ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Ε. ΡΟΖΟΣ, ΕΠ. ΚΑΘ. ΕΜΠ

Transcript

1 ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Ε. ΡΟΖΟΣ, ΕΠ. ΚΑΘ. ΕΜΠ

2 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΕΙΣ Ο σύγχρονος άνθρωπος αναπτύσσει με ταχύτατους ρυθμούς αστικές ή βιομηχανικές περιοχές και διάφορα τεχνικά έργα υποδομής (δρόμοι, φράγματα, σήραγγες, γέφυρες, δίκτυα ποικίλης προέλευσης κλπ), που διευκολύνουν ποιοτικά τον τρόπο ζωής του. Όμως, παρά τις γνώσεις που έχει αποκτήσει προχωρεί στην ανάπτυξη περιοχών χωρίς τη λήψη επαρκών μέτρων προφύλαξης από τις φυσικές καταστροφές. Αυτές οι καταστροφές, όταν και όπου σημειωθούν, επιφέρουν δυσάρεστα πολλές φορές κοινωνικο-οικονομικά αποτελέσματα, που απαιτούν επείγουσα λύση του προβλήματος. Τα καταστροφικά φαινόμενα (κατολισθήσεις, εδαφικές υποχωρήσεις και καθιζήσεις εν μέρει), αποτελούν σημαντικό πρόβλημα στην ανάπτυξη ενός τόπου, αφού πέρα από την πολύ σοβαρή και όχι σπάνια περίπτωση της απώλειας ανθρώπινων ζωών, απειλούν ή μπορεί να απειλήσουν τον κοινωνικό και οικονομικό ιστό μιας περιοχής. Σημειώσεις Μαθήματος 2

3 Συνεπώς, η διαχείριση του κινδύνου αποτελεί άμεσα απαιτητή κατάσταση, προκειμένου να προστατευτεί η ανθρώπινη κοινότητα. Δυστυχώς η δράση είναι συνήθως πυροσβεστική. Ο κύκλος διαχείρισης αστοχιών (Casale & Margottini, 1999) ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΕΙΣ (LANDSLIDES) 1.Γενικές αναφορές Τα κατολισθητικά φαινόμενα είναι πολύ συνήθη στον Ελλαδικό χώρο, καθώς η λιθολογική σύσταση και η σχετικά μικρή ηλικία των περισσοτέρων σχηματισμών, η δράση πρόσφατων τεκτονικών δυνάμεων, ηγεωμορφολογικήεξέλιξηκαι οι υψηλές βροχοπτώσεις, δημιουργούν κατάλληλες λ συνθήκες για την εκδήλωση συχνών αστοχιών πρανών ποικίλης κλίμακας. Σημειώσεις Μαθήματος 3

4 Δυτική και Κεντρική Ελλάδα ικανοποιούν τις συνθήκες και οι συνέπειες είναι πολλές (τεχνικές, οικονομικές και κοινωνικές) ς ς ( χ ς μ ς ς) Οι μεγαλύτερες σε επιφανειακή εξάπλωση κατολισθήσεις στον Ελληνικό χώρο εντοπίζονται σε τεκτονικά καταπονημένους σχηματισμούς (π.χ. χ από επωθητικές κινήσεις) και σε θέσεις με πολύ απότομο ανάγλυφο και κάτω από την ισχυρή δράση κλιματολογικών συνθηκών. Συνεπώς, οι πλέον εντυπωσιακές κατολισθήσεις έχουν σημειωθεί σε ζώνες ανθρακικών πετρωμάτων έντονα τεκτονισμένων από επωθητικές κινήσεις. Σημειώσεις Μαθήματος 4

5 Αντίθετα, οι πλέον συχνές σε εμφάνιση κατολισθήσεις είναι σε σχηματισμούς φλύσχη, σχιστοκερατολίθων και νεογενών, αλλά και σε κορήματα κλιτύων ή και, χαλαρά τεταρτογενή υλικά και προκαλούνται κυρίως από το συνδυασμό της ανθρωπογενούς δραστηριότητας, πυρκαγιές κλπ) και των αυξημένων ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων. 2. Ορισμοί κατολισθήσεων Ο όρος"κατολισθητικά φαινόμενα" πλέον αποδεκτός για όλες τις αστοχίες πρανών, ερπυσμούς, ολισθήσεις, ροές, ανατροπές, καταπτώσεις, κλπ, σε ξηρά και θάλασσα. Ο όρος "κατολίσθηση (Landslide)" αναφέρεται μόνο στις ταχέως εκδηλούμενες κινήσεις εδαφικών μαζών (όχι τεχνικά δόκιμος), και αφορά περιπτώσεις που "η ελκτική δύναμη της βαρύτητας σε γεωλογικούς σχηματισμούς υπερβαίνει την αντίσταση τριβής για κίνηση προς τα κάτω". Οι κατολισθήσεις είναι γεωλογικοί κίνδυνοι με καταστροφές εκατομμυρίων Ευρώ κατ έτος στις κατασκευές και αρκετές απώλειες ζωών. Σημειώσεις Μαθήματος 5

6 Η πλέον καταστροφική κατολίσθηση που αναφέρεται διεθνώς, στην Κίνα το 1920 μετά από σεισμό και προκάλεσε το θάνατο σε ανθρώπους, καθώς τα σπίτια τους σκεπάστηκαν από μάζες ασβεστούχων πηλών (αιολικοί σχηματισμοί). Κατά καιρούς διάφοροι ορισμοί όπως: A. "μία γρήγορη κίνηση μάζας πετρώματος, εναπομένοντος εδάφους ή ιζήματος ενός πρανούς, της οποίας το κέντρο βάρους μετακινείται προς τα κάτω και προς τα έξω" Terzaghi (1950). B."μία ί γρήγορη κίνηση που οφείλεται στην ολίσθηση πετρωμάτων ενός τμήματος πρανούς που διαχωρίζεται από το υπόλοιπο σταθερό τμήμα με μία καλά καθορισμένη επιφάνεια" Zaruba - Mencl (1969). C.Ο Coates (1977), δίνει τους παρακάτω όρους-προϋποθέσεις για κατάταξη μίας κίνησης στις κατολισθήσεις: Να ανήκει στις κινήσεις μαζών. Η δύναμη που παίζει πρωτεύοντα ρόλο να είναι η βαρύτητα. ΤοΤ μετακινούμενο υλικό να είναι τμήμα όρους ή λόφου. Σημειώσεις Μαθήματος 6

7 Το μετακινούμενο υλικό να περιλαμβάνει μέρος του μανδύα ή του μητρικού πετρώματος ή και τα δύο. Η ζώνηήτοεπίπεδοτηςκίνησηςναμηνταυτίζεταιμεγεωλογικό ρήγμα. Η κίνηση να γίνεται προς τα κάτω και προς τα έξω με ελεύθερη επιφάνεια. Η ταχύτητα της κίνησης να είναι σχετικά μεγάλη (ο ερπυσμός όχι). Η κίνηση να εκδηλώνεται με πτώση, ολίσθηση ή ροή. D."κίνηση πρανών" αντί του όρου "κατολίσθηση" που περιλαμβάνει κάθε κίνηση πρανούς που οφείλεται σε ολίσθηση, κατάπτωση, ανατροπή, ροή και ερπυσμό (Varnes,1980, συμφωνεί και ο Nemcok,1982). 3. Ονοματολογία (IAEG, 1990) Αρχική επιφάνεια του εδάφους (Original ground surface). Η μορφολογία της επιφάνειας του εδάφους πριν την εκδήλωση της κατολίσθησης. Σέ Στέψη (Crown). Το ανώτερο σταθερό τμήμα του φυσικού εδάφους, το πλησιέστερο προς την κύρια κατακρήμνιση. Σημειώσεις Μαθήματος 7

8 Κύρια κατακρήμνιση (Main scarp). Η απότομη επιφάνεια του φυσικού εδάφους στο ανώτερο τμήμα της ολίσθησης, που προκλήθηκε από την κίνηση της ολισθαίνουσας μάζας. Κεφαλή (Head Head). Τα ανώτερα τμήματα της κατολίσθησης κατά μήκος της επαφής μετακινούμενης μάζας και της κύριας κατακρήμνισης. Δευτερεύουσα κατακρήμνιση (Minor scarp). Μικρότερη κατακρήμνιση στο σώμα της μάζας που έχει ολισθήσει και έχει προέλθει από διαφορικές κινήσεις αυτής. Κύριο σώμα (Main body). Η μετακινούμενη μάζα μεταξύ κύριας κατακρήμνισης και ποδός της κατολίσθησης που υπέρκειται της επιφάνειας ολίσθησης. Σημειώσεις Μαθήματος 8

9 Επιφάνεια ολίσθησης (Surface of rupture). Η επέκταση της κύριας κατακρήμνισης κάτω από τη μετακινούμενη μάζα της κατολίσθησης. Μετακινούμενη μάζα (Displaced material). Η μάζα του πρανούς που έχει μετακινηθεί από την αρχική της θέση, λόγω της κατολίσθησης. ης Πόδας (Foot). Το κάτω τμήμα της κατολίσθησης που υπέρκειται της αρχικής επιφάνειας του εδάφους. Δάκτυλος ποδός (Toe). Το κατώτερο, συνήθως κυρτό όριο του ποδός, (έχει τη μεγαλύτερη απόσταση από τη στέψη της κατολίσθησης). Πλευρά (Flank). Η δεξιά ή αριστερή πλευρά της κατολίσθησης, όπως καθορίζεται κοιτώντας από τη στέψη προς τη μάζα της κατολίσθησης. Σημειώσεις Μαθήματος 9

10 Ζώνη απομείωσης (Zone of depletion). Η περιοχή όπου η μετακινούμενη μάζα είναι κάτω από την αρχική επιφάνεια του φυσικού εδάφους. Ζώνη συσσώρευσης (Zone of accumulation). Ηπεριοχή στην οποία η μετακινούμενη μάζα είναι πάνω από την αρχική επιφάνεια του φυσικού εδάφους. Εγκάρσιες ρωγμές (Transverse cracks). Ρωγματώσεις εγκάρσια στην κύρια διεύθυνση της κίνησης, μεταξύ κύριου σώματος και ποδός. Ακτινωτές ρωγμές (Radial cracks). Ρωγματώσεις στον πόδα της κατολίσθησης. Εγκάρσιες διογκώσεις (Transverse ridges). Διογκώσεις στον πόδα της κατολίσθησης. Σημειώσεις Μαθήματος 10

11 Σημειώσεις Μαθήματος 11

12 Άποψη ανάντη τμήματος κατολίσθησης όπου διακρίνονται η στέψη, η κύρια κατακρήμνιση, η κεφαλή και η δευτερεύουσα κατακρήμνιση. Κύριο σώμα μετακινούμενης εδαφικής μάζας. Σημειώσεις Μαθήματος 12

13 Εγκάρσιες ρωγματώσεις και διογκώσεις σε κατολισθαίνουσα μάζα. Πόδας και δάκτυλος ποδός κατολίσθησης. Σημειώσεις Μαθήματος 13

14 Αναφορικά με τα χρήσιμα γεωμετρικά στοιχεία που θα πρέπει να μετρώνται, κατά τη μελέτη μιας κατολίσθησης είναι τα παρακάτω : Ολικό μήκος. Η απόσταση από το κάτω άκρο μέχρι τη στέψη της κατολίσθησης. Μέγιστο πλάτος επιφάνειας ολίσθησης. Οι αποστάσεις των πλευρών της κατολίσθησης. ης Μέγιστο μήκος ολισθαίνουσας μάζας. Η απόσταση από το κατάντη άκρο της ολίσθησης μέχρι την κορυφή της. Μέγιστο πλάτος ολισθαίνουσας μάζας. Η πλευρική απόσταση της ολισθαίνουσας μάζας. Σημειώσεις Μαθήματος Δεξιά πλευρά και ζώνη συσσώρευσης υλικών κατολίσθησης 14

15 Μέγιστο βάθος επιφάνειας ολίσθησης. Η κάθετη απόσταση από την αρχική επιφάνεια του φυσικού εδάφους, της επιφάνειας ολίσθησης. Μέγιστο πάχος ολισθαίνουσας μάζας. Η κάθετη απόσταση από την άνω επιφάνεια της μετακινούμενης μάζας μέχρι την επιφάνεια ολίσθησης. Το βάθος της ολίσθησης. Τοβάθοςαυτόείναιδύσκολοναμετρηθεί. Συνήθως χρησιμοποιείται η ενόργανη μέθοδος των αποκλισιομέτρων. Σημειώσεις Μαθήματος 15

16 4. Ταξινόμηση κατολισθήσεων Κατά καιρούς διάφορα συστήματα ταξινόμησης των κατολισθήσεων, που βασίζονται σε πληθώρα παραμέτρων όπως: 1. το είδος του υλικού που ολισθαίνει, 2. ο τύπος κίνησης (ολίσθηση, ροή, κατάπτωση, κλπ), 3. η ταχύτητα μετακίνησης, 4. το αίτιο κίνησης (ανθρ/γενής δράση, είδος φόρτισης, νερό, κλπ), 5. ο βαθμός εξέλιξης (ενεργή, παλιά, επαναδραστηριοποιημένη, κλπ), 6. ο μηχανισμός ολίσθησης, 7. οι περιβαλλοντολογικές ρβ και κλιματικές συνθήκες, 8. η γεωμετρία, το μέγεθος, οι καταστροφικές συνέπειες κλπ, 9. η μορφή της ολίσθησης (περιστροφική, επιπεδόμορφη κλπ) Σημειώσεις Μαθήματος 16

17 Ο Erskine (1973), ταξινομεί τις κατολισθήσεις στις παρακάτω τέσσερις κατηγορίες, με βάση την εξέλιξή τους, δίνοντας βαρύτητα στις επιπτώσεις που πιθανόν να έχουν στα διάφορα έργα: Σταθεροποιημένες (χωρίς ενδείξεις πρόσφατης ενεργοποίησης), Πρόσφατες ενεργές (εκδηλώνονται με πρόσφατες κινήσεις), Ενεργές (αυτές που δείχνουν να μην έχουν σταθεροποιηθεί), Επαναδραστηριοποιημένες πρόσφατα (επαναδραστηριοποίηση μετά από περίοδο σταθεροποίησης). Οι Zaruba-Mencl (1976) κατέταξαν τις κατολισθήσεις ανάλογα με τη φύση και τη συνεκτικότητα του υλικού. Η ταξινόμηση αυτή είναι απλή και θεωρείται ότι ανταποκρίνεται στις συνθήκες της χώρας μας. Οι περιστροφικές κατολισθήσεις εκδηλώνονται κυρίως σε σχηματισμούς χαλαρούς ή με μέτρια διαγένεση και είναι γενικά σημαντικού πάχους. Σημειώσεις Μαθήματος 17

18 Οι μεταθετικές - στρωματοειδείς κατολισθήσεις εκδηλώνονται με επίπεδο ολίσθησης παράλληλο με το πρανές, όπου τα κορήματα και τα υλικά αποσάθρωσης επικάθονται σε μαλακότερους σχηματισμούς ή όπου ιζηματογενείς σχηματισμοί έχουν στρώση και κλίση ομόρροπη προς το πρανές. Το πάχος είναι γενικά μικρό. Ολισθήσεις βραχωδών μαζών εκδηλώνονται κατά μήκος προετοιμασμένων επιφανειών ασυνέχειας που κλίνουν προς το πρανές. Οι καταπτώσεις βράχων παρατηρούνται σε πολύ απότομα πρανή και βραχώδεις ακτές. Πρόκειται για αποκολλήσεις τεμαχίων και στη συνέχεια κίνηση στο κενό. Τα ρεύμα γαιών είναι συνήθη όταν τα εδαφικά υλικά διαβραχούν (αύξηση του φορτίου, μείωση της διατμητικής αντοχής και τριβής). Χαρακτηρίζονται από μεγάλη κινητική ενέργεια της ολισθαίνουσας μάζας. ΗΥγροποίηση (ρευστοποίηση) αμμωδών σχηματισμών μπορεί να προκληθεί τόσο από απότομες μεταβολές της στάθμης του υπόγειου νερού όσο και από δονήσεις. Σημειώσεις Μαθήματος 18

19 Υγροποίηση αμμώδους ορίζοντα, από το σεισμό της Κοζάνης. Ο Coates (1977) ταξινομεί τις κατολισθήσεις με βάση δύο παραμέτρους: Α. το υλικό μετακίνησης όπου διακρίνει: (α) βραχώδες υπόβαθρο, (β) μανδύα αποσάθρωσης-κορήματα, (γ) ιζήματα (γεώδεις σχηματισμοί) Σημειώσεις Μαθήματος 19

20 Β. τύπο κίνησης ης χαρακτηρίζοντας τις κατολισθητικές κινήσεις ως: (α) ολίσθηση, (β) ροή και (γ) κατάπτωση. Τελικά η ταξινόμηση που χρησιμοποιείται πολύ συχνά σήμερα (τείνει να επικρατήσει) είναιαυτήτουεθνικούσυμβουλίουέρευναςτων ΗΠΑ όπως έχει τροποποιηθεί από τον Varnes (1978, 1980). Η ταξινόμηση αυτή στηρίζεται (α) στο είδος της κίνησης και (β) στον τύπο του υλικού που μετακινείται. Ανάλογα με το είδος της κίνησης, ο Varnes διακρίνει: καταπτώσεις (falls) ανατροπές (topplings) ολισθήσεις (slides) πλευρικές εξαπλώσεις (lateral spreads) ροές (flows) σύνθετες κινήσεις (complex) ερπυσμοί Σημειώσεις Μαθήματος 20

21 Ανάλογα με τον τύπο του υλικού που μετακινείται διακρίνονται οι κινήσεις που εκδηλώνονται: στο βραχώδες υπόβαθρο (bedrock) και στα επιφανειακά εδάφη (engineering soils) που διαχωρίζονται σε κορήματα α (debris) και γαίες (earth). Αναλυτικότερα κάθε κίνηση σχολιάζεται ως ακολούθως: Καταπτώσεις Κίνηση που αφορά βραχώδεις σχηματισμούς και αναφέρεται στην αποκόλληση τμήματος βραχομάζας, σε απότομο πρανές και κατά μήκος μιας επιφάνειας χωρίς διατμητική κίνηση. Ακολουθεί η ελεύθερη πτώση του τμήματος της βραχομάζας με κύλιση ή αναπήδηση, που καλείται κατάπτωση. Σημειώσεις Μαθήματος Σχηματική απεικόνιση καταπτώσεων βραχωδών μαζών. 21

22 Ανατροπές Σε ένα βραχώδη επίσης σχηματισμό και κάτω από τη δράση της βαρύτητας, καθώς και άλλων παραγόντων όπως για παράδειγμα η δάση του νερού που κινείται μέσα στις ασυνέχειες της βραχομάζας, είναι δυνατόν να εκδηλωθεί προς τα έξω ανατροπή και κατάπτωση τεμάχους, εφόσον οριοθετείται από ασυνέχειες που αποκλίνουν ± 10º από την κλίση του πρανούς. Αστοχία ανατροπής (toppling). Σημειώσεις Μαθήματος 22

23 Ολισθήσεις Εδώ, ηολισθαίνουσαμάζατωνεδαφικώνυλικώνοριοθετείταιαπό τους υποκείμενους σταθερούς ορίζοντες, με μια επιφάνεια μορφής συνήθως κουταλιού ήκυλινδρική που διαμορφώνεται κατά μήκος μιας ή περισσοτέρων επιφανειών αδυναμίας του υλικού κάτω από τη δράση διατμητικών δυνάμεων. Η κίνηση μπορεί να συμβεί εφ άπαξ και να αναφέρεται σε μια επιφάνεια ολίσθησης ή να εξελιχθεί προοδευτικά από μία αρχική επιφάνεια προς τα ανάντι ενσωματώνοντας περισσότερες ζώνες αδυναμίας του εδαφικού υλικού. Σημειώσεις Μαθήματος 23

24 Οι ολισθήσεις χωρίζονται στις (α) περιστροφικές (rotational) και (β) στις επίπεδες μετακινήσεις (translational). (α) Περιστροφικές ολισθήσεις Η επιφάνεια ολίσθησης στην περίπτωση αυτή είναι κοίλη ή κυλινδρική, ακολουθώντας πάντως σε γενικές γραμμές προϋπάρχουσες επιφάνειες ασυνέχειας ή αδυναμίας, με μικρή παραμόρφωση του τεμάχους που ολισθαίνει. Σχηματική και φωτογραφική απεικόνιση περιστροφικών ολίσθησεων. Σημειώσεις Μαθήματος 24

25 (β) Μεταθετικές (στρωματοειδείς) ολισθήσεις Η επιφάνεια ολίσθησης στην περίπτωση αυτή είναι σχεδόν επίπεδη και το εδαφικό ή βραχώδες υλικό (ολίσθηση τεμάχους) κινείται κατά μήκος αυτής προς τα κάτω και προς τα έξω. Ηκίνησηδηλαδήδεν περιλαμβάνει σημαντική στροφή ή στροφή προς τα πίσω της κεφαλής και έτσι διακρίνεται εύκολα από τη περιστροφική ολίσθηση. Κυρίως η κίνηση αυτή ελέγχεται από την ύπαρξη ασυνεχειών όπως στρώση, ρήγματα, διαρρήξεις κλπ. Μεταθετική ολίσθηση βραχώδους μάζας σε μαλακότερο σχηματισμό. Σημειώσεις Μαθήματος 25

26 Πλευρικές (υποοριζόντιες) εξαπλώσεις Στις πλευρικές (υποοριζόντιες) εξαπλώσεις η κίνηση συνοδεύεται από διατμητικέςκαιεφελκυστικές ρωγμές. Γενικά ηκίνηση μπορεί να είναι επέκταση βραχομάζας ή συνεκτικών εδαφών πάνω σε μαλακά εδαφικά υλικά όπως ρέουσες πλαστικές αργίλους ή λεπτόκοκκες άμμους και ιλύες που ρευστοποιούνται. Ο υπερκείμενος βραχώδης ορίζοντας διαμελίζεται σε μεγάλα τεμάχια που κινούνται, περιστρέφονται, βυθίζονται ή θρυμματίζονται. Πλευρική εξάπλωση σε νεογενή ιζήματα (μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι σε μάργες) Σημειώσεις Μαθήματος 26

27 Ροές Ο όρος αναφέρεται στην σχετική κίνηση ρευστοποιηθέντων εδαφικών υλικών που αποτελούν την κινούμενη μάζα, πάνω σε μία άλλη σταθερή. Δηλαδή το εδαφικό υλικό που μετακινείται προσομοιάζει, στις περισσότερες των περιπτώσεων, με ιξώδες ρευστό που ρέει (ροές εδαφών, ρεύματα γαιών, ρεύματα κορημάτων). Η ροή στους εδαφικούς σχηματισμούς, όπως η ροή γαιών (άμμων, ιλύος ή αργίλου) ή και στα πλευρικά κορήματα των ορεινών περιοχών, μπορεί να γίνει κάτω από διάφορες συνθήκες περιεχόμενης υγρασίας και με ταχύτητα που μπορεί να γίνει εξαιρετικά μεγάλη. Απεικόνιση ροής εδαφικών υλικών. Σημειώσεις Μαθήματος 27

28 Μικτές (σύνθετες) κινήσεις Περιλαμβάνουν περισσότερους του ενός τύπους κίνησης. Ένας τύπος κίνησης μετατρέπεται τοπικά σε κάποιον άλλον τύπο ή συμβάλλει στη δημιουργία κίνησης διαφορετικού τύπου. Περιστροφική ολίσθηση που έχει εξελιχθεί σε ροή των μετακινημένων υλικών. Σημειώσεις Μαθήματος 28

29 Ερπυσμοί Πρόκειται για αργές έως πολύ αργές παραμορφώσεις στο χώρο, δηλαδή έως πολύ αργές ολισθήσεις εδαφικών μαζών, που δεν αναπτύσσουν εφελκυστικές ρωγμές και έτσι δεν είναι εύκολο να εντοπιστεί η ζώνη δράσης τους, ενώ αν δεν αντιμετωπισθούν έγκαιρα εξελίσσονται συνήθως σε περιστροφικές ολισθήσεις. Περιοχή ερπυσμών. Ταξινόμηση σύμφωνα με την ταχύτητα κίνησης εδαφικών μαζών. Οι κατολισθήσεις ταξινομούνται κατά Varnes ανάλογα με την ταχύτητά τους από πάρα πολύ αργές (ταχύτητα μικρότερη από 0.06 μέτρα τοχρόνο), μέχρι μχρπάρα πολύγρήγορες ρ (ταχύτητα χ η μεγαλύτερη μγ από 3 μέτρα το δευτερόλεπτο). Σημειώσεις Μαθήματος 29

30 Πίνακας ταξινόμησης κατολισθητικών κινήσεων κατά Varnes. Σημειώσεις Μαθήματος 30

31 Σημειώσεις Μαθήματος 31

32 Παράμετροι εκδήλωσης κατολισθητικών φαινομένων. Τα κατολισθητικά φαινόμενα εκδηλώνονται σε σχηματισμούς, που θα βρεθούν σε κατάσταση οριακής ισορροπίας και θα επιδράσουν σε αυτούς δυνάμεις από εξωτερικά ή εσωτερικά αίτια, ενώ μερικές φορές η δράση αυτών των αιτίων είναι ταυτόχρονη. Συνεπώς απαιτείται διερεύνηση: (α) των παραγόντων που σχετίζονται με τη γεωμηχανική συμπεριφορά ρ των σχηματισμών μ που αστοχούν και αποτελούν το έναυσμα των κινήσεων πρανών και (β) των παραγόντων που συνδέονται με τη γεωτεκτονική εξέλιξη και τη λιθολογική διάρθρωση της ευρύτερης περιοχής. Οι σχετιζόμενοι με τη γεωτεκτονική εξέλιξη - λιθολογική διάρθρωση ονομάζονται "πρωτογενείς", ρ γ ς ενώ οι σχετιζόμενοι με τη γεωμηχανική συμπεριφορά "δευτερογενείς". Στους πρωτογενείς παράγοντες που οφείλονται σε φυσικές διεργασίες περιλαμβάνονται : Σημειώσεις Μαθήματος 32

33 1. Η γεωλογική δομή και η τεκτονική της περιοχής. 2. Η γεωδυναμική εξέλιξη σε περιοχές με νεοτεκτονική δραστηριότητα (π.χ. χ η τάφρος του Κορινθιακού). 3. Η λιθολογική διάρθρωση της περιοχής (συγκεκριμένες δομές ευνοούν περισσότερο την εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων). 4. Η κινητικότητα του υπόβαθρου (επανάδραση παλαιών ρηγμάτων). 5. Ησεισμικότητακαι 6. η ηφαιστειακή δραστηριότητα. Οι δευτερογενείς παράγοντες που αποτελούν το αίτιο μείωσης της ευστάθειας και το έναυσμα αστοχίας είναι αποτέλεσμα φυσικών διεργασιών είτε ανθρωπογενούς παρέμβασης, διακρίνονται σε: Σημειώσεις Μαθήματος 33

34 1. Ενδογενείς, οι αναφερόμενοι σε μείωση της αντοχής, όπως: Οι διαβρωτικές διεργασίες. Η φυσική και χημική αποσάθρωση. Οι υπερβολικές διακυμάνσεις του περιεχόμενου νερού. Η αύξηση της πίεσης των πόρων. 2. Εξωγενείς, οι αναφερόμενοι σε αύξηση των τάσεων, όπως. Υπερφόρτιση του πρανούς. Εκσκαφές στη βάση του πρανούς (απομάκρυνση μ ρ η αντιστήριξης στον πόδα). Αύξηση του ύψους και της κλίσης του πρανούς. Φυσικές (κυματισμόςό κλπ) ) ή τεχνητές (εκρήξεις, κινήσεις βαρέων οχημάτων κλπ) δονήσεις. Αποψιλώσεις ποικίλης αιτιολογίας. Σημειώσεις Μαθήματος 34

35 Σημειώσεις Μαθήματος 35

36 Κύριες παράμετροι επηρεασμού της ευστάθειας πρανών Σύμφωνα με τους Duncan et. al., 1999, η ευστάθεια των πρανών, επηρεάζεται από: 1. Τον τύπο των γεωλογικών σχηματισμών που εμπλέκονται (χαλαροί σχηματισμοί μπορεί να κινηθούν προς τα κατάντι ευκολότερα από βραχώδη υλικά του υποβάθρου. 2. Τον προσανατολισμό και την τεκτονική των σχηματισμών. Η διάταξη της στρώσης ή σχιστότητας ως προς τον προσανατολισμό του πρανούς και ο κερματισμός του σχηματισμού επηρεάζουν το δυναμικό της αστοχίας. 3. Την κλίση του πρανούς. Οι κατολισθήσεις είναι περισσότερο ρ συνήθεις στα πλέον απότομα πρανή. 4. Το νερό. Οι κατολισθήσεις είναι πιο συχνές σε περιοχές με αυξημένα ποσοστά ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, καθώς το νερό που κατεισδύει μειώνει την αντίσταση σε ολίσθηση με τη μείωση της εσωτερικής τριβής των εδαφικών σωματιδίων στους αμμώδεις σχηματισμούς, καθώς και τις δυνάμεις συνοχής που υπάρχουν μεταξύ των αργιλικών σωματιδίων στα αργιλικά εδάφη. Σημειώσεις Μαθήματος 36

37 Ακόμη δρα σαν λιπαντικό σε επιφάνειες που μπορεί να εξελιχθούν σε επιφάνειες αστοχιών, προσθέτει βάρος στα υλικά, αντιδρά με ορισμένα αργιλικά ορυκτά και επιφέρει αλλαγές στον όγκο, ενώ τέλος ρευστοποιεί άλλα λεπτόκοκκα εδαφικά υλικά. 5.Τις εδαφικές δονήσεις. Οι ισχυρές δυναμικές φορτίσεις π.χ. αυξημένου μεγέθους σεισμοί, σείουν και χαλαρώνουν τα εδαφικά υλικά επιφέροντας αστάθεια Τη φυτοκάλυψη. Δένδρα με βαθύ ριζικό σύστημα και υδρόφιλα «δένουν» τα εδαφικά υλικά και μειώνουν η δράση του νερού. Συνεπώς η απομάκρυνση αυτού του είδους της φυτοκάλυψης (πυρκαγιές, αποψιλώσεις κλπ) αυξάνει τις πιθανότητες εκδήλωσης κατολισθητικών κινήσεων. Από την άλλη πλευρά πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η διαβρωτική δράση των ριζών και η διεύρυνση των ρωγμών σε βραχώδεις σχηματισμούς από το ριζικό σύστημα, αλλά και το πρόσθετο φορτίο της δενδρώδους φυτοκάλυψης Την προσέγγιση σε περιοχές με έντονη διαβρωτική δράση. Πρανή που προσεγγίζουν κοίτες υδρορεμάτων ή ακτές με αυξημένη τη δράση του κυματισμού, υφίστανται α τις συνέπειες ες της αφαίρεσης της αντιστήριξης ποδός. Σημειώσεις Μαθήματος 37

38 Κύριοι τύποι αστοχιών στους διάφορους σχηματισμούς Γενικά, η διαφορετική φύση των σχηματισμών (εδαφικοί, μαλακοί βράχοι σκληρά εδάφη και βραχώδεις) διαφοροποιεί και τους τύπους των κατολισθητικών κινήσεων που εκδηλώνονται και επηρεάζουν τους σχηματισμούς αυτούς. Οι δά διάφοροι τύποι αστοχιών πρανών που εκδηλώνονται ανάλογα με τη γεωλογική σύσταση του σχηματισμού διακρίνονται ως εξής : 1. Κατολισθήσεις στους εδαφικούς σχηματισμούς. Α. Ερπυσμός (Creeping) Ο ερπυσμός αποτελεί πολύ βραδεία κίνηση του μανδύα αποσάθρωσης εδαφικών σχηματισμών ή των υλικών της ζώνης αποσάθρωσης και ισχυρού κερματισμού πετρωμάτων. Η βραδύτητα της αρχικής κίνησης δεν επιτρέπει τη δημιουργία επιφάνειας ολίσθησης, αφού οι ρωγματώσεις συνήθως κλείνουν γρήγορα. Οι μόνες περιπτώσεις να γίνει αντιληπτή επί μακρόν η κίνηση του ερπυσμού είναι η απολίθωση αυτής, όπως για παράδειγμα το σχίσιμο δέντρων στα δύο από τη ρίζα, καθώς το ένα τμήμα της βρίσκεται στη ζώνη διαταραχής. Σημειώσεις Μαθήματος 38

39 Ερπυστικές κινήσεις σε πρανές ελαιώνα. Οι ερπυστικές κινήσεις συνήθως εξελίσσονται σε κατολισθήσεις, εφόσον δεν ληφθούν κατάλληλα μέτρα αντιμετώπισής τους. Β. Περιστροφικές ολισθήσεις Εκδηλώνονται σε εδαφικούς σχηματισμούς χαλαρούς ήμε μέτρια διαγένεση και συμπύκνωση. Οι διαστάσεις τους (βάθος ολίσθησης, μήκος, κλπ) εξαρτώνται από το πάχος και την επιφανειακή ανάπτυξη των εδαφικών υλικών στα οποία εκδηλώνονται. Σημειώσεις Μαθήματος 39

40 Στα συνεκτικά (αργιλικά) εδάφη το σχήμα της δημιουργούμενης επιφάνειας θραύσης θεωρείται κυκλικό. Γενικά αν οι διαστάσεις τους είναι μεγάλες, προκαλούν προβλήματα στη φυτοκάλυψη και σε οποιαδήποτε κατασκευή του τμήματος του πρανούς που επηρεάζουν, αλλά και σε ότι έχει θεμελιωθεί στα κατάντη (αν δεν αντιμετωπιστούν εγκαίρως), αφού συνήθως τα μετακινηθέντα υλικά ρευστοποιούνται και διαμορφώνουν ρεύματα γαιών. Μορφή περιστροφικής ολίσθησης. Σημειώσεις Μαθήματος 40

41 Γ. Ρεύματα γαιών (Earth flows) Όπως αναφέρθηκε προηγούμενα, περιστροφικές ολισθήσεις αλλά και στρωματοειδείς μεταπίπτουν σε ρεύματα γαιών, όταν οι εδαφικές μάζες που συσσωρεύονται από την εκδήλωση αυτών συνεχίσουν να εμποτίζονται με νερό (συνήθως αυτό που προκάλεσε την ολίσθηση η οποία χαλαρώνει πρόσθετα τα υλικά). Ο συνεχής εμποτισμός επιφέρει κορεσμό, που οδηγεί σε αύξηση του φορτίου και την αύξηση της απόστασης των εδαφικών κόκκων (μείωση της διατμητικής αντοχής και της τριβής) και επομένως ρευστοποίηση και μετακίνηση των υλικών προς τα κατάντη, υπό μορφή ρεύματος, σε μεγάλη συνήθως απόσταση. Ανάλογα με την κοκκομετρία του εδαφικού υλικού και τη συνεκτικότητα αυτού, διακρίνουμε ρεύματα εδάφους, ρεύματα λάσπης, κ.λ.π. Δ. Ρεύματα κορημάτων (Debris flow) Πρόκειται για γρήγορη κίνηση χαλαρών πλευρικών κορημάτων ήκαι κώνων αυτών που εκδηλώνονται σε περιοχές μεγάλης συσσώρευσης τέτοιων υλικών σε πρανή με ισχυρές κλίσεις, συνήθως κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων. Σημειώσεις Μαθήματος 41

42 Θεωρείται περισσότερο σαν μεταφορά και όχι κίνηση μάζας, πολλές φορές δε, έχει καταστρεπτικά αποτελέσματα. Ημορφήτων ρευμάτων κορημάτων όπως και των ρευμάτων γαιών που συνήθως κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, αντανακλά το ανάγλυφο της επιφανείας, καθώς ακολουθούν μέλη του υδρογραφικού άξονα της περιοχής, παρασύροντας τα τεχνικά έργα (συνήθως γεφύρια) που υπάρχουν σε αυτούς. Ροή κορημάτων Ε. Ειδικές ροές εδαφών (Sollfluctions) Βραδείες σύνθετες κινήσεις (ροή και ολίσθηση) που σημειώνονται στο κορεσμένο επιφανειακό στρώμα ενός παγωμένου υποβάθρου. Σημειώσεις Μαθήματος 42

43 Συνεπώς είναι αστοχίες όχι συνηθισμένες στη χώρα μας, που μπορεί να εμφανιστούν καισε θερμά κλίματα υπό προϋποθέσεις (λεπτόκοκκα πλαστικά ή και υδαρή εδάφη). Η ροή εδάφους εξελίσσεται μέχρι βάθους 0,50μ και σπανιότερα μέχρι 1μ. 2. Κατολισθήσεις στους σχηματισμούς της ομάδας σκληρών εδαφών μαλακών βράχων. Α. Ερπυσμοί Στην Ελλάδα, ερπυστικές κινήσεις είναι συνηθισμένες σε εδαφικά καλύμματα των μαλακών πετρωμάτων σκληρών εδαφών, όπως φλύσχη, νεογενή, σχιστοψαμμίτες, κλπ. Β. Στρωματοειδείς ολισθήσεις (slab slides) Είναι πολύ συνήθη στις νεογενείς αποθέσεις, στα ιζήματα του φλύσχη ή και στη ζώνη ισχυρού κερματισμού και αποσάθρωσης βραχωδών σχηματισμών, αποτελώντας τον πλέον γνωστό τύπο κατολισθήσεων στη Κεντρική και Δυτική Ελλάδα. Η κίνηση αρχίζει μετά από ισχυρές βροχοπτώσεις ή κατά την ανοιξιάτικη τήξη των πάγων και η αστοχία είναι συνήθως μικρού σχετικά πάχους (η επιφάνεια ολίσθησης είναι περίπου παράλληλη λ προς το πρανές) ) αλλά μερικές φορές μεγάλης επιφανειακής εξάπλωσης. Σημειώσεις Μαθήματος 43

44 Γενικά το βάθος της επιφάνειας ολίσθησης εξαρτάται από το βαθμό κερματισμού των ανωτέρων οριζόντων αλλά και το βαθμό χαλάρωσης των ασυνεχειών. Κατολισθήσεις κατά μήκος επιπέδων στρώσης είναι συνήθεις κυρίως στο φλύσχη, λόγω του κυκλοθεματικού χαρακτήρα του, σε συνδυασμό με τη μορφολογία των περιοχών ανάπτυξης και τη δράση του νερού (λιπαντική δράση) σε διεπιφάνειες. Το γεγονός αυτό, ιδιαίτερα για την Ελλάδα, αποτελεί σοβαρό πρόβλημα, μια και οι σχηματισμοί του φλύσχη καλύπτουν εκτεταμένες περιοχές κυρίως στο κεντρικό και δυτικό τμήμα της χώρας. Στρωματοειδής ολίσθηση σε ζώνη αποσάθρωσης και κερματισμού του φλύσχη. Σημειώσεις Μαθήματος 44

45 Γ. Κατολισθήσεις επί κυκλοειδών επιφανειών ολίσθησης (Slumps Slumps) Εντοπίζονται σε χαλαρούς ήμε μέτρια διαγένεση και συμπύκνωση σχηματισμούς και συνήθως ηεπιφάνεια ολίσθησης διαμορφώνεται σε αρκετό βάθος πάντα σε συνάρτηση με την επιφανειακή εξάπλωση του χώρου αστοχίας. Σε σχηματισμούς όπως π.χ. οι μάργες και οι αργιλικοί σχιστόλιθοι, το σχήμα της δημιουργούμενης επιφάνειας θραύσης θεωρείται κυκλικό. Αν η εκδήλωση τους συνδέεται με ανθρωπογενή δράση (διαμόρφωση τεχνητών πρανών) έχουν μικρό γενικά μέγεθος, όταν όμως εντοπίζονται σε φυσικά πρανή ποταμών ή χειμάρρων, αλλά και παράκτιων ζωνών,, όπου πέρα από τη δράση του νερού υφίστανται υποσκαφές στον πόδα από τη διάβρωση των νερών ή του κυματισμού, συνήθως είναι μεγάλων διαστάσεων. Η διαδικασία εκδήλωσης των αστοχιών αυτών και εφόσον δεν ληφθούν έγκαιρα τα κατάλληλα μέτρα αντιμετώπισης αποκτά αλυσωτό χαρακτήρα με διαδοχικές ανάντη θραύσεις, που σταματούν όταν παύση η δράση του νερού ή όταν συναντηθεί ανθεκτικός σχηματισμός. Σημειώσεις Μαθήματος 45

46 Αυτός οτύπος κατολισθητικών κινήσεων είναι πολύ συνήθης στον Ελλαδικό χώρο, σε νεογενείς αποθέσεις, αργιλικό φλύσχη, σχιστοψαμμίτες σχιστοκερατολίθων κλπ. Διάφορες περιστροφικές ολισθήσεις που πλήττουν το οδικό δίκτυο και οικισμούς στον Ελλαδικό χώρο. Σημειώσεις Μαθήματος 46

47 Δ. Κατολισθήσεις από τη σύνθλιψη μαλακών πετρωμάτων Σ' αυτή την κατηγορία περιλαμβάνονται οι παραμορφώσεις πρανών από τη σύνθλιψη μαλακών αργίλων (Squeezing of soft rocks), ολισθήσεις τεμαχών (Block slides) και οι θραύσεις επιχωμάτων, που έχουν κατασκευασθεί σε σχηματισμούς με μικρή φέρουσα ικανότητα. Οι περιπτώσεις αυτές είναι σπάνιες στον Ελλαδικό χώρο αλλά πολύ συνήθεις σε χώρες της κεντρικής ΕυρώπηςόπωςηΤσεχίακαιηΣλοβακία. Διακρίνονται δύο τύποι: (α) Η περίπτωση της παρουσίας μαλακών σχηματισμών αργιλικής σύστασης κάτω από πλέον σκληρούς (βραχώδεις) ορίζοντες. Η αποκάλυψη των πρώτων στην επιφάνεια (π.χ. χ διάβρωση) προκαλεί, λόγω διαφορετικής φόρτισης, τη σύνθλιψη αυτών προς τα άνω, με αποτέλεσμα τα υπερκείμενα συμπαγή πετρώματα να υφίστανται ανάλογη παραμόρφωση που τελικά οδηγεί σε θραύση. Άρα για τα τεχνικά έργα, η ύπαρξη τέτοιων μαλακών υλικών ή οριζόντων από διογκούμενα υλικά (εβαπορίτες, σερπεντίνες κλπ) με υπερκείμενα συνεκτικά πετρώματα, μπορεί να οδηγήσει σε αστοχίες πρανών ή επιχωμάτων. Σημειώσεις Μαθήματος 47

48 β) Η περίπτωση ολισθήσεων τεμαχών (βραδείες κινήσεις), που εκδηλώνονται, όταν μαλακά αργιλικά εδάφη (π.χ. άργιλοι ή τόφφοι) υπόκεινται σκληρών πετρωμάτων (π.χ. ψαμμίτες ή ασβεστόλιθοι), στα οποία έχουν διαμορφωθεί απότομα πρανή. Τα επιμέρους τμήματα των υπερκείμενων σκληρών σχηματισμών, λόγω κερματισμού, βυθίζονται προοδευτικά στο μαλακό υποκείμενο και κινούνται προς τα κατάντη τμήματα των πρανών κυρίως ύστερα από ισχυρές βροχοπτώσεις. Ο υποκείμενος μαλακός σχηματισμός είναι μικρού πάχους, κάτι που αποτρέπει τη σύνθλιψη ενώ διευκολύνει την κίνηση και κλίση των τεμαχών του σκληρού σχηματισμού. Σημειώσεις Μαθήματος 48

49 3. Kατολισθητικά φαινόμενα σε βραχώδεις σχηματισμούς Α. Μεταθετικές ολισθήσεις (Rock slides) Εκδηλώνονται κατά μήκος επιφανειών ασυνέχειας, όταν οι επιφάνειες αυτές κλίνουν ομόρροπα προς το πρανές και η συνέχειά τους διακόπτεται από αυτό. Ολίσθηση βραχωδών μαζών μπορεί να συμβεί και σε πρανή, όπου η στρώση ή η σχιστότητα έχουν αντίρροπη κλίση προς το πρανές. Σημειώσεις Μαθήματος 49

50 Σημαντικός παράγοντας εδώ η διάρρηξη της βραχομάζας, αλλά και η ανομοιογένεια στη λιθολογική σύσταση των στρωμάτων (π.χ. διερρηγμένοι ασβεστόλιθοι με σχιστολιθικές ενστρώσεις), και ιδιάζουσες υδρογεωλογικές γ συνθήκες. Γενικά οι αστοχίες που προκαλούνται λόγω των ασυνεχειών της βραχομάζας αυτής της μορφής είναι οι αστοχίες σφήνας και επιπέδου. Β1. Ηαστοχία σφήνας (wedge failure). Στην περίπτωση αυτή δύο επίπεδα τέμνουν την επιφάνεια του πρανούς αλλά και αλληλοτέμνονται με γραμμή διατομής εσωτερικά της επιφάνειας του πρανούς. Για να εκδηλωθεί αστοχία σφήνας, πρέπει: 1.Η διεύθυνση του πρανούς και της σφήνας να συμφωνούν, 2.Τα δύο επίπεδα να τέμνουν την επιφάνεια του πρανούς και να αλληλοτέμνονται. 3.Η γραμμή διατομής των επιπέδων να σχηματίζει γωνία με το οριζόντιο επίπεδο που να είναι μεγαλύτερη της γωνίας τριβής της βραχομάζας, αλλά μικρότερη της γωνίας του επιπέδου του πρανούς Σημειώσεις Μαθήματος 50

51 Β2. Η αστοχία επιπέδου (plane failure. Αποτελεί ειδική περίπτωση αστοχίας σφήνας (παραλληλισμός των δύο επιπέδων) για να συμβεί πρέπει: 1.Η περιοχή αστοχίας να οριοθετείται από εγκάρσιες στο πρανές ασυνέχειες, 2.Το επίπεδο της ασυνέχειας να μη σχηματίζει με το επίπεδο του πρανούς γωνία μεγαλύτερη των 20 και 3.Να ισχύει η σχέση φ f >φ p >φ (η γωνία του πρανούς να είναι μεγαλύτερη αυτής του επιπέδου και εκείνη με τη σειρά της μεγαλύτερη αυτής της γωνίας τριβής). Οι συνθήκες αστοχίας επιπέδου και σφήνας σε βραχώδη πρανή. Σημειώσεις Μαθήματος 51

52 Γ. Περιστροφικές ρ ολισθήσεις σε βραχώδεις μάζες (Rotational slides) Όταν η βραχομάζα είναι ισχυρά κερματισμένη από πολύ πυκνό δίκτυο ασυνεχειών, τότε παρουσιάζει συμπεριφορά εδαφικού σχηματισμού. Το ίδιο συμβαίνει και σε περιπτώσεις έντονης τεκτονικής δράσης (μεγάλα ρήγματα, ζώνες επωθήσεων επιππεύσεων λεπιώσεων), όπου διαμορφώνονται ζώνες μυλωνιτίωσης και κατακερματισμού του πετρώματος. Στις περιπτώσεις αυτές ο μηχανισμός εκδήλωσης εξομοιώνεται με αυτόν της περιστροφικής ολίσθησης. Έτσι, για την ανάλυση μιας τέτοιας αστοχίας εφαρμόζονται αντίστοιχες διαδικασίες όπως αυτές των εδαφικών περιστροφικών ολισθήσεων. Μυλωνιτιωμένος ασβεστόλιθος

53 Οι Hoek & Bray δίνουν για τον προσδιορισμό του συντελεστή ασφάλειας F, διάφορα νομογράμματα κυκλικής αστοχίας (το καθένα σχετίζεται με συγκεκριμένη κατάσταση νερού στις ασυνέχειες), ) που συνδέουν τα γεωμηχανικά χαρακτηριστικά του σχηματισμού όπως γωνία τριβής, συνοχή και φαινόμενο βάρος, αλλά και με το ύψος του πρανούς. Τέτοιες αστοχίες ενεργοποιούνται από μια οποιαδήποτε αιτία διαταραχής, όπως π.χ. ραγδαίες βροχοπτώσεις, αποφόρτιση στον πόδα ή υπερφόρτιση στην κεφαλή, αύξηση της κλίσης του πρανούς, ισχυρές σεισμικές δονήσεις. Η απόσταση x της σύμπτωσης του φρεατίου ορίζοντα με την επιφάνεια πίσω από τον πόδα του πρανούς, κάτω από σταθερή πτώση στάθμης, δίνεται σαν πολλαπλάσιο του H (βλέπε παρακάτω σχήμα).

54 Για τις περιπτώσεις 2-4, η θέση του υδροφόρου ορίζοντα καθορίζεται από το λόγο x/h

55 Τα νομογράμματα έχουν προκύψει από τη χρήση σχέσης που εφαρμόστηκε για ένα μεγάλο αριθμό πρανών με διαφορετική γεωμετρία και συνθήκες νερού, προκειμένου να ευρεθεί ο κρίσιμος συνδυασμός επιφάνειας ολίσθησης και εφελκυστικών ρωγμών στην άνω επιφάνεια ή στην επιφάνεια του πρανούς. Νομόγραμμα κυκλικής αστοχίας για κατάσταση νερού 3 από Hoek & Bray.

56 Τα βήματα υπολογισμού του συντελεστή ασφάλειας για το πρανές μελέτης (γνωστό Η) είναι: 1. Επιλογή της καλύτερης συνθήκης υπόγειου νερού, 2. Καθορισμός των χρήσιμων παραμέτρων σχηματισμό που δομεί το πρανές, (φ, φ,c,γ) για το 3. Υπολογισμός του λόγου c/γ.η.εφφ, 4. Με βάση την τιμή του λόγου αυτού και ακολουθώντας την σχετική ακτίνα, βρίσκουμε την κλίσης του πρανούς, καμπύλη που αντιστοιχεί στη γωνία 5. Από τις προκύπτουσες υπολογίζεται ο FS. τιμές των εφφ/fs ή c/γ.h.fs Σημειώσεις Μαθήματος 56

57 Δ. Καταπτώσεις βράχων (Rock falls) Αναφέρονται σε απότομες κινήσεις χαλαρωμένων βραχωδών μαζών ή βράχων που έχουν αποκολληθεί από πρανή φυσικά ή τεχνητά. Συνήθη φαινόμενα στον Ελλαδικό χώρο (π.χ. χ Κακιά Σκάλα). Εδώ αναφέρονται και οι θραύσεις υπό μορφή ανατροπής (Toppling), που μπορεί να εκδηλωθούν σε επίπεδα ασυνεχειών με μεγάλη μγ κλίση, δηλαδή 10º εκατέρωθεν της κλίσης του επιπέδου του πρανούς. Οι καταπτώσεις και ανατροπές εξελίσσονται προς τα κατάντι σε κύλιση ή αναπήδηση βράχων, ανάλογα με τη μορφολογία ογ του πρανούς και τη φύση των σχηματισμών. σμώ Τύπος αστοχίας ανατροπής (toppling). Σημειώσεις Μαθήματος 57

58

59 Το πλαίσιο της αναγκαίας γεωτεχνικής έρευνας στη μελέτη των κατολισθήσεων Η γεωτεχνική μελέτη μίας κατολίσθησης σχεδιάζεται έτσι ώστε να αποκτηθεί καλή γνώση των μορφολογικών συνθηκών, των κλιματολογικών στοιχείων, της γεωλογικής δομής της ευρύτερης περιοχής (στρωματογραφική διάρθρωση, τεκτονική εξέλιξη, υδρογεωλογικό γ καθεστώς), καθώς και των αποτελεσμάτων από τις ερευνητικές εργασίες (στο ύπαιθρο και εργαστήριο) σχετικά με τους κατολισθαίνοντες σχηματισμούς. Όλα αυτά υλοποιούνται με: Α. Υπαίθριες έρευνες Οι ερευνητικές εργασίες υπαίθρου, που ενδείκνυνται για την επιτυχή αντιμετώπιση μίας κατολίσθησης ή των προβλημάτων μίας περιοχής που είναι επιρρεπής σε κατολίσθηση, μπορεί να ιεραρχηθούν ως εξής: Α1. Τοπογραφικές εργασίες Πρέπει να καθοριστεί πρωταρχικά η έκταση της κατολισθαίνουσας περιοχής και να κατασκευαστεί ο τοπογραφικός χάρτης αυτής, με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια όσον αφορά στα μορφολογικά στοιχεία της κατολίσθησης. Σημειώσεις Μαθήματος 59

60 Συνήθως οι κλίμακες των χαρτών αυτών είναι από 1:5000 έως 1:500, με τη χρήση των κατάλληλων τοπογραφικών μεθόδων. Α2. Xρήση αεροφωτογραφιών Οι αεροφωτογραφίες είναι χρήσιμο εργαλείο στην έρευνα των κατολισθήσεων, διότι δίνουν την τρισδιάστατη άποψη της περιοχής. Έτσι μπορεί να καθοριστούν επακριβώς τα όρια της κατολίσθησης, αφού αποκαλύπτονται όλα τα κύρια χαρακτηριστικά μιας κατολίσθησης όπως η στέψη, οι πλευρές, οι ρωγματώσεις, η παραμόρφωση του ανάγλυφου στηζώνηαστοχίας, οδιαφορετικός χαρακτήρας της βλάστησης, το μέγεθος της μετακίνησης, κ.ά. Σημαντική ακόμη είναι η συμβολή των αεροφωτογραφιών κλίμακας 1:8.000 έως 1: (σύγκριση αεροφωτογραφιών διαφόρων χρονικών περιόδων) στον έλεγχο των αλλαγών χρήσης γης που επιφέρει μια αστοχία, στη διαχρονική εξέλιξη της κατολίσθησης όσο και στις περιόδους επαναδραστηριοποίησής της, αλλά και στις διάφορες παρεμβάσεις αποκατάστασης που έχουν γίνει. Σημειώσεις Μαθήματος 60

61 Α3. Γεωλογική χαρτογράφηση Στο πλαίσιο της μελέτης μιας κατολίσθησης χαρτογραφείται γεωλογικά και με κάθε λεπτομέρεια η ευρύτερη περιοχή. Δηλαδή στο χάρτη απεικονίζονται οι σχηματισμοί τόσο στη ζώνη που οριοθετεί η επιφάνεια θραύσης και η περιοχή του ποδός της κατολίσθησης, ης, όσο και έξω απόαυτήν μέχρι μχρ την απόσταση εκείνη που πλέον δεν επηρεάζεται από την αστοχία ήκαι αυτήν που η αστοχία δεν μπορεί πλέον να εξελιχθεί άλλο. Επίσης, μέσα στην ίδια ζώνη αποτυπώνονται η κλίση των στρωμάτων, οι κύριες τεκτονικές γραμμές, τα ερευνητικά έργα (ορύγματα, γεωτρήσεις), η έκταση των εδαφικών ροών αν υπάρχουν, οι πηγές, οι ρωγματώσεις, κ.ά. Ακόμα χρήσιμο εργαλείο είναι ησύνταξη κατάλληλων τομών όπως αυτή κατά μήκος του μεγάλου άξονα ολίσθησης. Για παράδειγμα ένα κλιμακωτό προφίλ δείχνει πρόσφατη σχετικά κατολίσθηση και αντίθετα. Από την άλλη, μία παλαιά κατολίσθηση αναγνωρίζεται από το κυρτό διογκωμένο τμήμα του πόδα του πρανούς. Σημειώσεις Μαθήματος 61

62 Για τη σχεδίαση των μέτρων αποτελεσματικής θεραπείας μίας κατολίσθησης, είναι απαραίτητο να καθορισθεί αν αυτή είναι ενεργός, αδρανής κλπ. Γενικά η ενεργή κατολίσθηση χαρακτηρίζεται από επιφάνεια θραύσης απότομη και ελεύθερη βλάστησης, οι ρωγμές είναι ανοικτές, οι ρίζες των δένδρων τεταμένες, οι δρόμοι έχουν διακοπεί και οι οικίες καταστραφεί. Στις παλαιές αδρανείς κατολισθήσεις οι συνθήκες είναι διαφορετικές. Για παράδειγμα υπάρχει βλάστηση στο χώρο της κατολίσθησης και οπόδας έχει σε κάποιο βαθμό εξομαλυνθεί από τη διάβρωση. Η ηλικία μπορεί να καθοριστεί επίσης με βάση τις γεωλογικές ενότητες που έχουν ή όχι επηρεαστεί. Για παράδειγμα ποτάμιες αναβαθμίδες ή αιολικές αποθέσεις που έχουν αστοχήσει. Σημειώσεις Μαθήματος 62

63 Α4. Γεωφυσική έρευνα Στο ερευνητικό στάδιο μίας κατολίσθησης, σημαντική είναι η προσφορά ρ της γεωφυσικής, για ταχεία και οικονομική προκαταρκτική αναγνώριση των υπεδαφικών συνθηκών. Οι γεωφυσικές μέθοδοι που έχουν σήμερα βγει μεγάλη εφαρμογή στην έρευνα των κατολισθήσεων, είναι αυτές της ηλεκτρικής αντίστασης και της σεισμικής διάθλασης. Η μέθοδος ηλεκτρικής αντίστασης, παρέχει γρήγορα και οικονομικά, μία προσεγγιστική εκτίμηση της μάζας των αναμοχλευμένων υλικών και του βάθους που φθάνουν αυτά. Όταν χρησιμοποιείται σε συσχετισμό με άλλες γεωφυσικές τεχνικές και διαθέσιμες είναι οι γεωλογικές πληροφορίες, τότε η βοήθεια είναι πλέον αποτελεσματική (επιλογή θέσεων γεωτρήσεων, κλπ). Η μέθοδος σεισμικής σμ δάθ διάθλασης είναι επίσης πολύ χρήσιμη στην ση περιχάραξη μίας κατολίσθησης πολύπλοκης φύσης. Και εδώ όμως η αξιοπιστία της ερμηνείας σεισμικών στοιχείων είναι αμφίβολη, εάν δεν υπάρχουν άλλα κριτήρια όπως η λεπτομερής γεωλογική χαρτογράφηση. Σημειώσεις Μαθήματος 63

64 Α5. Υδρογεωλογική έρευνα Αναγκαία είναι και η καλή γνώση των υδρογεωλογικών συνθηκών. Το πρώτο θέμα είναι οκαθορισμός του βάθους και οι διακυμάνσεις του υδροφόρου ορίζοντα, ηχαρτογράφηση των υδατορεμάτων στην ολισθαίνουσα μάζα, των πηγών, των ρωγμών, των υδροπερατών στρωμάτων, κ.ά. Στις τομές γεωτρήσεων, όλα τα στοιχεία του υπόγειου νερού καταγράφονται. Ιδιαίτερη προσοχή δίδεται σε αρτεσιανούς ορίζοντες, λόγω των πιέσεων που ασκούν στα υπερκείμενα στρώματα. Ηπίεση πόρων στα αργιλικά εδάφη, που έχουν επηρεασθεί από ολισθήσεις, έχει επίδραση στην ευστάθεια του πρανούς. Ηυδροστατική πίεση του υπόγειου νερού επίσης επηρεάζει την ευστάθεια του πρανούς και προσδιορίζεται με τις μετρήσεις στα πιεζόμετρα που έχουν εγκατασταθεί σε κάποιες από τις δειγματοληπτικές γεωτρήσεις. Σημειώσεις Μαθήματος 64

65 Α6. Καθορισμός της επιφάνειας ολίσθησης Ο προσανατολισμός και το σχήμα της επιφάνειας ολίσθησης ρυθμίζουν το βάθος της κατολίσθησης. Εάν οι μάζες που ολισθαίνουν δεν έχουν πάχος μεγαλύτερο του 1,5μ., έχουμε επιφανειακή κατολίσθηση, εάν το πάχος αυτό είναι 5μ, η κατολίσθηση χαρακτηρίζεται αβαθής, από 5-20μ, βαθιά και για βάθη μεγαλύτερα των 20μ, πολύ βαθιά. Για τον καθορισμό της επιφάνειας ολίσθησης και συνεπώς του βάθους της κατολίσθησης, ης, ανοίγονται ερευνητικά ορύγματα,, καθόσον επιτρέπουν την απ' ευθείας εξέταση των γεωλογικών σχηματισμών και τη λήψη αδιατάρακτων δειγμάτων για εργαστηριακή έρευνα. Η εκσκαφή βαθιών ερευνητικών ορυγμάτων σε χαλαρούς ολισθαίνοντες σχηματισμούς, είναι πολύ δύσκολη και επικίνδυνη. Τα ορύγματα πλεονεκτούν στην περίπτωση που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σαν στραγγιστήρια, αρχίζουν δε από το κατώτερο τμήμα του πρανούς και είναι μήκους 5-10μ. Μετά τη γεωλογική αναγνώριση καλύπτονται με λιθορριπή ή με κατάλληλα διαβαθμισμένα φίλτρα, από άμμο και χάλικες. Σημειώσεις Μαθήματος 65

66 Οι στοές προτιμώνται σε ορισμένες περιπτώσεις, δεδομένου ότι μπορούν συγχρόνως να λειτουργήσουν και σαν υπόγεια στραγγιστήρια. Η ανόρυξη γεωτρήσεων είναι, στις περισσότερες περιπτώσεις, η μόνη μέθοδος διερεύνησης του υπεδάφους. Α7. Παρακολούθηση της ολισθαίνουσας μάζας Για την ανάλυση της εξέλιξης μίας κατολίσθησης, συνήθως τοποθετείται σειρά σημείων μέτρησης στην περιοχή της κατολίσθησης (μέσα αλλά και έξω από αυτήν), τα οποία συνδέονται με σημεία αναφοράς στη σταθερή γειτονική περιοχή. Με περιοδικές μετρήσεις παρακολουθείται η εξέλιξη ξ τηςολισθαίνουσας μάζας. Για την επιφάνεια ολίσθησης, αυτή σε μία παλαιά κατολίσθηση, είναι πολύ δύσκολο να προσδιορισθεί. Αντίθετα, στην περίπτωση ενεργών κατολισθήσεων έχουν επινοηθεί μέθοδοι πρόσθετης και συνεχούς διερεύνησης, όπως η τοποθέτηση ειδικών οργάνων (κλισιομέτρων) εντός των γεωτρήσεων. Σημειώσεις Μαθήματος 66

67 Με τα όργανα αυτά, είναι δυνατόν να έχουμε μετρήσεις σε όλο το μήκος της γεώτρησης και να σχεδιάσουμε ένα συνεχές προφίλ δια μέσου αυτής, καθορίζοντας έτσι εάν η κίνηση έχει λάβει ή θα λάβει χώρα κατά μήκος ενός ή πολλών επιπέδων. Απεικόνιση της χρήσης κλισιομέτρων στη μελέτη κατολισθήσεων. Σημειώσεις Μαθήματος 67

68 Σχηματική απεικόνιση της γενικής διάταξης του αποκλισιομέτρου, της βολίδας του και του σωλήνα εγκατάστασης στη γεώτρηση. Σημειώσεις Μαθήματος 68

69 Δά Διάταξη κλισιομέτρησης Σημειώσεις Μαθήματος 69

70 Τα αποκλισιόμετρα, είναι ηλεκτρονικά εκκρεμή, που μετρούν σε διάφορα βάθη μέσα στη γεώτρηση, την απόκλιση από την κατακόρυφο, δηλαδή βοηθούν στον συνεχή έλεγχο των εδαφικών παραμορφώσεων σε όλο το μήκος εγκατάστασής τους. Το όργανο μέτρησης (βολίδα) ολισθαίνει μέσα στους αποκλισιομετρικούς σωλήνες βοηθούμενο από τις εσωτερικές αύλακες αυτών. Τα διαγράμματα που βασικά συντάσσονται για την αξιολόγηση των μετρήσεων είναι: α. Διαγράμματα της εξέλιξης των μετακινήσεων σε κάθε στάθμη μέτρησης, στις διευθύνσεις Α και Β. β. Αθροιστικά διαγράμματα στις διευθύνσεις Α και Β. γ. Διαγράμματα ολικής μετακίνησης. Παρουσιάζεται η εξέλιξη των μετακινήσεων στη συνισταμένη διεύθυνση των αξόνων Α και Β. δ. Χρονικά διαγράμματα. Παρουσιάζεται η χρονική εξέλιξη ξ των μετακινήσεων. Σημειώσεις Μαθήματος 70

71 Διαγράμματα τοπικής και αθροιστικής μετακίνησης Σημειώσεις Μαθήματος 71

72 Διάγραμμα ολικής μετακίνησης Διάγραμμα χρονικής εξέλιξης Σημειώσεις Μαθήματος 72

73 Β. Εργαστηριακές έρευνες Για τη σύνθεση της γεωλογικής δομής του πρανούς και της ιστορίας αυτού, είναι απαραίτητη η εξέταση των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων πετρωμάτων και εδαφών, που μετέχουν σε αυτό. Δοκιμές βραχωδών δειγμάτων Οι μηχανικές ιδιότητες μίας βραχομάζας είναι συνάρτηση όχι τόσο των ιδιοτήτων του υγιούς πετρώματος όσο των διαφόρων συστημάτων ασυνεχειών που τη διασχίζουν. Έτσι η μελέτη των γεωμηχανικών ιδιοτήτων εστιάζεται σε αυτές καθ αυτές τις ιδιότητες των κύριων ασυνεχειών καθόσον : Η αντοχή μίας βραχομάζας πετρώματος είναι σε μεγάλο μγ ποσοστό αποτέλεσμα της διατμητικής αντοχής των κύριων ασυνεχειών. Η πορεία μίας δοκιμής π.χ. η θραύση ενός δοκιμίου σε ανεμπόδιστη θλίψη, σε διάτμηση κ.λ.π. αποκαλύπτει τις εσωτερικές αδυναμίες του υλικού, αλλά και την κατάσταση των επιφανειών των ασυνεχειών. Σημειώσεις Μαθήματος 73

74 Η αντοχή συναρτήσει του χρόνου, είναι σημαντικός παράγων για τη μελέτη των κατολισθήσεων και μπορεί επίσης να ερευνηθεί. Η παραμορφωσιμότητα των σχηματισμών με βάση τη μελέτη του διαγράμματος τάσεων-παραμορφώσεων συναρτάται από την ποιότητα της βραχομάζας. Το υλικό πλήρωσης στις χαρακτηριστικές επιφάνειες ασυνέχειας (επίπεδα στρώσης, διακλάσεις, ρήγματα), σημαντική παράμετρος μελέτης του μηχανισμού εκδήλωσης των αστοχιών. Δοκιμές εδαφικών σχηματισμών Α. Μη συνεκτικά (αμμώδη) εδάφη. Εδώ προσδιορίζεται: i. το ειδικό βάρος, ii.η κοκκομετρική διαβάθμιση iii.ηη αντοχή, iv.η γωνία εσωτερικής τριβής v.η πιθανή συνοχή, και υπολογίζονται παράμετροι όπως: i. το μέγεθος των κόκκων, ii.το ποσοστό του λεπτομερούς υλικού, κ.ά. Σημειώσεις Μαθήματος 74

75 Β. Συνεκτικά εδάφη. Εδώ οι παράγοντες που μελετώνται είναι: I. η ορυκτολογική σύσταση, τα όρια συνεκτικότητας (Atterberg), II. η ανταλλαγή κατιόντων που επηρεάζει τη συμπεριφορά των εδαφών, III. οι παράμετροι αντοχής, IV.η διογκωσημότητα, V. η συμπιεστότητα, κλπ. Γ. Ανάλυση αστοχιών Η συγκέντρωση όλων των πληροφοριών ρ για τους παράγοντες που συμβάλλουν στη γεωμηχανική συμπεριφορά του πρανούς που ενδιαφέρει, είναι απαραίτητη. Αυτά βοηθούν σε ανάλυση της ευστάθειας στα πρώτα στάδια μιας έρευνας, που είναι αναγκαία για να διερευνηθούν διεξοδικά τις πιθανές αδυναμίες των μεθόδων της έρευνας και την αντιμετώπιση αυτών με την εκτέλεση πρόσθετων εργαστηριακών δοκιμών. Ηανάλυση ευστάθειας πρανών είναι αναγκαία συνήθως σε δύο κύριες περιπτώσεις: (α) στην περίπτωση σχεδιασμού τεχνητών πρανών καιεπιχωμάτων σε περιοχές επιρρεπείς προς κατολίσθηση, αλλά ακόμη σταθερές. Σημειώσεις Μαθήματος 75

76 Εδώ, αφού επιλεγεί η κατάλληλη μεθοδολογία ευστάθειας πρέπει να ληφθούν υπόψη: το μέγεθος των δυνάμεων που ενεργούν, η αντοχή των γεωλογικών σχηματισμών, το πιθανό σχήμα της επιφάνειας ολίσθησης, το απαραίτητο μέγεθος του συντελεστή ασφαλείας, για την ανάλυση (β) στην περίπτωση αντιμετώπισης κατολισθήσεων που έχουν εκδηλωθεί και απαιτούν άμεση αντιμετώπιση. Εδώ το πρόβλημα είναι απλούστερο. Δ. Μέτρα θεραπείας Οι εργασίες σταθεροποίησης μίας κατολίσθησης, ακολουθούν ένα καλά σχεδιασμένο τρόπο ιεράρχησης. Για παράδειγμα, όχι εκτεταμένα χωματουργικά έργα, πριν γίνει αποστράγγιση από τα επιφανειακά νερά. Συνοπτικά σε μια κατολίσθηση, τα πρώτα μέτρα θεραπείας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: 1. Σύλληψη και αποστράγγιση των επιφανειακών νερών τα οποία οδηγούνται στην κατολισθαίνουσα περιοχή. Σημειώσεις Μαθήματος 76

77 2. Άντληση του νερού (γεωτρήσεις και φρέατα στην κατολισθαίνουσα περιοχή) και υποβιβασμός ββ τηςστάθμης του υδροφόρου ορίζοντα. 3. Πλήρωση όλων των ρωγμών στην κατολισθαίνουσα μάζα, με στεγανά υλικά (άργιλος, τσιμέντο,, βιτουμένια). ) Οι ρωγμές μπορεί να πληρωθούν με εδαφικά υλικά από τη γειτονική περιοχή, τούτο δε πρέπει να γίνει αμέσως μετά την εκδήλωση του φαινομένου. Μετά η περιοχή της κατολίσθησης ηςθα πρέπει να: (α) αποστραγγισθεί μόνιμα με σήραγγες ή οριζόντιες γεωτρήσεις (συνήθως μέσα από πηγάδια), (β) δεχθεί όλα τα αναγκαία μέτρα αντιστήριξης π.χ. τοίχοι από συρματοκιβώτια ή μπετόν, (γ) υποστεί διευθετήσεις των υδρογραφικών αξόνων (δ) υποδεχθεί τις αναγκαίες εξομαλύνσεις και δενδροφυτεύσεις, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας. Σημειώσεις Μαθήματος 77

78 Αποστραγγιστική στοά Αντιστήριξη ποδός Σημειώσεις Μαθήματος Πηγάδι με υποοριζόντιες γεωτρήσεις 78

79 Η λειτουργικότητα όλων των έργων και κατασκευών αυτών, που αναλύονται λεπτομερώς στα επόμενα, θα πρέπει να παρακολουθείται και ελέγχεται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Μόνον έτσι τα έργα αυτά θα αποδώσουν σε μόνιμη βάση. 1.Αποστράγγιση Αυτή διακρίνεται σε επιφανειακή και υπόγεια. 1α. Επιφανειακή αποστράγγιση Η επιφανειακή αποστράγγιση, συμβάλλει στη σταθεροποίηση του πρανούς (έλεγχος κατολίσθησης). Όλα τα νερά θα πρέπει να διευθετηθούν έξω από την κατολισθαίνουσα περιοχή και να οδηγηθούν προς τα κατάντη υδρορέματα με την κατασκευή υδατοστεγών αποστραγγιστικών δικτύων, ή μεταλλικών εύκαμπτων αγωγών (π.χ. φρακάσο). Σημειώσεις Μαθήματος 79

80 Αγωγός τύπου φρακάσο. Επίσης, στην κεφαλή της κατολίσθησης είναι απαραίτητη η κατασκευή περιφερειακής στεγανής τάφρου σε μόνιμη βάση, με κατάλληλη κλίση και γενική διαμόρφωση τέτοια, ώστε να μην πληρώνεται εύκολα από τα υλικά των σχηματισμών τηςπεριοχής. Σημειώσεις Μαθήματος 80

81 Τέλος, όλες οι εδαφικές ανωμαλίες και κοιλότητες, που διαμορφώνονται συνήθως μέσα στην ολισθημένη μάζα, πρέπει να εξομαλυνθούν, καθώς αποτελούν περιοχές συγκέντρωσης νερού και έχουν σαν αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης των πόρων και τη μείωση της διατμητικής αντοχής της εδαφικής μάζας. 1β. Υπόγεια αποστράγγιση Δεδομένου ότι το υπόγειο νερό είναι κύριος παράγοντας αστάθειας πρανών, η υπόγεια αποστράγγιση ση αποτελεί ένα από τα πλέον αποτελεσματικά μέτρα θεραπείας. Ένα πρανές που αποστραγγίζεται κανονικά, μπορεί να είναι ευσταθές με μεγαλύτερη κλίση από ένα μη αποστραγγιζόμενο. Εάν υπάρχουν παλιές γεωτρήσεις και φρέατα στη γειτονία της κατολίσθησης, θα πρέπει να εξαντληθούν, για τον υποβιβασμό της στάθμης του νερού. Το μειονέκτημα της υπόγειας αποστράγγισης είναι ότι μπορεί να σχεδιασθεί μόνον με τη συμπλήρωση της γεωλογικής και υδρογεωλογικής έρευνας. Σημειώσεις Μαθήματος 81

82 Η λειτουργία παλαιών γεωτρήσεων και φρεάτων, δύναται να αποτελέσει τη βάση σχεδίασης των μονίμων αποστραγγιστικών έργων (οριζόντιες γεωτρήσεις, ορύγματα και σήραγγες. Οι οριζόντιες γεωτρήσεις είναι 5 φορές φθηνότερες από τις σήραγγες, έχουν όμως δύο μειονεκτήματα, πρώτον δεν είναι βέβαιο ότι θα διατρήσουν το υδροφόρο στρώμα και δεύτερο δεν μπορούν να ερευνήσουν σε βάθος > 200μ. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθούν στραγγιστήρια ορύγματα, απαραίτητη η όμως προϋπόθεση για την κατασκευή τους (ο πυθμένας τους πρέπει να είναι υδατοστεγής), είναι η πλήρης γνώση των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών. Τέλος, οι σήραγγες παρά τα μειονεκτήματα, όπως υψηλό κόστος, είναι πολλές φορές απαραίτητες και κυρίως όταν πρόκειται για μεγάλες (βαθιές) κατολισθήσεις, όπου μάλιστα, το μήκος είναι > 200μ. Οι σήραγγες αυτές συνδυάζονται συνήθως με κατακόρυφες γεωτρήσεις που εκτελούνται είτε μέσα από τη σήραγγα είτε από την επιφάνεια και συναντούν τη σήραγγα, για την πλέον ευχερή αποστράγγιση του πρανούς. Σημειώσεις Μαθήματος 82

83 Αποστραγγιστική γεώτρηση μέσα σε σήραγγα 2. Αντιστηρίξεις Τα έργα αντιστηρίξεων αυξάνουν τη σταθερότητα των πρανών ή ενισχύουν πρανή που αστοχούν. Αποτελούν ισχυρές κατασκευές που δέχονται μεγάλα φορτία, γι' αυτό κρίνονται αντιοικονομικές και τα αποτελέσματά τους είναι συζητήσιμα. Αλλά η κατασκευή τους πρέπει να προτιμάται, στην ευστάθεια πρανών, όταν δεν είναι δυνατόν να ληφθούν άλλα μέτρα. Σημειώσεις Μαθήματος 83

84 Οι υψηλοί και μεγάλοι τοίχοι αντιστήριξης είναι δαπανηροί και η στατική τους απαιτεί ειδική προσοχή. Οι τοίχοι αυτοί υποβάλλονται σε μεγάλες οριζόντιες δυνάμεις, για την αύξηση της ευστάθειας πρανούς ή για σταθεροποίηση μαζών που κατολισθαίνουν. Οι τοίχοι από συρματοκιβώτια που τοποθετούνται κλιμακωτά στο πρανές και με κατάλληλη θεμελίωση, με την τοποθέτηση στο εσωτερικό της βάσης τους κατάλληλου λ στραγγιστηρίου, η πλέον κατάλληλη λύση. Τους χαρακτηρίζει ηευκαμψία (ανέχονται μεγάλες πλευρικές φορτίσεις πριν παραμορφωθούν και τελικά αστοχήσουν) καθώς και ηευχέρεια στην αποστράγγιση (εύκολη διέλευση νερού μέσα από τα δομικά στοιχεία) εξασφαλίζοντας χαμηλές πιέσεις πόρων, δηλαδή χαμηλές ωθήσεις γαιών. Ηχρήση πασσάλων, έχει εφαρμοσθεί πολλές φορές, κατά κανόνα όμως χωρίς μεγάλη επιτυχία. Με την εξαίρεση αβαθών και επιφανειακών κατολισθήσεων, ενεργοποιούνται πολύ μεγάλες δυνάμεις που δεν είναι δυνατόν να αναχαιτισθούν από μία σειρά πασσάλων. Σημειώσεις Μαθήματος 84

85 Παράδειγμα χρήσης πασσάλων στον Ελληνικό χώρο που αστόχησαν αποτελεί η περίπτωση της ΠΑΘΕ στην Μαλακάσα. Αβαθείς κατολισθήσεις, μπορεί να ελεγχθούν με πασσάλους, υπό την προϋπόθεση ότι θα οδηγηθούν αυτοί σε ικανοποιητικό βάθος, για αρκετή ασφάλεια. Συρματοκιβώτια Πασσαλότοιχος Οριζόντιες αναβαθμίδες με κλίση στην επιφάνεια εφαρμόζονται για τα μεγάλης κλίσης πρανή. Η αποστράγγιση του νερού από τις αναβαθμίδες, καθώς και η συντήρηση αυτών, είναι απαραίτητα στοιχεία για την επιτυχία του μέτρου αυτού. Σημειώσεις Μαθήματος 85

86 Η γφρ γεφύρωση της κατολισθαίνουσας περιοχής σε περιπτώσεις διέλευσης γραμμικών έργων από ζώνες αστοχιών πρανών είναι πλέον ασφαλής λύση. Αν και υψηλού κόστους, χρησιμοποιείται συχνά σε πρανή βουνών με ισχυρές κλίσεις, για την αποφυγή κατολισθητικών φαινομένων τύπου ρευμάτων γαιών. Επίσης, η ίδια λύση αναφέρεται και για δρόμους, σε μεγάλης έκτασης στρωματοειδείς κατολισθήσεις. Τα βάθρα αυτά δεν πρέπει να εμποδίζουν την ελεύθερη ερπυστική κίνηση των σχηματισμών σ του πρανούς. Το σκέπαστρο από σκυρόδεμα καλή λύση αν η κατασκευή cut & cover, cover & cut ή οδική σήραγγα είναι ανέφικτα. Τέλος, εξομάλυνση του πρανούς, αγκυρώσεις, επένδυση με gunite, τοποθέτηση μεταλλικού πλέγματος ή δικτύου, σφράγιση των ρωγμών, έλεγχος επιφανειακών νερών κ.λ.π εφαρμόζονται στα ανάντι πρανή οδικών αξόνων. Εν τούτοις αν τα πρανή αυτά είναι υψηλά και απότομα,, τότε τα μέτρα αυτά δαπανηρά,, η εκτέλεσή τους δύσκολη και τα αποτελέσματά συζητήσιμα. Σημειώσεις Μαθήματος 86

87 Η μέθοδος αγκύρωσης βραχωδών μαζών σήμερα εφαρμόζεται και στη σταθεροποίηση εδαφικών πρανών. Οι τρεις κύριοι παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όταν σχεδιάζουμε ένα σύστημα αγκυρώσεων για τη σταθεροποίηση ενός κατολισθαίνοντος πρανούς, είναι το στατικό αποτέλεσμα των αγκυρίων ή ήλων, ο χρόνος κατασκευής και η διάρκεια ζωής τους. Στέγαστρο από οπλισμένο σκυρόδεμα (Εγνατία) ί Μεταλλικό πλέγμα Μεταλλικό δίκτυ τύπου Geobrugg Σημειώσεις Μαθήματος 87

88 3. Εξομαλύνσεις του πρανούς Η ευστάθεια του πρανούς μπορεί να αυξηθεί ουσιαστικά, με την ελάττωση του βάρους στην κεφαλή αυτού και την ενίσχυση του πόδα της κατολίσθησης. Εάν π.χ. από τον κατολισθαίνοντα όγκο απομακρυνθεί 4% από την κεφαλή προς τον πόδα του πρανούς, η ευστάθεια αυτού αυξάνεται κατά 10%. Πλεονέκτημα αυτής της διαδικασίας είναι ότι δεν χρειάζεται να προηγηθεί ερευνητική εργασία, ενώ αποφεύγονται δύσκολες επεμβάσεις με λιθοδομές ή τσιμεντοδομές. Εάν το υλικό που αφαιρείται δεν είναι κατάλληλο για την φόρτιση του πόδα, είναι προτιμότερο να μεταφερθεί κατάλληλο υλικό από άλλο μέρος και το εκσκαπτόμενο να τοποθετείται οθε ε μακράν της κατολίσθησης. Ηφόρτιση του πόδα αποδεικνύεται αποτελεσματική όταν: (α) η κλίση στην κεφαλή (όπου θα αφαιρεθεί θίκαι το υλικό) είναι μικρότερη από 40. (β) τα στρώματα στα οποία εναποτίθεται το υλικό αποστραγγίζονται σωστά. Σημειώσεις Μαθήματος 88

89 διαφορετικά και το νέο αυτό υλικό θα αποτελέσει τμήμα της κατολίσθησης και θα συμβάλλει στην περαιτέρω ενεργοποίηση αυτής (βλέπε αστοχία δρόμου Μεγαλόπολης Καλαμάτας). Ηαποφόρτιση της κεφαλής είναι συνήθως η πλέον αποτελεσματική μέθοδος και το κόστος της εξαρτάται από τη δυνατότητα πρόσβασης στο πρανές. Όταν μάλιστα τα υλικά είναι δυνατόν να ρίπτονται κατάντη, τότε η μέθοδος γίνεται ακόμη πιο πρόσφορη. Γενικά όμως, αφαιρώντας υλικά από την κεφαλή, θα πρέπει να μην διαταραχθεί η ισορροπία του πρανούς στο τμήμα αυτό, γεγονός το οποίο μπορεί να οδηγήσει στη μεγένθυση του φαινομένου. Οι εξομαλύνσεις πρέπει να σχεδιασθούν συγχρόνως με την αποστράγγιση του πρανούς, διότι ητελευταία ελαττώνει τον όγκο των χωματουργικών έργων, τα οποία είναι απαραίτητα για την ευστάθειά του. Γενικά στους εδαφικούς σχηματισμούς συνιστάται η σχεδίαση πρανών με κλίση μικρότερη του 2:1 (ύψος προς βάση). Σημειώσεις Μαθήματος 89

90 4. Φυτοκάλυψη Η φυτοκάλυψη γίνεται κατά το τελευταίο στάδιο θεραπείας ενός πρανούς και κυρίως όταν πρόκειται για επιφανειακές, στρωματοειδείς ολισθήσεις. Κατολισθήσεις με βαθιά επίπεδα ολίσθησης, δεν μπορεί να αναχαιτισθούν με τη φυτοκάλυψη, αλλά αυτή βοηθά στην ελάττωση της κατείσδυσης του επιφανειακού νερού στο πρανές και επομένως συμβάλλει έμμεσα στη σταθεροποίηση αυτού. Τα πλέον χρήσιμα δένδρα είναι αυτά που εξασφαλίζουν τη μεγαλύτερη εξάτμιση και είναι βαθύρριζα. Επίσης για την προστασία των τεχνιτών πρανών σε εδάφη χρήσιμη είναι η φύτευση χλοοτάπητα ή θάμνων με τη βοήθεια ειδικού γεωυφάσματος, που τα καθιστούν πλέον συνεκτικά και εμποδίζουν την κατείσδυση. Πρανές καλυμμένο με ειδικό γεωύφασμα για την ανάπτυξη βλάστησης. Σημειώσεις Μαθήματος 90

91 Τέλος υπάρχουν γεωσύνθετα υλικά που πακτώνονται σε πρανή και με τη μορφή τους επιτρέπουν την ανάπτυξη εδαφικού στρώματος τουλάχιστον 10cm. Διευκολύνεται συνεπώς η ανάπτυξη βλάστησης και παράλληλα προστατεύεται το πρανές από τη διάβρωση. Τα γεωσύνθετα αυτά αποτελούνται από πολυεστερική γεωμεμβράνη ήύφασμα κυψελωτής δομής. Πολυεστερικό γεωύφασμα κυψελωτής δομής για ανάπτυξη βλάστησης. Σημειώσεις Μαθήματος 91

92 5. Εναλλακτικές μέθοδοι σταθεροποίησης Οι μέθοδοι αποστράγγισης για λεπτόκοκκα αργιλικά εδάφη (πρακτικά στεγανά), όπου η ζώνη που επηρεάζεται με την αποστράγγιση είναι μικρή, δεν ικανοποιούν. Σε αυτή την περίπτωση, η σταθεροποίηση των εδαφών επιτυγχάνεται με ειδικές μεθόδους ή μεθόδους που έχουν εφαρμοσθεί στη μηχανική των θεμελιώσεων και είναι γνωστές σαν "σκλήρυνση" εδαφών. Η αποστράγγιση με ηλεκτροόσμωση, έχει το αυτό πρακτικό αποτέλεσμα με την υπόγεια αποστράγγιση, αλλά διαφέρει διότι το νερό δεν αποστραγγίζεται με τη βαρύτητα, αλλά υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου. Εάν δύο ηλεκτρόδια τοποθετηθούν στο έδαφος, το περιεχόμενο νερό κινείται από την άνοδο προς την κάθοδο, όπου αντλείται. Η μέθοδος θέρμανσης, χρησιμοποιείται μερικές φορές για τη σταθεροποίηση των κατολισθήσεων και συνίσταται στην είσοδο θερμού αέρα, θερμοκρασίας 1000 C, μέσω γεωτρήσεων. Οαέρας διέρχεται διαμέσου των πόρων του εδάφους, το οποίο μεταβάλλεται σε σκληρό σχηματισμό. Η ακτίνα δράσης είναι 2-3μ. Σημειώσεις Μαθήματος 92

93 Τα ενέματα με τσιμέντο (τσιμεντενέσεις) μ έχουν καλά αποτελέσματα σε επιφανειακές κατολισθήσεις και σε συμπαγή υλικά, όπως μάργες, μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι, αργιλικές μάργες τα οποία διαχωρίζονται από πυκνό δίκτυο διαρρήξεων,, ενώ σε καθαρώς αργιλικά εδάφη δεν είναι δυνατόν να εφαρμοσθεί. Η τεχνική συνίσταται στην εφαρμογή πιέσεων, μεγαλύτερων από το βάρος των υπερκειμένων (4-6 ατμόσφαιρες) και έτσι επιτυγχάνεται η είσοδος του ενέματος εντός των ρωγμών και στην ενεργό επιφάνεια ολίσθησης. Πριν από την εφαρμογή της μεθόδου πρέπει να είναι γνωστή η εικόνα του βάθους και σχήματος της κατολίσθησης. 6. Προστασία από καταπτώσεις βράχων Η πτώση βράχων είναι πολύ συνήθης στα βραχώδη πρανή και που πολλές φορές έχουν καταστρεπτικά αποτελέσματα για το οδικό δίκτυο, αλλά και για τους διερχόμενους με τα μεταφορικά μέσα. Τέτοια ατυχήματα έχουν σημειωθεί στην περιοχή της Κακιάς Σκάλας, όπου εντοπίζονται πολύ υψηλά και απότομα ασβεστολιθικά πρανή. Σημειώσεις Μαθήματος 93

94 Στην περίπτωση καταπτώσεων βραχομαζών μικρών διαστάσεων από πρανή μεγάλου σχετικά ύψους, κατασκευάζεται όρυγμα στον πόδα του πρανούς παράλληλο προς τον άξονα του αυτοκινητόδρομου και στην εξωτερική του πλευρά (προς τον αυτοκινητόδρομο), θεμελιώνεται τοίχος παγίδευσης. Ο τοίχος αυτός εμποδίζει τους βράχους που πέφτουν να εισέλθουν στο κατάστρωμα του δρόμου, αλλά δεν είναι πάντα εφικτό να εξασφαλιστεί το κατάλληλο εύρος για το υπόψη όρυγμα αλλά και για το χώρο θεμελίωσης του τοίχου. Ενδεικτικά, αναφέρεται ότι για πρανές ύψους 33μ. περίπου απαιτείται όρυγμα πλάτους 8 μέτρων και βάθους 2 μέτρων περίπου. Μεταλλικό πλέγμα που καλύπτει την επιφάνεια του πρανούς, χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση καταπτώσεων βράχων μικρών διαστάσεων. Αυτό, αφενός εμποδίζει την πτώση βράχων και αφ' ετέρου μειώνει την κινητική ενέργεια αυτών που τυχόν πέφτουν. Μεταλλικά δίχτυα χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση καταπτώσεων βράχων μεγάλων διαστάσεων, όπως αυτά τύπου Geobrugg. Σημειώσεις Μαθήματος 94

95 Μεταλλικό πλέγμα για την προστασία καταπτώσεων. Μεταλλικό δίκτυ τύπου Geobrugg. Σημειώσεις Μαθήματος 95

96 Προληπτική αντιμετώπιση αστοχιών πρανών Αν και ηαποκατάστασητωνζημιώνσε μια περιοχή που έχει πληγεί από κατολισθήσεις και η σταθεροποίηση των σχηματισμών αποτελούν συνήθως πολύ δαπανηρές παρεμβάσεις, εντούτοις πολύ σπάνια λαμβάνονται μέτρα πρόληψης σε περιοχές που πρόκειται να κατασκευαστούν τεχνικά έργα και επομένως θα επέλθουν μεταβολές στο γεωπεριβάλλον που μπορεί να ενεργοποιήσουν μάζες σε ασταθή ισορροπία. Αυτό συμβαίνει γιατί: (α) δενυπάρχειμιαβάσηγεωτεχνικώνδεδομένωναπότηνοποία να αντλούνται στοιχεία για τη γεωτεχνική συμπεριφορά των σχηματισμών σε ορισμένη περιοχή ενδιαφέροντος, (β) δεν είχε χρηματοδοτηθεί κατάλληλα η γεωτεχνική έρευνα για να καλύψει όλα τα προβλήματα που θα επέφερε η αλλαγή στο γεωπεριβάλλον και τις εξ αυτών προκαλούμενες διαταραχές και (γ) δεν υπήρχε η κατάλληλη εμπειρία για τη διάγνωση του επερχόμενου κινδύνου από τους εμπλεκόμενους στις τεχνικογεωλογικές και γεωτεχνικές μελέτες. Σημειώσεις Μαθήματος 96

97 Γενικά, η ανάγκη πρόγνωσης και προληπτικής θεραπείας περιοχών που μπορεί να αστοχήσουν, απαιτεί: (α) αυστηρό σχεδιασμό στη γεωλογική-γεωτεχνική έρευνα, (β) προσεκτική επιλογή στο χώρο θεμελίωσης καθώς και (γ) πληρότητα στην εφαρμογή των παρεμβάσεων της κατασκευής (χωματουργικές εργασίες, αντιστηρίξεις κλπ). Η σχεδίαση ενός έργου σε περιοχές επιρρεπείς σε αστοχίες θα πρέπει να τις λάβει υπόψη, ώστε να αποκλεισθεί ο κίνδυνος κατολισθήσεων, ακόμη και εάν η αλλαγή αυτή απαιτεί υψηλό κόστος. Η αναγκαιότητα καταγραφής των κατολισθητικών κινήσεων σε βάση δεδομένων με τη βοήθεια σχετικού απογραφικού δελτίου. Από τα προηγούμενα διαπιστώνεται η ανάγκη κατ αρχήν της διαμόρφωσης βάσης δεδομένων για την κωδικοποίηση η και αρχειοθέτηση των στοιχείων με τη βοήθεια Η/Υ έτσι ώστε να βοηθηθούν μελλοντικοί μελετητές τεχνικών έργων στην προσπάθεια αποφυγής αστοχιών πρανών, των όποιων οι συνέπειες είναι σοβαρές. Σημειώσεις Μαθήματος 97

98 Προσπάθειες έχουν γίνει αρκετές κατά καιρούς από φορείς (π.χ. χ ΙΓΜΕ) ή και Πανεπιστημιακά ιδρύματα, αλλά χωρίς ένα γενικό συντονισμό για τη μεθοδολογία και την δυνατότητα πρόσβασης των δεδομένων από τους ενδιαφερόμενους. Τη βάση πάντως μιας τέτοιας προσπάθειας αποτελεί ηδιαμόρφωση ενός εντύπου (απογραφικού δελτίου) που πρέπει να συμπληρώνεται σε κάθε περίπτωση κατολίσθησης καταχωρώντας τα κύρια χαρακτηριστικά της και καίριες παρατηρήσεις αξιοποιήσιμες εύκολα από τους μελλοντικούς χρήστες, με σκοπό: 1.Τη γρήγορη ανάκτηση όλων ή ορισμένων περιπτώσεων κατολισθήσεων. 2.Τη δυνατότητα εφαρμογής διαφόρων προγραμμάτων επεξεργασίας με σκοπό τη μελέτη των παραμέτρων που υπεισέρχονται στην εμφάνιση ή και εξέλιξη του φαινομένου. Τέτοιες παράμετροι θαπρέπει να αναφέρονται στη χωροθέτηση της περιοχής, στη λιθολογική σύσταση και δομή, τη γεωμετρία πρανούς που εκδηλώθηκε και στρωμάτων, το υδρογεωλογικό καθεστώς, την παρουσία ή όχι μανδύα αποσάθρωσης, την τεκτονική της περιοχής, κλπ. Σημειώσεις Μαθήματος 98

99 Ακόμα το δελτίο μπορεί να περιλαμβάνει, τα αίτια, το μηχανισμό κίνησης, τις επιπτώσεις, τα μέτρα θεραπείας και τα αποτελέσματα αυτών. Υπόδειγμα εντύπου καταγραφής κατολισθητικών κινήσεων. 1. Περιοχή: 13. Στάθμη υδροφόρου: 2. Οικισμός: 14. Κλίση πρανούς: 3. Γεωγραφικό πλάτος: 15. Παράταξη στρωμάτων: 4. Γεωγραφικό μήκος: 16. Κλίση στρωμάτων σε σχέση με το πρανές: 5. Υψόμετρο: 17. Πάχος αποσάθρωσης: μανδύα 6. Είδος περιοχής: 18. Είδος διάβρωσης: 7. Γεωτεκτονική ζώνη: 19. Στάδιο διάβρωσης: 8. Λιθολογία περιοχής: ευρύτερης 20. Είδος αστοχίας πρανούς: 9. Λιθολογική σύσταση περιοχής κατολίσθησης: 21. Επικρατούσα διεύθυνση ρηξιγενών γραμμών: 10. Μέσο ετήσιο ύψος βροχής: 22. Βαθμός περώματος: κερματισμού 11. Βαθμός ανθρωπογενούς επίδρασης: 23. Είδος αστοχίας βραχώδους πρανούς: 12. Υδρογεωλογική συμπεριφορά σχηματισμών 24. Λοιπές Παρατηρήσεις χώρου κατολίσθησης: Σημειώσεις Μαθήματος 99

100 Παραδείγματα σοβαρών αστοχιών πρανών Η απουσία κατάλληλων μεθόδων πρόγνωσης κατολισθητικών φαινομένων στο χώρο κατασκευής μεγάλων τεχνικών έργων και η αδυναμία μετουσίωσης των σχετικών πληροφοριών σε λύσεις αποφυγής των αστοχιών, έχει προκαλέσει σημαντικές καταστροφές όχι μόνο στο ίδιο το τεχνικό έργο σαν κατασκευή, αλλά και στο ευρύτερο περιβάλλον του, πολλές φορές δυστυχώς και με σημαντικές απώλειες ανθρώπινων ζωών. Στα επόμενα δίνονται λίγα χαρακτηριστικά παραδείγματα από το διεθνή και ελλαδικό χώρο, σαν επιβεβαίωση των παραπάνω σχολιασμών. Α. Κατολίσθηση στο φράγμα Vajont Το φράγμα Vajont κατά τη διάρκεια πλήρωσης. Στο κέντρο δεξιά διακρίνεται το βουνό Toc με τις πρώτες αστοχίες στο πρανές. Σημειώσεις Μαθήματος 100

101 Σημειώσεις Μαθήματος 101

102 Το φράγμα Vajont μετά τη μετακίνηση των τεράστιων μαζών που μετακινήθηκαν από το βουνό Toc στο χώρο της τεχνητής λίμνης. Η πόλη Longarone, που βρισκόταν κατάντι του φράγματος Vajont, πριν την καταστροφή του Οκτωβρίου Σημειώσεις Μαθήματος 102

103 Τα υπολείμματα της πόλης Longarone μετά την καταστροφή στο φράγμα Vajont, από την αστοχία στο βουνό Toc. Περισσότεροι από 2000 άνθρωποι σκοτώθηκαν από το κύμα πλημμύρας που προκλήθηκε. Ελλάδα Α. Μαλακάσα Παρακάτω δίνονται χαρακτηριστικές εικόνες από την κατολίσθηση στη Μαλακάσα που εκδηλώθηκε με τις εργασίες διαπλάτυνσης αυτής. Σημειώσεις Μαθήματος 103

104 Το κατεστραμμένο οδόστρωμα της Ε.Ο. από την κατολίσθηση. Η παραμόρφωση της σιδηροδρομικής γραμμής. Σημειώσεις Μαθήματος 104

105 Σχηματική απεικόνιση της κατολίσθησης της Μαλακάσας. Η διάταξη των αποστραγγιστικών σηράγγων κάτω από την κατολίσθηση της Μαλακάσας Σημειώσεις Μαθήματος 105

106 Β. Νεμέα - Τρίπολη Στον αυτοκινητόδρομο Νεμέας Τρίπολης (λίγα χιλιόμετρα πριν τη σήραγγα Αρτεμισίου) σημαντική κατολίσθηση κατέστρεψε τον αυτοκινητόδρομο που είχε πρόσφατα κατασκευαστεί. Εργασίες αποκατάστασης στην κατολίσθησης του δρόμου Νεμέας Τρίπολης, στη στέψη της, όπου αποκαλύπτονται τα κορήματα με το αυξημένο ποσοστό των αργιλικών υλικών. Σημειώσεις Μαθήματος 106

107 Άποψη από ανάντη (από την παράκαμψη) Νεμέας Τρίπολης. της κατολίσθησης του δρόμου Γ. Τσάκωνα (δρόμος Μεγαλόπολη Καλαμάτα) Στον αυτοκινητόδρομο Μεγαλόπολης Καλαμάτας (στη θέση Τσάκωνα, μετά τα Παραδείσια) σημαντική κατολίσθηση κατέστρεψε τον αυτοκινητόδρομο που είχε πρόσφατα κατασκευαστεί. Η κατολίσθηση προκάλεσε και άλλη στα κατάντη με αποτέλεσμα την απόφραξη του εκεί ρέματος και τη δημιουργία μικρής λίμνης. Σημειώσεις Μαθήματος 107

108 Γενική άποψη της μεγάλης κατολίσθησης στο δρόμο Μεγαλόπολης Καλαμάτας. Κοντινότερη άποψη της ίδιας κατολίσθησης. Διακρίνονται οι δύο κύριες κατολισθήσεις, η μια με τη στέψη ανάντι του δρόμου και η άλλη στο κατάντι αυτού αντέρεισμα, που διαμόρφωσε λίμνη στον παρακείμενο ποταμό. Σημειώσεις Μαθήματος

109 5.4. ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΤΟΥ ΕΛΛΑΔΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Τι συμβαίνει στον Ελλαδικό χώρο? Ποιοι είναι οι πλέον επιρρεπείς σε αστοχία σχηματισμοί? Και γιατί? Ποιες οι συνέπειες στα διάφορα τεχνικά έργα? Από πλευράς κατολισθητικών κινήσεων είναι δυνατόν να εκτιμηθεί αδρά η κατολισθησιμότητα στον Ελλαδικό χώρο σε τρεις ζώνες (Δυτική, Κεντρική και Ανατολική) Α. Δυτική Ελλάδα Επισφαλείς συνθήκες λόγω λιθολογικής σύστασης και δομής. Πλέον επιρρεπείς οι χαλαροί τεταρτογενείς νεογενείς αποθέσεις και τα ιζήματα τού φλύσχη. σχηματισμοί Συνεπώς, οικιστικές ζώνες που είναι πολύ συχνές σε αυτούς τους σχηματισμούς, λόγω άλλων πλεονεκτημάτων (ύπαρξη νερού κλπ.) υποφέρουν. οι Σημειώσεις Μαθήματος 109

110 Επίσης, με μειωμένη ευστάθεια χαρακτηρίζονται και τα μικρού πάχους καλύμματα (ασβεστολιθικά-κερατολιθικά), πού επίκεινται πλέον μαλακών σχηματισμών. Η δομή αυτή είναι συνήθης στης επάλληλες επωθήσεις - εφιππεύσεις, ενδεικτικές των έντονων εφαπτομενικών κινήσεων που έλαβαν χώρα κατά το παρελθόν. Οισυνθήκες αυτές διαγράφονται πλέον δυσμενείς στην περίπτωση σεισμών, πού είναι ιδιαίτερα συνήθεις και συνοδεύονται μερικές φορές από έντονα κατολισθητικά και άλλα δευτερογενή φαινόμενα, γεγονός άλλωστε πού δικαιολογεί και τις εκτεταμένες ζημίες πού σημειώνονται σε κατοικημένους χώρους. Πλέον επικίνδυνοι θεωρούνται οι τεταρτογενείς, χαλαροί σχηματισμοί (αργιλοαμμώδηλ υλικά, κορήματα) ) μικρού πάχους, που παρουσιάζουν γενικά μεγάλη κατακόρυφη και οριζόντια μεταβλητότητα στη σύστασή τους. Επίσης, διευκολύνονται οι καταπτώσεις βράχων σε ασβεστολιθικά κερατολιθικά κυρίως πρανή καθώς και σε πρανή των σχηματισμών του φλύσχη. Σημειώσεις Μαθήματος 110

111 Στους ασβεστολίθους - κερατολίθους εκδηλώνονται λόγω της έντονης και πολυσχιδούς διάρρηξης και της δημιουργίας απότομων πρανών σε συνδυασμό με τις υποσκαφές, στο δε φλύσχη λόγω της ισχυρής τεκτονικής καταπόνησης ης αυτού από τις επωθήσεις, αλλά και της συστάσεώς του από εναλλαγές οριζόντων με κυμαινόμενους φυσικομηχανικούς δείκτες και διάφορη υδρογεωλογική συμπεριφορά. Αστοχία τεχνικού έργου (Εγνατία) που θεμελιώνεται σε ιζήματα του φλύσχη. Σημειώσεις Μαθήματος 111

112 Έτσι, κατά τη διάνοιξη του οδικού δικτύου (ορύγματα, επιχώματα, γέφυρες, κ.α.), τη θεμελίωση οικιών και άλλων εγκαταστάσεων, θα πρέπει να λαμβάνονται ιδιαίτερα υπόψη οι ιδιάζουσες γεωλογικές συνθήκες και ηγεωμετρία των πρανών αλλά και των σχηματισμών που τα συνθέτουν. Αστοχία σφήνας και κατάπτωση σε ασβεστολιθική βραχομάζα. Σημειώσεις Μαθήματος 112

113 Τα κατάλληλα μέτρα προστασίας στις περισσότερες περιπτώσεις, συνίστανται: στη θεμελίωση στο υγιές υπόβαθρο και όχι στο μανδύα αποσάθρωσης ή τα χαλαρά κορήματα και βέβαια ββ μακριά από περιοχές με πιθανές καταπτώσεις βράχων. στην ομαλή αποστράγγιση, στην ανάσχεση της διαβρωτικής διεργασίας, στην αποφυγή απότομων πρανών, στην κατάλληλη δενδροφύτευση, Kατά τη θεμελίωση σοβαρών έργων πρέπει να μελετώνται: η γεωτεκτονική εξέλιξη της περιοχής η δομή των σχηματισμών με έμφαση στη νεοτεκτονική διάρρηξη, ησεισμική επικινδυνότητα, η πιθανή μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων υλικών λόγω έντονης διάβρωσης, πού διευκολύνεται όπου υπάρχει μεγάλη μγ επιφανειακή ροή και υψηλές βροχοπτώσεις. Σημειώσεις Μαθήματος 113

114 Β. Κεντρική 'Ελλάδα Τα προβλήματα είναι ανάλογα με το Δυτικό τμήμα, παρουσιάζουν όμως κατά ζώνες μεγαλύτερη μγ ένταση, λόγω: του έντονου μορφολογικού ανάγλυφου (οροσειρά Πίνδου) και της γεωτεκτονικής εξέλιξης των σχηματισμών πού τη συνθέτουν. Τη μεγαλύτερη βέβαια αστάθεια εμφανίζουν τα ιζήματα της ζώνης Ωλονού Πίνδου, όπου η σύσταση αυτών, οι πολυπτυχωμένες δομές, ηέντονη μορφολογία και η συσσώρευση τάσεων καθιστούν προβληματικές ευρείες περιοχές και δημιουργούν τεράστια προβλήματα στα τεχνικά έργα. Ιδιαίτερα ευπαθείς θεωρούνται οι σχηματισμοί τού φλύσχη και η μεταβατική προς αυτόν σειρά τού Ανωκρητιδικού, τα νεογενή ιζήματα και οι χαλαρές τεταρτογενείς αποθέσεις. Επισημαίνεται επίσης, ότι στη ζώνη αυτή υπάγεται και η μεγάλη τεκτονική τάφρος τού Κορινθιακού, πού βρίσκεται σε γεωδυναμική εξέλιξη και φιλοξενεί πολλές εστίες ισχυρών σεισμών. Σημειώσεις Μαθήματος 114

115 Στη ζώνη αυτή διαπιστώνεται ότι οι μεγαλύτερες σε έκταση κατολισθήσεις στον ελλαδικό χώρο συνδέονται με τις επωθημένες και κατακερματισμένες ασβεστολιθικές μάζες. Βασικά παραδείγματα: Η κατολίσθηση στην περιοχή Τσιβλού Βαλιμής (Β. Πελοπόννησος). Η κατολίσθηση της Παναγοπούλας στην περιοχή Παναγοπούλας - Ψαθόπυργου και στο (ύψος τού Εθνικού δρόμου) και Η απέναντι αυτής (βόρεια ακτή Κορινθιακού) κατολίσθηση της Σεργούλας (δρόμος Ναυπάκτου - Ιτέας) Η κατολίσθηση του Τσιβλού, ορατή ακόμα και στον τοπογραφικό χάρτη 1:50.000, δημιούργησε με τα υλικά που μετακινήθηκαν τη λίμνη Τσιβλού στην περιοχή μεταξύ Βαλιμής Ζαρούχλας. Αυτές οι δυσμενείς επιπτώσεις γίνονται πλέον κρίσιμες σε περίπτωση ανθρώπινης δραστηριότητας με την κατασκευή δρόμων και άλλων έργων καθώς και σε σεισμικό παροξυσμό. Σημειώσεις Μαθήματος 115

116 Η απόδοση στον τοπογραφικό χάρτη 1: της κατολίσθησης ης του Τσιβλού. Η κατολίσθηση του Τσιβλού από απέναντι. Σημειώσεις Μαθήματος 116

117 Φωτογραφίες από την κατολίσθηση στην Παναγοπούλα. Σημειώσεις Μαθήματος 117

118 Φωτογραφία ροής πλευρικών κορημάτων στην Καριά Πατρών. Σημειώσεις Μαθήματος 118

119 Έντονα ήταν τα δευτερογενή αποτελέσματα στις γύρω από τον Κορινθιακό περιοχές, με τους σεισμούς των Αλκυονίδων (1981), αλλά και το μεταγενέστερο του Αιγίου (1995). Σημειώσεις Μαθήματος Φωτογραφίες από το σεισμό του Αιγίου

120 Οι περισσότερες κατολισθήσεις εντοπίζονται στους σχηματισμούς του φλύσχη και τα πλευρικά κορήματα πού παρουσιάζουν μεγάλη ανάπτυξη κατά μήκος των γραμμών επώθησης και εφίππευσης των ασβεστολιθικών κερατολιθικών λεπίων στο φλύσχη. Το ίδιο παρατηρείται και με τους νεογενείς σχηματισμούς, όπου οι αδρομερείς ορίζοντες επίκεινται της λεπτομερούς φάσης (π.χ. παράλια Κορινθιακού στις βόρειες ακτές της Πελοποννήσου. Το γεγονός αυτό προκαλεί τη δημιουργία συνθηκών ασταθούς ισορροπίας στο Εθνικό Οδικό Δίκτυο και καθιστά προβληματική τη λειτουργικότητά του. Φωτογραφίες από κατολισθήσεις στον Πλάτανο Αχαΐας που έπληξαν το οδικό δίκτυο. Σημειώσεις Μαθήματος 120

121 Η κατολίσθηση που κατέστρεψε το μισό τμήμα του οικισμού στο Μικρό Χωριό Ευρυτανίας. Στους βραχώδεις σχηματισμούς παρατηρούνται με πολύ μικρότερη συχνότητα καταπτώσεις - ολισθήσεις βραχωδών μαζών, πλην όμως όπου εκδηλωθούν είναι μεγάλης συνήθως έκτασης με σοβαρά προβλήματα. Σημειώσεις Μαθήματος 121

122 Καταπτώσεις βραχωδών μαζών σε ψαμμίτες των νεογενών (Διακοφτό). Αστοχία σε σχηματισμούς των νεογενών σε τμήμα του δρόμου Διακοφτού Καλαβρύτων. Σημειώσεις Μαθήματος 122

123 Επισημαίνεται εδώ ότι οι επωθημένοι υδροπερατοί σχηματισμοί στα πρακτικώς στεγανά πετρώματα του φλύσχη, τροφοδοτούν και εμποτίζουν αυτά με άφθονο νερό, γεγονός που διευκολύνει την ενεργοποίηση των υλικών με τη δημιουργία κλιμακωτών θραύσεων και ολισθήσεων. Οι ανωτέρω συνθήκες θα πρέπει να λαμβάνονται σαφώς υπόψη στον προγραμματισμό και εκτέλεση των διαφόρων έργων υποδομής. Σχετικά με τα μέτρα προστασίας συνιστάται: η σωστή αποστράγγιση και διευθέτηση των νερών που διατρέχουν τις ετερογενείς επαφές διαφόρων σχηματισμών ή και του ίδιου σχηματισμού, αλλά διαφορετικής φάσης. Σκόπιμο επίσης είναι κατά τη σχεδίαση των διαφόρων οικιστικών μονάδων ή άλλων έργων, να λαμβάνονται υπόψη: οι συνθήκες θεμελίωσης, ηνεοτεκτονική δά διάρρηξη, το υδρογεωλογικό καθεστώς, Σημειώσεις Μαθήματος 123

124 οι πιθανές καταπτώσεις βράχων ή και άλλες ενεργοποιήσεις μαζών σε περίπτωση σεισμού, υψηλών βροχοπτώσεων και μεγάλης περιόδου παγετού. ακόμη στις παράκτιες περιοχές δεν θα πρέπει να αγνοείται η πιθανή καταβύθιση αυτών και μάλιστα σε μεγάλη έκταση. Γ. Ανατολική 'Ελλάδα Οι γεωτεχνικές συνθήκες διαγράφονται οπωσδήποτε πολύ καλύτερες. Το γεγονός ότι καταλαμβάνεται στο μεγαλύτερο τμήμα από συμπαγή και συνεκτικά πετρώματα με μεγάλο πάχος και ομοιόμορφη κατανομή των φυσικομηχανικών χαρακτήρων, προσδίδει μεγαλύτερη ευστάθεια στους σχηματισμούς αυτούς και δημιουργεί μικρότερης εκτάσεως προβλήματα στο νεότερους σχηματισμούς (νεογενή, φλύσχης, τεταρτογενείς αποθέσεις) πού υπέρκεινται. Αναλυτικότερα, στις ζώνες πού συνθέτουν την Ανατολική Ελλάδα, το προαλπικό υπόβαθρο συνίσταται από σχηματισμούς μ του μεταμορφωμένου - ημιμεταμορφωμένου συστήματος που χαρακτηρίζονται από ικανοποιητικές μηχανικές αντοχές. 124 Σημειώσεις Μαθήματος

125 Κατολισθητικές κινήσεις βέβαια παρατηρούνται και εδώ όπως για παράδειγμα στους χαλαρούς σχηματισμούς (νεογενή κυρίως ιζήματα, στο φλύσχη, στις τεταρτογενείς αποθέσεις και σε πολύ μικρότερη συχνότητα στους βραχώδεις σχηματισμούς. Ειδικότερα, πλέον ασταθείς παρουσιάζονται οι ζώνες που καταλαμβάνονται από τα νεογενή, λεπτομερούς κυρίως φάσεως, από σχιστοκερατόλιθους, καθώς και από εναλλαγές αργιλικών σχιστολίθων, κερατολίθων, μαργών και ασβεστολιθικών ενστρώσεων. Οι καταπτώσεις βράχων ευνοούνται ιδιαίτερα σε συμπαγή πετρώματα (μάρμαρα. Σχιστόλιθοι, γρανίτες, κ.α.), ) όπου: το ισχυρό μορφολογικό ανάγλυφο, η έντονηδιάρρηξηαπόαλληλοτεμνόμεναεπίπεδασυνδυάζονται με υποσκαφές η περιοδική δράση των θλιπτικών εφελκυστικών τάσεων, λόγω παγετού, φόρτισης, κ.α., δημιουργούν τοπικά σοβαρά προβλήματα. Σημειώσεις Μαθήματος 125

126 Επίσης ολισθήσεις εδαφών και καταπτώσεις βράχων σημειώνονται στα ηφαιστειακά σκληρά πετρώματα που δημιουργούν απότομα πρανή που είναι ιδιαίτερα επιρρεπή σε αστοχίες, λόγω ανάπτυξης πάνω σε αργιλώδη υλικά ήκαι τους τόφφους αυτών. Καταπτώσεις βραχομαζών από ηφαιστειακά πρανή. Ανάλογα φαινόμενα εκδηλώνονται στην περίπτωση ανάπτυξης σκληρών μεταμορφωμένων πετρωμάτων σε πιο μαλακούς σχηματισμούς, ή εκεί όπου επικρατούν σχιστολιθικοί σχηματισμοί ή εναλλαγές αργιλικών λεπτών ενστρώσεων ή σχιστολίθων και πλέον σκληρών πετρωμάτων (ψαμμίτες, μάρμαρα). Σημειώσεις Μαθήματος 126

127 Τέλος, θραύσεις και ολισθήσεις παρατηρούνται στο μανδύα αποσάθρωσης τωνσχηματισμώντουυποβάθρουκαιτα κορήματα, όταν είναι μεγάλου πάχους και έχουν το αργιλικό στοιχείο, καθώς και στη ζώνη χαλάρωσης αυτών, που είναι σχετικά βαθιά. Αστοχίες σε πρανή με υλικά του μανδύα και κορήματα. Σημειώσεις Μαθήματος 127

128 Με βάση τις συνθήκες αυτές, ιδιαίτερη προσοχή, κατά τη σχεδίαση τεχνικών έργων χρειάζεται: στα απότομα πρανή, στα επίπεδα προσανατολισμού των διαρρήξεων και επιπέδων στρώσεως, στις επιπτώσεις από τις διαβρωτικές και αποσαθρωτικές διεργασίες, στις υποχωρήσεις και ολισθήσεις των χαλαρών υλικών και του μανδύα αποσάθρωσης, στις υδρογεωλογικές συνθήκες. 'Επισημαίνεται δε ότι εάν δεν ληφθούν υπόψη κατά περίπτωση οι δυσμενείς παράγοντες και ο τρόπος αντιμετώπισης αυτών, πριν το έργο εκτελεσθεί ή κατά τα στάδια εκτελέσεως αυτού, τότε οι επιπτώσεις μπορεί να είναι μεγάλες και η αντιμετώπιση των προβλημάτων δύσκολη και δαπανηρή. Ιδιαίτερα τονίζεται ή πρόνοια για τη σχεδίαση των καταλλήλων μέτρων αποστράγγισης. Τέλος, θαπρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη η απόκριση των διαφόρων σχηματισμών και Σημειώσεις Μαθήματος 128

129 οι πιθανές φόρτιση. παραμορφώσεις πρανών σε ενδεχόμενη σεισμική Επιπεδόμορφη ολίσθηση σε υλικά της ζώνης αποσάθρωσης και κερματισμού σχιστολίθων. Σημειώσεις Μαθήματος 129