Zagro¿enia budowli zabytkowych zwi¹zane z rozwojem czynnych procesów
geodynamicznych na przyk³adzie koœcio³a Œw. Andrzeja
w Brwilnie Górnym
Andrzej Dr¹gowski*, Krzysztof Cabalski*, Micha³ Radzikowski*
Hazards to historical buildings due to active geodynamic processes: a
case study of St. Andrew church in Brwilno Górne. Prz. Geol., 53:
781–785.
S u m m a r y. A case study of 18th-century Saint Andrew church in Brwilno Górne near P³ock is presented to illustrate the problems of protecting histori-cal monuments located in areas subject to especially active geodynamic transformations. The church has been built on upland near Vistula River val-ley escarpment. The wooden church could not be relocated because it is listed in the register of historic monuments together with its surroundings. Thus, extensive geological studies were performed and the recommended precautions against disaster were formulated. Two variants of securing the church were proposed: provisional and final.
Key words: monument conservation, surface mass movements, geodynamic processes, erosion, landslides
Geologiczne problemy ochrony budowli zabytkowych dotycz¹ dwóch zasadniczych kwestii (Dr¹gowski i in., 1993):
ska³ stanowi¹cych budulec obiektu, w tym
elemen-tów konstrukcyjnych i dekoracyjnych,
wp³ywu czynników zewnêtrznych zmieniaj¹cych
w³aœciwoœci œrodowiska geologicznego w pod³o¿u i wokó³ obiektu zabytkowego.
Pomimo starannego, opartego na doœwiadczeniach pokoleñ lub wspó³czesnych badaniach, doboru ska³ na ele-menty konstrukcyjne i dekoracyjne podlegaj¹ one w miarê up³ywu czasu zmianie w³aœciwoœci lub w skrajnych przy-padkach niszczeniu. Oceny tych zmian stanowi¹ podstawê doboru metod ochrony zabytków.
Do zmian, które mog¹ wystêpowaæ w œrodowisku geo-logicznym w pod³o¿u i otaczaj¹cym terenie nale¿y zali-czyæ:
zmienne po³o¿enie zwierciad³a
przypowierzchnio-wych wód podziemnych i jego wahania,
przemiennoœæ w³aœciwoœci ska³ i gruntów pod³o¿a
zwi¹zan¹ z oddzia³ywaniem obci¹¿eñ od budowli oraz zmianami ich wilgotnoœci oraz temperatury,
erozjê powierzchniow¹ i deformacje filtracyjne
gruntów,
ruchy osuwiskowe,
osiadanie zapadowe w utworach lessowych,
zjawiska krasowe,
odkszta³canie powierzchni zwi¹zane z eksploatacj¹
górnicz¹.
Budowle zabytkowe, zale¿nie od konstrukcji i budulca w ró¿nym stopniu nara¿one s¹ na oddzia³ywanie tych czyn-ników. Niezale¿nie jednak od konstrukcji, najgroŸniejsze dla budowli s¹ ruchy osuwiskowe, podciêcia erozyjne, prze-jawy krasu na powierzchni terenu oraz osiadanie zapadowe i zaawansowane szkody górnicze (Ba¿yñski i in., 1999).
W artykule przedstawiono zagro¿enia, jakie niesie ze sob¹, dla budowli zabytkowej — koœcio³a drewnianego p.w. Œw. Andrzeja z 1740 r. w Brwilnie Górnym k. P³ocka, roz-wój procesów osuwiskowych oraz erozja wystêpuj¹ca w strefie przykrawêdziowej doliny Wis³y. Ta szczególna
sytu-acja powoduje, ¿e wykonane badania oraz zastosowane meto-dy zapobiegawcze (doraŸne i docelowe) mog¹ byæ odniesione do innych zabytków znajduj¹cych siê w podobnych warunkach geomorfologicznych i geologicznych (Dr¹gowski, 2000).
Charakterystyka koœcio³a p.w. Œw. Andrzeja Koœció³ parafialny p.w. Œw. Andrzeja w Brwilnie Gór-nym wraz z najbli¿szym otoczeniem wpisany jest do rejestru zabytków i podlega ochronie prawnej na mocy przepisów Ustawy z dnia 15 lutego 1962 r. o ochronie dóbr kultury. Posiada on niew¹tpliwe walory historyczne i artystyczne (Lorek & Zarêba, 2000). Omawiany zespó³ sakralny sk³ada siê z koœcio³a, dzwonnicy i cmentarza przykoœcielnego. Obecny koœció³ wybudowany zosta³ w 1740 r. Obiekt jest orientowany (tzn. prezbiterium jestuystuowane w kierunku wschodnim, ma drewnian¹ konstrukcjê zrêbow¹ i oszalowa-nie, dach jest oœmiopo³aciowy, kryty blach¹. Wnêtrze przy-kryte stropem z belk¹ têczow¹ z krucyfiksem, od zachodu chór muzyczny podparty na dwóch s³upach. Wymiary koœcio³a w planie wynosz¹ 12,5 m 11,5 m. Koœció³ usytu-owany jest d³u¿sz¹ osi¹ prostopadle do czynnego osuwiska w odleg³oœci oko³o 7 m od jego górnej krawêdzi. Z cenniej-szych zabytków, na cmentarzu przykoœcielnym, stoi nagro-bek Wincentego Poznañskiego, majora Wojsk Polskich wzniesiony w pierwszej po³owie XIX w. Wed³ug opinii kon-serwatora zabytków koœció³, ze wzglêdu na murowane fun-damenty oraz fakt, ¿e jest wpisany w rejestr zabytków wraz z otoczeniem, nie mo¿e byæ przeniesiony.
Ukszta³towanie powierzchni i procesy geodynamiczne Koœció³ p.w. Œw. Andrzeja po³o¿ony jest na skraju wysoczyzny morenowej (ryc. 1) zbudowanej g³ównie z
glin zwa³owych zlodowacenia pó³nocnopolskiego.
Powierzchnia wysoczyzny jest ³agodnie nachylona w kie-runku doliny Wis³y. Spadki w rejonie koœcio³a wynosz¹ ok. 2,5% w kierunku po³udniowo-wschodnim i zwiêkszaj¹ siê w stronê po³udniow¹, do skarpy wysoczyzny, dochodz¹c miejscami do 10%. Rzêdne wysoczyzny w rejonie koœcio³a wynosz¹ od 81 m n.p.m. do 79,0 m n.p.m. Wysoczyzna roz-ciêta jest w tej strefie szeregiem w¹wozów, które drenuj¹c
*Wydzia³ Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. ¯wirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa; Andrzej.Dragowski@uw.edu.pl; Krzysztof.Cabalski@uw.edu.pl; Michal.Radzikowski@uw.edu.pl
wody gruntowe pierwszego poziomu odprowadzaj¹ je powierzchniowo do Wis³y (Wysokiñski, 1985). Intensyw-noœæ przep³ywów i rozwój procesów erozyjnych nasila siê w okresach roztopowych i intensywnych opadów. W wyniku prac kartograficznych stwierdzono w pobli¿u koœcio³a nowe strefy inicjacyjne rozciêæ prowadz¹cych do powstania w¹wozów. Skarpa jednego z w¹wozów, w obrêbie której zachodz¹ czynne ruchy masowe, znajduje siê w odleg³oœci 7 m na wschód od koœcio³a. Rzêdne dna tego w¹wozu na wyso-koœci wyso-koœcio³a kszta³tuj¹ siê w granicach 61–63 m n.p.m.
Zbocze w¹wozu, o nachyleniu ok. 40o, osi¹ga wiêc w tym
miejscu wysokoœæ wzglêdn¹ ok. 20 m. W¹wóz ten zaczyna siê ok. 350 m na pó³noc od koœcio³a, jego d³ugoœæ wynosi ok. 500 m i koñczy siê w dolinie rzeki Wis³y. Dochodz¹ do niego mniejsze w¹wozy. Jeden z nich, o d³ugoœci oko³o 50 m i g³êbokoœci wzglêdnej 4–5 m, zaczyna siê w odleg³oœci ok. 35 m na po³udnie od koœcio³a. Nastêpny du¿y w¹wóz po³o¿ony jest na zachód w odleg³oœci ok. 100 m od koœcio³a. Omawiane w¹wozy s¹ formami bardzo m³odymi, wspó³czesnymi.
Oceniaj¹c, na podstawie wywiadów, wiek w¹wozu przy koœciele, nale¿y dojœæ do wniosku, ¿e osi¹gn¹³ on s¹siedztwo koœcio³a ok. 60 lat temu. Wiek w¹wozu, jego rozwój i rozwój innych w¹wozów w rozpatrywanym obszarze wokó³ koœcio³a wskazuje, ¿e teren nie mia³ tak rozwiniêtych rozciêæ erozyjnych przed ponad 200 laty tj. w momencie jego budowy.
Wysoczyzna w kierunku po³udniowym koñczy siê strom¹ skarp¹ doliny Wis³y o wysokoœci dochodz¹cej do 20 m, poni¿ej której rozci¹ga siê erozyjno-akumulacyjny taras rzeki Wis³y. Rzêdna tarasu w tym miejscu wynosi ok. 57 m n.p.m.
Na zboczach w¹wozów, tak jak w przypadku w¹wozu przy koœciele, odk³adaj¹ siê deluwia utrudniaj¹ce lokalnie odp³yw wód i powoduj¹ce jej intensywny wyp³yw w stre-fach pozbawionych os³ony deluwialnej. Budowa
geolo-1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 5 7 4 4 5 9 6 7
grunty antropogeniczne - zwa³
anthropogenic ground - a dump
gliny, lokalnie piaski, koluwialne, p³ynne i miêkkoplastyczne
clays, locally sands, colluvial, liquid and soft-deforming
osady denne w¹wozów z du¿¹ zawartoœci substancji organicznej
gorge bottom sediments with high organic content
piaski pokrywowe (na wysoczyŸnie)
cover sands (on the upland)
gliny i py³y pokrywowe (na wysoczyŸnie)
cover clays and dusts (on the upland)
piaski wodnolodowcowe górne, drobne i œrednie œredniozagêszczone* upper fluvioglacial sands, fine- and medium-grained, moderately compact* gliny zwa³owe z g³azami, twardoplastyczne i pó³zwarte*
glacial tills with erratics, hard-plastic and semicompact*
piaski wodnolodowcowe œrodkowe, œrednie i drobne, œredniozagêszczone* middle fluvioglacial sands, medium- and fine-grained, moderately compact* i³y warwowe, wykszta³cone typowo*
typical varved clays*
piaski wodnolodowcowe dolne, œrednie niekiedy z domieszk¹ frakcji ¿wirowej, œredniozagêszczone
lower fluvioglacial sands, medium-grained, sometimes with gravels, moderately compact 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9
* pod pokryw¹ utworów zboczowych o mi¹¿szoœci do 0,8 m *under slope cover up to 0.8 m thick
HOLOCE N HOLOCE NE PLEJSTOCEN PLEISTOCENE krawêdŸ osuwiska landslide margin Wis³a Vistula 100 m
Ryc. 2. Mapa geologiczno-in¿ynierska (bez pokryw zboczowych
w w¹wozach)
Fig. 2. Geological-engineering map (without slope covers in
gor-ges)
Wis³a
Vistula
górne krawêdzie w¹wozów
upper edges of gorges
100 m
Brwilno Górne ko³o P³ocka
Brwilno Górne near P³ock
Ryc. 1. Ukszta³towanie powierzchni terenu wokó³ koœcio³a p.w.
Œw. Andrzeja w Brwilnie Górnym
Fig. 1. Terrain relief around the Saint Andrew church in Brwilno
giczna oraz wyp³yw wód ze zbocza w¹wozu sta³y siê przyczyn¹ powstania osuwiska w zachodnim zboczu w¹wozu, przylegaj¹cym do koœcio³a. Nisza omawianego osuwiska wcina siê œrednio 18 m w zbocze. Wysokoœæ gór-nej krawêdzi osuwiska wynosi ok. 10 m, a zbocze jest pra-wie pionowe. Jêzor koluwiów siêga do osi w¹wozu na d³ugoœæ 25 m. Nachylenie powierzchni koluwialnej jest
stosunkowo niewielkie i wynosi 16o
.
Czas ujawnienia siê pierwszych ruchów osuwisko-wych jest bli¿ej nieokreœlony, natomiast w 2000 r. osuwi-sko siê uaktywni³o, powoduj¹c osuniêcie wschodniej czêœci dzia³ki koœcielnej i uformowanie siê niszy osuwi-skowej. Górna krawêdŸ osuwiska zbli¿y³a siê, jak to ju¿ wspomniano, na odleg³oœæ 7 m od œciany koœcio³a, stano-wi¹c realne zagro¿enie dla obiektu. Dalszy rozwój osuwiska przyczyni³by siê do powa¿nej katastrofy budowlanej -zniszczenie koœcio³a, w tym kamiennych fundamentów, najstarszej czêœci obiektu. Odnowienie siê ruchów osuwi-skowych oraz ich rozwój, zwi¹zane jest ze zmian¹ warun-ków hydrodynamicznych w strefie koœcio³a i wyp³ywem wód podziemnych z nawodnionej warstwy piasków.
Budowa geologiczna
W budowie geologicznej rejonu badañ bior¹ udzia³ utwory neogenu–pliocenu oraz plejstocenu i holocenu — ryc. 2, 3 (Skompski & S³owañski, 1962, 1970).
Osady pliocenu, wykszta³cone w postaci i³ów
ods³aniaj¹ siê na powierzchni w wielu miejscach wzd³u¿ obu brzegów Wis³y.
Na i³ach plioceñskich le¿¹ osady zwi¹zane ze zlodowa-ceniem odry, reprezentowane przez utwory wodnolodow-cowe. S¹ to piaski tworz¹ce rozleg³¹, mi¹¿sz¹ warstwê (do 19 m), wykszta³cone przede wszystkim jako piaski drobne i pylaste, ze znaczn¹ domieszk¹ ¿wirów i pospó³ek.
Kolejne utwory w profilu zwi¹zane s¹ ze zlodowace-niem pó³nocnopolskim, fazami g¹biñsk¹ i p³ock¹. Fazê g¹biñsk¹ reprezentuj¹ i³y zastoiskowe wykszta³cone jako warwowe, laminowane. Z transgresj¹ l¹dolodu fazy p³ockiej zlodowacenia ba³tyckiego zwi¹zane s¹ osady piaszczyste, wodnolodowcowe, subglacjalne o mi¹¿szoœci
przewa¿nie 4–7 m. Recesja l¹dolodu fazy p³ockiej pozosta-wi³a na badanym obszarze dwa rodzaje osadów: glinê zwa³ow¹ oraz wy¿ej le¿¹ce piaski lodowcowe. Glina zwa³owa, o mi¹¿szoœci ok. 3 m, wykszta³cona jest g³ównie jako piaszczysta z domieszk¹ g³azików i g³azów, a wy¿ej le¿¹ce piaski lodowcowe stanowi¹ pokrywê na wysoczy-Ÿnie i s¹ wykszta³cone jako piaski drobne zapylone lub pia-ski gliniaste o ma³ej mi¹¿szoœci (przewa¿nie ok. 2 m).
Najm³odszymi osadami plejstocenu, a tak¿e holocenu – zale¿nie od wieku wciêæ erozyjnych, s¹ osady deluwialne pokry-waj¹ce zbocza dolin, rynien i zag³êbieñ bezodp³ywowych.
Osady holocenu na obszarze badañ to przede wszyst-kim namu³y den dolinnych i zag³êbieñ bezodp³ywowych. Wykszta³cone przewa¿nie jako py³y, gliny pylaste i piaski ze zmienn¹ domieszk¹ substancji organicznej.
Warunki geologiczno-in¿ynierskie
W strefie koœcio³a wyró¿niono dziesiêæ zespo³ów grun-towych (ryc. 2, 3). Wydzielenie ich oparto o kryteria
litolo-giczno-genetyczne oraz w³aœciwoœci fizyczne i
wytrzyma³oœciowe okreœlone na podstawie przeprowadzo-nych badañ makroskopowych, sondowañ CPT i badañ laboratoryjnych (m.in. wilgotnoœci naturalnej, gêstoœci objêtoœciowej, uziarnienia — analizy: sitowej i areome-trycznej, granic konsystencji).
Wed³ug kryterium podanego przez W. S. Istominê (1957) grunty warstw 8 i 9, ze wzglêdu na uziarnienie (wskaŸnik ró¿noziarnistoœci „U” tych gruntów okreœlony jako stosunek d60/d10) nale¿y traktowaæ jako sufozyjne.
Warunki hydrogeologiczne
Jak wynika z przeprowadzonych badañ w rozpatrywa-nym rejonie istotne s¹ dwie warstwy wodonoœne zwi¹zane z gruntami niespoistymi. Pierwsza wystêpuje w obrêbie warstwy piaszczystej nr 8, kolejna, ni¿sza w obrêbie war-stwy 10 (ryc. 3).
Wspó³czynniki filtracji dla warstwy 8, oznaczane meto-dami polowymi (Maaga, KBG), laboratoryjnymi (rurka Kamieñskiego) i empirycznymi (wzory: „amerykañski”,
W E
gliny, lokalnie piaski, koluwialne, p³ynne i miêkkoplastyczne
clays, locally sands, colluvial, liquid and soft-deforming
osady denne w¹wozów z du¿¹ zawartoœci substancji organicznej
gorge bottom sediments with high organic content
piaski pokrywowe (na wysoczyŸnie)
cover sands (on the upland)
piaski wodnolodowcowe górne, drobne i œrednie œredniozagêszczone*
upper fluvioglacial sands, fine- and medium grained, moderately compact*
gliny zwa³owe z g³azami, twardoplastyczne i pó³zwarte*
glacial tills with erratics, hard plastic and semicompact*
piaski wodnolodowcowe œrodkowe, œrednie i drobne, œredniozagêszczone*
middle fluvioglacial sands, medium- and fine-grained, moderately compact*
i³y warwowe, wykszta³cone typowo*
typical varved clays*
piaski wodnolodowcowe dolne, œrednie niekiedy z domieszk¹ frakcji ¿wirowej, œredniozagêszczone
lower fluvioglacial sands, medium-grained sometimes with gravels, moderately compact
2 3 4 6 7 8 10 9
Przyjêto znaki i symbole wg PN-86/B-02480
The labels and symbols after the Polish Standard PN-86/B-02480
* pod pokryw¹ utworów zboczowych o mi¹¿szoœci do 0,8 m * under slope cover up to 0.8 m thick
piezometryczne zwierciad³o wód podziemnych pierwszego poziomu piezometric groundwater table of the first aquifer
proponowany zasiêg odbudowy zbocza - grunty zbrojone proposed extent of slope reconstruction
reinforced grounds
piezometryczne zwierciad³o wód podziemnych drugiego poziomu piezometric groundwater table of the second aquifer
koluwium colluvia 8,6 22,4 0,1 0,3 0,3 0,5 1,2 1,9 2,8 3,2 2,1 1,5 4,5 5,0 5,0 5,0 1,6 4,3 6,1 7,9 9,6 11,3 15,6 17,1 18,0 23,5 1,2 Iπ nN Ps+¯ Pd Iπ nN Ps+¯ Iπ nN Pd Ps+¯ Iπ Ps Ps+Pr Ps//Pd Pd Gp Ps Pπ Gp Pd Ps+Pr 2 3 4 6 7 8 10 9 9 2 3 4 79,94 71,21 69,07 65,11 80 75 70 65 60 55 [m n.p.m.] [m a.s.l.] 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 [m]
Ryc. 3. Przekrój geologiczno-inzynierski; przyjêto znaki i symbole za PN-86/B-02480
Beyera), wykaza³y, ¿e wartoœci wspó³czynnika filtracji
wynosz¹ œrednio oko³o 3 x 10-5m/s. Charakter zwierciad³a
wody jest zale¿ny od rzêdnych sp¹gu glin warstwy 7, zazwyczaj jest ono swobodne, miejscami wystêpuje pod niewielkim napiêciem. W rejonie koœcio³a zwierciad³o tej warstwy wykazuje znaczny spadek w kierunku po³udnio-wym ku Wiœle z niewielkim odchyleniem na zachód. Jest to generalny, regionalny kierunek odp³ywu wód z tej war-stwy, jednak¿e na podstawie obserwacji terenowych nale-¿y stwierdziæ, ¿e lokalnie, w pobli¿u zbocza w¹wozu,
kierunek odp³ywu ma tendencjê do niewielkiego odchyle-nia na wschód, co jest zwi¹zane z drena¿em tej warstwy przez drobne Ÿród³a i wysiêki w strefach rozciêæ erozyj-nych pokryw deluwialerozyj-nych. Wydatek tych wysiêków jest zmienny i zale¿y od opadów. Jedna z tych stref wysiêków,
o wydatku 30 dm3/min (w czerwcu 2003 r.), znajdowa³a siê
u podnó¿a niszy osuwiska, powoduj¹c wzmo¿one procesy geodynamiczne w tym rejonie.
Poni¿ej i³ów warwowych (warstwa 9), w obrêbie war-stwy 10, znajduje siê kolejny poziom wodonoœny. Zwier-ciad³o tego poziomu w rejonie koœcio³a, jak to wykaza³y badania terenowe ma charakter swobodny. Stwierdza siê nad nim oko³o siedmiometrow¹ strefê aeracji. Kierunek odp³ywu w tej warstwie jest generalnie zgodny z kierunkiem odp³ywu wód w wy¿ej le¿¹cej warstwie. Na podstawie g³êbokoœci zalegania oraz swobodnego charakteru zwierciad³a nale¿y stwierdziæ, ¿e warstwa ta jest w œcis³ym zwi¹zku hydraulicz-nym z wodami powierzchniowymi Wis³y. Z przeprowadzo-nych badañ wspó³czynnika filtracji ró¿nymi metodami dla tej warstwy wynika, ¿e wartoœci te s¹ nieco wy¿sze ni¿ oznaczo-ne dla utworów wodonoœnych „nadi³owych”.
W wyniku badañ chemizmu wód obu warstw wodono-œnych, stwierdzono, ¿e reprezentuj¹ one ten sam typ hydro-chemiczny wód podziemnych.
Charakterystyka i rozwój powierzchniowych ruchów masowych
Uruchomienie mas ziemnych w formie obrywów oraz stopniowe przemieszczanie siê skarpy ku koœcio³owi zwi¹zane jest aktualnie z wyp³ywem wody z przewarstwie-nia piaszczystego (warstwa 8) i zachodz¹cymi w nim
defor-macjami filtracyjnymi oraz w pewnym stopniu z
wysychaniem glin buduj¹cych zbocze osuwiska. Procesy te wytworzy³y w strefie niszy osuwiskowej koluwia. D³ugo-trwa³e nawadnianie koluwiów, przez wody wyp³ywaj¹ce z przewarstwieñ piaszczystych, doprowadzi³o do nawilgoce-nia i uplastycznienawilgoce-nia tych gruntów.
Pierwszy podda³ ocenie rozpatrywane osuwisko Glazer (2002), który równie¿ uczestniczy³ w póŸniejszych badaniach.
Charakterystyczny kszta³t niszy osuwiskowej, g³êbo-kie, 18 m jej wciêcie w zbocze w¹wozu, wykszta³cenie i geometria gruntów i koluwiów w pod³o¿u niszy, pozwala przypuszczaæ, ¿e procesy osuwiskowe w strefie koœcio³a maj¹ d³u¿sz¹ historiê i zmieniaj¹cy siê charakter ruchów. W pierwszym okresie, po spe³zniêciu pokryw deluwial-nych zabezpieczaj¹cych zbocze przed dzia³aniem
czynni-ków zewnêtrznych, mia³y miejsce osuwiska o
ko³owo-cylindrycznych powierzchniach œciêcia, a dopiero potem, po ukszta³towaniu siê nowej powierzchni pod³o¿a osuwiska i koluwiów nast¹pi³y ruchy typu obrywów. Sche-mat rozwoju osuwisk przedstawia ryc. 4.
W œwietle przeprowadzonych obliczeñ zbocze nie jest zagro¿one zachwianiem ogólnej statecznoœci i powstaniem wielko przestrzennego osuwiska o ko³owo-cylindrycznej powierzchni œciêcia. Dla okreœlenia ogólnej statecznoœci skarpy przeprowadzono obliczenia przy zastosowaniu ró¿-nych metod (Felleniusa, Janbu, Bishopa). Pozwoli³y one okreœliæ skarpê jako stateczn¹ Dla przeprowadzonych obli-czeñ najni¿sza wartoœæ wspó³czynnika bezpieobli-czeñstwa wynios³a F = 1,4.
Obserwowany w trakcie badañ zaawansowany rozwój procesów zboczowych wskazuje, ¿e istnieje mo¿liwoœæ stopniowego wystêpowania obrywów i przesuwania siê górnej krawêdzi osuwiska i w¹wozu w kierunku koœcio³a. Bezpoœredni¹ przyczyn¹ nasilenia siê tych zjawisk mog¹ byæ obfite opady atmosferyczne, zasilaj¹ce wody
podziem-W E 0 5 10 15 20 25 30 35 [m] 6 7 8 9 10
1. Spe³zywanie pokryw zboczowych (deluwiów) 1.Creeping of slope cover (deluvia)
80 75 70 65 60 [m n.p.m.] [m a.s.l.] 6 7 8 9 10
2. Powstanie pierwszych ruchów osuwiskowych 2.First landsliding movements
erozja zboczowa slope erosion 80 75 70 65 60 [m n.p.m.] [m a.s.l.] 6 7 8 9 10 2 3. Erozyjne wynoszenie nagromadzonych koluwiów 3.Erosional removal of accumulated colluvia
80 75 70 65 60 [m n.p.m.] [m a.s.l.] 6 7 8 9 10 2 4. Dalszy rozwój procesów osuwiskowych 4.Further development of landslide processes
pierwotna powierzchnia œciêcia
original shear surface
80 75 70 65 60 [m n.p.m.] [m a.s.l.] 2 6 7 8 9 10
5. Obrywy powstaj¹ce w wyniku deformacji filtracyjnych warstwy piaszczystej (8) 5.Eboulements resulting from filtration deformations
of the sand layer (8)
80 75 70 65 60 [m n.p.m.] [m a.s.l.]
Ryc. 4. Fazy rozwoju niszy osuwiskowej Fig. 4. Development stages of the landslide niche
ne i powoduj¹ce z pewnym opóŸnieniem wzmo¿enie wyp³ywu wody z warstwy piaszczystej, dalsze nawilgaca-nie koluwiów i ich przesuwanawilgaca-nie w dó³ w¹wozu. Mo¿e to w sposób istotny zmieniaæ uk³ad si³ w rejonie zbocza, a¿ do zachwiania stanu równowagi.
Kierunki zabezpieczeñ koœcio³a
Ze wzglêdu na szybko postêpuj¹ce procesy geodyna-miczne zdecydowano siê na dwa etapy prac zabezpie-czaj¹cych. Zabezpieczenia doraŸne powinny zapewniæ bezpieczny, nie powoduj¹cy deformacji filtracyjnych w warstwie piaszczystej 8, wyp³yw wód ze zbocza osuwiska i umo¿liwiæ ich odprowadzenie w sposób ukierunkowany do cieku w dnie w¹wozu.
W ramach prac doraŸnych przewiduje siê, w strefach aktualnie wystêpuj¹cych wysiêków wody ze skarpy, po
usuniêciu koluwiów gliniastych, usypanie pryzm,
ukszta³towanych w formie filtra odwrotnego zabezpie-czaj¹cego przed sufozj¹ i erozj¹. Woda z pryzm bêdzie odprowadzana rowami wyœcielonymi w³óknin¹.
Natomiast docelowe rozwi¹zanie powinno doprowa-dziæ do ca³kowitego wyeliminowania wysiêków wody ze skarpy osuwiska. Przeprowadzone badania wykaza³y, ¿e istnieje mo¿liwoœæ zrzutu wody z pierwszej do drugiej war-stwy wodonoœnej poprzez studnie ch³onne. Generalnie, warunki œrodowiskowe dla tej koncepcji s¹ korzystne. Wp³ywa na to zbli¿ony chemizm wód obu warstw oraz po³o¿enie zwierciad³a wody poziomu ni¿szego, znacznie poni¿ej stropu warstwy wodonoœnej. Poza otworami zrzu-towymi nale¿y w strefie wychodni warstwy piaszczystej zabudowaæ niszê osuwiskow¹ i wykonaæ drena¿ odprowa-dzaj¹cy wody poza strefê osuwiskow¹.
Proponuje siê zabudowê niszy przez zastosowanie gruntów zbrojonych. Zastosowanie tego rozwi¹zania w rozpatrywanym przypadku bêdzie mo¿liwe po uregulowaniu stosunków wodnych w obrêbie zbocza. Proponowany zasiêg odbudowy zbocza przedstawiono na ryc. 3. Schemat
przed-stawia istotê rozwi¹zania w okreœlonych warunkach
ukszta³towania powierzchni terenu (geometrii) oraz
wykszta³cenia utworów buduj¹cych zbocze. W opracowanej koncepcji zabezpieczenia koœcio³a, po makroniwelacji pod³o¿a, zosta³aby zastosowana metoda zbrojenia gruntów odpowiednio dobran¹ siatk¹ z tworzyw sztucznych i u³o¿enie gabionów. Ca³oœæ ostatecznie zosta³aby przykryta geosiatk¹
do zazieleniania i zabezpieczenia przed erozj¹ tak
ukszta³towanego zbocza.
Zastosowane rozwi¹zania doraŸne, co nale¿y stwier-dziæ po roku funkcjonowania, spe³ni³y swoje zadanie. Nale¿y jednak d¹¿yæ do realizacji zabezpieczeñ docelo-wych wed³ug opracowanej koncepcji.
Wnioski
Przeprowadzone badania pozwoli³y na szczegó³owe
rozpoznanie budowy geologicznej, warunków geologicz-no-in¿ynierskich i hydrogeologicznych w strefie samego osuwiska i szerzej, w jego otoczeniu. W wyniku badañ okreœlono przyczyny i przebieg procesów osuwiskowych i podano prognozê dalszych przekszta³ceñ.
Jak wynika z analizy warunków
geologiczno-in¿y-nierskich, dalszy rozwój ruchów masowych (przede wszystkim w formie obrywów) zagra¿a bezpoœrednio budowli zabytkowej, jak¹ jest koœció³ Œw. Andrzeja.
Zakres i strefa rozpoznania oraz podane kierunki
zabezpieczeñ uwzglêdniaj¹ szczególne walory koœcio³a
jako zabytku oraz jego otoczenia. Wszystkie prace badaw-cze jak i koncepcje zabezpiebadaw-czeñ wykonywane by³y przy za³o¿eniu, ¿e koœció³ ze wzglêdu na zabytkowe fundamen-ty i otoczenie nie mo¿e byæ przeniesiony w inne miejsce.
Bezpoœredni¹ przyczyn¹ powstawania obrywów na
zboczu osuwiska, którego krawêdŸ znajduje siê w odleg³oœci 7 m od œciany koœcio³a, jest strefowy wyp³yw wody z ok. 3 m warstwy piaszczystej znajduj¹cej siê pomiêdzy glin¹ zwa³ow¹ a warstw¹ i³ów warwowych i ods³aniaj¹c¹ siê u podnó¿a skarpy osuwiska.
Wyp³ywaj¹ca z gruntów piaszczystych woda,
wywo³uje deformacje filtracyjne (up³ynnienie i wymywa-nie gruntów), co prowadzi do powstania obrywów przesu-szonych gruntów le¿¹cych powy¿ej.
Kompleksowa analiza œrodowiskowa, oparta o
prze-prowadzone badania i obliczenia, pozwoli³a na okreœlenie doraŸnych zabiegów zabezpieczaj¹cych zbocze oraz doce-lowych rozwi¹zañ zabudowy niszy osuwiska i tym samym zabezpieczenia koœcio³a.
Stan zagro¿enia koœcio³a jest du¿y, przesuwanie siê
górnej krawêdzi osuwiska, zale¿ne m. in. od sezonowych zmian hydrodynamicznych, mo¿e wykazywaæ du¿¹ dyna-mikê. W zwi¹zku z tym konieczne by³o natychmiastowe zastosowanie œrodków doraŸnych zabezpieczaj¹cych stre-fê wyp³ywu wód i uregulowania ich odp³ywu po kolu-wiach, które równoczeœnie ulega³yby osuszaniu.
Koncepcja docelowego rozwi¹zania, przez
zastoso-wanie gruntów zbrojonych wymaga uregulowania odpro-wadzenia wód ze strefy osuwiska przez drena¿ podstawy osuwiska lub wykonanie studni zrzutowych miêdzy dwo-ma warstwami wodonoœnymi.
W badaniach dla obiektów zabytkowych w strefach
przyskarpowych wa¿ne jest wnikliwe obserwowanie i reje-stracja inicjalnych odkszta³ceñ poprzedzaj¹cych procesy erozji i ruchów masowych. Natomiast przy projektowaniu zabezpieczeñ wskazane jest, aby stosowane metody by³y jak najmniej inwazyjne i prowadzone etapami w po³¹cze-niu z odpowiednim monitoringiem.
Literatura
BA¯YÑSKI J., DR¥GOWSKI A., FRANKOWSKI Z., KACZYÑSKI R., RYBICKI J. & WYSOKIÑSKI L. 1999 — Zasady sporz¹dzania dokumentacji geologiczno-in¿ynierskich. Pañstw. Inst. Geol.
DR¥GOWSKI A. 2000 — Problemy ochrony œrodowiska w badaniach geologiczno-in¿ynierskich pod³o¿a budowlanego i zagospodarowania terenu. Mat. Seminarium pt. Aktualne problemy geologiczno-in¿ynier-skich badañ pod³o¿a budowlanego i zagospodarowania terenu. BWN Poznañ, 10 listopada 1999: 43–48.
DR¥GOWSKI A., KACZYÑSKI R. & WRÓBLEWSKI J. 1993 — Der Temple Hatszepsut-Agypten. Die Methodik der Ingenieur-Geologi-schen Forchungen im Attertumerschutz. [W:] Poster: Geotechnikal-International Fachmesse und Kongress für Geowissenschaften und Geotechnik. Köln 5–8 Mai.
GLAZER Z. 2002 — Notatka z wizji lokalnej przeprowadzonej w dniu 09.05.2002 r. w Brwilnie, dotycz¹cej powierzchniowych ruchów maso-wych, jakie zaistnia³y na dzia³ce, na której znajduje siê zabytkowy drewniany koœció³, 13.05.2002. Arch. Starostwa Powiat. w P³ocku. ISTOMINA W. S. 1957 — Filtracionnaja ustoicziwost gruntow. W.G.I., Moskwa.
LOREK A. & ZARÊBA D. 2000 — Wartoœci kulturowe Brudzeñskie-go Parku KrajobrazoweBrudzeñskie-go. Zarz¹d Parków Krajobrazowych
Mazowieckiego, Chojnowskiego i Brudzeñskiego, Otwock. SKOMPSKI S. & S£OWAÑSKI W. 1962 — Szczegó³owa mapa geologiczna Polski, arkusz P³ock, skala 1 : 50 000. Inst. Geol., 1963. SKOMPSKI S. & S£OWAÑSKI W. 1970 — Objaœnienia do Szcze-gó³owej mapy geologicznej Polski, ark. P³ock, skala 1 : 50 000. Inst. Geol. WYSOKIÑSKI L. 1985 — Prognoza statecznoœci skarpy wiœlanej od granic woj. p³ockiego do mostu we W³oc³awku pod k¹tem zabezpie-czenia i wyw³aszczeñ ze szczególnym uwzglêdnieniem miasta Dobrzyñ w aspekcie oddzia³ywania zbiornika w³oc³awskiego. Arch. Zak³. Prac Geol. Wydz. Geol. UW.
