobraté dve neporušené vzorky s označením SS-1 a SS-2. Tab. 11 Pomer únosnosti zemín - CBR Pomer únosnosti pri penetrácii Označenie Laboratórne Hĺbka odberu Zatriedenie 2,5 mm - CBR [%] vzorky označenie [m] (STN 72 1001) Vrch vzorky Spodok vzorky SS-1 0339/ 17 0,70 CI F6 5,5 8,5 SS-2 0341/ 17 1,60 CI F6 7,3 12,5 Pre potreby overenia zhutniteľnosti podkladových zemín boli odobraté dve technologické vzorky SS-1 a SS-2. Na týchto vzorkách bola realizovaná laboratórna skúška PROCTOR STANDART. Z hľadiska klasifikácie zemín a hornín podľa STN 72 1001 zatrieďujeme overené zeminy ako íl so strednou plasticitou F6 CI. Tab. 12 Proctor standard, metóda A Označenie vzorky Laboratórne označenie Hĺbka odberu [m] Zatriedenie (STN 72 1001) Max. suchá objemová hmotnosť [kg.m -3 ] Optimálna vlhkosť [%] SS-1 0346/ 17 0,50-1,00 CI F6 1736 16,6 SS-2 0347/ 17 1,50-2,00 CH F8 1601 20,0 V priestore projektovaných spevnených plôch (prístupovej komunikácie a parkoviska) boli pre potreby overenia zhutniteľnosti odobraté dve technologické vzorky P-1 a P-1 z hĺbky 0,80-1,00 m pod terénom. Na týchto vzorkách bola realizovaná laboratórna skúška PROCTOR STANDART. Z hľadiska klasifikácie zemín a hornín podľa STN 72 1001 zatrieďujeme overené zeminy ako íl so strednou plasticitou F6 CI. Pri porovnaní výsledkov prirodzenej vlhkosti zemín v mieste odberu s označením SS-1 a SS-2 je známe, že prirodzená vlhkosť je nižšia ako vlhkosť optimálna. Z tohto dôvodu je potrebné zeminu vlhčiť. Vzhľadom na skutočnosť, že uvedené zeminy majú charakter zosuvných delúvií, možno predpokladať že vlhkosť zemín základovej pôdy vozovky sa môže meniť vplyvom klimatických podmienok územia prípadne skrytou dotáciou podzemnej vody. 24
Klasifikácia zemín pre pozemné komunikácie Z hľadiska vhodnosti pre návrh cestných komunikácií sa zeminy tvoriace kryt staveniska zatrieďujú podľa normy STN 73 6133, ktorá lepšie vystihuje pomery pre návrh cestných komunikácií. Overené zosuvné deluviálne zeminy majú charakter ílu so strednou plasticitou CI,F6 prípadne íly s vysokou plasticitou CH,F8. Íly so strednou plasticitou CI,F6 sú namŕzavé až nebezpečne namŕzavé. Majú menšiu stabilitu a pri väčšej vlhkosti klesá ich pevnosť až na 40% pevnosti pri optimálnej vlhkosti. Pri mäkkej konzistencii (prevlhčenej zeminy) sa tieto zeminy zatrieďujú do číselne vyššej (horšej) skupiny zemín. Treba bezpodmienečne zabrániť prístupu vody k podložiu. Prímesou vápna je možne dosiahnuť zlepšenie zeminy podložia. Z hľadiska zatriedenia zemín do podložia vozovky (do aktívnej časti) sú nevhodné. Z hľadiska zatriedenia do násypového telesa sú podmienečne vhodné. Íly s vysokou plasticitou CH,F8 sú vysoko namŕzavé, zle zhutniteľné, veľké objemové zmeny pri zmene vlhkosti, veľmi stlačiteľné a nízkej pevnosti pri vyššej vlhkosti. Sú obtiažne na úpravu. Z hľadiska zatriedenia zemín do podložia vozovky (do aktívnej časti) sú nevhodné. Z hľadiska zatriedenia do násypového telesa sú nevhodné. Tab. 13 Klasifikácia zemín pre pozemné komunikácie Názov Íl so stred. plasticitou CI F6 Íl s vysokou plasticitou CH F8 Medza tekutosti Číslo Plasticity Podložie 37-44 19-24 Nevhodný Vhodnosť násyp Podmienečne vhodný 55 32 Nevhodný Nevhodný Charakteristika fyzik. vlastnosti Objemová nestálosť, namŕzavosť, s nestálou pevnosťou Zlá zhutniteľnosť, veľké objem. zmeny pri zmene vlhkosti, veľká stlačiteľnosť, nízka pevnosť pri vyššej vlhkosti, vysoká namŕzavosť Veľký vplyv na výstavbu uvažovanej cestnej komunikácie prepojenia ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom majú stabilitné pomery skúmaného a širšieho územia. Je potrebné poznamenať, že hodnotené územie z hľadiska stabilitných pomerov zasahuje a úzko súvisí aj s priľahlým katastrálnym územím Ľubotic. V marci toho roku 2017 bol realizovaný podrobný inžinierskogeologický prieskum zameraný na zhodnotenie inžinierskogeologických, hydrogeologických a stabilitných pomerov svahu nad sídliskom Sekčov. Výsledky geologickej úlohy sú zdokumentované v záverečnej správe: SPIŠÁK, Z. a kol., 2017: Záverečná správa Ľubotice - lokalita Pod Vodojemom, podrobný inžinierskogeologický prieskum, TERRA - GEO, s.r.o., Košice. Výsledky záverečnej správy preukázali, že v danej oblasti dochádza k aktívnemu zosúvaniu - svahovej deformácii, čo značne ovplyvňuje výstavbu prepojenia komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom. Aktívny zosuv bol overený stabilnými výpočtami, čo dokazovali aj výsledky inklinometrických meraní. Aktívny zosuv je zakreslený v samostatnej prílohovej časti č.4 tejto záverečnej správy. Pre toto územie v katastri obce Ľubotice, v rámci sanačných opatrení, bola navrhnutá realizácia hlbokých stabilizačno - odvodňovacích rebier do hĺbky 4,5-5,0 m p. t. a v päte svahu ich zaústenie do existujúceho povrchového odvodňovacieho rigolu. 25
5. NAVRHOVANÉ SANAČNÉ OPATRENIA PREDMETNÉHO ÚZEMIA Na základe zhodnotenia archívnych podkladov môžeme konštatovať, že sanačné opatrenia navrhnuté v predchádzajúcich etapách prieskumov neboli realizované, resp. len čiastočne realizované. - Existujúce - realizované sanačné prvky pred rokom 2005: - Vybudovanie priťažovacích lavíc - násypov antropogénnej navážky v päte zosuvného svahu. - Vybudovanie povrchového odvodňovacieho rigolu v päte zosuvného svahu. Poznámka: Povrchový rigol je v súčasnosti značne deformovaný čelom aktívnych zosuvov 1 a 2. Zosúvanie svahových deformácií spôsobuje vyklenutie betónových panelov stien rigola. - Vybudovanie vejárov subhorizontálnych odvodňovacích vrtov v telesách aktívnych zosuvov 1 a 2. Poznámka: V aktívnom zosuve 1 (cca 250 m od priestoru otáčania dopravných prostriedkov MHD), bola preukázaná nefunkčnosť vejára subhorizontálnych vrtov. Vyústenie vrtov bolo zanesené nánosom sedimentov, ktorých povrch bol stvrdnutý a prúdenie podzemnej vody bolo zamedzené. (viď. Obr.14) Čiastočné sfunkčnenie nastalo po odstránení stvrdnutých sedimentov. Subhorizontálne odvodňovacie vrty boli síce realizované, ale v priebehu prevádzky absentuje aká koľvek údržba a monitoring. Obr. 14 Nefunkčné subhorizontálne odvodňovacie vrty (aktívny zosuv 1) Subhorizontálne odvodňovacie vrty boli síce realizované, ale v priebehu prevádzky absentuje aká koľvek údržba a monitoring. - Navrhované sanačné prvky a opatrenia odporúčané na základe realizovaného podrobného prieskumu: Návrh sanačných opatrení vychádza z overených inžinierskogeologických, hydrogeologických a stabilitných pomerov predmetného územia, porušeného plošnými aktívnymi a potenciálnymi zosuvmi. Ako už bolo v predchádzajúcich kapitolách uvedené, rozhodujúcim a najvýznamnejším faktorom spôsobujúci nestabilitu územia sú priesaky podzemnej vody z polohy hrubozrnných, proluviálnych andezitových štrkových akumulácií (v hornej a vrcholovej časti kotlinovej pahorkatiny) do zosuvných deluviálnych zemín pokrývajúcich svahy predmetného územia. 26
V rámci ideového riešenia sanačných opatrení navrhujeme (Obr.15): Oblasť aktívneho zosuvu I (cca 250 pod od priestoru otáčania dopravných prostriedkov MHD) - Realizovať okamžitý monitoring a údržbu subhorizontálnych odvodňovacích vrtov, ktoré sú zanesené a nefunkčné (prečistenie vrtov a následné overenie funkčnosti). - V telese aktívneho zosuvu I odporúčame realizovať hĺbkové stabilizačno-odvodňovacie rebrá do hĺbky 4,5-5,0 m p. t. s vyústením do povrchového odvodňovacieho rigola. - Pravidelný monitoring a údržbu subhorizontálnych odvodňovacích vrtov a novo vybudovaných sanačných prvkov tomto priestore. Oblasť aktívneho zosuvu II (pod priestorom otáčania dopravných prostriedkov MHD) - Realizovať okamžitý monitoring a údržbu subhorizontálnych odvodňovacích vrtov (prečistenie vrtov a následné overenie funkčnosti). - V telese aktívneho zosuvu II odporúčame realizovať hĺbkové stabilizačno-odvodňovacie rebrá do hĺbky 4,5-5,0 m p. t. s vyústením do povrchového odvodňovacieho rigola. - Vybudovanie oporného múru na pilótových základoch zapustených do neporušeného podložia. - Pravidelný monitoring a údržbu subhorizontálnych odvodňovacích vrtov a novo vybudovaných sanačných prvkov tomto priestore. Pre výstavbu oporného múru odporúčame realizovať doplnkový inžinierskogeologický prieskum základových pomerov. Oblasť potenciálnych zosuvov - V rámci dlhodobého zníženia hladiny podzemnej v záujmovom území v zosuvných deluviálnych zeminách odporúčame realizáciu hlbokých stabilizačno - odvodňovacích rebier do hĺbky 4,5-5,0 m p. t. pod cestnou komunikáciou ulice Pod Šalgovíkom a ich zaústenie do existujúceho povrchového odvodňovacieho rigola. Existujúca komunikácia Pod Šalgovíkom - Zamedzenie priesakom zrážkových vôd do telesa vozovky a styku s rástlou pláňou. - Overenie funkčnosti dažďovej kanalizácie na ulici Pod Šalgovíkom. - Vybudovanie cestných priepustov pozdĺž celej cestnej komunikácie na ulici Pod Šalgovíkom (v úrovniach nad a pod cestnou komunikáciou) s vyústením do stabilizačno - odvodňovacích rebier. Oblasť uvažovaného prepojenia komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom - V rámci ideového návrhu sanačných opatrení vyplývajúcich zo záverov podrobného inžinierskogeologického prieskumu (SPIŠÁK, Z. a kol., 2017: Záverečná správa Ľubotice - lokalita Pod Vodojemom, podrobný inžinierskogeologický prieskum, TERRA - GEO, s.r.o., Košice) bolo navrhnuté v záujmovom území Ľubotice realizovať hĺbkové stabilizačnoodvodňovacie rebrá do hĺbky 4,5-5,0 m p.t. a v päte svahu ich zaústenie do existujúceho povrchového odvodňovacieho rigola. Ideové sanačné opatrenia dotknutého územia odporúčame realizovať pred plánovanou výstavbou prepojenia komunikácie ul. Sibírska - Pod Šalgovíkom. V rámci sanačných opatrení odporúčame stály monitoring predmetného aktívneho zosuvného územia. - Režimové merania podzemných vôd - sledovanie úrovne hladín podzemnej vody v zabudovaných hydrogeologických vrtoch SSP-6 a SSP-7 (novo vybudované) a archívnych monitorovacích vrtoch minimálne raz mesačne (12 x ročne). - Iinklinometrické merania na zabudovaných inklinometrických vrtoch SSI-4 a SSI-5 v intervale 1x polročne (2x ročne). - Monitoring a údržba odvodňovacích subhorizontálnych vrtov a novo vybudovaných sanačných prvkov. 27
Obr. 15 Ideový návrh sanačných opatrení predmetného územia (Pod Šalgovíkom) 28