ΤεχνικάέργακαιΓεωτεχνικήΈρευνα

Transcript

1 ΤεχνικάέργακαιΓεωτεχνικήΈρευνα ΜΓΚ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΕΚΠΟΝΗΣΗΣ ΓΠΣ-ΣΧΟΟΑΠ Εμμ. Στειακάκης, Ηράκλειο,

2 Πραγματοποιώντας ένα τεχνικό έργο δεν αρκεί μόνο να ΕΚΙΜΗΘΕΙ ποια θα είναι η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ του γεωλογικού υποβάθρου θα πρέπει και η αντίδραση αυτή να γίνει ΑΠΟΔΕΚΤΗ και από το έργο Η έρευνα πεδίου λέει στον μελετητή ΤΙ ΘΑ ΣΥΜΒΕΙ όταν το φράγμα κτιστεί και γεμίσει με νερό.και αυτός θα κάνει την ανάλογο σχεδιασμό έτσι ώστε η αντίδραση τουυποβάθρουναείναιαποδεκτή από την κατασκευή (πιθανόν να αλλάξει τύπο ή και τη θέση του φράγματος)

3 Στο πλαίσιο μιας έρευνας πεδίου διερευνώνται 1. ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ ρήγματα, ασυνέχειες. 2. ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ φυσικές ιδιότητες, παραμορφωσιμότητα, αντοχή και μερικές χημικέςόπωςηευδιαλυτότηταστονερό 3. Διερευνώνται οι ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ αυτοί σε σχέση με το ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ της περιοχής κλιματολογικοί παράγοντες (έντονες βροχοπτώσεις- απορροή), γεωλογικοί παράγοντες (παλαιοανάγλυφο) και γεωλογική ιστορία (τεκτονικές τάσεις) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ: Η ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

4 Όμως ΤΟ ΕΡΓΟ..διαφοροποιεί ΤΗΝ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ (αλλαγή υδροφόρου ορίζοντα, αφαίρεση πλευρικής υποστήριξης κ.λ.π.) οπότε θα πρέπει να διερευνηθούν ΚΑΙ οι επιδράσεις του σχεδιαζόμενου ΕΡΓΟΥ στην ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Συμπερασματικά : Με βάση την ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ + τις ΑΛΛΑΓΕΣ ΠΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ Οδηγούμαστε στην ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ

5 Χωρητικότητα : m 3 Προϋπολογιζόμενο κόστος: 2.5 εκατ ( δρχ). Ύψος επιχωμάτων έως και 22 m Εμφάνιση αστοχίας στο επίχωμα ΛΙΜΝΟΔΕΞΑΜΕΝΗ ΧΡΥΣΟΣΚΑΛΙΤΙΣΣΑΣ

6 Ηαρχικήμελέτηπροέβλεπεεπιχώματα ύψους 11 m. Με την αλλαγή της θέσης προέκυψαν επιχώματα έως και 22 m Κατά την διάρκεια της κατασκευής ( ), παρουσιάσθηκε εκτός των ορίων της δεξαμενής αλλά κοντά στον πόδα των πρανών ένα βύθισμα διαμέτρου 10 m και βάθους 9-10 m. Ακολούθησαν γεωφυσικές και γεωτεχνικές έρευνες και μελέτες σχετικά με την έκταση και τις περιοχές εμφάνισης παρόμοιων δομών και προσδιόρισαν την πορεία του έργου μέχρι την ολοκλήρωση του το 2000, οπότε και Επήλθε αστοχία του επιχώματος το οποίο αχρήστευσε την δεξαμενή.

7

8 Καστανέρυθρο ιλυώδες αμμοχαλικώδες υλικό με λατύπες και ασβεστολιθικούς ογκόλιθους κατά θέσεις Λιμνοδεξαμενή Κατά θέσεις εμφανίζεται μικρό ποσοστό αργίλου ή και αμμοϊλύος χωρίς χαλίκια. Το υποκείμενο του σχηματισμού αυτού αποτελούν οι γύψοι του ανώτερου Τριαδικού

9 Λιμνοδεξαμενή Στρωματογραφικά εντοπίζονται στο κατώτερο τμήμα της ενότητας φυλλιτών χαλαζιτών, αμέσως πάνω από τους πλακώδεις ασβεστολίθους. Τα υπερκείμενα του στρώματος της γύψου που εμφανίζονται στην περιοχή αφορούν τεφρούς έως μαύρους κυψελώδεις δολομίτες οι οποίοι προς τα ανατολικά εξελίσσονται σε λατυποπαγείς.

10 Ερμηνεία Κατάρρευση της οροφής ενός υπόγειου εγκοίλου σε μικρό βάθος από την επιφάνεια ή Διάβρωση των χαλαρών πρόσφατων πλευρικών κορημάτων ή των αλλουβίων που καλύπτουν το σχηματισμό στο οποίο αναπτύσσονται τα σπήλαια. Μηχανισμοί ανάπτυξης καρστικών εγκοίλων και κρατήρων Η εσωτερική διάβρωση του υλικού πλήρωσης των εγκοίλων, προχωρεί αργά. Η ανθρώπινη επέμβαση μπορεί να επιτάχυνε την ανάπτυξή της, λόγω και μιας προνομιακής σύγκλισης του δικτύου αποστράγγισης. Επιπλέον, το αυξανόμενο φορτίο που επιβλήθηκε από την κατασκευή του αναχώματος επιτάχυνε πιθανώς την κατάρρευση

11 και η αντίδραση του υποβάθρου δεν έγινε ΑΠΟΔΕΚΤΗ από την κατασκευή

12 ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΟΜΑΛΟΥ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΟΜΑΛΟΥ Τεταρτογενές Σύγχρονες αλλουβιακές αποθέσεις Πλευρικά κορήματα και κώνοι κορημάτων Μάργες, ψαμμίτες, κροκαλοπαγή. Εμφανίζονται στις παρυφές της πόλγης του Ομαλού,πάνω στους καρστικοποιημένους ασβεστόλιθους Ενότητα Τρυπαλίου Ασβεστόλιθοι, Δολομίτες Ομάδα Πλακωδών Ασβεστολίθων Πλακώδεις, κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι ΛΙΜΝΟΔΕΞΑΜΕΝΗ OΜΑΛΟΥ Ασβεστόλιθοι, δολομίτες με παρεμβολές χαλαζιακών ψαμμιτών και αργιλικών σχιστολίθων

13 ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ ΙΑΣΚΟΠΗΣΗ ΣΤΗΝ ΣΤΗΝΠΕΡΙΟΧΗ ΤΟΥ ΤΟΥ ΟΜΑΛΟΥ, ΧΑΝΙΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΔΟΛΙΝΗΣ Βορράς

14 Στο 31 ο χιλιόμετρο της εθνικής οδό Χανίων Κισσάμου, (Νωπήγεια) εμφανίσθηκε κάθιση του οδοστρώματος σε θέση που διέρχεται από επίχωμα ύψους 30 m το οποίο κατασκευάσθηκε χωρίς αποστραγγιστικό υλικό στη βάση του. Η αστοχία απέκοψε τμήμα του οδοστρώματος σε μήκος 60 m, εμφανίσθηκε με την ολοκλήρωση του έργου και εξελίσσεται κάθε χειμερινή περίοδο. ΑΣΤΟΧΙΑ ΕΠΙΧΩΜΑΤΟΣ

15 Εθνική οδός Χανίων Κισσάμου

16

17 Οι γραφιτικοί σχιστόλιθοι με παρεμβολές χαλαζιτών δίνουν γένεση σε πηγή επαφής η οποία την περίοδο κατασκευής του επιχώματος δεν είχε παροχή και δεν αξιολογήθηκε σωστά. Ο εμποτισμός του επιχώματος συμβάλλει στην κινητικότητα η οποία ενεργοποιείται κάθε χειμερινή περίοδο.

18 Στο τέλος της δεκαετίας του 90, το πρόβλημα οδήγησε την μετατόπιση του άξονα του δρόμου, και την κατασκευή αποστραγγιστικού ορύγματος στο εσωτερικό ρείθρο του δρόμου Το φαινόμενο συνεχίζει να εμφανίζεται περιστασιακά επιταχυνόμενο την χειμερινή περίοδο και αντιμετωπίζεται με προσθήκη ασφαλτικού.

19 Στις 21/3/92, εκτεταμέvη και ταχείας εξέλιξης κατoλίσθηση έλαβε χώρα στη θέση "Τρία Νερά" της δημoσίας oδoύ Ρεθύμvoυ-Αγ. Γαλήvης (Χ.Θ ). ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗ ΚΡΥΑΣ ΒΡΥΣΗΣ

20 Οι γεώδεις μάζες πoυ κιvητoπoιήθηκαv απέκoψαv το δρόμο σε μήκoς 135 m και περέσυραv vεόκτιστη oικoδoμή.

21 Πανοραμική άποψη της κατολίσθησης

22 Αποκοπή του δρόμου Ρεθύμνου Αγίας Γαλήνης (Αποψη από Νότια)

23 Πλευρικά κορήματα και αλλούβια Κατολισθαίνουσα μάζα Αργιλούχες "ρευστές" μάζες από φλύσχη Ω-Π Συνεκτικά κροκαλλολατυποπαγή και αδρομερείς αποθέσεις Νεογενές Φλυσχοειδή καλύμματα). (εσωτερικά Φλύσχης Ω-Π

24 Τo κύριo σώμα της κατoλίσθησης βρίσκεται αvάvτι τoυ άξovα τoυ δρόμoυ η κατολισθαίνουσα μα ζα επιφόρτησε τo κύριo σώμα τoυ δρόμoυ καιτo εξαvάγκασε σε δευτερoγεvή θραύση

25 Τα φλυσχoειδή και τoπικά η μαργαική φάση τoυ φλύσχη της Πίvδoυ απoτελoύv υδατoστεγή σχηματισμό και πρoκαλoύv μικρές τoπικές εκφoρτίσεις τoυ κρεμάμεvoυ υδρoφόρoυ oρίζovτα πoυ δημιoυργείται στov τoπoγραφικά υψηλότερα oρίζovτα τωv Νεoγεvώv και κρoκαλoλατυπoπαγώv. Μετά από μια περίoδo έvτovωv βρoχoπτώσεωv o κoρεσμός σε vερό τωv σχηματισμώv τoυ Τεταρτoγεvoύς, τoυ Νεoγεvoύς και μέρoυς τoυ υπoκείμεvoυ εξαλλoιωμέvoυ συστήματoς φλύσχη-φλυσχoειδώv σε συvδυασμό με τηv απότoμη κλίση τoυ πραvoύς, διετάρραξαv τηv κατάσταση ισoρρoπίας.

26 Η υπό εξέταση κατoλίσθηση αφoρά συvδυασμό κάθησης και ρoής εδαφικώv μαζώv oι oπoίες πλευρικά oριoθετήθηκαv από τα φλυσχoειδή και εξαvαγκάσθηκαv σε στρέψη. Τo επίπεδo oλίσθησης πρoσδιoρίζεται στηv διαχωριστική επιφάvεια τωv πλευρικώv κoρημάτωv - αλλoυβίωv - vεoγεvώv με τα φλυσχoειδή και τoπικά με τov φλύσχη της Πίvδoυ. Πιθαvότατα μέρoς τoυ εξαλλoιωμέvoυ συστήματoς τoυ φλύσχη vα συμπεριλαμβάvεται στηv κατoλισθαίvoυσα μάζα

27

28 Ηεκδήλωσηφαιvoμέvωv αστάθειας κατά μήκoς τoυ Εθvικoύ δρόμoυ Ρεθύμvoυ - Αγ.Γαλήvης χρovoλoγείται από κατασκευής τoυ (1981). Τo πρόβλημα στη θέση "Τρία Νερά" πρoσδιoρίζεται χρovικά από πoλύ παλαιότερα όπως υπoδεικvύoυv τα ίχvη παλαιώv κατoλισθητικώv φαιvoμέvωv αvάvτι τoυ σημεριvoύ δρόμoυ.

29

30 Για να αποφευχθούν τέτοια προβλήματα. Προγραμματίζεται μια έρευνα πεδίου. Πόσες γεωτρήσεις θα πρέπει να γίνουν, πού, πόσο βαθιές, τι δείγματα θα ληφθούν ; και γιατί; Τι δοκιμές χρειάζονται και πόσες; Πώς ξέρουμε ότι οι δοκιμές είναι οι σωστές;

31 Οι στόχοι μιας έρευνας πεδίου (site investigation) είναι: 1. να αξιολογήσει τη γενική καταλληλότητα της περιοχής 2. να επιτρέψει έναν επαρκή και οικονομικό σχεδιασμό, συμπεριλαμβανομένων των προσωρινών εργασιών, των τεχνικών βελτίωσης του εδάφους και του ελέγχου των υπόγειων νερών 3. να επιλεγεί η καλύτερη μέθοδος κατασκευής, και να προβλεφθούν οι δυσκολίες και οι καθυστερήσεις που μπορεί να προκύψουν 4. να σχεδιασθούν οι εργασίες αποκατάστασης εάν οποιασδήποτε αστοχία εκδηλωθεί Οι στόχοι μιας έρευνας πεδίου

32 5. να προσδιορίσει πηγές υλικών για χρήση τους στην κατασκευή 6. να επιλέξει περιοχές διάθεσης των άχρηστων υλικών 7. να πραγματοποιήσει ελέγχους ασφάλειας στα φυσικά πρανή, τα φράγματα ή τις παρακείμενες κατασκευές 8. να προσδιορίσει τις αλλαγές που μπορεί να προκύψουν στο έδαφος και τις περιβαλλοντικές συνθήκες, είτε φυσικά, είτε ως αποτέλεσμα των εργασιών και θα επηρεάσουν παρακείμενες κατασκευές ή το περιβάλλον

33 Γενικά μια έρευνα πεδίου προχωρά σταδιακά: Μελέτη γραφείου Αναγνωριστική έρευνα με γεωλογική χαρτογράφηση και δοκιμαστικές εκσκαφές γεωτεχνική έρευνα συμπληρωματικές έρευνες παρατηρήσεις που γίνονται κατά τη διάρκεια της κατασκευής. Αφότου πραγματοποιηθεί η μελέτη γραφείου, και προκύψει ένα αρχικό γεωλογικό μοντέλο, αυτό βελτιώνεται καθώς όλο και περισσότερες πληροφορίες γίνονται διαθέσιμες.

34 Διάταξη και αποστάσεις γεωτρήσεων Ο αριθμός, ο τύπος, η θέση και το βάθος των ερευνών εξαρτώνται από τη φύση και το μέγεθος του έργου, τη διαφοροποίηση των συνθηκών του υπεδάφους στην περιοχή, και από το κόστος της έρευνας, το οποίο σχετίζεται μερικές φορές με το κόστος του έργου. Διάταξη και απόσταση γεωτρήσεων σε μια γεωτεχνική έρευνα

35 Κάποια καθοδήγηση όσον αφορά το βάθος, τη διάταξη και το απόσταση μεταξύ των γεωτρήσεων... Οι αποστάσεις μεταξύ των γεωτρήσεων για τη γεωτεχνική έρευνα θεμελίωσης κατασκευών είναι συχνά μεταξύ 20 m - 40 m

36 Οι γεωτρήσεις πρέπει να φθάσουν όσο κοντά γίνεται στα σχεδιαζόμενα θεμέλια, και αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν το πάχος του σχηματισμού θεμελίωσης δεν είναι ομοιόμορφο. Το βάθος στο οποίο οι γεωτρήσεις πρέπει να φθάσουν ελέγχεται από το βάθος στο οποίο το έδαφος επηρεάζεται από τη φόρτιση των θεμελίων σε σημαντικό βαθμό. Η διάταξη τους στο χώρο εξαρτάται από την ομοιογένεια του σχηματισμού θεμελίωσης

37 Θεμέλια. Εξερευνήστε το έδαφος μέχρι το βάθος στο οποίο θα φορτισθεί σημαντικά.

38 Θεωρείται ότι η αύξηση της τάσης κάτω από το επίπεδο των 1.5B ή 2B από το επίπεδο μιας θεμελίωσης πλάτους Β, δεν θα έχουν δυσμενή συνέπεια στη συμπεριφορά της κατασκευής. Μερικοί θεωρούν ότι μια αύξηση της πίεσης κατά 10% της εφαρμοσμένης πίεσης των θεμελίων σε οποιοδήποτε βάθος θεωρείται ως αποδεκτό όριο σχεδιασμού.

39 Ένα πρόβλημα θεμελίωσης, είναι θέμα παραμόρφωσης ή αντοχής ή και τα δύο; Θα μπορούσαν η επιφανειακή θεμελίωση να ήταν επαρκής ή υπάρχει η πιθανότητα οι πάσσαλοι να είναι η αποτελεσματικότερη λύση; Η γεωτεχνική έρευνα πρέπει να σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη και τις δύο πιθανότητες

40 Γεωτεχνική έρευνα σε αργίλους Κτήριο γραφείων 10 ορόφων στο σχιστοφυή άργιλο Υπάρχουν τουλάχιστον τρεις πιθανές εναλλακτικές λύσεις θεμελίωσης: (α) κοιτόστρωση σε μικρό βάθος, για παράδειγμα 1.5 m (b) κοιτόστρωση σε βάθος που ενσωματώνει τα υπόγεια σε ένα βάθος θεμελίωσης, για παράδειγμα 6 m ή (c ) κοιτόστρωση σε μικρό βάθος με πασσάλους που μεταφέρουν τα φορτία στο μεγαλύτερης αντοχής και λιγότερο συμπιεστό υλικό που βρίσκεται σε μεγαλύτερο βάθος.

41 Ενώ οι ίδιες γεωτεχνικές παράμετροι απαιτούνται για τις τρεις πιθανές εναλλακτικές λύσεις θεμελίωσης, το απαραίτητο βάθος διερεύνησης είναι αρκετά διαφορετικό. Είναι σημαντικό όλες οι πιθανές λύσεις θεμελίωσης να εξεταστούν προσεκτικά πριν αρχίσει μια γεωτεχνική έρευνα.

42 Εάν μια κατασκευή πρόκειται να κατασκευασθεί σε βραχώδη σχηματισμό, πρέπει να επιβεβαιωθεί ότι πρόκειται περί του βραχώδους υποβάθρου και όχι περί ενός μεμονωμένου ογκόλιθου. Μια σωστή πρακτική είναι να επεκταθούν μερικές γεωτρήσεις 3 μ σε6 μ στοβράχογια να ελεγχθεί το βάθος της αποσάθρωσης και η ύπαρξη ή όχι ενός ογκόλιθου. Διάταξη και απόσταση γεωτρήσεων

43

44 Πραγματοποιήθηκε γεωτεχνική έρευνα που περιελάμβανε 50 περιστροφικές γεωτρήσεις πλήρους δειγματοληψίας, βάθους 12 m. Διαπιστώθηκαν 1-2 έγκοιλα ανά γεώτρηση, σε βάθος 3-5 m από την επιφάνεια και το κενό (άνοιγμα) που διαπιστώθηκε ήταν <0.3 m. ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ ΣΕ ΒΡΑΧΩΔΕΣ ΥΠΟΒΑΘΡΟ

45 Απότηγεωτεχνικήέρευναπροέκυψεότι Το 42% του μήκους των γεωτρήσεων χαρακτηρίζεται από % πυρηνοληψία. Από την αξιολόγηση των πυρήνων διαπιστώθηκε ότι το 55% των δειγμάτων έχει RQD = 0-30% 40% των δειγμάτων RQD = 30-70% 5% των δειγμάτων RQD >70% Διαπιστώθηκαν 1-2 έγκοιλα ανά γεώτρηση, σε βάθος 3-5 m από την επιφάνεια με άνοιγμα <0.3 m. Διακρίθηκαν δύο ομάδες ασυνεχειών, με κυρίαρχη διεύθυνση την οριζόντια. Η πρώτη ομάδα διακρίνεται από μέση απόσταση (μεταξύ των ασυνεχειών) m και η δεύτερη από μέση απόσταση 0,05-0,30 m. Οι ασυνέχειες έχουν κυματοειδή μορφή και χαρακτηρίζονται από μικρού βαθμού τραχύτητα, άνοιγμα <1 mm και μαλακές επιφάνειες. Δεν διαπιστώθηκε υδροφόρος ορίζοντας. Η αντοχή του άρρηκτου βράχου βρέθηκε 10 ΜPa.

46 Μέσο RQD= 33%=>RMR=8. Η βραχόμαζα Ταξινομείται και προκύπτει RMR =45

47 με βάση το κριτήριο Hoek & Brown (1988), εκτιμώνται οι παραμέτροι m, s που προσδιορίζουν την περιβάλλουσα θραύσης

48 και με βάση τι κατάλληλες εξισώσεις από τη βιβλιογραφία προσδιορίζεται η επιτρεπόμενη τάση q a ' C1 m σu(r) 3 s σ F 2 u(r) 1/ m σ qs s 1/ u(r) u(r) qs ' 3 σ ' 3 qs=επιφόρτιση λόγω επίχωσης θεμελίου (για 1 m επίχωση και γ=18kn/m3, qs=1.8mpa για τετραγωνικό θεμέλιο C 1 =1 F=3 σ 3 =1.97 kg/cm 2 Επιτρεπόμενη τάση q a =2.9 kg/cm 2

49

50 Συμπεράσματα Η έρευνα πεδίου πρέπει να είναι ένα αναπόσπαστο τμήμα κάθε κατασκευής. και πρέπει να περιλαμβάνει τη φάση της μελέτης γραφείου, την αναγνωριστική έρευνα με γεωλογική χαρτογράφηση και δοκιμαστικές εκσκαφές, και την κυρίως γεωτεχνική έρευνα που πραγματοποιείται ως επι το πλείστον με ερευνητικές γεωτρήσεις και εργαστηριακές δοκιμές εδάφους και βράχου.

51 Κλειδιά για την επίτευξη των στόχων της έρευνας και την επιτυχή διαχείριση των αναπόφευκτων αβεβαιοτήτων που θα προκύψουν, είναι η γεωτεχνική γνώση και εμπειρία. Η ελλιπής έρευνα και πολλές φορές οι απλουστευμένες προσεγγίσεις που μπορεί να υιοθετηθούν, πιθανόν να οδηγήσουν σε αντι- οικονομικές λύσεις ή και αστοχίες. διακυβεύοντας όχι μόνο τη οικονομική βιωσιμότητα, αλλά καιτηφυσικήευστάθειατουέργου, είτε κατά τη διάρκεια της κατασκευής είτε κατά τη διάρκεια της χρήσης του.

52 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ