Zarząd Dróg Wojewódzkich w Krakowie; Kraków, ul. Głowackiego 56 PREZENTACJA KONCEPCJI Stabilizacja osuwiska w ciągu DW 981 odcinek 100 km 3+890 – 3+980 w miejscowości Kąclowa INWESTOR: Zarząd Dróg Wojewódzkich w Krakowie; Kraków, ul. Głowackiego 56   KRAKÓW MAJ 2015

LOKALIZACJA DW 981 odcinek 100 km 3+890 – 3+980 w miejscowości Kąclowa.

MAPA TERENU OSUWISKA

objaśnienia MAPA TERENU OSUWISKA

Charakterystyka obszaru osuwiska Osuwisko obejmuje rozległy obszar, przy drodze wojewódzkiej nr 981. Zajmuje powierzchnię ponad 4 ha, jego długość od około 105 m do 200 m, a szerokość od 240 m do 345 m. Rozpiętość pionowa osuwiska wynosi około 45 m, jego wysokość maksymalna– 400,0 m n.p.m., a minimalna – 355,0 m n.p.pm. Skarpa główna osuwiska aktywnego, ciągnąca się wzdłuż drogi, po jej zachodniej stronie, ma wysokość wynoszącą od około 2 do prawie 4 m, a na długości ponad 20 m. Wykształcona jest jako pionowy próg odsłaniający nasyp drogowy i wykonane wcześniej zabezpieczenie z mikropali. Teren osuwiska jest częściowo zalesiony, a częściowo porośnięty krzewiastymi zaroślami i trawą. Przez jego obszar przebiegają sieci elektryczne. W bliskim sąsiedztwie osuwiska, po jego północno-zachodniej, zachodniej i południowozachodniej stronie, od 10 do kilkudziesięciu metrów powyżej skarpy głównej, zlokalizowane są budynki mieszkalne i gospodarcze, a na całym terenie znajdują się liczne pola uprawne oraz łąki i pastwiska. W obrębie osuwiska wydzielono kilka stref w zależności od jego aktywności. Są to: dwie strefy aktywne (w północnej części osuwiska, przy drodze wojewódzkiej oraz w części centralnej), dwie okresowo aktywne (w części północno-zachodniej i południowej) oraz jedna nieaktywna (w części centralnej). Strefa aktywna zajmuje powierzchnię około 0,5 ha, ma długość od 28 do 51 m i szerokość około 125 m. Rzędna najwyżej zlokalizowanego punktu tej strefy osuwiska, który znajduje się obok drogi w części północnej, wynosi około 375 m n.p.m., a wysokość minimalna, przy brzegu rzeki białej – około 355 m n.p.m. Rozpiętości pionowa - około 20 m.

Charakterystyka istniejącej drogi Na odcinku osuwiska droga wojewódzka wznosi się, pokonując na długości części aktywnej osuwiska różnicę poziomów równą 9,00m, a biorąc pod uwagę całe osuwisko 19,00m. Droga została utworzona na nasypie drogowym. Obecnie na znacznym odcinku przebiega przez obszar osuwiska. Jezdnia w całości pokryta jest asfaltem. Zaobserwowane uszkodzenia Odcinek drogi, znajdujący się na terenie osuwiska, uległ uszkodzeniu. Widoczne to jest w postaci występujących na całej długości osuwiska szczelin w jezdni asfaltowej. Nawierzchnia drogi posiada liczne spękania powstałe na skutek osuwania się i osiadania nasypu drogi. Na jezdni powstał uskok, który zalano prowizorycznie asfaltem. Uskok powstał na granicy osuwiska aktywnego, które znajduje się po wschodniej stronie drogi.

Budowa geologiczna warstwa I – grunty antropogeniczne, w obrębie koluwium; warstwa II – utwory koluwialne, z wyjątkiem antropogenicznych; warstwa III – nienaruszone utwory fliszowe (skały).

Utwory koluwialne Warstwa I – to czwartorzędowe grunty antropogeniczne należące do koluwium osuwiskowego, w przypowierzchniowej warstwie, do 3,0 m p.p.t., wykształcone w postaci mieszaniny okruchów betonu, otoczaków, żwiru piaskowcowego i okruchów piaskowca, miejscami z domieszką frakcji piaszczystej lub piaszczystej i pylastej. W rejonie otworu O-2, gdzie grunty sztuczne mają większą miąższość, część spągową warstwy I stanowi mieszanina iłu z pyłem i piaskiem oraz iłu z pyłem z okruchami piaskowca oraz łupka. Utwory te są mokre i występują w stanie miękkoplastycznym. W spągu, w otworze O-2, stwierdzono także występowanie warstwy drewna o grubości 40 cm. Warstwa II – to czwartorzędowe grunty koluwialne, pokryte częściowo gruntami sztucznymi, a częściowo cienką warstwą gleby. Utwory te stanowią głównie iły z pyłem i piaskiem, iły z piaskiem i iły z okruchami piaskowca oraz łupka. Grunty te występują w stanach od miękkoplastycznego po zwarty, są wilgotne, miejscami mokre i mało wilgotne. Udział okruchów skał podłoża rośnie wraz z głębokością. Miejscami, poniżej 10 m p.p.t., w obrębie iłu, występują także cienkie wkładki piaskowca o grubości od kilku do 30 cm. Spągową część tej warstwy, od około 17 m p.p.t., stanowią także spękane utwory skaliste, w postaci piaskowców drobnoziarnistych oraz łupków ilastych i łupków. Piaskowce są zbite i masywne, miejscami poprzecinane żyłkami kalcytu, natomiast łupki i łupki ilaste są drobno warstwowane, kruche i rozsypliwe. Wytrzymałość na ściskanie poszczególnych fragmentów piaskowca, znajdującego się w obrębie warstwy koluwialnej II, wynosi od 25,0 do 30,6 MPa, nie ma ona jednak wpływu na ogólną, niską wytrzymałość utworów koluwialnych. Utwory rodzime Warstwa III – to nienaruszone w wyniku ruchów masowych utwory fliszowe, w postaci łupków ilastych, łupków i piaskowców drobnoziarnistych. Łupki ilaste warstwy III charakteryzują się niską wartością wytrzymałości na Ściskanie. Podłoże zostało rozpoznane do maksymalnej głębokości równej 25,5 m p.p.t.

WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE Teren osuwiska znajduje się na obszarze zlewni rzeki Białej, będącej prawobrzeżnym dopływem Dunajca. W dolinie rzeki Białej zwierciadło wód gruntowych stabilizuje się na poziomie zwierciadła wody w rzece. Woda gruntowa występuje głównie w utworach rzecznych takich jak piaski i żwiry gliniaste. Poziom wodonośny jest zasilany na drodze infiltracji opadów atmosferycznych. W dolnej części osuwiska widoczne są przejawy występowania wód gruntowych w postaci wysięków. Wysięki zlokalizowane są od 3 do 6 m powyżej poziomu rzeki Białej i tworzą krótkie cieki okresowe, spływające w jej kierunku. Na stokach występują sączenia wód zawieszonych pochodzących z infiltracji wody opadowej w głąb podłoża gruntowego. Sączenia te są miejscami bardzo intensywne, lokalnie dochodzi do wypływu wody na powierzchnię w postaci wysięków i podmokłości. Wody te powodują uplastycznienie gruntów, a w konsekwencji utratę stateczności zbocza w obrębie drogi i powstanie ruchów masowych. Stosunki wodne uzależnione są od warunków hydrometeorologicznych, m.in. częstotliwości i intensywności opadów atmosferycznych. Występowanie czwartorzędowej wody wsiąkowej, w postaci sączeń, stwierdzono na badanym terenie w obrębie nasypów, zalegających w okolicy drogi wojewódzkiej oraz na granicy iłów z pyłem i piaskiem w stanie miękkoplastycznym z iłami w stanie plastycznym oraz iłami z pyłem i piaskiem w stanie twardoplastycznym. Głębokość stwierdzonych sączeń waha się w granicach od 1,5 m p.p.t. do 6,2 m p.p.t. W okresach niekorzystnych warunków atmosferycznych, takich jak wzmożone opady czy wiosenne roztopy ilość i intensywność sączeń może znacznie wzrosnąć. W czasie suszy, mogą one natomiast zanikać.

OCENA WARUNKÓW GRUNTOWO – WODNYCH: Główną przyczyną uaktywnienia się procesów osuwiskowych są warunki geologiczne oraz zaniedbana gospodarka wodna w rejonie drogi, która doprowadziła do zawodnienia podłoża.

ROZPATRYWANE ROZWIĄZANIA PROJEKTOWE WARIANT I PRZENIESIENIE DROGI WOJEWÓDZKIEJ NA DRUGĄ STRONĘ RZEKI BIAŁEJ WARIANT II PRZESUNIĘCIE DROGI WOJEWÓDZKIEJ BLIŻEJ RZEKI BIAŁEJ Z POZOSTAWIENIEM JEJ PO STRONIE OSUWISKA Z BUDOWĄ OBIEKTU MOSTOWEGO WARIANT III STABILIZACJA OSUWISKA POPRZEZ WPROWADZENIE KONSTRUKCJI OPOROWYCH UTRZYMUJĄCYCH KORPUS DROGOWY PALOWANIE W OBRĘBIE UTWORÓW NIENARUSZONYCH, W REJONIE DROGI. WARIANT IV PRZENIESIENIE DROGI WOJEWÓDZKIEJ NA OBSZAR ZNAJDUJĄCY SIĘ POWYŻEJ OSUWISKA. WARIANT V POZOSTAWIENIE DROGI W OBECNYM POŁOŻENIU Z BUDOWĄ JEDNOPRZĘSŁOWEGO OBIEKTU MOSTOWEGO W REJONIE AKTYWNEGO OSUWISKA. BEZ WZGLĘDU NA WYBÓR ROZWIĄZANIA, ELEMENTEM WSPÓLNYM DLA WSZYSTKICH JEST ODWODNIENIE TERENU OSUWISKA.

WARIANT I PRZENIESIENIE DROGI WOJEWÓDZKIEJ NA DRUGĄ STRONĘ RZEKI BIAŁEJ

TRASA PROJEKTOWANEJ DROGI

OPIS ROZWIĄZANIA Nowa trasa drogi omija strefę aktywną osuwiska. Pozwala to uniknąć wszelkich związanych z jego rozwojem zagrożeń. Rozwiązanie przewiduje budowę dwóch obiektów mostowych o rozpiętości 48m i 54m oraz wykonanie dwóch odcinków nasypów dostosowujących niweletę drogi do ukształtowania terenu. Rozpoczynając zjazd na drugą stronę rzeki bezpośrednio przed osuwiskiem, do pokonania jest na odcinku, długości około 240m, różnica poziomów terenu rzędu 24,0 m, pomiędzy początkiem nowej trasy 382,00 m n.p.m., a przeciwległym brzegiem rzeki około 358,00m n.p.m. Biorąc pod uwagę dopuszczalne nachylenie niwelety drogi, możliwe jest obniżenie jej poziomu o około 14m co powoduje, że droga po drugiej stronie rzeki znajdzie się około 9m nad powierzchnią terenu zaraz za obiektem mostowym, schodząc do poziomu istniejącego terenu przy przecięciu z istniejącą tam drogą. Długość nasypu 150m. Po przekroczeniu rzeki po raz drugi, konieczna jest budowa nasypu na odcinku długości około 120m do osiągnięcia poziomu drogi wojewódzkiej w miejscu włączenia 360,00m n.p.m. Wariant I wymaga wykupu gruntów pod nowy odcinek drogi o powierzchni około 19000m2 (linią przerywaną oznaczono minimalną szerokość pasa gruntu do wykupu).

PROFIL PODŁUŻNY PROJEKTOWANEJ DROGI

WARIANT I SZACUNKOWY KOSZT REALIZACJI Wykup gruntu 190ar 1 900 000 Budowa nasypu drogowego 270m 200 000 Budowa drogi: 600m 1 700 000 obiekty mostowe 101m 20 000 000 Odwodnienie osuwiska 60 000 Usunięcie drzew 30 000 razem 23 890 000

WARIANT II PRZESUNIĘCIE DROGI WOJEWÓDZKIEJ BLIŻEJ RZEKI BIAŁEJ Z POZOSTAWIENIEM JEJ PO STRONIE OSUWISKA Z BUDOWĄ OBIEKTU MOSTOWEGO Z PODPORAMI

TRASA PROJEKTOWANEJ DROGI

OPIS ROZWIĄZANIA Wariant ten zakłada wykonanie estakady na nowej trasie drogi zbliżonej do rzeki Białej bez jej przekraczania. Pod obecną trasą drogi wojewódzkiej miąższość koluwium osuwiskowego wynosi 25m. W związku z czym osiągnięcie stabilnego podłoża jest trudne i kosztowne. W pobliżu rzeki grubość koluwium jest mniejsza. Przesunięcie drogi uzasadnia płytsze ułożenie nośnego podłoża, wynoszące ok.4,0 do 6,0m poniżej powierzchni terenu. Rozwiązanie to wymaga poprowadzenie drogi na estakadzie na długości około 120m, wykupu gruntów pod nowy odcinek drogi o powierzchni około 6100m2, budowy nowego odcinka drogi na nasypie o długości około 320m. Przyjęto podpory słupowe co około 30m, jedynie pierwsze pokonujące stok do brzegu rzeki długości około 50m. Długość trasy 439m

WARIANT II SZACUNKOWY KOSZT REALIZACJI

WARIANT IIa PRZESUNIĘCIE DROGI WOJEWÓDZKIEJ BLIŻEJ RZEKI BIAŁEJ Z POZOSTAWIENIEM JEJ PO STRONIE OSUWISKA Z BUDOWĄ OBIEKTU MOSTOWEGO BEZ PODPOR POŚREDNICH

OPIS ROZWIĄZANIA Rozwiązanie przedstawione w wariancie IIa pozwala ominąć aktywny fragment osuwiska, co jest jednoznaczne długością przęsła 150m. Po przekroczeniu takiej odległości podpora trafia na stabilne podłoże. Niweleta wiaduktu nie osiąga jednak powierzchni terenu. W tym miejscu rzędna drogi znajduje się około 15m nad terenem. Dopiero drugie przęsło o rozpiętości 100m pozwala na kontynuowanie drogi w nasypie. Przebudowywany odcinek drogi pokonuje różnicę poziomów około 22m. Na moście przewidziano pochylenie niwelety nie większe niż 4%. Rozwiązanie przewiduje budowę nasypu dostosowującego niweletę drogi do ukształtowania terenu, dopuszczono większy spadek w wysokości 7%. Długość nasypu 150m. Nowy odcinek drogi ma długość około 435m.

TRASA PROJEKTOWANEJ DROGI

PROFIL PODŁUŻNY PROJEKTOWANEJ DROGI

Wariant IIa szacunkowy koszt Wykup gruntu 61a x 10000,0zł/ar 610 000,00zł Budowa nasypu drogowego ok. 200m 180 000,00zł Budowa drogi ok. 200m 800 000,00zł Budowa obiektu mostowego o przęsłach 100m i 150m Odwodnienie osuwiska 60 000,00zł Usunięcie drzew na trasie nowej drogi 30 000,00zł Razem: 26 680 000,00zł

WARIANT III STABILIZACJA OSUWISKA POPRZEZ WPROWADZENIE KONSTRUKCJI OPOROWYCH UTRZYMUJĄCYCH KORPUS DROGOWY PALOWANIE W OBRĘBIE UTWORÓW NIENARUSZONYCH, W REJONIE DROGI.

OPIS ROZWIĄZANIA Analiza ukształtowania zbocza oraz wyników badań geologicznych wskazuje, że osuwisko w takim przypadku wymaga zastosowania wzajemnie uzupełniających się rozwiązań stabilizacyjnych. Jest to jednak rozwiązanie bardzo kosztowne i może nie zagwarantować uniknięcia ruchów masowych w przyszłości. W celu jego stabilizacji należałoby wykonać drenaż powierzchniowy i wgłębny całego terenu objętego ruchami masowymi, a także konstrukcje oporowe. Powierzchnia poślizgu jest głęboko. Jednak wykorzystując istniejące poniżej drogi palowanie, można utworzyć z niego pionową ścianę oporową, łącząc ją z nową palisadą poniżej. Pozwoli to na usunięcie części osuwającego się nasypu drogowego. Palowanie które bez tego zabiegu powinno mieć głębokość powyżej 30,0 m p.p.t. ulegnie znacznemu skróceniu. Mimo znacznej głębokości płaszczyzny poślizgu podjęto próbę zastosowania konstrukcji inżynierskich w postaci palisad żelbetowych. przewiduje wykonanie masywnej konstrukcji oporowej u podstawy osuwiska, kotwionej w skalnym podłożu. Z uwagi na długość osuwiska uzupełnienie stanowią dwie ściany oporowe wysokości około 6-7m ustawione na trzech rzędach pali typu DFF o średnicy 60cm, o długości 25,0m zakotwionych w obrębie nienaruszonych skał fliszowych warstwy III. Kotwienie oczepu ukośnie pod drogą kotwami TITAN lub podobnymi. Lokalizacja ścian oporowych dostosowana do istniejącego ukształtowania terenu. Palisada poniżej drogi współpracuje z elementami istniejącego zabezpieczenia. zaproponowano wykorzystanie istniejącej płytkiej palisady poniżej drogi dla budowy ściany oporowej, co pozwala obniżyć poziom nowego oczepu i skrócenie długości pali. Druga ściana zlokalizowana powyżej drogi. Wprowadzenie konstrukcji u podnóża zbocza pozwala zmniejszyć ilość kotew w dwóch wyższych palisadach, jak również osiągnąć wyższy stopień stateczności. Fs=2,04

SCHEMAT UKŁADU KONSTRUKCJI OPOROWYCH

WARIANT III

Wariant III • Palisada A nad drogą 4 000 000,00zł • Palisada B pod drogą 4 000 000,00zł • Konstrukcja u podnóża 6 000 000,00zł • Remont drogi 610 000,00zł • Odwodnienie osuwiska 60 000,00zł Razem: 14 670 000,00zł

WARIANT IIIa STABILIZACJA OSUWISKA POPRZEZ WPROWADZENIE KONSTRUKCJI OPOROWYCH UTRZYMUJĄCYCH KORPUS DROGOWY PALOWANIE W OBRĘBIE UTWORÓW NIENARUSZONYCH, W REJONIE DROGI.

OPIS ROZWIĄZANIA

WARIANT IIIa

WARIANT IV PRZENIESIENIE TRASY DROGI WOJEWÓDZKIEJ NA TEREN POWYŻEJ ISTNIEJĄCEGO OSUWISKA Z JEDNOCZESNYM OBNIŻENIEM TEGO ODCINKA TRASY W STOSUNKU DO TERENU ISTNIEJĄCEGO.

WARIANT V POZOSTAWIENIE DROGI W OBECNYM POŁOŻENIU Z BUDOWĄ JEDNOPRZĘSŁOWEGO OBIEKTU MOSTOWEGO W REJONIE AKTYWNEGO OSUWISKA.

PRZEBIEG DROGI

PROFIL PODŁUŻNY

WARIANT V PRZEKROJE CHARAKTERYSTYCZNE

Koszty WARIANT V Budowa nasypu drogowego ok. 197m 150 000,00zł Budowa drogi ok. 265m 600 000,00zł Budowa estakady ok. 85m 10 000 000,00zł Odwodnienie osuwiska 60 000,00zł Razem: 10 810 000,00zł   Do powyższych kwot należy dodać podatek VAT.

WYBÓR WARIANTU Po szczegółowej analizie w zakresie technicznym i kosztowym oraz konsultacjach z inwestorem i opiniującym Państwowym Instytutem Geologicznym jako najkorzystniejszy wybrano wariant V. Wariant V pomimo problemów wynikających z konieczności spełnienia warunków technicznych oraz pozostawienia trasy drogi na terenie osuwiska okazał się najkorzystniejszym do przyjęcia przez opiniujące strony.

SZACUNKOWY KOSZT REALIZACJI PORÓWNANIE WARIANT I 23 890 000,00zł WARIANT II 18 500 000,00zł WARIANT III 14 670 000,00zł WARIANT IIIa 12 670 000,00zł WARIANT V 10 810 000,00zł

KONSTRUKCJA NAWIERZCHNI: Przekrój typowy:  • przekrój 1x2 jezdnia - szer. 6,0m + poszerzenia na łukach • chodnik prawostronny - szer. 2,0m • pobocze lewostronne – szer. 1,25m • odwodnienie • lewostronna bariera energochłonna. podłoże umocnione geokratą gr. 30cm warstwa mrozoodporna z kruszywa naturalnego gr. 45cm geowłóknina podbudowa pomocnicza z kruszywa łamanego gr. 20cm podbudowa zasadnicza z mieszanki mineralno-asfaltowej gr. 12cm warstwa wiążąca z mieszanki mineralno-asfaltowej gr. 6cm warstwa ścieralna z mieszanki mineralno-asfaltowej gr. 5cm  

ODWODNIENIA Drenaż francuski W celu ograniczenia napływu wód powierzchniowych do masywu osuwiskowego przewidziano powyżej osuwiska drenaż francuski. Z drenażu wody opadowe będą „sprowadzone” do rzeki.