SVAHOVÉ POHYBY

Antonín Paseka, Hynek Janků, Alexandra Erbenová, Helena Brdečková, František Hubatka, Josef Frolka

SVAHOVÉ POHYBY doc. Ing. Antonín Paseka, CSc., Ing. Hynek Janků, Ph.D.,

Mgr. Alexandra Erbenová, Ph.D., Ing. Helena Brdečková

Mgr. František Hubatka, RNDr. Josef Frolka

Text neprošel odbornou ani jazykovou úpravou.

Za původnost a správnost odpovídají autoři.

Vydal: Ing. Vladislav Pokorný-LITERA BRNO, Tábor 43a, 612 00 Brno

Sazba a grafická úprava: Ing. Vladislav Pokorný-LITERA BRNO

Počet stránek: 76

První vydání, Brno 2014

ISBN 978-80-214-4954-1

Fakulta stavební Vysokého učení technického v Brně zahájila 1. 6. 2012 řešení projektu

„OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“. Projekt je spolufinancován Evropským

sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky a je zaměřen na tvorbu a udržování

partnerské sítě. Tato síť bude vzájemně propojovat Fakultu stavební Vysokého učení

technického v Brně, významná výzkumná a vývojová pracoviště, partnery z oblasti

podnikatelského sektoru i oborová sdružení. Cílem sítě je umožnit rozšíření vzájemné

spolupráce, vytvoření nových podmínek pro přenos teoretických i praktických znalostí

a zkušeností mezi výzkumem a stavební praxí.

Partnery projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“ jsou:

MOTRAN Research, s. r. o.,

Českomoravský cement, a.s.

Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.,

OHL ŽS, a.s.,

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava,

ESOX, spol. s r.o.,

Svaz vodního hospodářství ČR.

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012

Název projektu: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví

Realizace: 1. 6. 2012 – 31. 5. 2014

Obsah

1. Úvod 7

2. Hospodářské důsledky svahových pohybů 7

3. Faktory, které porušují stabilitu svahu 9

4. Rozdělení svahových pohybů 11

4.1. Svahové pohyby pokryvných útvarů 25

4.1.1. Slézání suti a hákování vrstev 26

4.1.2. Plošné sesuvy svahových sutí a zvětralin 26

4.1.3. Sesuvy proudové 28

4.1.4. Suťové proudy, mury 31

4.2. Sesuvy v pelitických horninách 33

4.2.1. Sesuvy podél válcových smykových ploch 33

4.2.2. Sesuvy podél složených smykových ploch 34

4.2.3. Svahové pohyby vzniklé vytlačováním měkkých hornin 35

4.3. Sesouvání pevných hornin skalního podkladu 36

4.3.1. Sesuvy po předurčených plochách 36

4.3.2. Dlouhodobé deformace horských svahů 38

4.3.3. Skalní zřícení 38

4.4. Zvláštní případy svahových pohybů 39

4.4.1. Soliflukce (půdotok) 39

4.4.2. Sesouvání senzitivních jílů 39

4.4.3. Subakvatické skluzy 40

5. Regionální riziko 41

6. Nejdůležitější sesuvné struktury v ČR 41

6.1. Oblast karpatského flyše 41

6.2. Oblast Českého středohoří 42

6.3. Oblast České křídové tabule 42

6.4. Oblast karpatské předhlubně 43

6.5. Oblast jihočeských pánví 43

7. Postupné kroky investora při řešení sesuvu 43

7.1. Obvyklý postup 43

7.2. Postup při havárii: 44

5

8. Průzkum oblasti sesuvu 44

8.1. Prvotní rekognoskace 45

8.2. Inženýrskogeologický, hydrogeologický a geotechnický průzkum 45

8.3. Předběžný průzkum. 46

8.4. Podrobný průzkum 46

8.5. Doplňkový průzkum 48

8.6. Jednoetapový průzkum 48

9. Monitoring – geotechnický monitoring (GTM) 49

9.1. Nejběžnější prvky monitoringu 49

9.1.1. Měřická přímka 49

9.1.2. Měření povrchových bodů 49

9.1.3. Extenzometrická měření 50

9.1.4. Opakované mapování 50

9.1.5. Sledování hladiny podzemní vody 50

9.1.6. Sledování pórového tlaku vody 51

9.1.7. Sledování pohybů na smykové ploše 51

9.2. Sledování sanačních prvků 53

9.2.1. Sledování výtoků z odvodňovacích prvků 53

9.2.2. Sledování tlaků na opěrné konstrukce 54

9.3. Orientační ceník monitoringu 55

10. Projekt sanace 56

10.1. Běžné prvky sanace 56

10.1.1. Odvodnění 56

10.2. Silové prvky 59

10.2.1. Změna geometrie svahu 59

10.2.2. Opěrná stěna 60

10.2.3. Stěna z velkoprůměrových pilot 60

10.2.4. Mikropiloty 61

10.2.5. Kotvy 63

10.2.6. Injektáž 63

10.3. Orientační ceník sanačních opatření 66

10.4. Životnost a údržba sanačních prvků 66

10.5. Etapovost sanace 67

6

11. Statické řešení 67

11.1. Stabilitní poměry 68

12. Vyhodnocení účinnosti sanačních opatření 69

12.1. Vyhodnocení účinnosti sanace na základě stabilitních výpočtů 69

12.1.1. Výpočty pomocí klasických metod mezní rovnováhy (MMR) na smykové ploše 70

12.1.2. Výpočty pomocí metody konečných prvků (MKP) 70

12.1.3. Vyhodnocení účinnosti sanace na základě měření monitorovacího systému 71

13. Vlastní sanační práce 72

13.1. Výběr zhotovitele 72

13.2. Smlouva o dílo 72

13.3. Technický dozor investora 73

13.4. Dlouhodobý dohled 73

Vysvětlivky některých odborných výrazů použitých v textu 74

Literatura 75

7

1. Úvod

Svahy u zářezů nebo násypů provádíme ve sklonu, aby byly stabilní. Nejsou-li

stabilní, potom dojde k sesouvání. Sesouvání je jev, při němž se v půdě porušila rovnováha

z různých příčin. Část zeminy se dá do pohybu a zaujme novou polohu, v níž je po sesutí

nový rovnovážný stav. Řešení stability svahů je další praktickou aplikací v mechanice

zemin, v níž používáme pevnostní nebo deformační charakteristiky zemin.

Sesuvy jsou v některých oblastech naší republiky velmi hojným jevem a způsobují

veliké hospodářské škody, zejména tehdy, když z neznalosti jich nedbáme při jakýchkoliv

stavebních pracích. Význam sesuvů pro naše národní hospodářství vyplývá z několika

čísel. Při výzkumu sesuvných území v ČSSR v roce 1962 – 1963 bylo registrováno 9 164

sesuvů v celkové ploše téměř 60 000 hektarů. Přitom řada sesuvů nebezpečně ohrožuje

četná sídliště, silnice, železnice, kanály, různá dálková vedení a inženýrské sítě (obr.1).

Svahovými pohyby v širším slova smyslu rozumíme přemisťování hornin z vyšších

poloh svahů do nižších, podmíněné účinkem zemské tíže. Z geologického hlediska není

žádný svah trvale stabilní. Údolní svahy podléhají trvalému vývoji vlivem různých

procesů, které formují jejich tvar. Pro všechny inženýrské práce jsou důležité svahové

pohyby vzniklé porušením stability svahu přírodními faktory nebo činností člověka.

Svahové pohyby jsou nejrůznější povahy, podle druhu a počtu faktorů, které je způsobují,

a podle jejich vzájemného působení.

2. Hospodářské důsledky svahových pohybů

Svahové pohyby jsou z ekonomického hlediska závažným problémem, neboť

v některých oblastech způsobují velké přímé i nepřímé škody. Jsou známy četné případy

sesouvání a skalních zřícení, které pobořily celá města a zahubily sta lidí. Sesuvy vyřazují

velké plochy zemědělské a lesní půdy z normálního využití, ohrožují všechny stavební

práce, zejména komunikace. Železnice a silnice vedené na svazích náchylných k sesouvání

jsou často ohroženy tím, že stabilita svahu bývá porušena stavebními pracemi. V některých

případech byla trať, trvale poškozená sesouváním a vyžadující nákladné udržování,

opuštěna. Velké obtíže mohou způsobit svahové pohyby také při stavbách tunelů a

přehrad. Sesuvy ztěžují a ohrožují práci v lomech a naopak nesprávně založené a

neodpovědně provozované lomy mohou porušit stabilitu celého svahu.

Svahové pohyby mohou vyvolat i nepřímo velké škody tím, když např. sesutý

materiál zahradí říční údolí, takže se vytvoří dočasné jezero. Protržení takové přírodní

hráze znamená pak katastrofální záplavy údolí pod hrází. Velmi nebezpečné nepřímé

účinky mají náhlé sesuvy a skalní zřícení na mořských pobřežích nebo do umělých nádrží.

V norských fjordech způsobují skalní sesuvy vlny až několik desítek metrů vysoké, které

těžce poškozují obydlená pobřeží.

8

Obr. 1 Sesuvná území bývalé ČSR a některé významné sesuvy

9

Ohromný skalní sesuv do nádrže Vaiont v Itálii v roce 1963 způsobil téměř 100 m

vysokou vlnu, která se přelila přes hráz a zpustošila území pod hrází (obr. 2 a 3). Zahynulo

cca 3 000 lidí.

Z tohoto krátkého přehledu je patrný velký ekonomický význam studia sesuvů, jejich

prevence a zabezpečení pro všechny stavební a inženýrské práce, pro sestavování

územních a zastavovacích plánů, pro trasování komunikací i pro vodohospodářské stavby.

Základním dílem o sesuvech v českém jazyce je učebnice Q. Záruba, V. Mencl

Sesuvy a zabezpečování svahů [1], kde je možné o tomto geodynamickém fenoménu získat

podrobnější informace.

3. Faktory, které porušují stabilitu svahu

Pro inženýra je důležité, aby rozpoznal podmínky, které způsobují náchylnost území

k sesouvání a činitele, které pohyb bezprostředně vyvolaly. Pro poznání rozmanitosti

svahových pohybů uvedeme faktory, které mohou porušit stabilitu svahu.

Změna sklonu svahu. Vzrůst sklonu svahu způsobuje v horninách změnu napětí:

rovnováha bývá porušena vzrůstem napětí ve smyku.

Přitížení násypy. Způsobuje vzrůst smykových napětí a zvětšení napětí vody

v pórech jílovitých zemin, která zmenšují smykovou pevnost. Přitížení je tím

nebezpečnější, čím je rychlejší.

Otřesy a vibrace. Zemětřesením vznikají v horninách kmity různé frekvence;

podobně působí výbuchy velkých náloží trhavin i otřesy strojů. V každé hornině

vznikají tak dočasné změny napětí, které mohou porušit rovnováhu svahu. U spraší

a málo zpevněných písků může dojít otřesy k porušení intergranulární vazby, a tím ke

zmenšení soudržnosti. U zvodnělého jemného písku a citlivých písčitých jílů mohou

dát otřesy popud k přemístění nebo pootočení zrn; může to vyvolat náhlé ztekucení

zeminy.

Změny obsahu vody. Dešťová voda a voda z tajícího sněhu se dostává do puklin,

v nichž vzniká hydrostatický tlak. V zeminách vzrůstá tlak v pórech, a tím klesá

pevnost ve smyku.

Někteří autoři zjistili měřením rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma

vrstvami. Na jejich styku vznikla smyková plocha.

V období sucha jílovité zeminy vysychají a smršťují se. Vznikají v nich hluboké

trhliny, které zmenšují soudržnost hornin na svazích a umožňují vnikání vody do

jílovitých hornin.

Působení podzemní vody.

o Proudící podzemní voda působí tlakem na částice zeminy, takže se zhoršuje

stabilita svahu. Rychlé změny vodní hladiny např. na březích umělých vodních

10

nádrží způsobují vzrůst vodního tlaku v pórech, což se může projevit ztekucením

písčitých zemin.

o Podzemní voda může vyplavit rozpustný tmel, tím se zeslabuje intergranulární

vazba a zmenšuje pevnost ve smyku.

o Proudící podzemní voda v jemném písku a siltu vyplavuje částice zeminy ze

svahu.

o Napjatá hladina podzemní vody působí na nepropustné vrstvy v nadloží jako

vztlak.

Činnost mrazu. Mrznutím se zvětšuje objem vody v trhlinách, rozšiřují staré trhliny

a tvoří se nové. V rozpukaných horninách je pak menší soudržnost. V jílovitých

a jílovitopísčitých zeminách se tvoří ledové vrstvičky. Při jejich tání se zvětšuje obsah

vody v povrchové vrstvě, která rozbřídá.

Zvětrávání hornin. Mechanické i chemické zvětrávání porušuje postupně soudržnost

hornin.

Změny ve vegetačním porostu. Kořeny stromů udržují stabilitu svahu mechanickým

působením a přispívají k vysušení svahu tím, že část podzemní vody spotřebují (tzv.

transpirace). Odlesněním svahu se mění vodní režim v podpovrchových vrstvách.

Obr. 2 Schematický profil sesuvem do nádrže Vaiont v r. 1963. 1 – lavicové vápence (digger), 2 –

tence deskovité vápence s jílovitými polohami (malm), 3 – lavicovité vápence s rohovci (křída), 5 –

zbytek starého sesuvu, 6 – smyková plocha, 7 – zavalení údolí sesuvem (Selli, Trevisan et al. 1964

in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

11

Obr. 3 Obrovský sesuv jurských vápenců zavalil nádrž Vaiont v italských Alpách a způsobil

katastrofální záplavu v údolí řeky Piave v r. 1963. 1 – Odkrytá smyková plocha, 2 – sesuté hmoty,

3 – klenbová hráz, 4 – přívalovou vlnou erodované vápence (V. Mencl in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

4. Rozdělení svahových pohybů

Velká různost sesuvných jevů na svazích poskytuje mnoho kritérií pro jejich

klasifikaci. Z inženýrskogeologického hlediska bylo účelné rozdělení, které navrhl

K. Terzaghi (1925) se zřetelem na fyzikální vlastnosti postižených hornin.

Dělení podle F.P. Savarenského přihlíží k průběhu smykových ploch. Sesuvy dělí na

asekventní, konsekventní a insekventní. Asekventní sesuvy vznikají ve stejnorodých

soudržných zeminách a k pohybu dochází po válcových smykových plochách. Ke

konsekventním patří pohyby po plochách vrstevnatosti nebo jiných predisponovaných

plochách ukloněných po svahu. Insekventní sesuvy probíhají napříč vrstvami, jsou

zpravidla velkých rozměrů a smykové plochy zasahují hluboko do svahu.

U nás se zabývali zpřesněním terminologie a dělením svahových pohybů Nemčok,

Pašek a Rybář (1972, 1973), kteří navrhují dělit svahové pohyby podle mechanismu

a rychlosti pohybu na čtyři hlavní skupiny: ploužení, stékání, sesouvání a řícení:

Ploužení má charakter pomalého tečení tuhé látky. Z geologického hlediska jde

o dlouhodobý a zpravidla se nezrychlující pohyb horninových hmot. Rozhraní mezi

pohybující se hmotou a jejím podložím je málo zřetelné.

12

Tab.1 Klasifikace svahových pohybů typu ploužení (upraveno podle Nemčoka, Paška, Rybáře,1974

a Malgota, Klepsatele, Trávníčka, 1992)

Zákl.

skupiny

Základní

typy

svahových

pohybů

Příklady nejrozšířenějších

typů svahových pohybů

a jejich charakteristika

Příklad Název výsledné

svahové deformace

plo

uže

ní

po

dpo

vrc

ho

vé

tahové

rozvolňování

rozvolňování skalního

svahu vznikem puklin,

které lemují tvary a dna

erozního údolí

narušené

svahy

napětím

rozvolně

né svahy

rozvolňování svahu

otevíráním tahových

trhlin v jeho horní části

narušené

svahy

tahovými

trhlinami

gravitační

roztrhání

roztrhání vysokých

horských masivů

s hrásťovými poklesy

jejich svahů a roztrháním

jejich hřebenů

rozpadlé svahy,

potrhané svahy,

svahy s roztrhanými

hřebeny

gravitační

shrnutí

(zvrásnění)

shrnutí vysokých

horských masivů

zvrásněním jejich vrstev

a se stupňovitými poklesy

shrnuté svahy

se zohýbanými

vrstvami

shrnování vrstev podél

okrajů pánví

gravitační vrásy

vytláčení málo únosných

a měkkých hornin na dně

údolí

údolní antiklinály,

vytláčení vrstev pode

dnem údolí (bulging)

vytláčení

rotační vytláčení

plastického podloží při

blokových pohybech

bloková pootočení,

bloková pole,

cambering

laterální vytláčení při

blokových pohybech po

předurčené ploše

blokové posuny,

blokové rozpadliny,

bloková pole

13

po

vrc

ho

vé ploužení

dlouhodobé plazivé

přetváření povrchových

vrstev svahů v zóně vlivu

sezónních klimatických

změn

slézání suti a

svahových hlín,

povrchové ohýbání

vrstev, vyvlečení a

hákování vrstev,

kamenná moře,

kamenné ledovce

Sesouvání je relativně rychlý, krátkodobý klouzavý pohyb horninových hmot

na svahu podél jedné nebo více průběžných smykových ploch. Výslednou formou

sesuvného pohybu je „sesuv“. Charakteristické je, že část hmot se nasune na původní

terén v předpolí.

Tab. 2 Klasifikace svahových pohybů typu sesouvaní (upraveno podle Nemčoka, Paška,

Rybáře,1974, Fussgängera, 1986 a Malgota, Klepsatele, Trávníčka, 1992)

Zákl. typy

Příklady nejrozšířenějších typů

svahových pohybů a jejich

charakteristika

Příklad Název výsledné

svahové deformace

seso

uv

ání

klo

uzá

ní

(sm

ýk

ání)

klouzání zemin podél rotační

smykové plochy

rotační sesuvy,

sesuvy podél rotační

smykové plochy,

insekventní sesuvy

klouzání zemin podél rovinné

smykové plochy

planární sesuvy,

sesuvy podél

rovinné smykové

plochy,

konsekventní

sesuvy,

skalní sesuvy po

předurčené smykové

ploše

sklouzávání skalních

hornin

klouzání skalních hornin podél

rovinné smykové plochy

klouzání podél složené,

zakřivené a rovinné smykové

plochy

rotačně-planární

sesuvy

sesuvy podél složené

smykové plochy

vy

tláč

ení

klouzání po převážně

horizontální nebo mírně

ukloněné smykové ploše, často

spojované s vytláčením vrstev

na úpatí

laterální sesuvy

translační sesuvy

laterální sesuvy

s vytláčením

14

sesouvání podél zakřivené

smykové plochy v důsledku

vytláčení méně únosných

podkladových zemin

sesuvy v důsledku

vytláčení

pro

sed

ání

sesunutí v důsledku náhlého

rozrušení původní struktury

vrstvy prachovitých

(sprašových) a citlivých

disperzních zemin

převlhčením, vyluhováním

nebo seizmickými otřesy

sesuvy při prosedání

nebo vyluhování

vy

pla

vo

ván

í

sesunutí v důsledku porušení

struktury vrstvy stejnozrnných

písčitoprachovitých a písčitých

zemin při hydrodynamickém

působení podzemních vod

sufózní sesuvy,

sesuvy

hydrodynamického

vyplavování

Obr. 4 Příklad sesuvu – Jižní Kyrgyzstán (PU, 1996)

15

Obr. 5 Laterální sesouvání rozvolněného montmorillonitového horizontu podloží křídové sekvence

– Liard River, Britské Kolumbie (UBC, 2001)

Obr. 6 Sesuv mořských sedimentů – La Conchita, Kalifornie (Schuster, 1995 in USGS, 2003)

16

Obr. 7 Rotační sesuv křídových jílovců v nadloží pískovců Liard River, Britské Kolumbie (UBC, 2001)

Obr. 8 Translační sesuv – vápencový blok před sesunutím podél strmě orientovaných puklin –

kaňon Chaco, Nové Mexiko (UBC, 2001)

17

Stékání je rychlý krátkodobý pohyb horninových hmot ve viskózním stavu. Podstatná

část hmot vyteče z odlučné jámy a přemístí se po povrchu terénu na velkou

vzdálenost. Stékající hmoty jsou ostře odděleny od neporušeného podloží.

Ve srovnání s „pomalým tečením“ při ploužení jde v tomto případě o „rychlé“ tečení.

Výslednou formou pohybu je „proud“.

TAb. 3 Klasifikace svahových pohybů typu stékání (upraveno podle Nemčoka, Paška, Rybáře,1974

a Malgota, Klepsatele, Trávníčka, 1992)

Zákl.

typy

Příklady nejrozšířenějších typů

svahových pohybů a jejich

charakteristika

Příklad Název svahových

poruch

sték

ání

stékání povrchových částí

pokryvných zemin při jejich velkém

převlhčení a nasycení v období

intenzivních srážek nebo jarního

rozmrzání a tání

strže

stékání svahových neulehlých

písčitoprachovitých zemin a

mořských a jezerních disperzních

zemin při náhlém rozrušení jejich

struktury spojené s jejich ztekucením

zemní proudy

v citlivých jílech,

bahenní proudy,

subakvální proudy

stékání svahových jílovitopísčitých a

hlinitých zemin při jejich výrazném

přesycení povrchovými i

podzemními vodami

zemní proudy,

rozbahněné proudy

stékání hlinitých a kamenitohlinitých

svahových uloženin působením

přívalových vod

hlinité přívalové

proudy,

kamenitohlinité

přívalové proudy -

mury

18

Obr. 9 Suťový proud – Glenwood Springs, Colorado (USGS, 1994)

Obr. 10 Kamenitý proud – McAuley Creek, Britský Kolumbie 2003

19

Řícení je náhlý krátkodobý pohyb horninových hmot na strmých svazích, přičemž se

postižené hmoty rozvolní a ztrácejí krátkodobě kontakt s podložím. Při pohybu se

uplatňuje volný pád, ale současně i ostatní druhy pohybu. Dříve než hmoty ztratí

kontakt s podložím, může docházet k plouživým i sesuvným pohybům. Také po

dopadu k patě svahu se zřícené hmoty dále pohybují formou stékání a sesouvání.

Vzdálenost přemístění hmot je vzhledem k prostorovým rozměrům zříceného masívu

mnohonásobně větší.

Tab.4 Klasifikace svahových pohybů typu řícení (upraveno podle Nemčoka, Paška, Rybáře,1974

a Malgota, Klepsatele, Trávníčka, 1992)

Zákl. typy

Příklady nejrozšířenějších typů

svahových pohybů a jejich

charakteristika

Příklad Název výsledné

svahové deformace

říce

ni

sesy

páv

ání přemísťování drobných úlomků

hornin kutálením, valením a

poskakováním

sesypy

vydrolení

op

adáv

ání

náhlé přemísťování úlomků

hornin volným pádem (v

počáteční části dráhy padajících

mas)

opadové kužely,

suťové kužely,

haldy, padání

kamenů

od

val

ov

ání

pře

klo

pen

ím

náhlé přemísťování bloků a stěn

skalních hornin především

volným pádem

odvalová řícení

překlopením, skalní

řícení, skalní

odtržení

náhlé přemísťování zemin

především volným pádem

odvaly zemních stěn

od

val

ov

ání

sklo

uzn

utí

m

náhlé přemísťování skalních

bloků, při kterém se kombinuje

klouzání po předurčené ploše

s volným pádem

planární skalní

řícení

skalní řícení

kombinované se

sklouznutím

odvalové řícení

sklouznutím

20

Obr. 11 Suťový kužel vzniklý skalním řícením – údolí Similkameen, Britská Kolumbie (UBC,

2001)

Obr. 12 Odvalové řícení – kaňon Chaco, Nové Mexiko (UBC, 2001)

21

Tab. 5 Klasifikace svahových pohybů podle rychlosti (Varnec, 1958)

Tab. 6 Modifikovaná stupnice rychlostí svahových pohybů (Varnec, 1958)

22

Pro naše území pokládáme za účelné takové roztřídění svahových pohybů, které

přihlíží k regionálním poměrům. Převážná část sesuvů u nás se týká kvartérních

pokryvných uloženin, které proto zařazujeme do samostatné skupiny. Sesuvy v horninách

předkvartérního podkladu rozlišujeme podle charakteru postižených hornin a podle typu

(Záruba, Mencl, 1969).

Svahové pohyby pokryvných útvarů (svahových sutí, hlín a zvětralin). Vznikají

hlavně působením povětrnostních činitelů:

o slézání suti, podmiňuje zároveň hákování vrstev;

o plošné povrchové sesuvy;

o proudové sesuvy;

o suťové proudy, mury, vyplavování písků.

Sesuvy v pelitických horninách (jílech, slínech, jílovcích, jílovitých břidlicích

apod.):

o podél válcových smykových ploch;

o podél složených smykových ploch;

o svahové pohyby vzniklé vytlačováním měkkých hornin.

Svahové pohyby pevných skalních hornin:

o po předurčených plochách (plochách vrstevnatosti, břidličnatosti, puklinách nebo

dislokacích);

o dlouhodobé deformace horských svahů;

o skalní zřícení.

Zvláštní případy svahových pohybů, které se v našich geografických podmínkách

nevyskytují, ale v některých oblastech jsou důležitým geologickým jevem:

o soliflukce;

o sesouvání citlivých jílů;

o subakvatické skluzy.

Geologicko-morfologický vývoj sesuvů

Při vzniku a vývoji svahových pohybů je důležitá funkce času. Podle vývoje můžeme

rozlišovat svahové pohyby v počátečním, pokročilém a závěrečném stadiu.

Podle stáří se rozeznávají svahové pohyby současné (recentní) a staré, z nichž ty,

které se za dnešních klimatických a morfologických podmínek nemohou opakovat, se

nazývají fosilní. Je-li takový sesuv zavát sprašovými hlínami nebo přikryt jinými mladými

uloženinami, mluvíme o sesuvu pohřbeném.

23

Obr. 13 Borový les porušený sesouváním (Q. Záruba in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

Obr. 14 Napjaté kořeny v trhlinách ukazují na aktivní sesuv (Q. Záruba in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

24

Obr. 15 Porušená cesta, příčně dislokovaná podél trhliny, prozrazuje nový pohyb (Q. Záruba in Q.

Záruba – V. Mencl, 1974)

Pro technickou praxi je důležité rozdělení svahových pohybů podle stupně

stabilizace na živé (aktivní), dočasně uklidněné (potenciální) a trvale uklidněné

(stabilizované).

Živé (aktivní) sesuvy se poznají podle vnějšího vzhledu, neboť povrchové tvary jsou

čerstvé, výrazné, dosud neporušené ronem a erozí. Stromy jsou různě vychýlené z původní

polohy, povrch území je roztrhán, v trhlinách jsou kořeny napjaté (obr.13 a 14); cesty,

meze a stromořadí, vedoucí přes sesuvné území, jsou přerušené, stavení pobořená (obr. 15

a 16).

Sesuvy dočasně uklidněné (potenciální) bývají zarostlé nebo porušené erozí, takže

stopy posledních pohybů bývají málo znatelné. Příčiny vzniku dosud trvají, takže pohyb se

může znovu obnovit.

Trvale uklidněné (stabilizované) sesuvy vznikly za morfologických a klimatických

podmínek, které se nemohou v současné době opakovat.

Podle půdorysného tvaru sesuvu rozlišujeme sesuvy plošné (areální), proudové

a čelní (frontální, lineární) – obr. 17.

25

Obr. 16 Podle posunutých mezí stromořadí lze stanovit velikost pohybu. p – posunutí meze

(Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

Obr. 17 Sesuvy podle půdorysného tvaru (R. Ondrášik – J. Rybář, 1991)

4.1. Svahové pohyby pokryvných útvarů

vznikají v povrchových vrstvách a jsou podmíněny povahou svahových uloženin,

morfologií svahu a hlavně působením povětrnostních činitelů.

26

4.1.1. Slézání suti a hákování vrstev

Slézání suti je výsledek různých drobných pochodů, které vedou k pomalému

plíživému pohybu suti po svahu. V zimě je to nakypření suťových úlomků a zdvižení

povrchových vrstev mrazem; při jarním tání se nevrátí na původní místo, nýbrž jednotlivé

úlomky se působením zemské tíže po svahu posunou.

Povrchové vrstvy jílovitých sutí a zvětralin se posunují po svahu účinkem pomalého

plastického přetváření, které má charakter ploužení (creep). Při těchto pohybech se

zpravidla nevytváří zřetelná smyková plocha, ale širší zóna, v níž dochází k mnoha dílčím

posunům.

Posouváním povrchových vrstev sutí vzniká hákování vrstev. Mezi pohybující se

vrstvou suti a povrchem skalního podkladu působí tření, které způsobuje postupné ohýbání

vrstev. Jde většinou o fosilní formy vzniklé za periglaciálního podnebí v pleistocénu.

Hákování vrstev je u nás velmi rozšířeno (obr. 18).

S hákováním vrstev se setkáváme při různých výkopech; v tom případě je třeba

pamatovat na to, že na povrchu vyvlečených zvětralých hornin se vytvořily staré smykové

plochy, na nichž se projevuje náchylnost k sesouvání.

Obr. 18 Hákování vrstev ve stavební jámě nemocnice v Motole. 1 – spraš, 2 – vyvlečené

cenomanské jíly, 3 – zvětralé břidlice bohdalecké (Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

4.1.2. Plošné sesuvy svahových sutí a zvětralin

Suťové sesuvy mohou dosáhnout velkých plošných rozměrů, ale mocnost porušeného

svahového pokryvu je obvykle malá, jen několik metrů. Na svazích můžeme pozorovat

různá stádia porušení, od počátečního potrhání povrchové vrstvy až po pokročilé formy,

kdy několik generací sesutého materiálu je navršeno na sobě. V době sucha bývají plošné

sesuvy většinou v klidu, ale k novým pohybům dochází za deštivých období a za jarního

tání, zejména po dlouhotrvajícím mrazivém období.

Jako příklad uvádíme sesuv na východním svahu Petřína, kterým bylo v roce 1965

porušeno těleso lanové dráhy (obr. 19). Sesouváním byly postiženy svahové suti

a zvětraliny křídových pískovců a jílovců vyplňující depresi, která vznikla v místě

význačné tektonické linie tzv. pražského zlomu, podél něhož jsou ordovické břidlice

27

značně porušeny. Smyková plocha probíhá částečně na vyvlečených křídových jílovcích,

částečně na povrchu zvětralých břidlic.

Sesuv je asi 200 m dlouhý, v horní části 130 m široký, 4-8 m hluboký. Odlučná oblast

se vytvořila pod pramenní linií, kde vyvěrá řada pramenů odvodňujících horizont

podzemní vody zadržené na křídových jílovcích (obr. 20). Podnětem k porušení stability

svahu byly jednak zvýšené dešťové srážky v letech 1964-1965, jednak zvýšená vydatnost

všech pramenů v horní části svahu v souvislosti s netěsností vodovodních a kanalizačních

potrubí na strahovské pláni.

Pro zabezpečení území byly nejprve zachyceny povrchové prameny a odvedeny

potrubím mimo sesuv; pak bylo těleso sesuvu a jeho podloží odvodněno několika šikmými

vrty podle návrhu V. Mencla. Pro definitivní zajištění území byla zřízena odvodňovací

štola, do které byla svedena podzemní voda z povrchu jílovců, jež zásobovala prameny

ve svahu.

Obr. 19 Situace plošného sesuvu křídových zvětralin a sutí na svahu Petřína. 1 – šárecké vrstvy, 1a

– bohdalecké vrstvy, 2 – cenomanské jílovce, 3 – cenomanské pískovce, 4 – svahová suť, 5 –

pravděpodobný průběh pražského zlomu, a – odvodňovací vrty, b – těleso lanové dráhy (podle

A. Absolona in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

28

Obr. 20 Profil sesuvem na svahu Petřína (viz obr. 19)

4.1.3. Sesuvy proudové

Sesuvy podél zakřivených smykových ploch i sesuvy plošné mohou za určitých

podmínek přecházet do sesuvů proudových, jestliže se sesuvné hmoty hromadí v erozní

rýze potoka a při dostatečném provlhčení se pohybují k údolí jako úzký proud na značnou

vzdálenost. Mluvíme pak o suťových, zemních nebo bahenních proudech – podle druhu

materiálu a jeho konsistence.

Pohyb je obvykle vyvolán nadměrnými srážkami. Proudové sesuvy mají proti

plošným zpravidla rychlejší průběh.

Typický proudový sesuv vznikl v červnu 1962 ve slovenských Beskydech u obce

Riečnica (obr. 21). Území tvoří paleogenní horniny magurského flyše, převážně slínité

a jílovité břidlice s polohami glaukonitických pískovců. Břidlice rychle zvětrávají a na

svazích vznikají mohutné jílovito-písčité suti náchylné k sesouvání. Nový proudový sesuv

se vytvořil ve sběrné kotlině malého potoka v horní části svahu, kde se nahromadily

starými sesuvy svahové suti o mocnosti až 15 m. První deformace se objevily po

vydatných deštích koncem května 1962 na domcích osady Lieskové, která leží z větší části

v odlučné oblasti sesuvu. Několik dní po prvních náznacích pohybu se v údolí potoka

vytvořil úzký proud rozbředlé suti, který během dvou dnů odtekl do údolí a během dalších

několika dnů se uklidnil. Největší rychlost byla naměřena uprostřed proudu 5.června – až

25 m za 1 hodinu. Průběh rychlosti je znázorněn na obr. 22.

Délka sesuvu měří 950 m a objem sesouvajících se hmot se odhaduje na 900 000 m3.

Jílovito-písčité suti byly prohnětené, silně zvodnělé a kašovité konzistence, takže sesuvný

proud byl v prvních dnech úplně nepřístupný. Osada Lieskové byla zcela zničena a další

dvě osady na dně údolí značně pobořeny. Zemní proud zavalil staré koryto říčky Riečnica

a vzdutá voda v údolí ohrožovala další obce.

29

Obr. 21 Situace proudového sesuvu u Riečnice z r. 1962. 1 – stará odlučná oblast, 2 – nová odlučná

oblast, 3 – hrazené jezero, 4 – původní poloha domů v osadě Lieskové, poloha domů po sesutí, 6 –

místo měření rychlosti proudu (podle L. Řepky in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

Obr. 22 Průběh naměřené rychlosti ve střední části proudového sesuvu u Riečnice (Q. Záruba – V.

Mencl, 1974)

30

Katastrofální průběh sesuvu byl způsoben mimořádně vydatnými vodními srážkami

na jaře 1962, které dosahovaly podle záznamu místních dešťoměrných stanic až 237 %

padesátiletého průměru. Spolupůsobily ovšem i další podmínky příznivé pro vznik

proudového sesuvu, především nahromadění jílovito-písčitých sutí, jejich snadná

rozbřídavost a vhodný morfologický tvar svahu.

Obr. 23 Stavební jáma zničená sesouváním u Handlové v r. 1961(J. Pašek in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

Jeden z největších proudových sesuvů vznikl koncem roku 1960 v Handlové na

Slovensku. Sesuvem bylo zničeno 150 domů, státní silnice, přívodný řád městského

vodovodu, různá dálková vedení a byla ohrožena i železniční trať. Odlučná oblast se

vytvořila vysoko na svahu při úpatí andezitových příkrovů v neogenních písčitých jílech

a tufitech. Uvolněné zvětraliny a andezitové sutí se sesouvaly ve tvaru úzkého proudu

k údolí říčky Handlovka, která byla na několika místech sesutými hmotami zahrazena

a vzduta. Celková délka sesuvu byla 1800 m a sesuté hmoty měly objem více než

20 mil. m3 (obr. 23, 24 a 25).

Proudové sesuvy na horských svazích s vysoko položenou odlučnou oblastí

zaplněnou uvolněnou sutí jsou vážnou překážkou všech komunikačních staveb, neboť

jejich sanace je velmi obtížná a nákladná.

31

Obr. 24 Situace proudových sesuvů u Handlové z r. 1960-61. 1 – pohyb měřených bodů od 1.1.do

31.5. 1961, 2 – kamenné stupně zřízené v korytě Handlovky pro omezení zpětné eroze, 3 –

rozbořená stavení, 4 – HG vrty, z nichž byla čerpána voda, 5 – Význačné prameny v odlučné

oblasti (Q. Záruba – V. Mencl, 1969)

4.1.4. Suťové proudy, mury

Jako suťové proudy označujeme rychlé pohyby (stékání) svahových sutí při

náhlých vodních přívalech. Suťové proudy vznikají v sypkých, málo soudržných

horninách, do nichž se voda rychle vsakuje. Horské kamenité suťové proudy jsou

nazývány podle místního alpského názvu mury, někde suťové laviny. Materiál suťových

proudů je netříděný, skládá se z velkých balvanů i drobné písčité suti. Přívalové suťové

proudy mají velkou rychlost. Suťové proudy mohou vzniknout i neopatrným zásahem

32

Obr. 25Zaměřené příčné profily sesuvem č. 1u Handlové. a – nejvyšší úroveň sesuvného proudu, b

– vytlačené postranní valy, c – andezitové bloky, d – jezírka na povrchu sesuvného proudu, e –

původní povrch terénu

na svazích zakrytých volnými sutěmi, např. vykácením lesního porostu nebo na

svazích hlubokých zářezů komunikačních staveb, není-li včas postaráno o jejich řádné

ohumusování a osázení.

Do této skupiny svahových pohybů můžeme zařadit poruchy svahů způsobené

vyplavením (ztekucením) písků. Tento případ může nastat např. při náhlém snížení hladiny

ve vodní nádrži nebo při proražení nepropustného pokryvu zvodnělých písčitých vrstev.

Poruchy tohoto druhu se u přirozených svahů vyskytují dosti vzácně.

K ztekucení kyprých písků, které mají velkou pórovitost, může dojít i vnějším

podnětem. Např. při otřesu se zrna přeskupují, hmota zhutňuje a pórovitost se zmenšuje.

Přebytečná voda se přitom ze zeminy vytlačuje. Poněvadž však nemůže uniknout naráz,

zvětšuje se tlak vody v pórech, který zmenšuje tření mezi zrny, a zemina se dostane na

33

krátkou dobu do tekutého stavu. Časté jsou sesuvy umělých svahů, jako jsou např.

nedostatečně zhutněné písčité náspy komunikací podél vodních nádrží nebo návodní svahy

zemních hrází.

4.2. Sesuvy v pelitických horninách

4.2.1. Sesuvy podél válcových smykových ploch

V pelitických horninách nezpevněných nebo částečně zpevněných (v jílech

a slínech, jílovcích, jílovitých břidlicích) vznikají na svazích překročením pevnosti ve

smyku hluboké sesuvy podél nově vytvořených zakřivených smykových ploch.

Sesuvy podél zakřivených smykových ploch mají charakteristickou formu (obr. 26

a 27). Poněvadž smyková plocha je zakřivena, dochází při sesouvání k rotaci a povrch

sesutých hmot se obvykle naklání proti svahu. Odlučná oblast má typický konkávní tvar

a sesuté hmoty se hromadí u paty svahu; na sesuvu vznikají příčné trhliny,v nichž se

hromadí voda, která zhoršuje rovnovážné podmínky svahu. Často bývá sesutá hornina

nasycena vodou, že splaz má charakter zemního proudu.

Obr. 26 Hlavní část sesuvu v detailu (J. Pašek, M. Matula a kol., 1995)

Rozsah sesuvu se může postupně zvětšovat tak, že odlučná oblast sesuvu při úpatí

svahu se postupně rozšiřuje proti svahu. Zatrhávání se děje obvykle podle dílčích

válcových ploch a celé sesuvné území bývá nepravidelně zvlněné; výsledná smyková

plocha nemívá pak tvar válcový.

34

Obr. 27 Části sesuvu v detailu (J. Pašek, M. Matula a kol., 1995)

4.2.2. Sesuvy podél složených smykových ploch

Rozsáhlé sesuvy v pelitických horninách mají zpravidla v horní části nově

vytvořené smykové plochy, kdežto v dolní části se sesuvné hmoty pohybují po některé

vrstvě o menší pevnosti, která má vzhledem k ohybu vhodnou polohu. Jde pak o sesuvy se

složenou smykovou plochou, které tvoří přechod k sesuvům po předurčených plochách.

Obr. 28 Profil hlubokým sesuvem se složenou smykovou plochou v neogenních uloženinách u

Sučan na úpatí Malé Fatry. 1 – neogenní jíly a písčité slínovce, 2 – písčité štěrky, neogén, 3 –

prohnětené polohy, 4 – žulové suti, 5 – dílčí smykové plochy, 6 – původní povrch, 7 – napjatá h. p.

v. v neogenních štěrcích (Q. Záruba – V. Mencl, 1958)

Jako příklad uvedeme sesuvné území v prostoru stavby vodního díla na Váhu

u Sučan. Řeka Váh, tekoucí při jižním úpatí pohoří Malá Fatra, si vytvořila široké údolí

35

v neogenních sedimentech, vyplňujících turčianskou pánev. Neogenní sedimenty se

skládají ze slínů a slínitých siltů s vložkami rozpadavých pískovců a slepenců (obr. 28

a 29).

Obr. 29 Profil čelem sesuvu u Sučan. 1 – neogenní jíly v původní vodorovné poloze, 2 – písčité

štěrky údolní nivy váhu, 3 – prohnětená zónavytlačená nad údolní nivu, 4 – vyzdvižené neogenní

slíny v čele sesuvu, částečně erodované Váhem, 5 – dílčí smykové plochy (Q. Záruba – V. Mencl,

1958)

4.2.3. Svahové pohyby vzniklé vytlačováním měkkých hornin

Vytlačováním měkkých jílovitých hornin z podloží vznikají různé druhy

svahových pohybů, jejichž forma záleží na místních geologických a morfologických

podmínkách. Náležejí sem kerné sesuvy, vytlačování měkkých pelitických hornin na dně

erozních údolí nebo umělých zářezů a některé poruchy náspů, založených na neúnosném

podloží.

Vytlačování měkkých vrstev je v přírodě všeobecně rozšířeným jevem, který si

dobře neuvědomujeme, protože proces probíhá velmi pomalu. Nestabilnost svahu se

projevuje teprve během delšího časového období, kdy plynulé drobné deformace nabývají

měřitelných hodnot.

Vytlačování měkkých hornin na dně údolí (bulging) bylo dobře odkryto a poprvé

popsáno ve velkých lomech na železnou rudu v okolí Northamptonu ve střední Anglii.

U nás jsme se s tímto jevem setkali při zakládání přehrady na řece Lučina

u Žermanic na Ostravsku. Profil na obr. 30 ukazuje, že údolí bylo vyhloubeno ve slínitých

břidlicích spodní křídy, kterými prostupují mohutná ložní tělesa těšínitu. Těšínit je

rozlámán soustavou zlomů zhruba rovnoběžných na několik ker, které jsou od sebe

odděleny širokými trhlinami. Těžké těšínitové bloky se postupně zabořovaly do měkkých

břidlic, které se pomalu vytlačovaly na dně údolí, kde byly vodním tokem odnášeny.

Těšínitové kry se současně se zabořováním pomalu sunuly k úpatí svahu. Naklonění

jednotlivých ker těšínitu je patrno podle zbytků kontaktně přeměněných břidlic v nadloží

a podloží těšínitových ker. Hlavní deformace nastaly v mladším pleistocénu, neboť stupně

mezi krami jsou zaplněny svahovou sutí a zakryty sprašovými hlínami.

36

Tyto povrchové deformace hornin a jejich průvodní jevy vyžadují velkou

pozornost při inženýrských stavbách. Obdobné jevy mohou nastat i při hloubení umělých

zářezů, přijde-li se ve výkopu pod pevnými horninami na měkké vrstvy.

Obr. 30 Vytlačování slínitých břidlic ve dně údolí řeky Lučiny u Ostravy. a – slínité břidlice (spodní

křída), b – těšínit, c – kontaktně přeměněné břidlice, d – rozměklé břidlice na dně údolí (Q. Záruba

– V. Mencl, 1974)

Kerné (blokové) sesuvy vznikají na svazích, kde rozpukané pevné horniny

vytvářejí kry se strmými stěnami, spočívající na měkkých jílovitých vrstvách. Okrajové

kry pevných hornin se zabořují postupně do měkkého podloží. Plastické horniny se

vytlačují po svahu a unášejí s sebou kry pevných nadložních hornin (obr. 31).

Obr. 31 Kerný sesuv na levém břehu Angary v oblasti VD Bratsk na Sibiři. 1 – jílovce (svrchní

kambrium), 2 – pískovce (ordovik). 3 – zabořené bloky pískovců, 4 – zvětralé jílovce postižené

plastickými deformacemi, 5 – terasové štěrky (Palšin et al. 1963 in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

4.3. Sesouvání pevných hornin skalního podkladu

4.3.1. Sesuvy po předurčených plochách

K sesouvání po vrstevních spárách, puklinách nebo dislokacích obvykle dochází

tehdy, jsou-li vrstvy nebo jiné plochy dělitelnosti ukloněny po svahu a je-li porušena jejich

souvislost při úpatí svahu.

Skalní sesuvy podél vrstevních ploch nebo jiných ploch diskontinuity mohou nabýt

katastrofálního měřítka, jde-li o velké kubatury a velké výškové rozdíly na horských

37

svazích. Pohyb sesutých hmot dosahuje pak zrychlení, dosahující téměř rychlosti řícení.

Příznivé podmínky pro vznik skalních sesuvů jsou zejména v mladých pohořích, protože

toky se strmou spádovou křivkou se tak rychle zařezávají do podloží, že svahy se nestačí

přizpůsobit novým podmínkám.

Jsou-li vrstvy ukloněny k údolí, nastávají příznivé podmínky pro vznik sesuvů

po vrstevních plochách (obr. 32).

Sesouvání po vrstevních plochách bývá způsobeno také zásahem do přirozených

poměrů svahu buď stavebními pracemi, nebo při těžení nerostných surovin.

Obr. 32 Sesuv po vrstevní ploše. 1 – pískovce a jílovce godulských vrstev, 2 – pravděpodobný tvar

údolí před sesutím (upraveno podle S. Novosada in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

Obr. 33 Sesuv na svahu průkopu návrším Bohdalec v Praze. a – původní povrch území, b –

upravený svah zářezu, c – sesuv králodvorských břidlic po vrstevných polohách (Q. Záruba in Q.

Záruba – V. Mencl, 1958)

38

4.3.2. Dlouhodobé deformace horských svahů

Vedle náhlých sesuvů po předurčených plochách byly zjištěny pomalé dlouhodobé

pohyby hornin na horských svazích, které mají charakter ploužení. Označují se jako

gravitační vrásnění nebo gravitační posuny. Vyskytují se v horninách, které jsou schopné

plastického přetváření dílčími posuny podél elementárních ploch dělitelnosti (vrstevních

ploch, břidličnatosti, foliace) bez vytvoření průběžné smykové plochy (obr.34). Tyto jevy

jsou známé např. na svazích tvořených fylity, svory, pararulami, chloritickými břidlicemi

apod.

Dlouhodobé rozvolňování a posouvání hornin po vrstveních plochách vzniká např.

při mírném sklonu vrstev postupným otvíráním puklin vlivem povětrnosti (hlavně

mrznutím vody v puklinách) nebo uvolňováním reziduálního napětí v horninách

po vyhloubení údolí.

Obr. 34 Profil gravitační deformací horského svahu Ráztoky v Západních Tatrách. 1 – biotitické

ruly, 2 – migmatity, 3 –granity, 4 – glacifluviální a svahové uloženiny (A. Němčok, 1972 in Q.

Záruba – V. Mencl, 1974)

Deformace horských svahů třeba pečlivě registrovat, protože jsou i u nás častější,

než se většina inženýrů domnívá. Mnohé strmé svahy jsou takto rozvolněny a mladší

svahové pokryvy zcela zakrývají porušený skalní podklad. Včasné rozpoznání těchto jevů

má velký význam při zakládání přehrad, zejména pak při projektování přečerpávacích

elektráren s akumulačními nádržemi ve vysokých horských polohách.

4.3.3. Skalní zřícení

Jako skalní zřícení označujeme náhlé řítivé pohyby uvolněných bloků nebo

komplexů hornin ze strmých skalních stěn nebo ze stropů jeskyní.

Kameny a bloky se hromadí na úpatí svahů jako suťové kužely, které mohou

splývat v rozsáhlé osypy. Svahy suťových kuželů mají úhel sklonu 25-40º, podle tvaru

39

a velikosti úlomků. Dojde-li k zřícení velkých skalních mas uvolněných vysoko na horské

stěně, může pohyb dosáhnout rychlosti až 200 km za hodinu.

Skalní zřícení jsou nebezpečná pro rychlý průběh a proto, že je lze nesnadno

předvídat. Zabezpečování skalních stěn hrozících zřícením je obtížná a nákladná práce.

Dnes se provádí kotvením předpjatými ocelovými táhly.

4.4. Zvláštní případy svahových pohybů

Do této skupiny zařazujeme svahové pohyby, které se v našich krajinách

za dnešních klimatických podmínek nevyskytují. V některých oblastech však náležejí

k důležitým geologickým jevům.

4.4.1. Soliflukce (půdotok)

Jako soliflukci označujeme odtékání rozmrzlé povrchové vrstvy po zmrzlém

podkladu. Soliflukční jevy jsou známy hlavně ze subarktických a vysokohorských oblastí.

Povrchové vrstvy jsou zde hluboko promrzlé a za krátkého letního tání rozmrzají jen

do malé hloubky (asi 0,5 m). I v našich klimatických poměrech dochází někdy k soliflukci

na horských svazích za zvlášť nepříznivých podmínek při náhlém jarním tání, ovšem jen

v menším měřítku a zasahuje do malé hloubky.

4.4.2. Sesouvání senzitivních jílů

K rychlým svahovým pohybům charakteru tečení náležejí jevy vzniklé ztekucením

senzitivních jílů. Jsou to jílovité sedimenty mořského původu, které po regresi moře tvoří

plochá území ležící i několik set metrů nad hladinou moře, hlavně ve Skandinávii

a v Kanadě. V Norsku tyto jíly byly označovány jako „quick clays“ a název je nyní

všeobecně užíván pro vysoce senzitivní jíly. Pevnost těchto sedimentů v dnešní poloze se

během staletí postupně zmenšuje. Příčinou je postupné zmenšování obsahu solí ve vodě

obsažené v pórech zeminy.

Mimo zmenšování pevnosti se zmenšuje i mez tekutosti a vzrůstá senzitivnost jílů,

tj. náchylnost k velké ztrátě pevnosti při prohnětení.

Znakem tohoto procesu je, že se vlhkost zeminy při něm nemění. Ztráta pevnosti

vede k sesuvům, přičemž se prohnětená zemina chová jako viskózní tekutina. Sesuv se

rozrůstá do délky i šířky a ohrožuje zastavění i komunikace. Záludným znakem těchto

sesuvů je, že postihují zcela plochá území., se sklonem dokonce menším než 5°, a že mají

zpravidla velmi rychlý průběh.

Na obr. 35 je znázorněn sesuv v citlivých jílech, ke kterému došlo roku 1962

u Skjelstadmarku, severně od Trondheimu v Norsku. Podnětem k sesuvu byla erozní

činnost potoka, která vyvolala nejprve malý břehový sesuv. Tím se odkryla vrstva jílů

vysoké sensitivity; jíly rychle odtekly a zaplnily starou údolní brázdu na výšku 10 m.

40

Sesuv je dlouhý 2,8 km, odlučná oblast je 12-15 m hluboká a do pohybu se dostalo asi

2,1 miliónu m3 jílu.

Náhlé ztekucení senzitivních jílů může být způsobeno také otřesy.

Obr. 35 Letecký snímek sesuvu v senzitivních jílech u Skjelstadmarku v Norsku r. 1962. (Foto NGI

in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

Obr. 36 Blokmdiagram translačního sesuvu vzniklého ztekucením senzitivních jílů při zemětřesení

na Aljašce r. 1964. 1 – senzitivní mořské jíly, 2 – tuhé jíly, 3 – písky a štěrky, 4 – příkopová

propadlina v odlučné oblasti, 5 – vytlačené jíly (Hansen, 1969 in Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

4.4.3. Subakvatické skluzy

Subakvatické skluzy vznikají posouváním nezpevněných sedimentů po ukloněném

dnu pod hladinou vody, hlavně jílovitých nebo siltových a vápnitých kalů, někdy i jemně

písčitých náplavů.

Subakvatické skluzy se tvoří v jezerech i na mořském pobřeží. Podnětem k pohybu

mohou být i seismické a jiné otřesy. Přitom se mohou sesouvat a sklouzávat povrchové,

právě usazené vrstvy nebo dochází k vytlačování podložních měkkých pelitických hornin,

přičemž se dostávají do pohybu i mladší vrstvy v nadloží.

41

5. Regionální riziko

Sesuvy patří spolu s ploužením, skalními říceními a stékáním do rodiny "svahových

deformací", t.j. pohybů nadložních zemin a hornin způsobených gravitací. Klasifikaci

těchto sesuvů u nás vytvořil Němčok, Pašek a Rybář. (lit. 2).

Aby mohlo k sesuvnému pohybu dojít, musí být splněny morfologické, geologické,

hydrogeologické a klimatické předpoklady. Ne každé geologické podloží představuje

vhodný podklad pro sesuv – oblasti s vhodnými geologickými předpoklady nazýváme

"sesuvné struktury". Významným zdrojem ohrožení jsou i nevhodné lidské zásahy.

Obr. 37 Výskyt registrovaných sesuvů na území ČR (Geofond)

6. Nejdůležitější sesuvné struktury v ČR

6.1. Oblast karpatského flyše

Pod jménem "flyš" se rozumí souvrství, charakterizované jednotvárným opakováním

stejných hornin. Na počátku každého rytmu se usazovaly nejhrubší usazeniny, často jako

slepence a hrubé pískovce, výše písčité jíly a nejvýše tmavé jíly. Toto se střídá tolikrát, že

vzájemné propojení jednotlivých poloh jednoho odkryvu s polohami odkryvu třeba jen

málo vzdáleného se obvykle nedá provést. Možno odlišovat flyšové komplexy

s množstvím často se opakujících rytmů s komplexy a rytmy méně často se opakujícími.

Vliv geologie flyše na sesouvání

42

Zkušenosti se sesuvy v tomto regionu jsou velmi dlouhodobé, mimořádný počet se

jich ovšem objevil po katastrofálních srážkách v červenci 1997. Sesuvy v této oblasti se

v zásadě dají rozdělit do dvou skupin.

1) Sesuvy "mělké", t.j. sesuvy, které se vyvinuly ve zvětralinovém plášti. Jílovce

a pískovce flyšového komplexu zvětrávají na písčitou hlínu, která má menší pevnost

a potom postačuje zvýšený srážkový úhrn na to, aby došlo ke ztrátě stability a vzniku

sesuvu. Tyto sesuvy se vyskytují, jakmile strmost svahu dosáhne cca 15° – 17° a jsou vždy

po spádnici.

2) Sesuvy "hluboké", t.j. sesuvy zasahující do navětralého až relativně zdravého

horninového komplexu. Těchto sesuvů je podstatně méně než sesuvů prvního typu, ale

jsou nebezpečnější, protože se do pohybu dostávají velké masy horniny.

Oba výše zmíněné typy sesuvů se nevylučují, poměrně běžně dochází k situaci, kdy

mělké sesuvy zvětralinového pláště pokrývají sesuv po hlubokých smykových zónách.

6.2. Oblast Českého středohoří

České středohoří je relativně mladé vulkanické pohoří, kdy sopečné horniny typu

trachytů, bazaltů a podobných výlevných vyvřelin prorážejí jílové sedimenty

severočeských pánví. Zvětralé vyvřelé horniny a sutě jsou propustné, obvykle zvodnělé

a tvoří vrstvy a čočky v jílech, dotují je vodou a to vytváří vhodné podmínky k vzniku

sesuvů. Sesuvy v jílech jsou relativně pomalé, ale pohyby přetrvávají dlouhou dobu,

řádově několik let.

Zvláštním případem jsou poruchy stability spojené s důlní činností v severočeském

hnědouhelném revíru. Jedná se buď o stabilitu svahů povrchových dolů, nebo o stabilitu

svahů výsypek. Zvláštním případem jsou důlní propady po hlubinné těžbě, které mohou

vyvolat sesuvy okolních svahů.

6.3. Oblast České křídové tabule

Česká křídová tabule zabírá rozsáhlou část severních a východních Čech a zasahuje

až na severní Moravu. Sesuvy zde nejsou natolik časté jako v oblasti karpatského flyše

nebo Českého středohoří. Klasické rotační sesuvy se vyskytují ve zvětralých křídových

jílovcích. Kromě klasických sesuvů se zde vyskytují také blokové deformace, kdy bloky

pískovců sjíždí do údolí po podložních jílovcích.

43

6.4. Oblast karpatské předhlubně

V prostoru mezi Karpaty a Českým masivem sedimentovaly měkké a málo pevné jíly.

Oblast je charakteristická sesuvy na svazích o velmi malém úklonu (7° – 10°), které se

jenom obtížně stabilizují.

6.5. Oblast jihočeských pánví

V oblasti jižních Čech sedimentovaly měkké jíly a písky. Přírodní sesuvné svahy se

díky ploché krajině téměř nevyskytují. Jakékoliv zemní práce a zásah do reliéfu krajiny

jsou ovšem spojeny s rizikem sufoze (vyplavování jemných čásitc) a sesouvání.

7. Postupné kroky investora při řešení sesuvu

V této kapitole jsou přehledně popsány jednotlivé kroky investora při řešení sesuvu.

Detailně jsou jednotlivé činnosti rozvedeny v kapitolách 2 – 8 textu.

7.1. Obvyklý postup

1) Na základě informace o potřebě řešit problém se vyvolá místní šetření za účasti

dotčených stran, během tohoto šetření se provede prvotní rekognoskace. Závěrem

prvotní rekognoskace je jeden ze tří možných způsobů řešení:

a) Záležitost je jednoduchá a byla vyřešena na místě.

b) Pravděpodobně se jedná o sesuv, který ohrožuje obecný zájem. Je potřeba

podniknout další kroky.

c) Záležitost je havarijní a hrozí nebezpečí z prodlení. Nadále se postupuje jako při

havárii.

2) Pokud byl závěr prvotní rekognoskace ad b) kontaktuje se oblastní geolog Českého

geologického ústavu, který zajistí prvotní mapování a registraci v ČGS (Geofondu).

3) Ve spolupráci s oblastním geologem se vyberou kvalifikované průzkumné firmy

a formou výzvy více zájemcům se zadá veřejná zakázka na inženýrskogeologický,

hydrogeologický a geotechnický průzkum a na instalaci monitorovacího zařízení na

sesuvu. Projekt průzkumných prací buď zpracuje externí specialista, anebo nabídnuté

projekty musí být specialistou oponovány. Je potřeba dodržovat zásady etapizace.

4) Zpracuje se projekt sanačních opatření. Projekt musí vypracovat kvalifikovaný

a zkušený řešitel, autorizovaný geotechnik. Projekt by měl nabídnout několik variant

řešení a tyto varianty by měly být rozděleny do etap. Výběr metod a etap by měl být na

základě observační metody. Projekt je potřeba nechat oponovat.

44

5) Na základě výběrového řízení bude vybrán zhotovitel, se kterým se uzavře smlouva

o dílo. Činnost zhotovitele bude kontrolována technickým dozorem investora

a projektantem.

6) O jednotlivých etapách bude rozhodováno průběžně na základě měření monitorovacího

systému (observační metoda).

7) Na základě výpočtů a měření monitorovacího systému bude vyhodnocena účinnost

sanace.

8) Po ukončení sanace bude upřesněna frekvence měření monitorovacího systému

a frekvence kontroly a údržby jednotlivých sanačních prvků.

9) Sesuv se bude dlouhodobě sledovat.

10) Všechny kroky a činnosti probíhající na sesuvu je potřeba fotograficky dokumentovat

a archivovat.

7.2. Postup při havárii:

Pokud závěrem prvotní rekognoskace je ad c), tedy jedná se o havárii a hrozí

nebezpečí z prodlení, je potřeba neprodleně:

Zjistit, zda přes ohrožené území vede plynovod nebo produktovod, pokud ano, odpojit

jej.

Za pomoci místních stavebních kapacit a hasičského sboru zahájit práce

k bezprostřední záchraně osob a majetku.

Kontaktovat oblastního geologa ČGS, spojit se s odbornou firmou a specialistou –

geotechnikem. Na základě výzvy jednomu zájemci zadat sanační opatření odborné

firmě – o jednotlivých krocích bude rozhodovat přímo na místě zápisy do stavebního

denníku komise složená ze zástupce zhotovitele, specialisty a zástupce investora.

Sanační práce se budou vyhodnocovat zároveň jako průzkumná díla.

Po částečné stabilizaci sesuvu odvolat havarijní stav a nadále postupovat dle zásad

1 – 10 obvyklého postupu (doplní se průzkum, monitorovací systém, rozhodne se

o případných dalších etapách, kdy zhotovitel bude vybrán na základě řádné soutěže,

sesuv se bude dlouhodobě sledovat).

8. Průzkum oblasti sesuvu

Základním podkladem pro jakékoliv rozhodování či projektovou činnost v oblasti

postižené sesuvy jsou inženýrskogeologický, hydrogeologický a geotechnický průzkum.

Rozsah průzkumu závisí na rozsahu ohrožené nebo předpokládané investice či sesuvem

ohrožené nemovitosti a stupni zpracovávané projektové dokumentace. V zásadě je potřeba

postupovat následujícím způsobem.

45

8.1. Prvotní rekognoskace

Prvotní rekognoskace se obvykle nezúčastňuje odborník geolog nebo geotechnik.

Jedná se o místní šetření za účasti dotčených orgánů státní správy, majitelů nemovitosti

a podobně. Úkolem prvotní rekognoskace je zjistit, zda existuje reálné riziko svahové

deformace, která by ohrožovala obecný zájem (život a zdraví osob, jejich majetek, stávající

nebo připravované investice, kabelovody, produktovody, plynovody, silniční a železniční

komunikace apod.). Při prvotní rekognoskaci se zjišťují následující skutečnosti.

1) Zda terén vykazuje známky pohybů – otevřené trhliny, poklesy, bezodtoké deprese,

zamokřené oblasti, nové pramenné vývěry, vytlačování valů.

2) Zda nejsou nakloněny přirozeně svislé prvky – sloupy, stromy, poškozené rostlinstvo.

3) Zda nejsou poškozeny stávající stavební objekty – trhliny ve zděných domech

a v podezdívkách, trhliny v povrchu asfaltových komunikací, poškozené přípojky

do objektů (plyn, voda, kanalizace), deformovány železniční nebo tramvajové koleje.

V případě, že závěrem prvotní rekognoskace je zjištění, že je zde podezření na sesuv,

je potřeba neprodleně přijmout následující opatření:

1) Kontaktovat oblastního geologa Českého geologického ústavu (ČGS).

2) Zjistit, zda rizikovou oblast nekřižuje plynové potrubí nebo produktovod, pokud ano,

kontaktovat správce a zvážit odpojení, aby při případném poškození potrubí nemohlo

dojít k výbuchu nebo ekologické havárii.

3) Je potřeba posoudit možnost pokračování ve stavebních pracích, pokud probíhají.

Zvláště je potřeba dbát na to, aby výkopem pro stavební jámu nedošlo k podkopání

svahu, aby zatížením od objektu nemohlo dojít k usmyknutí svahu pod objektem a aby

nedocházelo k dotování podzemní vody ze špatně navržených nebo provedených

okapů, vodovodních přípojek, kanalizace, septiku anebo z neodvodněné stavební jámy.

4) Je potřeba se vyhnout odtěžování čela sesuvu, pokud toto probíhajícími pohyby

aktuálně neohrožuje důležitý objekt. V tomto případě je třeba přijmout další opatření.

5) Pokud je zemní masa v pohybu a je zde nebezpečí z prodlení, lze jako okamžité

opatření vyčerpat vodu z povrchových zdrží (jezírka, louže) a vyčerpat vodu ze studní.

Tyto práce obvykle mohou neprodleně zajistit hasiči svou technikou.

8.2. Inženýrskogeologický, hydrogeologický a geotechnický průzkum

Úkolem průzkumu je zjistit základní informace pro projekt sanačních opatření.

Rozsah průzkumu je závislý na velikosti investice anebo ceně ohrožených objektů,

na velikosti a komplikovanosti struktury vlastního sesuvu a na jeho aktivitě. Průzkum lze

rozdělit do několika etap:

46

8.3. Předběžný průzkum.

V této etapě obvykle lokalitu navštíví specialista, zkontroluje závěry komise z prvotní

rekognoskace, sesuv klasifikuje (dle klasifikace Němčok, Pašek, Rybář viz. lit. 2)

a provede jednoduché vymapování do zvětšeniny nejpodrobnější situace, jaká je

k dispozici. Dále se provede kamerální studie, kdy se z Geofondu a z dostupných

geologických archivů komerčních firem získají veškeré dosažitelné podklady o lokalitě

a o sesuvu, pokud byl již v minulosti registrován. V této etapě se obvykle nepoužívají

technické práce (sondy, laboratorní zkoušky, geofyzika) ani stabilitní výpočty. Výjimkou

jsou ovšem zdůvodněné případy, kdy bez těchto prací nelze učinit základní rozhodnutí

o rozsahu, typu a struktuře sesuvu a o hloubce smykové plochy a hladině podzemní vody.

8.4. Podrobný průzkum

Podrobný průzkum je základním podkladem pro projekt sanace. V rámci této etapy

průzkumu se provádí následující práce:

1) podrobné výškové a polohové zaměření sesuvu a jeho okolí (výsledkem je vrstevnicová

situace)

2) detailní mapování sesuvu (podrobná mapa sesuvu obsahuje situaci sesuvu

s vyznačenými vnějšími obrysy, trhlinami se změřenou šířkou, výškovým rozdílem –

poklesem terénu na trhlinách, veškeré údaje o povrchové a podzemní vodě, změřenou

hloubku a úroveň vody ve studních na sesuvu a v jeho okolí, údaje o rostlinstvu a

pokrytí drnem, místa infiltrace povrchové vody do sesuvu, zamokření, měření úklonu

vrstev na odkryvech a pod.)

3) vrtané a kopané průzkumné sondy s kontinuálním odběrem jádra a s odběrem

porušených, poloporušených a neporušených vzorků zemin a vzorků vody (vzhledem

k tomu, že sondování je nákladné, je vhodné také použít sondy z průzkumu pro osazení

prvků monitorovacího systému – viz kap. 3)

4) geofyzikální práce viz obr. 38 (na rozdíl od sondovacích prací nejsou bodové a proto

se s nimi vhodně doplňují)

5) laboratorní zkoušky (vzorky zemin a hornin odebrané ze sond se zpracovávají

v laboratoři mechaniky zemin a zjišťují se u nich indexové vlastnosti t.j. vlhkost,

plasticita, objemová hmotnost a pevnostní charakteristiky, t.j. koheze a úhel

vnitřního tření, u vzorků vody se zjišťuje chemické složení ve vztahu k agresivitě na

betonové a ocelové konstrukce)

47

Obr. 38 Příklady geologicko-geofyzikálních řezů

6) údaje o srážkách a klimatu za poslední období (obvykle se jedná o výstupy

z nejbližších srážkoměrných stanic a údaje ČHMÚ)

7) stabilitní výpočty (model v řezu po spádnici, kdy se matematicky metodami mezní

rovnováhy ověřuje správnost představy geologa o průběhu smykové plochy ověřené

průzkumem, o pevnosti zemin a o hladině podzemní vody respektive jejím tlaku na

smykové ploše – pokud je geologický model správný, vypočítaný stupeň stability FS

uklidněného sesuvu bez výrazných pohybů je blízký 1,0; u pohybujícího sesuvu se

pohybuje kolem 0,92 – 0,98; u svahů bez známek porušení přesahuje 1,15; výpočty se

obvykle provádějí metodami mezní rovnováhy dle Bishopa, Pettersona anebo Spencera

po kruhové, lomené nebo složené smykové ploše, existují však i jiné metody např.

MKP)

Výsledkem průzkumů je závěrečná zpráva, která obsahuje všechny zjištěné výsledky

a jejich interpretaci a obvykle také doporučení způsobu sanace na základě zkušeností

(t.j. bez podložení statickým výpočtem). Zpráva musí obsahovat kromě mapy také

geologické řezy ověřené stabilitním výpočtem a podrobné údaje o koloběhu podzemní

vody, jednotlivých kolektorech, případných tlakových zvodních a očekávaný průběh tlaku

vody na smykové ploše.

48

Obr. 39 Příklady výstupů geofyzikálního průzkumu sesuvné oblasti (P. Bláha, Geotest Brno)

8.5. Doplňkový průzkum

Doplňkový průzkum se provádí (pokud je potřeba) zároveň s projektem sanace.

Doplňuje informace, které zpracovatel PD potřebuje a které nebyly vyřešeny v etapě

podrobného průzkumu (kdy zpracovatel průzkumu neznal koncepci projektanta). V této

etapě zpracovatel průzkumu spolupracuje přímo se zpracovatelem PD a výběr metod závisí

přímo na řešeném problému.

8.6. Jednoetapový průzkum

Při řešení problematiky sesuvů běžně dochází k situaci, kdy se jedná o havárii

a v časové tísni nelze postupovat dle zásady etapovitosti. V tomto případě se připouští

řešení jako havárie, kdy průzkum je prováděn jednoetapově a často je spojen přímo se

sanací. V takovémto případě geotechnik a projektant rozhodují ze zkušeností a na místě

o nutných pracích. Lze spojit průzkum se sanací, kdy sanační prvky (obvykle piloty

a horizontální odvodňovací vrty) jsou navrženy bez průzkumu a první z nich jsou

vyhodnoceny jako průzkumná díla (jsou například hloubena jádrově, při jejich hloubení je

přítomen geotechnik) a na základě jejich výsledků se upravuje návrh dalších opatření.

V každém případě je potřeba, aby zpracovatel průzkumu měl zkušenosti

s prováděním průzkumu na sesuvech. Zadávaní průzkumných prací je vhodné provádět

formou výzvy více zájemcům, kde se investor bude předem informovat o kvalifikaci

jednotlivých uchazečů a bude vyžadovat reference z řešení obdobných problémů.

Odpovědní řešitelé úkolu musí mít oprávnění pro provádění inženýrskogeologických

průzkumů a hydrogeologických průzkumů, které vydává Ministerstvo životního prostředí

a pro geotechnickou část je potřeba, aby ji zpracoval autorizovaný inženýr pro

geotechniku. Laboratoř mechaniky zemin a hornin, která zpracuje odebrané vzorky, by

měla mít akreditaci pro příslušné zkoušky a metody.

49

9. Monitoring – geotechnický monitoring (GTM)

Monitoring (česky kontrolní sledování) reprezentuje jednu ze základních činností,

které se na sesuvu provádějí. Úkolem monitoringu je sledovat chování sesuvu v čase –

zvláště změny rychlosti pohybu, změny režimu podzemní vody, změny geometrie sesuvu

a změny fyzikálních a mechanických vlastností v zóně sesouvání materiálu. Dále se sleduje

funkčnost sanačních prvků (pokud byl již sesuv v minulosti sanován) a případná nutnost

jejich údržby. Návrh monitorovacího systému musí být proveden kvalifikovanou odbornou

firmou (návrh a instalace systému je obvykle spojena s průzkumem a realizuje jej stejná

firma jako průzkum – monitorování je ovšem dlouhodobá záležitost, takže zatímco průzkum

trvá týdny až maximálně měsíce, monitorování sesuvu může trvat několik let až desítky let).

9.1. Nejběžnější prvky monitoringu

9.1.1. Měřická přímka

Jedná se o velmi jednoduchou metodu, která se aplikuje obvykle jako první. Výhodou

je, že pro její instalaci nejsou potřeba speciální pomůcky ani nástroje. V zásadě se jedná

o řadu bodů (obvykle kolíků), které jsou zaraženy do země po vrstevnici přes sesuv. Kolíky

jsou srovnány tak, aby při pohledu okem byly při instalaci v jedné řadě. Při pohybu sesuvu

se kolíky odchylují z jedné řady a lze velmi hrubě odhadnout rychlost a velikost posuvu.

Obr. 40 Měřící aparatura GPS (www.geotest.cz)

9.1.2. Měření povrchových bodů

Na povrchu sesuvu se instalují pevné body, jejich poloha a výška se proměřují

geodetickými metodami nebo speciálním extenzometrickým pásmem. Výstupem je

měřičský protokol, ve kterém jsou vyneseny vektory pohybu jednotlivých bodů. Dnes

např. i pomocí systému lehce přenosného systém GPS (viz obr. 40).

50

9.1.3. Extenzometrická měření

Na sesuvu se do vrtů nebo rýh osadí pevné body propojené tyčovým systémem

(extenzometr), obvykle po spádnici. Vzdálenosti mezi jednotlivými body se měří speciálně

upraveným pásmem. Výstupem měření je vývoj vzdáleností mezi body (zda dochází ke

zkracování dráhy (oblast tlaků – obvykle v čele) anebo k prodlužování dráhy (oblast tahů,

obvykle odlučná oblast).

9.1.4. Opakované mapování

Zpracovatel mapy z průzkumu opakovaně navštěvuje lokalitu a zjišťuje viditelné

změny geometrie sesuvu, tento vývoj zanáší do mapy.

9.1.5. Sledování hladiny podzemní vody

Na povrchu sesuvu a v jeho okolí jsou instalovány pozorovací vrty a studny

vystrojené výpažnicí a zhlavím pro dlouhodobé sledování hladiny podzemní vody.

Vzhledem k vysoké ceně vrtání a relativně nízké ceně PVC výpažnic se často

z ekonomických důvodů pro toto sledování vystrojují průzkumné vrty. Sledují se

i domovní studny, prameny, zamokřená místa (fluoristické indikátory) viz. obr. 41

a obr. 42 a všechny ostatní dokumentační body koloběhu podzemní vody.

Geospol Uhřínov, 2002 Ústředna automatický snímač Geokon Studna K-6

CAMBEL SCIENTIFIC 500

Obr. 41 Měřící aparatury pro měření a sledování HPV (Geotest, a. s. Brno)

a) Přeslička obrovská (Equisetum maximum) b) Podběl lékařský (Tussilago farfara)

Obr. 42 Floristické indikátory zvýšené vlhkosti půdy

51

9.1.6. Sledování pórového tlaku vody

V jílovitých zeminách s malou propustností se může při sesuvném pohybu vytvářet

vysoký přetlak vody v pórech zeminy, který nelze zjistit z pozorovacích vrtů. Proto se

do vytypovaných míst (obvykle vrtů) osazují speciální měřidla pórových tlaků. Při

instalaci měřidel pórových tlaků je potřeba zvláště dbát výběru zhotovitele, protože

nekvalitně osazené měřidlo může být zdrojem významných chyb a rizik. Pórové tlaky je

možno měřit také při penetračním sondování - Marchettiho dilatometr DMT viz obr. 43.

Obr. 43 Marchettiho dilatometr DMT (Geotest, a. s. Brno)

9.1.7. Sledování pohybů na smykové ploše

Pro sledování pohybů zeminy v hloubce se nejčastěji používá inklinometrických

měření ve vrtech viz obr. 44 a 45. Vrt, který je dostatečně hluboký, aby bezpečně sahal

(alespoň 3 m) pod nejhlubší smykovou plochu, se vystrojí speciální inklinometrickou

výpažnicí, která má drážky pro pohyb inklinometru – přístroje, který velmi přesně měří

úhly. Opakovaným měřením se zjistí místa, kde se pohybem zemin výpažnice deformuje.

Z tohoto měření se dá zjistit hloubka smykové plochy a pohyb (velikost a rychlost

deformace) i při pomalu se pohybujících sesuvech. Pro rychle se pohybující sesuvy

(t.j. v cm za měsíc a rychlejších) se tato metoda nepoužívá, protože při velké deformaci se

výpažnice stává pro inklinometr neprůchozí a vrt je zničen.

52

Obr. 44 Příklad výstupů z inklinometrického měření stability předportálového zářezu během

výstavby tunelu Klimkovice

53

Obr. 45 Inklinometrické měření stability předportálového zářezu během výstavby tunelu

Klimkovice

Obr. 46 Sledování povrchu pomocí laserového scanneru ILRIS kanadské společnosti OPTECH.

9.2. Sledování sanačních prvků

V rámci sledování hotové sanace se měří některé prvky sesuvu ve vztahu

k vybudovaným sanačním prvkům.

9.2.1. Sledování výtoků z odvodňovacích prvků

Většina větších sesuvů se sanuje buď jenom odvodněním, anebo odvodněním

v kombinaci se silovými prvky. V rámci monitorování se sleduje účinnost jednotlivých

odvodňovacích prvků sledováním kolísání hladiny podzemní vody a pórových tlaků, jak

bylo popsáno výše, tak i sledováním výtoků z těchto prvků. Za tímto účelem jsou

vybudovány kontrolní a měřící šachtice jak u ústí horizontálních odvodňovacích vrtů, tak

54

i u paty odvodňovacích žeber a drenáží. U hloubkového odvodnění je potřeba počítat se

skutečností, že výtoky budou v čase klesat, až se ustálí a budou kolísat ve vztahu ke

srážkám. Tento vývoj je přirozený a souvisí s vypouštěním statické zásoby podzemní

vody, nesvědčí o snižování účinnosti odvodnění.

9.2.2. Sledování tlaků na opěrné konstrukce

Na rubovou stranu opěrných zdí lze instalovat tlakové podušky a skutečně naměřený

tlak se srovnává s předpokladem projektu a se statickým výpočtem.

Obr. 47 Instalace tlakoměrných buněk (tlakových podušek) pro měření tlaku na stěny ropných

zásobníků během hutnění zpětného zásypu na lokalitě Loukov.

U kotvených prvků lze na vybrané kotvy instalovat dynamometry a měřit sílu, kterou

jsou zatíženy jednotlivé kotvy. Tyto síly se srovnávají se statickým výpočtem, ověřenou

únosností kotvy a s předpoklady projektu.

Obr. 48 Schéma dynamometru

55

Výše uvedené prvky jsou nejběžněji používanými prvky monitorování sesuvů. Kromě

výše jmenovaných existuje ještě celá řada méně používaných prvků, které jsou příliš

specializované, než aby zde mohly být jmenovány.

Instalovaný a měřený monitorovací systém má nejen funkci kontrolní, ale je

základním předpokladem sanace sesuvu takzvanou observační metodou (neboli metodou

postupných kroků za současného sledování). Pokud se sanace provádí jednoetapově,

obvykle bývá sice účinná, ale mnohdy také nákladnější.

Existuje-li možnost rozložit použití prostředků na sanaci do delšího časového období,

doporučuje se nejdříve realizovat pouze ucelenou část projektu (například pouze

odvodnění bez pilot) a na základě sledování monitorovacího systému vyhodnotit účinnost

těchto prací. Pokud se částečně provedená sanace projeví jako plně účinná, může dojít

k úspoře prostředků, pokud se další etapa či etapy nerealizují buď vůbec, nebo pouze

částečně.

9.3. Orientační ceník monitoringu

Cenová úroveň v roce 1999 v Kč

Extenzometrická měření

Instalace profilu o deseti sledovaných bodech v oblasti sesuvu 35 000,-

Sledování profilu v průběhu prvního roku (4 měření) 12 000,-

Sledování hladiny podzemní vody

Instalace 20 m dlouhého pozorovacího vrtu v oblasti sesuvu 25 000,-

Sledování systému 5 vrtů v průběhu prvního roku (4 měření) 15 000,-

Sledování pórového tlaku vody

Dodávka 1 ks měřidla pórového tlaku Glötzl 14 000,-

Odvrtání a instalace měřidla do 20 m dlouhého vrtu v oblasti sesuvu 25 000,-

Sledování systému 5 měřidel v průběhu prvního roku (4 měření) 25 000,-

Sledování pohybů na smykové ploše

Instalace 20 m dlouhého inklinometrického vrtu v oblasti sesuvu 45 000,-

Sledování 1 vrtu v průběhu prvního roku (4 měření) 20 000,-

Sledování tlaků na opěrné konstrukce

Instalace a dodávka 1 ks dynamometru Glötzl pro měření kotevních sil 18 000,-

Instalace a dodávka 1 ks tlakové podušky Glötzl pro měření zem. tlaku 18 000,-

Sledování systému 5 dynamometrů či tlak. podušek první rok (4 měření) 25 000,-

56

Životnost jednotlivých prvků monitoringu je závislá na jejich citlivosti (přesnosti)

měření ve vztahu k velikosti posuvu sesuvu, korozí materiálu a běžné je i úmyslné zničení.

Průměrně lze počítat s tím, že jednotlivé prvky bude možné měřit cca 3 – 7 let, známe

ovšem i případy desítek let kontinuálních měření.

Četnost měření systému závisí na rychlosti pohybu, velikosti a komplikovanosti

struktury a na ohroženém objektu. Obvykle se pohybují v prvním roce 1 x za 2 – 3 měsíce,

v dalších letech postačuje cca 2 x ročně na jaře a na podzim, mimořádná měření

po extrémních srážkách.

Cena systému závisí od jeho rozsahu. Orientační ceník jednotlivých prvků v cenové

hladině 1999 pro představu uvádíme výše.

Navržený projekt monitorovacího systému je vhodné nechat oponovat nezávislým

expertem, zvláště s ohledem na jeho možné předimenzování či poddimenzování či

vhodnost navržení jednotlivých metod či umístění jednotlivých prvků.

10. Projekt sanace

Projekt sanace představuje návrh takových sanačních opatření, které zvýší

dlouhodobou stabilitu území nebo sesuvu. Zpracovatel projektové dokumentace musí mít

dlouhodobé zkušenosti s řešením této problematiky. U odpovědného projektanta se jako

kvalifikační předpoklad vyžaduje autorizace u komory stavebních inženýrů pro obor

geotechnika.

Sanační projekt se může navrhnout jako jednoetapový a jednovariantní (pokud se řeší

jednoduchý a malý sesuv a nejvýhodnější řešení je zřejmé), ve složitějších případech se

návrh sanace zpracuje v několika ucelených celcích, které se budují po jednotlivých

etapách na základě průběžného vyhodnocování výsledků monitorovacího systému. Není-li

nejvýhodnější způsob sanace zřejmý, doporučuje se zpracovat projekt ve více variantách.

Tyto varianty se vyhodnotí a vybere se nejvýhodnější pro realizaci. (Vyhodnocování

variant je především na základě nákladů na jednotlivé varianty, je však nutno zohlednit

také hledisko ekologické – zásah do krajiny, střet zájmů s majiteli a správci dotčených

nemovitostí, možnosti zhotovitelů, životnost jednotlivých prvků a nutnost jejich dlouhodobé

údržby.) Všechny varianty musí být podloženy stabilitními a statickými výpočty a musí být

vyhodnocena jejich účinnost (viz dále).

10.1. Běžné prvky sanace

10.1.1. Odvodnění

Odvodnění je nejdůležitějším prvkem sanace. Odvodněním se zmenšuje tlak vody na

smykové ploše a tím se snižují aktivní síly (t.j. síly posouvající sesuv). Při stabilizaci

57

rozsáhlých sesuvů, kdy jsou v pohybu řádově 100 m3 zeminy a horniny, se jedná o jedinou

použitelnou metodu. Při stabilizaci menších sesuvů odvodnění doplňuje silové prvky.

10.1.1.1. Povrchové odvodnění

Úkolem povrchového odvodnění je urychleně odvést srážkovou vodu a povrchovou

vodu přitékající z vyšších částí svahu tak, aby se zabránilo její infiltraci do těla sesuvu.

Jako okamžité sanační opatření se obvykle budují prosté rýhy po spádnici, které odvádějí

vodu. Po částečné stabilizaci a uklidnění pohybů se navrhuje definitivní povrchové

odvodnění. V místech, kde nehrozí obnovení pohybů (povrchové odvodnění se navrhuje

i mimo vlastní sesuv, aby stáhlo povrchovou vodu stékající ze svahu před tím, než dosáhne

vlastního sesuvu – povrch sesuvu bývá rozrušen trhlinami a je poškozen či zcela zničen

drn, takže je zde zvýšená možnost infiltrace) lze použít klasické povrchové odvodnění

žlabovkami obdobně jako např. při podélném odvodnění komunikací. Povrchové

odvodnění na vlastním sesuvu musí být odolné proti menším deformacím a zachovat

těsnost. S úspěchem se používají rýhy vystlané nepropustnou fólií s položenou flexibilní

drenáží a vyplněné štěrkem. Povrchové odvodnění musí být zaústěno do povrchové

vodoteče, otevřených příkopů anebo dostatečně kapacitní stávající kanalizace. Současně je

nutné tato zařízení pravidelně kontrolovat a opravovat.

10.1.1.2. Hloubkové odvodnění

Úkolem hloubkového odvodnění je SNÍŽIT VZTLAK VODY NA SMYKOVÉ

PLOŠE, OMEZIT PŮSOBENÍ VODNÍHO A URYCHLIT ROZPTÝLENÍ PÓROVÉHO

TLAKU. Jako okamžité opatření lze použít čerpání vody ze svislých odvodňovacích prvků

– stávajících i nově vybudovaných studní. Z dlouhodobého hlediska jsou náklady na

čerpání vysoké a tato metoda se pro dlouhodobou sanaci nepoužívá. Jako definitivní

sanace se nejčastěji používají:

10.1.1.3. Horizontální odvodňovací vrty (HOV)

Jedná se o technologii, kdy se ve svahu vrtá maloprofilový vrt ( cca 150 mm)

v mírně dovrchním úklonu (obvykle 2 – 4°, ve zdůvodněných případech projektant může

předepsat i víc), vrt se vystrojí perforovanou výpažnicí. Výpažnice bývají obvykle ocelové

a v průběhu vrtání fungují jako pracovní pažení, lze ale použít i dodatečné vystrojení PVC

nebo polyetylenovou výpažnicí – tyto jsou levnější a odolnější proti korozi, ale méně

odolné proti zničení pohybující se masou sesuvu a technologicky je lze použít pouze

u kratších vrtů. Perforace je obvykle vrtaná – otvory průměru 3 – 5 mm cca 10 – 15%

plochy po celém obvodu pažnice. V některých případech se používá štěrbinová perforace

o délce štěrbiny cca 50 – 100 mm a šířce cca 1 – 2 mm. Použití filtrů se nedoporučuje,

protože filtry se rychle utěsní jemnými zrny zemin a vrt přestane fungovat jako drenážní

prvek. Perforace se doporučuje po celém obvodu vrtu, v místech, kde by mohlo docházet

58

ke zpětnému vsakování vody z vrtu a u ústí vrtu nad hladinou podzemní vody, jsou pažnice

neperforovány. Poloviční perforace pouze u obvodu paţnice se nedoporučuje, protože je

technologicky nemožné (zvláště u dlouhých vrtů), aby byla pažnice osazena ve vrtu tak,

aby perforace byla v horní polovině obvodu. Zhlaví HOV musí být zabudována

do šachtice, případně jinak ošetřena proti zamrznutí, a musí být konstrukčně navržena tak,

aby je v budoucnu bylo možno čistit a aby bylo možno v rámci monitoringu měřit

množství vytékající vody.

Běžné chyby při návrhu HOV

HOV jsou navrženy nad hladinou podzemní vody

HOV jsou navrženy tak, že stahují vodu mimo sesuv do tělesa sesuvu

není řešeno bezpečné odvedení vody vytékající z HOV mimo sesuv

není chráněno zhlaví HOV (proti zamrznutí a poškození)

HOV jsou navrženy pouze v sesuvu, nejsou navrženy tak, aby stahovaly podzemní

vodu před infiltrací do sesuvu

HOV jsou navrženy příliš krátké, nezasahují pod smykovou plochu

není bezpečně zlikvidována a odvodněna startovací šachta pro vrtání HOV

V případě, že na sesuvu není jistota dostatečné propustnosti ve svislém směru a hrozí

nebezpečí, že HOV odvodní pouze hlubší partie a nad HOV zůstanou zvodnělé vrstvy, lze

účinnost vrtů zvýšit vybudováním svislých propustných prvků. Jedná se o štěrkové piloty

(t.j. vrt realizovaný pilotážní soupravou, který místo betonem je vyplněn propustným

materiálem – štěrkem, kamenivem a pod.) nebo podzemní stěny vyplněné štěrkem

(obvykle budované jako překrývající se štěrkové piloty). Zde je potřeba ovšem důsledně

dbát na to, aby takovýto prvek byl odvodněn při bázi (například pomocí HOV), tedy aby

nemohlo dojít k vybudování zvodnělých propustných neodvodněných zón, které by

dlouhodobě dotovaly tělo sesuvu vodou.

Obr. 49 Odvodňovací žebra

59

10.1.1.4. Drenážní žebra

Drenážní žebra reprezentují další účinnou metodu sanace svahů a sesuvů.

Zjednodušeně řečeno jedná se o rýhu vykopanou po spádnici, která je vyplněna štěrkem

viz obr. 49. Proti kolmataci může být chráněna geotextilií a na jejím dně může být jedno

nebo několik drenážních potrubí.

Funkce žebra může být buď pouze drenážní (tedy snižuje hladinu podzemní vody

a tedy i vztlak a pórový tlak na smykové ploše) anebo (pokud zasahuje pod smykovou

plochu) kombinovaný drenážní se zvýšením odporu na smykové ploše. Vzdálenost žeber

od sebe se navrhuje podle stabilitního výpočtu a podle požadovaného drenážního účinku,

obvyklá vzdálenost je 6 m. Hloubka žeber závisí na použité technologii, při běžně

používané těžbě bagrem závisí na dosahu bagru (obvyklé hloubky cca 3 – 5 m) a na

nutnosti použít pažení (stěny výkopu v sesuvu bývají obvykle i krátkodobě málo stabilní).

Při potřebě dosáhnout velkých hloubek (řádově desítky metrů) lze použít technologii

budování podzemních stěn pomocí drapáků s pažením těžkou biodegradační suspenzí.

Takové řešení je sice velmi účinné, ale mimořádně finančně náročné.

10.1.1.5. Odvodňovací štoly

Odvoďnovací štoly se u nás používají pouze zcela výjimečně (Mikšová, Handlová)

a obvykle v kombinaci s odvodňovacími vrty různých úklonů.

Při návrhu sanace odvodněním je potřeba počítat se střety zájmů, např. v obydlené

oblasti, kdy místní obyvatele mohou ztratit vodu z domovních studní. Projekt by s touto

situací měl počítat, případně zajistit náhradní zdroj.

ODVODNĚNÍ SESUVU MŮŽE BÝT AŽ 10 X LEVNĚJŠÍ NEŽ NÁSLEDUJÍCÍ

„SILOVÁ“ ŘEŠENÍ.

10.2. Silové prvky

Instalací silových prvků se stavebními objekty buduje síla vzdorující aktivním silám

v sesuvu. Tyto prvky lze použít při sanaci relativně menších sesuvů (cca do 100 m3)

po mělkých smykových plochách (cca 3 – 5m) a obvykle se kombinuje s odvodněním.

10.2.1. Změna geometrie svahu

Nejjednodušší a nejdéle používaná metoda je přitížení paty svahu nebo násypu

kontrabanketem (přitěžovací lavicí). Pata sesuvu se přitíží násypem a tím dojde ke zvýšení

stability. S tím je spojeno i případné zmírnění sklonu svahu, vybudování laviček

a podobně. Výhodou této metody je jednoduchost provedení a nenáročnost na speciální

strojní vybavení, jakož i nulové nároky na údržbu a prakticky nekonečná životnost.

Nevýhodou je velký přesun hmot a značný půdorysný zábor terénu. Při návrhu je potřeba

dbát na vhodnost materiálu do násypu, drenážní vrstvu na bázi kontrabanketu a požadavek

60

na řádné zhutnění materiálu. Zvýšení stability se dokladuje měřením monitorovacího

systému a výpočtem stability.

10.2.2. Opěrná stěna

Opěrná stěna se buduje před čelem sesuvu, kdy obvykle bezprostředně chrání

komunikaci nebo stavební objekt. Stěna se dimenzuje na podkladě stabilitního a statického

výpočtu. Opěrná stěna může být navržená jako prostá gravitační, nebo založena na pilotách

a případně i kotvená. Jako materiál se obvykle používá beton, v současné době se ve velké

míře přechází na gabionové konstrukce a konstrukce z vyztužené zeminy, které jsou

levnější, ekologicky přijatelnější a estetičtější. Gabionové konstrukce (viz obr. 50) jsou

navíc samy o sobě propustné, takže na rozdíl od betonových se zde nemusí budovat

podélná a příčná drenáž, pouze se musí důsledně dbát na odvodnění základové spáry.

Obr. 50 Opěrná stěna tvořená gabiony

10.2.3. Stěna z velkoprůměrových pilot

Stěny z velkoprůměrových pilot (viz obr. 51) se obvykle budují jako ochrana

významných komunikací nebo objektů. Jedná se o vrty průměru obvykle většího než

600 mm, které jsou armovány a vyplněny betonovou směsí. Piloty jsou dimenzovány tak,

aby byly ukotveny dostatečně hluboko pod smykovou plochu a obvykle jsou spojeny

trámcem a kotveny.

Takto navržená stěna musí být vždy odvodněna, protože pilotová stěna tvoří hráz

přirozenému proudění podzemní vody. Piloty se navrhují a budují ve smyslu ČSN 73 1002,

pokud je pilotová stěna součástí komunikace musí návrh a konstrukce splňovat technické

a kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací. Vzhledem k tomu, že tyto

podmínky jsou dobře a podrobně zpracované, doporučujeme navrhovat podle nich

i pilotové konstrukce, které nejsou součástí pozemních komunikací. Výhodou

velkoprůměrových pilot je jejich značná pevnost proti ohybu, lze tedy ve výjimečných

61

případech sanovat i sesuvy se smykovou plochou hlubší než 10 m. Nevýhodou je nutnost

nasazení velké a těžké soupravy (obvykle 30 – 60 tun) s nutností budovat dočasné

zpevněné komunikace. Metodu lze s úspěchem použít na rozsáhlých sanacích, kdy

očekávané náklady na sanaci přesáhnou cca 5 – 10 mil. Kč a vyšší náklady na vybudování

staveniště a dopravu kompenzují vyšší účinnost a použití levnějších materiálů (betonu).

a – výstavba opěrné stěny, b – vrtání kotev, c – detail vrtání kotev, d – detail napínání kotev, d – hotová

kotvená stěna

Obr. 51 Fáze budování kotvené opěrné stěny

10.2.4. Mikropiloty

Mikropiloty (viz obr. 52 a 53) jsou stavební prvky, kdy se do maloprofilového vrtu

(150 – 250 mm) vloží ocelová trubka (obvykle se používá ocelová trubka profilu 70/12,

89/10, 108/16 mm), kořen mikropiloty (spodní část) se zainjektuje cementovým mlékem

(v některých případech se kořen neinjektuje, mikropilota se pouze do cementové zálivky

vkládá). Výhodou této metody je, že mikropiloty se budují malou vrtnou soupravou, často

použitelnou i ve stísněných prostorách a sklepích, s malými náklady na dopravu a zřízení

staveniště. Nevýhodou je vysoká cena a spotřeba oceli a malá tuhost takovýchto prvků.

Mikropiloty lze doporučit pouze pro malý rozsah prací, anebo pro práce ve stísněném

prostoru a pro sesuvy s mělkou smykovou plochou – běžné mikropiloty obvykle nevyhoví

na ohyb při hloubce smykové plochy větší než cca 3 – 4 m pod terénem. Obdobou

mikropilot jsou mikrozápory, kdy se pouze do vrtu místo ocelové trubky vkládá I profil,

62

který se injektuje podobně jako mikropilota, nebo se zalije betonem. Z mikropilot nebo

mikrozápor lze dělat podzemní stěny obdobně jako z velkoprofilových pilot, kdy hlavy

mikropilot se spojí betonovým trámcem a přikotví se. Pokud je potřeba zvýšit tuhost stěny,

lze navrhnout mikropilotovou stěnu jako dvojitou.

Obr. 52 Výstavba mikroplotové stěny (VAN-ELLE, 2003)

Obr. 53 Výstavba kotvené mikropilotové stěny s ukončením odvodňovacích vrtů (Nauš, 2003)

63

10.2.5. Kotvy

Kotva je stavební objekt umožňující přenášet sílu do horniny. Při stabilizaci sesuvů se

obvykle kotví opěrné nebo pilotové stěny (viz obr. 58). Vlastní kotva se provádí

maloprofilovým (obvykle profil cca 150 mm) ukloněným (obvykle cca 40° – 90°

od svislice) vrtem, do kterého se vloží táhlo (ocelové lano, svazek kabelů, ocelová tyč

anebo mikropilota) a kořen (t.j. úsek v hornině dlouhý obvykle cca 6 m) se zainjektuje.

Hlavice kotvy (t.j. část vycházející na povrch) se předepne (t.j. hydraulickými lisy se

natáhne silou předepsanou projektem) a pevně spojí s konstrukcí.

Tyčové kotvy – svorníky v kombinaci se sítěmi mají mimořádný význam

při stabilizaci svahů a stěn ve skalních a poloskalních horninách (viz. obr. 56). Výhodou

může být tzv. „suchá montáž“ (aktivace pomocí hydraulického systému viz obr. 55, na

principu hmoždinky či spojení s horninovým prostředím umělými pryskyřicemi viz

obr. 54 b) a c)) bez použití injektáže.

a) osazený v cementové zálivce b) typ hmoždinka c) osazený v umělé

pryskyřici

Obr. 54 Svorníky

10.2.6. Injektáž

Injektáž je tlakové vhánění cementačních směsí do vrtu a perforací ve vrtu do pórů

a puklin v hornině. Obvyklou injekční směsí je cementové mléko (směs cementu a vody

obvykle v poměru c:v=2:1, dnes již vzácně se používají chemické prostředky - v tom

případě je ovšem nutný certifikát ekologické nezávadnosti). Injektáž se sama o sobě

v minulosti používala jako sanační opatření, kdy se injektovala smyková plocha a injektáží

se zvyšovala pevnost hornin. Dnes se tato metoda již používá zřídka, protože injekční tlaky

v blízkosti smykové plochy zvyšují pórové tlaky a v kombinaci s dosud nezatuhlým

cementem krátkodobě způsobuje významné zhoršení stabilitních poměrů. Injektáž se dnes

používá v kombinaci s jinými prvky - injektují se kořeny mikropilot a kořeny kotev.

64

Obr. 55 Princip hydraulické aktivace svorníku. Po zavedení svorníku se nafoukne vodou. Dojde tím

k vytvoření kontaktu se zeminou

Obr. 58 Kotvený svah s ukončením HOV

65

Obr. 56 Skalní stěna kotvená svorníky (VAN-ELLE, 2003)

1 – podloží, 2 – jílovce, 3, 4 – pískovce, 5 – slíny, 6 – původní terén, 7 – kotvy, 8 – výplňový beton

Obr. 57 Stabilizace skalní stěny – Praha Střešovice (Malgot 1992, podle Záruby, Mencla, 1972)

66

10.3. Orientační ceník sanačních opatření

Cenová úroveň v roce 1999 v Kč bez DPH 5%

1 bm povrchového odvodnění – žlabovky 900,-

1 bm HOV ocelová perforovaná výstroj 2500,-

1 bm mikropiloty prof. 89/10 2300,-

1 bm velkoprofilové piloty prof. 800 mm 5000,-

kotva délky 18 m včetně předepětí a injektáže kořene 60000,-

1 m3 betonu opěrné stěny nebo převázky pilot. stěny 3000,-

1 m3 gabionu 2500,-

1 m3 zpracované zeminy do kontrabanketu vč. hutnění 400,-

Orientační cena sanace středně velkého sesuvu ohrožujícího silnici a rodinný dům

sanováno 1998 – 1999

1. etapa (realizace 1998) – gabionová stěna zpevňující břeh potoka a čelo sesuvu

1 800 000 Kč

2. etapa (realizace 1999) –7 ks horizontálních odvodňovacích vrtů a 40 m + pilotová stěna

z 40 ks mikropilot profilu 255/10 mm, osová vzdálenost 2 000 mm, hloubka 15 m, 5 900

000 Kč

10.4. Životnost a údržba sanačních prvků

Při návrhu sanace je nutno kromě účinnosti a ceny jednotlivých prvků zvážit také

jejich životnost a případnou nutnost údržby. Jednotlivé prvky lze rozdělit na:

sanační prvky se životností, která přesahuje nebo je srovnatelná se životností staveb,

které chrání (t.j. cca 100 let), a kde není potřeba údržba. Jedná se o kontrabankety

a ostatní úpravy geometrie svahu, velkoprůměrové betonové piloty, štěrková žebra

zasahující pod smykovou plochu, opěrné stěny a některé odvodňovací štoly.

sanační prvky se životností desítek let, které vyžadují po uplynutí jejich životnosti

kontrolu a případnou opravu či nahrazení – jedná se o prvky, které korodují –

mikropiloty, kotvy, HOV. Součástí projektu by měl být odhad životnosti těchto

stavebních objektů. (Toto se však obvykle nečiní a v sanační praxi i u těchto prvků se

"předpokládá" nekonečná životnost).

sanační prvky vyžadující údržbu – jedná se o veškeré povrchové i podpovrchové

odvodnění, které je potřeba v pravidelných intervalech kontrolovat a případně čistit.

Návrh kontroly a údržby by měl být součástí projektu.

67

10.5. Etapovost sanace

V rámci úspory prostředků se často sanace navrhuje v ucelených celcích a realizuje

po etapách. Po realizaci první etapy sanace (obvykle odvodnění) se sesuv sleduje pomocí

instalovaného monitorovacího systému a k dalším etapám se přistoupí až na základě

výsledků měření. Může dojít k situaci, kdy další etapy nebude nutno realizovat buď vůbec

nebo pouze částečně. Tento postup se označuje jako observační metoda.

11. Statické řešení

Pokud je to možné, pokusíme se o statické řešení. Výstižné statické řešení je

výborným pomocníkem, neboť ukáže, jak změna faktorů, předpokládaná při úpravě svahu

nebo stabilizaci sesuvu, zlepší jeho stav.

Dosavadní statická řešení mají povahu stabilitního řešení. Jeho podstata u sesuvů

spočívá v tom, že se hledá součinitel bezpečnosti, tj. číslo rovné poměru souhrnu sil S,

odporujících sesouvání (obr. 59), k souhrnu sil T, tj. tangenciálních složek tíhy W, které

vyvolávají sesuvný pohyb. Odpor S je dán pevností horniny, která se zvětšuje s rostoucím

normálným napětím. proto se v statickém řešení objevuje i normálná složka N tíhy W. Pod

hladinou podzemní vody nebo při tlaku vody v pórech se složka N zmenšuje o vztlak U.

Lze také říci, že součinitel bezpečnosti F ukazuje (svou převratnou hodnotou), jaký podíl

pevnosti horniny je třeba k udržení svahu.

Další rozvedení výpočtu je dnes předmětem mnoha úvah a předpokládá podrobné

znalosti mechaniky zemin a skalních hornin. Pro první orientaci postačí diagram podle

Lobasova (obr. 60), který platí pro F = 1 a jen pro U = 0. Poněvadž musíme zavést určité F

(např. asi 1,7 pro svahy v jílovitých zeminách), je třeba hodnoty koheze c a úhlu tření

zmenšit.

Obr. 59 Schematické znázornění sil působících na existující nebo předvídané smykové ploše ve

svahu (Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

68

11.1. Stabilitní poměry

Správné a výstižné posouzení stability svahů je velmi důležité. Nelze ho však vykonat

bez poznání vhodnosti a korektnosti základních metod stabilitních výpočtů, používaných

v běžné inženýrské praxi.

V současnosti existuje pro posouzení stability svahů množství metod, využívající

i moderní výpočetní techniku, které je však v zásadě možné rozdělit do tří skupin:

a) Metody, kterými se vyšetřuje statická rovnováha na mezi porušení masívu svahu,

tj. stav mezní rovnováhy (MMR). V běžné praxi se označují také jako klasické

metody.

b) Zjišťování stability svahu na základě celkové analýzy jeho napjatostně-

deformačního stavu. Odpovídají matematicko-analytickým metodám diferenčním

a variačním, z nichž v současnosti je nejrozvinutější metoda konečných prvků

(MKP).

c) Zvláštní metody vyšetřování stability svahů na fyzikálních a fyzikálně-

matematických modelech.

Obr. 60 Diagram pro určení stabilního sklonu svahu podle Lobasova (Q. Záruba – V. Mencl, 1974)

69

Vzhledem k tomu, že metody stabilitního řešení svahů napjatostně-deformační

analýzou i při aplikaci metody konečných prvků jsou značně složité, nejčastějšími

metodami používanými v současné praxi jsou metody mezní rovnováhy (MMR). Z nich se

nejvíce uplatňují proužkové metody (např. Petterson, Maslov, Borowic, Bishop, Janbu,

Morngenstern-Price, Spencer, Woldt Monweillera další).

Jednoduché proužkové metody dosahují výsledky, které jsou oproti přesným

metodám nižší o 3 až 15 % (v průměru o 8 %). Přitom metody, které vyhovují podmínce

silové rovnováhy, poskytují při planárním tvaru kluzné plochy naopak vyšší hodnoty

stupně stability až o 7 %. Metody mezní rovnováhy a hlavné proužkové metody

stabilitních výpočtů pro svou poměrnou jednoduchost, názornost a operativnost budou mít

i nadále optimální uplatnění v geotechnické praxi.

Klasické metody stabilitních výpočtů jsou v mnoha případech užitečné a použitelné,

např. jde-li o ocenění účinku stabilizačních opatření, kde se chyby při srovnávacích

výpočtech do značné míry vyloučí.

Mimo posouzení svahů z prekonsolidovaných zemin, vypočtené hodnoty stupně

stability F metodami mezní rovnováhy v převážné míře nebývají příliš vzdáleny

od správných výsledků a dobře odpovídají představě o dynamice sesuvů (Wright et al.,

1977; Skempton, 1977; Rivard-Lu, 1978).

Doporučuje se zpětnou analýzou výpočtu stability zjistit na průzkumem ověřené

smykové ploše parametry horniny (např. reziduální pevnost ...). S těmito odvozenými

parametry se provede návrh stabilizačních opatření. Pak postačí stupeň stability F=1,1-1,3

(Záruba Q., Mencl V., 1974).

12. Vyhodnocení účinnosti sanačních opatření

12.1. Vyhodnocení účinnosti sanace na základě stabilitních výpočtů

Vyhodnocení účinnosti sanace na základě stabilitních a statických výpočtů se provádí

jako součást projektu a může být provedeno i po ukončené sanaci na základě přepočtu

skutečnosti z výsledků monitorovacího systému. Základem pro výpočet je geologický

a geotechnický profil sesuvem po spádnici. Průběh smykové plochy, pevnosti

mobilizované na smykové ploše, odhad hladiny podzemní vody v okamžiku sesouvání

a průběh pórových napětí na smykové ploše spolu se stabilitním výpočtem by měl

obsahovat podrobný průzkum. V rámci zpracování projektové dokumentace se tyto

výpočty zkontrolují a do tohoto modelu se započítá účinek sanačních opatření – zvýšení

stupně stability na základě odhadu poklesu hladiny podzemní vody respektive pórových

napětí na smykové ploše z důvodu odvodnění, započítají se síly vnesené silovými prvky

(kotvy, piloty), změna geometrie svahu (kontrabanket). Obvykle se očekává, že stupeň

stability vzroste nad 1,3 – nemusí to však být pravidlo pokud se postupuje observační

70

metodou. Po realizaci sanace se může provést nový výpočet na základě srovnání

očekávaných a monitoringem naměřených hodnot kolísání hladiny podzemní vody,

kolísání pórových napětí, sil v kotvách a podobně.

12.1.1. Výpočty pomocí klasických metod mezní rovnováhy (MMR)

na smykové ploše

Základním principem MMR je řešení silové resp. momentové rovnováhy svahového

tělesa nad zvolenou smykovou plochou. Jsou odvozeny za předpokladu takového stavu

napjatosti prostředí, při němž je v celé zasažené oblasti mobilizována využitelná smyková

pevnost zeminy a hledá se taková plocha, po níž by nejsnáze mohlo dojít k usmyknutí

(kritická smyková plocha).

Metody mezní rovnováhy nezohledňují přetvárné parametry horninového prostředí.

Výsledkem řešení je stupeň stability, udávající podíl mezi pasívními silami (síly

přispívající ke stabilitě svahu) a silami aktivními (síly přispívající k nestabilitě svahu).

Tyto metody neumožňují získat informaci o průběhu napětí a deformací ve svahovém

tělese. Smykové plochy mohou mít v závislosti na typu zeminy různý tvar (rovinný

u nesoudržných zemin; zakřivený – nejčastěji kruhový – u soudržných zemin). Z řady

MMR jsou pro řešení stability svahového tělesa ze soudržných zemin nejčastěji používané

proužkové (švédské) metody (např. Pettersonova a Bishopova metoda).

Obr. 61 Ukázka výstupu klasických metod MMR

12.1.2. Výpočty pomocí metody konečných prvků (MKP)

Metoda konečných prvků je numerická metoda, která je nejčastěji používaná pro

modelování rovinných i prostorových úloh mechaniky zemních těles. Patří mezi metody

variační, vycházející z minimalizace energetického potenciálu. Podstatou metody je

diskretizace zkoumané oblasti na rovinné nebo prostorové prvky konečných rozměrů

71

(tzv. generace sítě), které jsou mezi sebou spojeny pouze konečným počtem uzlových

bodů. Nejčastěji používaným typem konečných prvků v rovině jsou trojúhelníky.

Zkoumané těleso je pak zatíženo silami působícími ve vrcholech (uzlech) konečných

prvků, které jsou ekvivalentní původnímu zatížení. Na každém konečném prvku se volí

vhodná aproximační funkce přesného řešení, která jednoznačně definuje stav posunutí

uvnitř tohoto prvku pomocí posunutí jeho uzlů. Na základě této aproximace se pak

s využitím podmínek pro minimalizaci energetického potenciálu odvodí pro každý uzel

rovnice rovnováhy ve všech uzlových bodech sítě. Řešením takto získané soustavy

algebraických rovnic, představujících podmínky rovnováhy ve všech uzlových bodech,

jsou hodnoty posunů v těchto uzlových bodech. Tyto posuny pak společně s přetvárnými

charakteristikami materiálu a zvoleným konstitutivním vztahem mezi napětím

a přetvořením definují napěťový stav jak uvnitř prvku, tak i na jeho hranicích. MKP

umožňuje řešit úlohy se složitými okrajovými podmínkami, se složitou geometrií,

umožňuje zohlednit chování materiálů charakterizované různými konstitučními vztahy,

přičemž každý prvek může mít odlišné vlastnosti.

12.1.3. Vyhodnocení účinnosti sanace na základě měření monitorovacího

systému

Měření monitorovacího systému nám dává přímé informace o chování sesuvu a jeho

reakci na probíhající sanaci. Dojde-li k významnému poklesu hladin podzemní vody

a ustálení pohybů v přímém spojení se sanací, lze tuto prohlásit za úspěšnou. Vždy je však

potřeba, aby vyhodnocení na základě měření bylo doloženo stabilitním výpočtem.

Obr. 62 Příklad výstupu výpočtu pomocí MKP

72

13. Vlastní sanační práce

13.1. Výběr zhotovitele

Při výběru zhotovitele je potřeba dbát na dodržování zákona o zadávání veřejných

zakázek. Vzhledem k tomu, že sanační práce na sesuvech mají svá specifika a obecně je

lze považovat za náročná co do speciálních technologií i vzhledem k obvykle obtížnému

přístupu a pohybu po staveništi, je potřeba klást zvláštní důraz na kvalifikaci zhotovitele.

Způsob výběrového řízení lze doporučit formou výzvy více zájemcům, kde se investor

předem přesvědčí o kvalifikaci jednotlivých zhotovitelů a jejich zkušenostech s řešením

obdobné problematiky. Doporučuje se umožnit jednotlivým účastníkům přístup ke všem

dosažitelným podkladům a umožnit zhotovitelům nabídnout variantní řešení. Mnoho

zhotovitelů má svá projekční střediska a rozsáhlé zkušenosti a know-how, které jim

umožňuje nabízet ekonomičtější a účinnější řešení, než je v soutěžním projektu. Tato

variantní řešení musí ovšem být oponována specialistou stejně jako soutěžní projekt.

S tímto je ovšem spojena potřeba dát dostatečně dlouhou zadávací lhůtu (pokud ovšem

nehrozí nebezpečí z prodlení).

13.2. Smlouva o dílo

S vybraným zhotovitelem se uzavírá smlouva o dílo. Kromě obvyklých bodů

vyžadovaných zákonem doporučujeme do smlouvy doplnit následující body:

Dodržování všech norem a předpisů, u speciálních technologií (mikropiloty, kotvy,

piloty, zemní práce) vyžadovat dodržování požadavků dle TKP pozemních

komunikací, u technologií, které nejsou upraveny normou, žádat technologický

předpis zhotovitele a ten si nechat oponovat od odborníka.

Určitý podíl fakturace (obvykle 10%) vázat na předání díla bez vad a nedodělků.

Zakotvit možnost víceprací a méněprací.

Nedoporučuje se platit zálohy, fakturace dle skutečně provedených prací.

Přesně stanovit, co cena obsahuje (přístupové komunikace, dopravní náklady, správní

poplatky apod.).

Možnost odstoupení od smlouvy – (např. z důvodu technologické nekázně), co bude

uhrazeno (pouze skutečně provedené práce, nikoliv např. nakoupený materiál).

Požadovat ekologická maziva do techniky.

Stanovit přesně požadované podklady pro přejímku.

Stanovit práva a povinnosti objednatele a zhotovitele – vytyčení, sítě apod.

73

Do ceny prací zahrnout rozpočtovou rezervu.

Penále za prodlení předání stavby.

Zakotvit, že za prodlení platby způsobené peněžním ústavem neodpovídá objednatel

a není důvodem k penalizaci.

13.3. Technický dozor investora

Je vhodné, aby si investor, (pokud nemá dostatečně odborně způsobilého

zaměstnance) najal specialistu nebo specializovanou firmu pro vykonávání investorského

dozoru. Technický dozor investora (dále TDI) doplňuje autorský dozor zpracovatele

projektové dokumentace. TDI přebírá průběžně jednotlivé objekty, provádí namátkové

kontroly a řeší běžné problémy na stavbě. Vážnější technické problémy a úpravy projektu

se řeší za spolupráce zhotovitele, projektanta a TDI. Hotové objekty se protokolárně

přejímají (obvykle zápisem do stavebního denníku). Jednotlivé stavební prvky (piloty,

kotvy, HOV) se předávají formou protokolů, které podepisuje zástupce zhotovitele a TDI.

Délka HOV se přebírá buď přítomností TDI při vytahování vrtných tyčí, nebo vložením

měřících tyčí do vrtu. Zvláště upozorňujeme na nutnost kontroly zabudovávané oceli.

Vzhledem k tomu, že tento materiál je drahý a reprezentuje podstatnou část ceny díla,

někteří zhotovitelé se pokoušejí "nahradit" například mikropiloty mnohem levnějšími

vodovodními trubkami, které ovšem nemají ty statické parametry, které předpokládá

projekt.

13.4. Dlouhodobý dohled

Území, kde se v minulosti vyskytly stabilitní problémy, vyžaduje trvalý dohled a to

zvláště v případech, kdy potenciální sesuv znamená významné ohrožení obecného zájmu.

Je vhodné udržovat kontakty s místními orgány státní správy a samosprávy, jako

i s obyvatelstvem žijícím v ohroženém území a mít vyzkoušené mechanizmy řešení

očekávaných problémů. V pravidelných intervalech (vysoce ohrožené oblasti cca

2 x ročně, méně ohrožené oblasti 1 x rok až několik let) je potřeba lokality navštívit,

zkontrolovat, zda nedošlo k poškození, vzniku trhlin a zamokřených míst. Tyto řádné

návštěvy se doplní mimořádnými návštěvami po extrémních srážkách anebo výrazném tání

sněhu, popřípadě pokud jsou místním obyvatelstvem, správci objektů nebo místními

orgány nahlášeny nějaké změny situace.

U sanovaných sesuvů je potřeba v rámci kontrolních návštěv prověřit funkčnost

odvodnění (výtoky z drenáží, výtoky z HOV, úroveň hladiny vody ve studních), stav

a případné poruchy betonových a zděných konstrukcí.

Pokud je na sesuvu instalován monitorovací systém, je potřeba jej udržovat

a v předepsaných intervalech měřit. Toto obvykle provádí odborná firma.

74

Vysvětlivky některých odborných výrazů použitých v textu

průzkumná sonda – vrt nebo kopaná šachtice, ze které se odebírají vzorky zeminy

výpažnice – trubka ve vrtu zajišťující stěny vrtu proti zapadání

vrtné jádro – zemina nebo hornina průběžně těžená z jádrového vrtu (jádro má tvar

válce). Pokud se vrtá bezjádrově (neboli na plnou čelbu), z vrtu vychází pouze vrtná drť.

Jádrové vrtání přináší mnohem více informací o geologii, je však podstatně nákladnější.

Proto se jádrové vrty obvykle používají pro průzkum a bezjádrové jako stavební prvky

(vrty pro kotvy, mikropiloty, HOV)

vzorek zeminy – část vytěžené zeminy nebo horniny, která se odváží ke zpracování do

laboratoře nebo se dokumentuje. Vzorky se odebírají jako neporušené (t.j. se zachovanou

pevností, stlačitelností a vlhkostí – zjišťují se pevnostní a přetvárné charakteristiky), dále

poloporušené (t.j. s porušenou strukturou, ale se zachováním vlhkosti) a porušené

(t.j. pouze odebraná zemina a hornina)

pórový tlak – tlak vody v určitém bodě v masivu (tento může a nemusí odpovídat

naměřené hladině podzemní vody)

statická zásoba podzemní vody – je objem podzemní vody v m3, který lze z masivu

vypustit a který se neobnovuje

dynamická zásoba podzemní vody – přítok vody do masivu v m3/hod – obnovitelná

zásoba

dynamometr – měřící přístroj umožňující měřit tahovou sílu (předpětí v kotvách)

filtr – písek nebo geotextilie zabraňující vyplavování jemných zrn zeminy

perforace – otvory v drenážních prvcích umožňující vtok vody

kolmatace – utěsnění (znepropustnění či zanešení) filtru nebo drenáže jemnými zrny

zeminy

gabion – drátěný koš naplněný kamenivem

armatura betonu – výztuž – obvykle ocelové tyče vložené do betonu pro zvýšení pevnosti

v tahu

oponentura – expertní činnost, kdy specialista posuzuje výsledky průzkumu nebo projekt

ČGS (Geofond) – instituce se sídlem v Praze archivující geologické údaje, zásoby

surovin, podzemní vody a dokumentaci průzkumných děl

75

Literatura

[1] Záruba, Q., Mencl, V.: Sesuvy a zabezpečování svahů, Academia, 1987.

[2] Němčok, A., Pašek, J., Rybář, J.: Dělení svahových pohybů, Sborník geologických

věd hydrogeologie a inženýrské geologie, 1974, str. 77-91.

[3] Nešvara P.,. Sekyra Z.: Nebezpečí svahových pohybů v údolí Labe okresu Děčín,

výzkumná zpráva , 163 stran, 2000.

[4] http://geologie.vsb.cz/svadef/

[5] Hoek, E., Bray, J.: Rock slopevengeneering, SPON PRESS, 2008.

[6] Hobst, L., Zajíc, J.: Kotvení do hornin, SNTL ALFA, 1972.

[7] Malgot, J., Klepsatel, F., Trávníček, I.: Mechanika hornín a inžinierska geológia,

ALFA, 1992.

[8] Záruba, Q., Mencl, V.: Inženýrská geologie, Academia, 1974.

[9] Janků, H.: Znalecké posouzení poruch rodinného domu Myslínova 47 v Brně -

Králově Poli, 2014.

[10] Horák, V., Paseka, A., Pospíšil, P.: Inženýrská geologie a mechanika hornin, 2004.

[11] Falz, Z.: Sesuvy a projev nestability svahů jako následek extrémních dešťových

srážek a povodní v březnu 2000.

[12] Ondrašík, R., Rybář J.: Dynamická inženierska geológia, Slovenské pedagogické

nakladatelstvo, Bratislava, 1990

[13] Záruba, Q., Mencl, V.: Inženýrská geologie, 1958.

76

Autoři: Antonín Paseka, Hynek Janků, Alexandra Erbenová,Helena Brdečková František Hubatka, Josef FrolkaKvěten 2014ISBN 978-80-214-4954-1