Kiedy należy analizować stateczność skarp nasypów i wykopów?

Budowa i utrzymanie szlaków komunikacyjnych w sytuacji, gdy znajdują się one w pobliżu skarp, nasypów lub wykopów, wiąże się często z zagrożeniem występowania osuwisk. Oczywiście najprostszym sposobem na uniknięcie ewentualnych problemów jest omijanie miejsc powstawania lub istnienia osuwisk już na etapie planowaniu inwestycji, jednak nie zawsze okazuje się to możliwe. W takich przypadkach niezbędne jest wykonanie projektu uwzględniającego odpowiednie kształtowanie skarp, wzmocnienie podłoża oraz wykonanie konstrukcji stabilizujących – nierzadko niezwykle kosztownych, jeśli budowany obiekt będzie cechował się dużymi rozmiarami. Na szczęście współcześnie dostępne metody analityczne, programy obliczeniowe i techniki poprawiające stateczność skarp, nasypów oraz wykopów, którymi dysponują laboratoria drogowe, pozwalają stworzyć odpowiednie warunki do przygotowywania inwestycji przy optymalnym nakładzie finansowym.

Czym jest stateczność w kontekście skarp, nasypów i wykopów?

Stateczność skarp, nasypów i wykopów określana jest za pomocą współczynnika F – na jego wartość składa się stosunek sił utrzymujących do sił przesuwających masy gruntu. Skarpa jest stateczna w sytuacji, gdy współczynnik F jest większy od 1. Jeśli współczynnik stateczności jest niższy od jedności, podłoże nie nadaje się do wykonywania na nim żadnych inwestycji, ponieważ w takim miejscu dochodzi do ruchów i przesunięć gruntu. W rozporządzeniu Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z 2 marca 1999 r. (Dz.U. 43 poz. 430) w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie, wskazano, że wymagane jest zachowanie współczynnika stateczności nie mniejszego niż 1,5, przyjmując jednocześnie wartości obliczeniowe sił i parametrów geotechnicznych. Należy jednak zaznaczyć, że wymagania te różnią się znacząco od postanowień norm krajowych i zagranicznych.

W jakich sytuacjach konieczne jest wykonanie analizy stateczności?

Analiza stateczności skarp, nasypów i wykopów jest badaniem, które przeprowadza się dla inwestycji usytuowanych bezpośrednio na danej formacji, blisko jej krawędzi lub tuż przy podnóżu. Stateczność jest opracowywana w laboratorium drogowym z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania geotechnicznego, dzięki czemu możliwe jest obliczenie, czy istnieje ryzyko wystąpienia zjawisk osuwiskowych, a jeśli tak – to w jakim stopniu. Badania wykonuje się zarówno przed rozpoczęciem budowy, jak i po jej zakończeniu. Do prawidłowej analizy niezbędne jest dysponowanie danymi dotyczącymi sposobu i głębokości posadowienia obiektu budowlanego, a także wartości obciążeń przenoszonych przez planowany obiekt na podłoże gruntowe. Istnieją różne przyczyny powstawania osuwisk, dlatego odpowiednio wykonana analiza stateczności pozwala na rozpatrzenie problemu pod każdym możliwym kątem. Dzięki wykonaniu analizy stateczności skarp, nasypów i wykopów możliwe jest przeprowadzenie oceny, czy planowanie inwestycji w danym miejscu jest rzeczą opłacalną, czy należy ją zmodernizować, a może w ogóle zrezygnować na rzecz innej lokalizacji. Należy również pamiętać, że zaniechanie wykonania analizy może doprowadzić do katastrofy budowlanej, która nie tylko pociągnie za sobą znacznie większe koszty niż wykonanie odpowiednich badań, ale zagrozi też zdrowiu i życiu wielu ludzi.

Dlaczego analiza stateczności jest niezbędna?

Przedsięwzięcie związane z realizacją budowy na zboczu wydaje się dla inwestora o tyle kuszącym pomysłem, ponieważ często wiąże się z wykorzystaniem ciekawych warunków krajobrazowych. Należy mieć jednak na uwadze, że budowa obiektu w takim miejscu jest inwestycją bardzo trudną i drogą w realizacji, a przy tym wymaga zastosowania specjalnych zabezpieczeń. Dodatkowo występowanie osuwisk na skarpach, nasypach i zboczach jest zjawiskiem bardzo niebezpiecznym, czego dowodem są m.in. tragiczne w skutkach przesunięcia terenu, do których doszło na południu Polski podczas powodzi w 2010 roku. Wykonanie obliczeń stateczności zboczy to jednak tylko jedna ze składowych rozwiązania problemu, a w razie wystąpienia ryzyka powstawania osuwisk należy zabezpieczyć teren poprzez wdrożenie odpowiednich projektów poszerzenia nasypów czy wzmocnienia podłoża. W razie konieczności postawienia inwestycji w mniej korzystnym miejscu teren można zabezpieczyć np. poprzez zmniejszenie kąta nachylenia skarpy, podparcie jej nasypem, postawienie murów oporowych, gwoździowanie czy też zastosowanie kotw lub pali.