Analiza stateczności oraz projektowanie wzmocnień i zabezpieczeń dla skarp i zboczy

Obliczanie stateczności skarp jest jednym z podstawowych tematów z działu geotechniki. Szczególnie przydatny przed zakupem działki lub rozpoczęciem budowy, która znajduje w rejonie skarpy lub zbocza. Na czym dokładnie polega?

Analiza numeryczna stateczności skarp i zboczy

W ostatnich latach modelowanie numeryczne jest coraz częściej stosowane jako narzędzie pomocnicze w rozwiązywaniu problemów geotechnicznych, takich jak analiza stateczności skarp i zboczy. Za pomocą modelowania numerycznego, pewne serie czynników geologiczno-górniczych mogą być jednocześnie brane pod uwagę, co jest niemożliwe w analizach analitycznych i/lub empirycznych. Wyniki obliczeń numerycznych są przydatne do porównania z wynikami testów laboratoryjnych i badań in-situ. Instytut posiada odpowiednie narzędzia do modelowania numerycznego, a w tym programy wykorzystujące: Metody Elementów Skończonych takie jak RS3/Phase2, COSMOS/M, Metody Różnic Skończonych takie jak FLAC2D/3D oraz Metody Elementów Odrębnych takie jak UDEC/3DEC. Programy te umożliwiają uzyskanie rozwiązań dla modeli płaskich i przestrzennych zbudowanych z ośrodków ciągłych i nieciągłych z różnymi modelami materiałowymi. Dodatkowo, nasze umiejętność i doświadczenie w modelowaniu zapewnią, rzetelną i terminową realizację zleceń.

Projektowanie wzmocnień i zabezpieczeń skarp i zboczy

Oferujemy środki przeciwdziałania osuwiskom:

  • środki bierne (ochronne) polegają na niedopuszczaniu do pogorszenia aktualnego stanu zbocza. Składają się one z wielu obostrzeń w postaci: zakazu zraszania upraw rolnych na zboczu, zakazu podcinania skarp skłonnych do przemieszczenia, zakazu stosowania materiałów wybuchowych i prowadzenia robót górniczych itd.
  • czynne środki wymagające bardziej szczegółowego rozpoznania warunków inżyniersko-geologicznych. Jako czynne środki przeciwdziałania ruchom skarp i zboczy stosuje się przede wszystkim:
    • sposoby zmierzające do wyeliminowania bądź też osłabienia procesów bezpośrednio wywołujących powstawanie osuwisk: rekultywacja (zalesienie, zwałowisko zewnętrzne), drenaże wgłębne, drenaże powierzchniowe;
    • sposoby mające na celu zmniejszenie naprężeń lub zwiększenie wytrzymałości za pomocą podpór przeciwstawiających się przemieszczeniu skarp i zboczy: przebudowanie zbocza, zmiana kształtu zbocza, budowa ścian i murów oporowych, wzmocnienie palami, szpilkami i kotwami;
    • sposoby zmierzające do zmiany stanu fizycznego utworów tworzących zbocze: elektrochemiczne wzmacniania gruntów, elektroosmotyczne odwodnienie, cementacja i mrożenie jako zabezpieczenie tymczasowe.

Monitoring skarp i zboczy

Zalecamy i oferujemy monitoring w celu wczesnego i jednoznacznego wykrywania oraz identyfikowania możliwości wystąpienia potencjalnych zagrożeń osuwiskowych:

  • zwykłą obserwację zjawisk geologicznych na powierzchni – dzięki kontroli zmian na powierzchni terenu takich jak występowanie i rozwój szczelin w ziemi, pochylenie domów i drzew, zmiany wypływu źródeł wody można śledzić różne objawy rozwoju osuwisk,
  • monitoring powierzchniowy – oparty jest na systemie punktów geodezyjnych rozmieszczonych na osuwisku, dla których wykonuje się cykliczne pomiary GPS. Inne nowoczesne narzędzia monitoringu powierzchniowego to: metody teledetekcyjne, w tym interferometria satelitarna oraz naziemny i lotniczy skaning laserowy.
  • monitoring wgłębny – bazuje na pomiarach wykonywanych sondą inklinometryczną w otworach wiertniczych na różnych głębokościach. Wspomagany jest pomiarami głębokości zwierciadła wody gruntowej w otworach piezometrycznych. Wyniki monitoringu dostarczają przede wszystkim informacji o aktualnej aktywności osuwiska oraz wielkości przemieszczeń na powierzchni terenu i w głębi. Na podstawie danych z monitoringu oraz badań geofizycznych otrzymujemy model budowy geologicznej osuwiska z aktywnymi i nieaktywnymi powierzchniami poślizgu, poziomem zwierciadła wód gruntowych

Analiza i weryfikacja projektów dotyczących fundamentów pod obiekty budowlane

Rozwiązujemy i weryfikujemy problemy geotechniczne w fundamentowaniu obiektów budowlanych m.in.: rozpoznanie właściwości podłoża, wybór metod posadowienia, wzmacnianie podłoża.

Rodzaje fundamentów budowlanych
Najczęściej spotkane rodzaje fundamentów: a) ścianki oporowe, b) ścianki szczelne, c) obudowa wykopów, c) konstrukcje podziemne np. tunel drogowy

Zastosowanie i realizacje

FoS model3D
Przykładowe 3D obliczenie FoS dla prostej skarpy. Wskaźnik stateczności (Factor of Safety) i powierzchnia poślizgowa zbocza określona przez odkształcenie przy ścinaniu.
Wskaźnik stateczności Factor of Safety
Ocena stateczności zaprojektowanych zboczy oraz wpływ eksploatacji podziemnej na stateczność zboczy wyrobiska odkrywkowego Cao Son, w prowincji Quang Ninh, Wietnam. Wskaźnik stateczności (Factor of Safety) konturu dla zaprojektowanego zbocza do 2025 roku w kopalni.
Wskaźnik stateczności Factor of Safety konturu zbocza
Wskaźnik stateczności (Factor of Safety) konturu dla zaprojektowanego zbocza do 2030 roku w kopalni Cao Son, Wietnam (FLAC2D)

Projekt w trakcie realizacji: TEXMIN – wpływ ekstremalnych zjawisk pogodowych na działalność górniczą. Naszym zadaniem jest przeprowadzenie analizy stateczności i propozycja wzmocnienia hałdy górniczej pod wpływem opadów deszczowych dla przypadku w kopalni Janiny w Libiążu.

Wzmocnienia zbocza hałdy górniczej
Lokalizacja projektowanego wzmocnienia zbocza (hałdy górniczej) w ZG Janina, Libiąż
Geometria i budowa modelu zbocza
Geometria i budowa modelu zbocza w wybranym przekroju
Schemat wzmocnienia zbocza
Schemat wzmocnienia zbocza przy użyciu gwoździowania, siatki stalowej i drenaży
Wektory prędkości przemieszczenia zbocza
Wektory prędkości przemieszczenia wskazujące na stateczność zbocza przy zastosowaniu wybranego sposobu wzmocnienia
Instalacja wzmocnienia na hałdzie górniczej zboczu skarpie
Wykonanie instalacji wzmocnienia na hałdzie górniczej w ZG Janina

Zapytaj specjalistę

dr inż. Andrzej Walentek
awalentek@gig.eu
32-259-2429

Szukaj
Generic filters