Projektowanie badań dla obszarów deformacji glacitektonicznych

Glacitektonika to mechaniczne oddziaływanie lodowca na jego podłoże, prowadzące do przemieszczania jego frag­

mentów. Deformacje glacitektoniczne powstają w wyniku statycznego (obciążenie) lub dynamicznego (ruch) oddziały­

wania lodowca na jego podłoże w czasie rozwoju i zaniku zlodowacenia (Lindner, 1992) (rys. 15).

Obciążenie lodem oraz powstawanie w podłożu glacista­

tycznych naprężeń pionowych i bocznych prowadzi do utwo­

rzenia różnorodnych deformacji glacitektonicznych typu:

czołowe i boczne moreny wyciśnięcia, glacitektoniczne tabela 9 Zalecany zakres prac dokumentacyjnych dla terenów krasowych przeznaczonych

na potrzeby budownictwa (Frankowski i in., 2012)

Czynność Minimalny zakres prac uwagi

Badania geofizyczne

siatka profili o wymiarach:

200/200 m – etap wstępny, 100/100 m – etap podstawowy, 25/25 m – etap szczegółowy

liczba i rodzaj badań geofizycznych zależy od powierzchni terenu oraz budowy geologicznej i warunków hydrogeo­

logicznych

odległość pomiędzy otworami badawczymi 200–300 m – etap wstępny, 50–100 m – etap podstawowy, 5–25 m – etap szczegółowy

odległość miedzy otworami zależy od skali mapy oraz kierunku rekultywacji i sposobu zagospodarowania, wybór odległości miedzy otworami należy uzasadnić

Głębokość otworów badawczych do stropu skały lub 2–5 m poniżej stropu skały, np. w przypadku płytko występujących jaskiń

głębokość rozpoznania zależy od: morfologii stropu skał, płytko występujących jaskiń, kierunku rekultywacji i sposobu zagospodarowania

Sondowania ustalany indywidualnie w uzasadnionych przypadkach

Pobór próbek gruntów i skał do oznaczeń

makroskopowych co 1 m lub co zmianę litologii –

Pobór próbek gruntów i skał do badań

fizycznych 5 próbek dla każdej wydzielonej

warstwy geologiczno­inżynierskiej –

Pobór próbek gruntów i skał do badań mechanicznych

w zależności od rodzaju zaprojektowanych badań mechanicznych oraz sposobu zagospodarowania terenu

–

depresje źródłowe, wypiętrzenia diapirowate, niektóre odmia­

ny moreny żłobkowej lub zbrekcjonowanie. Wskutek obcią­

żenia lub topnienia lodu zachodzi zjawisko subsydencji (ob­

niżania) bądź wypiętrzania podłoża zwane glaciizostazją (Lindner, 1992). Ruch lodowca powoduje wytworzenie w podłożu glacidynamicznych naprężeń bocznych oraz naprę­

żeń ścinających, co prowadzi do rozwoju deformacji glaci­

tektonicznych przejawiających się sfałdowaniem, przełama­

niem i pocięciem uskokami, czasem połączone z oderwaniem od podłoża (kry, porwaki) deformowanego materiału. Podczas ruchu lodowca w strefie jego krawędzi mogą powstawać mo­

reny czołowe i spiętrzone. Strefy krawędziowe podlegają glacitektonice krawędziowej, co ujawnia się w postaci sfał­

dowania lub złuskowacenia osadów (Lindner, 1992).

Deformacje glacitektoniczne występują na obszarach związanych z naciskiem i ruchem lodowca (strefa zlodowa­

ceń). Z obserwacji wynika, że większa ich intensywność ob­

serwowana jest w strefie przypowierzchniowej, zasięg głębo­

kościowy wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset metrów (średnio 100–150 m), a deformacjom uległy głównie osady czwartorzędu oraz neogenu i paleogenu (Lindner, 1992; Ber i in., 2004). Rejony występowania deformacji glacitektonicz­

nych w Polsce przed stawiono na mapie – rys. 16.

Wynikiem glacitektoniki jest bardzo duży stopień skom­

plikowania ułożenia warstw osadów lodowcowych oraz zmienność właściwości fizycznych (uziarnienie, porowatość, stopień plastyczności, wodoprzepuszczalność) i mechanicz­

nych (wytrzymałość na ścinanie). W przypadku dokumento­

wania deformacji glacitektonicznych może dochodzić do znaczących błędów w interpretacji modelu geologicznego (rys. 17) na skutek błędnie zaprojektowanych badań.

Badania na takich terenach należy tak zaprojektować, żeby możliwa była ocena:

– geomorfologii terenu, sieci hydrograficznej;

– wyników badań geofizycznych pod względem występo­

wania deformacji glacitektonicznych;

– rozprzestrzenienia deformacji glacitektonicznych, zarów­

no w pionie, jak i w poziomie;

– zagrożeń dla obiektu budowlanego wynikających z występowania w podłożu i w jego sąsiedztwie defor­

macji glacitektonicznych;

– ryzyka geologicznego związanego z wpływem deformacji glacitektonicznych na projektowaną inwestycję;

– założeń do prowadzenia monitoringu i w uzasadnionych przypadkach terenów sąsiednich ze wskazaniem lokaliza­

cji urządzeń pomiarowych.

W normie Pn­En 1997­2 tylko w punktach 2.1.1, 2.1.2, 2.3, 2.4.1.3 i 6.2 pośrednio podano informacje dotyczące roz­

poznania deformacji glacitektonicznych na obszarze projek­

towanej inwestycji i w jej sąsiedztwie.

W literaturze trudno znaleźć szczegółowe informacje na temat wytycznych i zaleceń do projektowania badań na obsza­

rach deformacji glacitektonicznych, w celu ich udokumento­

wania oraz oceny wpływu na projektowany obiekt budowlany.

Podczas projektowania badań podłoża na terenach wystę­

powania omawianych deformacji należy uwzględnić:

– analizę materiałów archiwalnych, zaleca się skorzystać z archiwalnych otworów wiertniczych, mapy deformacji glacitektonicznych (Ber, 2006), dostępnych map geo­

morfologicznych, map geologicznych i objaśnień do tych map dostępnych na stronie internetowej PIG­PIB, szki­

ców geomorfologicznych, literatury geologicznej związa­

nej z glacitektoniką, map geologiczno­inżynierskich w skali 1:500 000, atlasów geologiczno­inżynierskich (http://atlasy.pgi.gov.pl);

– przebieg granic zlodowaceń;

– dane teledetekcyjne umożliwiające określenie form geo­

morfologicznych związanych z możliwym występowa­

niem glacitektoniki;

– kartowanie geologiczno­inżynierskie, w tym zaprojekto­

wać prace umożliwiające: zweryfikowanie i/lub wyzna­

czenie stref występowania deformacji glacitektonicznych, określenie rodzaju i rozmiaru występujących deformacji glacitektonicznych, wykonanie pomiarów nachylenia warstw (biegu i upadu), sprofilowanie odsłonięć, zinwen­

taryzowanie elementów tektoniki (uskoki, nasunięcia itp.), wskazanie miejsc powierzchniowego występowania wód podziemnych (wysięki, podmokłości), zinwentary­

zowanie uszkodzeń infrastruktury oraz okolicznych zabudowań;

– badania geofizyczne, projektowane na potrzeby odpo­

wiedniego rozmieszczenia punktów dokumentacyjnych i ich głębokości oraz w celu identyfikacji struktur glacitektonicznych;

– wiercenia i sondowania projektowane na podstawie wstępnych badań geofizycznych, zaleca się stosować wiercenia rdzeniowe (ciągły rdzeń) oraz sondowania FVT, DP, CPTu/CPT, DMT, PMT;

– badania laboratoryjne do określenia wartości wyprowa­

dzonych właściwości gruntów i skał (rozdz. 7.3).

W celu poprawnego zaprojektowania badań podłoża i udokumentowania warunków geologiczno­inżynierskich na terenach objętych deformacjami glacitektonicznymi zaleca się stosować zasady podane w tabeli 10. Przedstawiono w niej szczegółowy zakres badań, niezbędnych do rozpoznania pod­

łoża na obszarach omawianych deformacji, w tym:

– lokalizację i liczbę otworów wiertniczych;

– liczbę próbek koniecznych do wykonania badań laboratoryjnych;

rys. 15. proces powstawania deformacji glacitektonicznych (kupetz, 1997)

Projektowanie badań na terenach zagrożeń geologicznych 51

rys. 16. Mapa glacitektoniczna polski (nawrocki, becker, 2017)

zlodowaceń górskich

Łyna kierunki nacisku lądolodu

otwory wiertnicze, w których udokumentowano zaburzenia glacitektoniczne odsłonięcia, w których stwierdzono struktury glacitektoniczne

depresje glacitektoniczne widoczne we współczesnej rzeźbie elewacje zbudowane z zaburzonych glacitektonicznie osadów przedczwartorzędowych i/lub czwartorzędowych

kopalne osady zaburzone glacitektonicznie, niewidoczne we współczesnej rzeźbie kopalne depresje glacitektoniczne niewidoczne we współczesnej rzeźbie

widoczne we współczesnej rzeźbie niewidoczne we współczesnej rzeźbie moreny czołowe spiętrzone i moreny wyciśnięcia,

w tym moreny interlobowe

M O R Z E B A Ł T Y C K I E

Sazawa Morawa

Orlica

Duże kry osadów podłoża czwartorzędu

Igława

Łyna kierunki nacisku lądolodu

otwory wiertnicze, w których udokumentowano zaburzenia glacitektoniczne

odsłonięcia, w których stwierdzono struktury glacitektoniczne

depresje glacitektoniczne widoczne we współczesnej rzeźbie elewacje zbudowane z zaburzonych glacitektonicznie osadów przedczwartorzędowych i/lub czwartorzędowych

kopalne osady zaburzone glacitektonicznie, niewidoczne we współczesnej rzeźbie kopalne depresje glacitektoniczne niewidoczne we współczesnej rzeźbie

widoczne we współczesnej rzeźbie niewidoczne we współczesnej rzeźbie moreny czołowe spiętrzone i moreny wyciśnięcia,

w tym moreny interlobowe

M O R Z E B A Ł T Y C K I E

Sazawa Morawa

Orlica

Duże kry osadów podłoża czwartorzędu

Igława

tabela 10 Zalecany zakres prac i badań dla terenów, na których występują deformacje glacitektoniczne

Czynność Minimalny zakres prac uwagi

Badania geofizyczne

siatka profili o wymiarach min.:

200/200 m – etap wstępny

100/100 m – etap podstawowy (do celów projektowych) 25/25 m – etap kontrolny (etap budowy)

liczba i rodzaj badań geofizycznych zależy od powierzchni terenu oraz budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych

odległość pomiędzy otworami badawczymi

min. 200–300 m – etap wstępny

min. 50–100 m – etap podstawowy (do celów projektowych) min. 5–25 m – etap kontrolny (etap budowy)

odległość miedzy otworami zależy od skali mapy oraz sposobu posadowienia i rodzaju obiektu budowlanego;

wybór odległości miedzy otworami należy uzasadnić

Głębokość otworów badawczych i sondowań

min. do stropu warstwy jednorodnej lub min. 2–5 m w warstwę gruntów jednorodnych, lub 2–5 m poniżej strefy odkłucia, lub 2–5 m poniżej strefy oddziaływania obiektu

głębokość rozpoznania zależy od geomorfologii, sposobu posadowienia i rodzaju obiektu budowlanego

Sondowania min. 200–300 m – etap wstępny

min. 50–100 m – etap podstawowy (do celów projektowych) min. 5–25 m – etap kontrolny (etap budowy)

odległość zależy od skali mapy oraz sposobu posadowienia i rodzaju obiektu budowlanego;

wybór odległości między sondowaniami należy uzasadnić

Pobór próbek gruntów i skał

do oznaczeń makroskopowych min. co 1 m lub co zmianę litologii –

Pobór próbek gruntów i skał

do badań fizycznych min. 5 próbek dla każdej wydzielonej warstwy geologiczno­

­inżynierskiej –

Pobór próbek gruntów i skał

do badań mechanicznych liczba próbek zależy od rodzaju zaprojektowanych badań

mechanicznych oraz sposobu zagospodarowania terenu –

rys. 17. przykład interpretacji modelu geologicznego na podstawie wierceń i odsłonięcia (wg krajewskiej-pinińskiej, 1969) a) przekrój geologiczny wykonany na podstawie danych z wierceń; liczby oznaczają numery otworów; b) przekrój geologiczny wykonany na podstawie odsłonięcia; liczby oznaczają metry bieżące profilu odsłonięcia

a)

b)

Projektowanie badań na terenach zagrożeń geologicznych 53

– lokalizację i liczbę sondowań parametrycznych;

– lokalizację i liczbę badań geofizycznych;

– zalecane technologie wierceń oraz rodzaje sondowań parametrycznych;

– rodzaje badań laboratoryjnych, które wykonuje się na po­

trzeby wyznaczenia parametrów geotechnicznych.

W celu poprawnego udokumentowania warunków geo­

logiczno­inżynierskich na terenach objętych deformacjami glacitektonicznymi zaleca się przede wszystkim wnikliwą analizę materiałów archiwalnych i historii geologicznej na danym terenie. Podczas projektowania badań należy dosto­

sować ich rodzaj i liczbę do głębokości i rozprzestrzenienia deformacji glacitektonicznych oraz ich wpływu na obiekt budowlany lub sposób posadowienia (tab. 10).

4.7.4. projektowanie badań dla obszarów górskich

W dokumencie Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy (Stron 50-54)