Spis treści

1. GEOTECHNICZNA OCENA STANU ISTNIEJĄCEGO WAŁU I PODŁOŻA....................4

2. DANE HYDROLOGICZNE – PRZEPŁYWY CHARAKTERYSTYCZNE..........................7

3. ROZWIĄZANIA PROJEKTOWE......................................................................................8

3.1. O

GÓLNE

ZAŁOŻENIA

PROJEKTOWE

........................................................................................8

3.2. P

ROFIL

PODŁUŻNY

............................................................................................................9

3.3. P

RZEKRÓJ

POPRZECZNY

.....................................................................................................9

3.4. Z

ABEZPIECZENIE

PRZECIWFILTRACYJNE

-

USZCZELNIENIE

WAŁU

...................................................10

3.4.1. Ocena wielkości filtracji wody przez korpus i podłoże wału................................10
3.4.2. Stabilizacja mechaniczna wału...........................................................................14
3.4.3. Uszczelnienie korpusu –ekran ..........................................................................15
3.4.4. Przesłona pionowa.............................................................................................17

3.5. Ł

AWA

PRZYWAŁOWA

W

KM

11+900 - 13+300....................................................................18

3.6. R

EMONT

NAWIERZCHNI

ISTNIEJĄCYCH

RAMP

WAŁOWYCH

...........................................................18

3.7. S

CHODY

WAŁOWE

W

KM

13+602,

ORAZ

14+533................................................................19

3.8. Z

ABEZPIECZENIE

ZAWALA

PRZED

SUFOZJĄ

GRUNTÓW

W

KM

12+344

DO

13+284........................19

3.9. D

ROGI

W

MIĘDZYWALU

....................................................................................................19

3.10. Z

ABEZPIECZENIE

DROGI

WOJEWÓDZKIEJ

O

POKA

- Z

ABEŁCZE

..................................................19

3.11. R

OBOTY

DODATKOWE

...................................................................................................20

3.11.1. Zabezpieczenie starorzecza rzeki Sanny..........................................................20
3.11.2. Odmulenie i oczyszczenie rowów i przepustów................................................20
3.11.3. Wykaszanie traw..............................................................................................20
3.11.4. Wycinka drzew i wykarczowanie pni.................................................................20
3.11.5. Ambona widokowa w km 13+310.....................................................................20
3.11.6. Naprawa dróg dojazdowych.............................................................................21
3.11.7. Drogi technologiczne........................................................................................21
3.11.8. Plac budowy.....................................................................................................21

SPIS RYSUNKÓW.............................................................................................................22

3

1. Geotechniczna ocena stanu istniejącego wału i podłoża

Dla inwestycji ustalono drugą kategorię geotechniczną

W podziale geomorfologicznym Polski obszar badań znajduje się na terenie skrajnej

części Kotliny Sandomierskiej, a konkretnie na terenie Niziny Nadwiślańskiej, w widłach Wisły i jej
prawego dopływu –Sanny, za rzeka Sanną rozpoczyna się obszar Wyżyny Lubelskiej . Duża
zmienność przebiegu koryt rzek Wisły i Sanny pozostawiła na całym tym obszarze sieć starorzeczy i
ciągów erozyjnych oraz obszarów bagiennych. Rzędne terenu są mało zróżnicowane i wahają się w
granicach 136 - 138 mnpm.
Teren wykonanych prac znajduje się w obrębie tarasu niskiego rzeki.

Na terenie całej Kotliny Sandomierskiej utwory czwartorzędowe podścielone są

trzeciorzędowymi iłami krakowieckimi (sarmat) zalegającymi nieraz do dużej głębokości. Omawiany
teren leży jednak na samym skraju Kotliny Sandomierskiej, geologicznie zaliczyć by go należało do
Wyżyny Lubelskiej ponieważ stwierdzonym podczas wykonywania opisywanych prac geologicznych
podłożem czwartorzędu są kredowe wapienie piaszczyste i opoki wapniste ( turon). Spąg utworów
czwartorzędowych wykazuje dość duże deniwelacje – są to ciągi erozyjne równoległe zazwyczaj do
aktualnego koryta Wisły. Strop wapieni zalega na głębokości 18 – 13 m ppt, generalnie wznosząc
się ku północy. Górna część wapieni i opok jest bardzo silnie zwietrzała. Bezpośrednio na starszym
podłożu spoczywa seria plejstoceńskich, rzeczno - lodowcowych żwirów, pospółek i piasków o
miąższości 12 - 15 m, która z kolei przykryta jest holoceńskimi utworami piaszczysto – pylasto –
gliniastymi oraz gruntami organicznymi ( namułami gliniastymi) o miąższości 0,3 – 6 m.

Przeprowadzone wiercenia badawcze potwierdzają opisaną powyżej budowę geologiczną.

Seria plejstoceńskich, rzeczno - lodowcowych osadów rozpoczyna się na głębokości 0,3 do 6,2 m
ppt na ogół warstwą drobnoziarnistych piasków, przechodzących płynnie wraz z głębokością w
piaski średnie, a następnie w piaski średnie z domieszką słabo obtoczonego wapiennego żwiru.
Bezpośrednio na zwietrzelinie wapnistej występuje czasem warstwa żwiru. Piaski przykryte są
holoceńskimi utworami piaszczysto– pylasto - gliniastymi o miąższości 0,3 – 6,2 m.

W świetle przedstawionej powyżej budowy geologicznej stwierdza się, że na

omawianym terenie, w obrębie czwartorzędu, występuje jedna warstwa wodonośna zbudowana z
piasków różnej granulacji, pospółek i żwirów. Zwierciadło wód gruntowych ma charakter swobodny
lub lekko napięty przez nadległe utwory gliniaste i kształtowało się w okresie wykonywania prac
wiertniczych się na głębokości ok. 1,5 – 2,4 m ppt tj. na rzędnej ok. 134,5 – 137,8 m npm w
zależności od usytuowania morfologicznego. Miąższość warstwy wodonośnej została stwierdzona
jednoznacznie trzema głębszymi otworami i wynosi od 11,8m do 15,2m .Przepuszczalność
utworów piaszczysto - żwirowych jest średnia i duża. Współczynniki filtracji obliczone dla
przewierconej części warstwy wodonośnej na podstawie krzywych przesiewu tzw wzorem
amerykańskim wynoszą od 1,1 x 10

-5

do 1,1 x 10

-3

m/s, średnio 3,1 x 10

-4

m/s tj ok. 26,7 m/ dobę.

Trzeba zauważyć, że współczynniki filtracji rosną wraz z głębokością zgodnie z zmianą granulacji
utworów piaszczystych. W czasie wykonywania wierceń spływ wód podziemnych odbywał się w
kierunku rzeki Wisły – rzeka miała charakter drenujący.

Podczas prac wykonanych w 2003 r parametry podstawowe próbek gruntów budujących

obwałowanie i jego podłoże oraz parametry konieczne do ustalenia przydatności rezerw ziemnych
do zabudowy w wale wykonane metodą bezpośrednią w laboratorium (metoda A). Pozostałe
parametry odczytano z wykresów korelacyjnych (metoda B) wg normy PN-81/B-3020.
Współczynniki filtracji warstwy wodonośnej określono na podstawie przesiewów tzw wzorem
„amerykańskim”.

Stan zagęszczenia gruntów określono na podstawie interpretacji wyników sondowań sondą

dynamiczną lekką. Wyniki sondowania sondą dynamiczną lekką pozwalają na określenie stopnia
zagęszczenia I

D

w zasadzie dla gruntów sypkich.

4

Interpretacja sondy wbijanej lekkiej dla gruntów sypkich jest następująca:

< 5 uderzeń / 10 cm wpędu sondy

- stan luźny I

D

< 0,33

6 - 22 „ „ „ - stan średnio zagęszczony I

D

= 0,33- 0,67

23 - 50 „ „ „ - stan zagęszczony I

D

= 0,67 – 0,80

>50 „ „ „ - stan bardzo zagęszczony I

D

> 0,80

Dla gruntów spoistych interpretacja wyników sondowania pozwala jedynie na jakościową

ocenę stanu tych gruntów. Na podstawie wieloletnich doświadczeń, z dużą dozą
prawdopodobieństwa, przyjąć można dla gruntów spoistych następujące przybliżenie:

< 5 uderzenia/ 10 cm wpędu sondy - stan płynny lub miękkoplastyczny
6 - 10 „ „ „ - stan plastyczny
11 - 18 „ „ „ - stan twardoplastyczny
> 18 „ „ „ - stan półzwarty

W przypadku gdy interpretacja powyższa wskazuje na dużo większy stopień

plastyczności badanych warstw niż stwierdzona makroskopowo lub laboratoryjnie należy
domniemywać ich słabego zagęszczenia ( wynik sufozji, wymyć gruntu, istnienia dziur gryzoni lub
innych)

Obwałowanie Wisły na badanym odcinku zbudowane jest zasadniczo z gruntów

spoistych: pyłów, glin pylastych, glin piaszczystych i glin oraz gruntów sypkich: piasków drobnych i
pylastych. Ponieważ są to grunty nasypowe trudno dopatrzyć się jakiejkolwiek ciągłości
występowania warstw litologicznych. Z tego powodu nie wydzielono poszczególnych wykształceń
litologicznych. Cały wał podzielono na warstwy geotechniczne jedynie ze względu na wykształcenie
oraz konsystencję występujących w nich gruntów.

Do opisu warstw przyjęto wartości średnie:

•

Warstwa A - grunty spoiste zwarte i półzwarte – I

L

śr. - 0,5, c

u

> 30 kPa, 

u

> 18

o

.

Występuje praktyczne na prawie całej długości wału, tworząc przeważnie warstwę górną o
miąższości ok. 2 do2,9 m. Jedynie w otworach 4G i 8G jej nie stwierdzono.

•

Warstwa B - grunty spoiste twardoplastyczne –. I

L

śr = 0,12, c

u

śr = 20 kPa, 

u

śr = 16

O

Występują jako dolna część nasypu na odcinku 1G – 3G oraz w otw. 5G

•

Warstwa C – grunty niespoiste – I

D

śr = 0,38, k śr = 1,29 x 10

-5

. Są to piaski drobne i pylaste

występujące w całym profilu otworów 4G i 8G oraz jako warstwa dolna wału na odcinku 5G-7G

Wyniki badań sondą dynamiczną lekką korpusu wału wykazują na zły stan jego zagęszczenia.
Grunty niespoiste są w stanie luźnym lub w dolnych strefach stanu średniozagęszczonego
( przeważnie do 10 uderzeń/ 10 cm wpędu sondy SL). Ilość „dziur” w gruntach spoistych ( tj miejsc
w których sonda zagłębiała się szybko ( do 10 uderzeń / 10 cm wpędu)) jest spora.

Zastrzeżenia budzić może również bardzo zmienna jego budowa. Grunty spoiste

przewarstwione są gruntami niespoistymi. W chwilach podwyższonych stanów wód ich szybkie
rozmakanie jest wielce prawdopodobne. Przesączanie się wód powodziowych przez grunty
niespoiste może wywołać sufozję cząstek jak również namakanie gruntów spoistych, a co za tym
idzie niekorzystną zmianę ich konsystencji.

5

Przypowierzchniowa warstwa podłoża wału ( mady) charakteryzuje się dużą zmiennością
litologiczną. Uznano, że dla potrzeb projektowych wydzielanie bardzo dużej ilości warstw
geotechnicznych jest zbędne. Z tego powodu nie wydzielono poszczególnych wykształceń
litologicznych. Cały kompleks gruntów podzielono na warstwy geotechniczne jedynie ze względu
na konsystencję oraz stopień zagęszczenia. Z uwagi na uziarnienie oraz stan gruntów wydzielono
następujące warstwy geotechniczne charakteryzujące się następującymi średnimi parametrami:

•

czwartorzędowe grunty spoiste

I

- grunty półzwarte I

L

śr = 0, c

u

śr = 30 kPa, c

u

śr.= 18

O

II - grunty twardoplastyczne I

L

śr. = 0,17, c

u

śr. = 17,5 kPa,

c

u

śr. = 15

o

III

- grunty plastyczne i miękkoplastyczne I

L

śr. = 0,48,

c

u

śr. = 9,4 kPa, c

u

śr = 10

O

-

czwartorzędowe grunty niespoiste

IV

- piaski drobne i średnie, średnio zagęszczone I

D

śr = 0,35.

k śr = 3,1 x 10

-4

.

Czwartorzędowe grunty spoiste występują bezpośrednio pod korpusem obwałowań

na prawie całym omawianym odcinku, brak ich jedynie w otworze 4G ( w otworze tym grunty
spoiste zalegają dopiero od głębokości ok. 3 m poniżej stopy wału pod nadległą warstwą gruntów
sypkich). Są one bardzo podobne do gruntów nasypowych. Praktycznie wyznaczenia granicy
pomiędzy obwałowaniem a jego podłożem dokonano na przekrojach poprzecznych na podstawie
morfologii terenu. Miąższość mad jak również ich wykształcenie litologiczne są różne. Z analizy
przekrojów poprzecznych wynika, że ich miąższość wynosi od 1 m do >5 m . Są to głównie gliny
pylaste i piaszczyste, gliny i pyły. Konsystencja utworów bezpośrednio podścielających obwałowanie
w większości przypadków jest twardoplastyczna, jedynie w otw 3G – plastyczna. Z głębokością stan
gruntów spoistych zmienia się na plastyczny a sporadycznie w miękkoplastyczny. W międzywalu
miąższość przypowierzchniowej warstwy gruntów spoistych jest bardzo zmienna i wynosi od 0,3m
do 6,2m. Stan plastyczności mad w międzywalu jest przeważnie półzwarty lub twardoplastyczny w
części przypowierzchniowej. W miejscach o dużej miąższości wraz z głębokością stopień
plastyczności rośnie. Jest wielce prawdopodobne iż stan ten zmienia się zależnie od warunków
atmosferycznych i wysokości wód gruntowych.

Czwartorzędowe grunty niespoiste występują we wszystkich otworach wykonanych z

korony wału oraz u jego stopy odwodnej pod warstwą pylasto – gliniastych mad. Są to piaski
drobnoziarniste i pylaste, przechodzące wraz z głębokością w średnioziarniste a nawet
średnioziarniste z domieszką żwiru. Są przeważnie luźne lub średniozagęszczone. Ich miąższości
waha się w granicach od 11,4 m do 15,2 m . Na podstawie krzywych przesiewu pobranych podczas
wiercenia próbek piasków obliczono ich współczynniki filtracji. Wynoszą one od 5,19 x 10

-5

do 1,1 x

10

-3

m/s, średnio 3,1 x 10

-4

m/s tj ok. 26,7 m/ dobę

Korpus wału zbudowany jest z kompozycji gruntów gliniasto–pylastych oraz piaszczystych. Grunty
tych frakcji o właściwej konsystencji, przy posadowieniu korpusu wału na stabilnym i
nieprzepuszczalnym podłożu powinny być praktycznie wodonieprzepuszczalne dla przeciętnej
długości okresów powodziowych. Jednak w omawianym przypadku w warunkach długotrwałego
wysokiego stanu wód powodziowych, z powodu zmienności gruntów nasypowych możliwe jest
przesączanie się wody w warstwach piaszczystych powodujące sufozję oraz rozmakanie gruntów
spoistych. Wystąpienie takiego zjawiska jest wysoce niebezpieczne. Przesiąkanie przez wał poprzez
wyrobienie dróg filtracji spowodować może dalszą destrukcję szkieletu gruntowego poprzez
wymywanie drobnej frakcji. Może to doprowadzić nawet do procesów osuwiskowych. Jest sprawą
bardzo ważna przeciwdziałanie tego typu zjawiskom.
Osobnym zagadnieniem jest przedostawanie się wód powodziowych na zawale pod korpusem wału.
Natężenie przesiąków zaznacza się na odcinkach na których przypowierzchniowa warstwa gliniasto
– pylasta jest cienka lub gdzie występuje jej całkowity brak. Przy dobrej przepuszczalności warstwy

6

piaszczysto – żwirowej, przy wysokich stanach wód powierzchniowych umożliwia to przepływ
wody pod korpusem wału i podtopień na zawalu. Bez wykonania przesłony przeciwfiltracyjnej
proces migracji wody pod korpusem obwałowania może prowadzić do dalszego niszczenia szkieletu
gruntowego warstwy pylasto - gliniastej i co za tym idzie do osiadań, pęknięć i osuwisk wału.

2. Dane hydrologiczne – przepływy charakterystyczne

Trasa rozbudowy wału w całości pokrywa się z trasą istniejącą wału.

Odcinek projektowanej rozbudowy wału łączy się:

•

w km 11+900 z już zmodernizowanym odcinkiem wału biegnącym dalej w górę rzeki Wisły, aż do
ujścia rzeki San, którego projekt opracowało Biuro BIPROMEL w Warszawie,

•

w km 15+160 z już zmodernizowanym odcinkiem wału cofkowego rzeki Sanny, którego projekt
opracowało Biuro BIPROMEL w Warszawie.

Ponieważ na obu końcach projektowanego odcinka wału następuje dowiązanie do wcześniej

zaprojektowanych i zrealizowanych odcinków wału na które zostało wydane Pozwolenie na
Budowę, projektowana rzędna korony wału ściśle związana jest z rzędnymi korony wału na obu
wcześniejszych odcinkach i tak

•

w km 11+900 posiada wartość 142.20m npm

•

w km 15+160 posiada wartość 141.00m npm

Do niwelety łączącej powyższe punkty będzie wyrównana wysokościowo cała korona wału

Ponieważ oba wzmiankowane powyżej projekty oparły się na wyliczeniach rzędnej zwierciadła wody
zawartej w Koncepcji programowo przestrzennej modernizacji obwałowania rz. Wisły i obwałowania
wstecznego rz. Sanny dla przedsięwzięcia inwestycyjnego Janiszów - Opoka Duża - Borów - autor
Zespół Usług Technicznych NOT Lublin, w niniejszym projekcie również oparto się na tych samych
wyliczeniach i tak:

•

wodowskaz Sandomierz

rzędna zw.w.1% wynosi 146.95mnpm

•

wodowskaz Zawichost

rzędna zw.w.1% wynosi 141.73mnpm

•

wodowskaz Annopol

rzędna zw.w.1% wynosi 138.59mnpm

Dla określonej dla rz. Wisły II klasy wałów przewyższenie korony na zw.w. 1% powinno
wynosić 1.0m
Z interpolacji zawartej w Koncepcji programowo przestrzennej modernizacji obwałowania rz. Wisły
i obwałowania wstecznego rz. Sanny dla przedsięwzięcia inwestycyjnego Janiszów - Opoka Duża -
Borów - autor Zespół Usług Technicznych NOT Lublin, otrzymano :

•

km 8+080 (0+000) rzędna zw.w. Q

1%

wynosi 141.97mnpm

•

km 15+160 (7+080) rzędna zw.w. Q

1%

wynosi 140.06mnpm

Stąd rzędna korony wału wynosi:

•

km 8+080 (0+000) - 142.97mnpm

•

km 15+160 (7+080) - 141.06mnpm

7

3. Rozwiązania projektowe

3.1. Ogólne założenia projektowe

Modernizowany odcinek wału parametrem rzędnej korony wału nawiązuje do poprzednio
zaprojektowanej i w części już wykonanej modernizacji odcinka w km 8+080 ( 0+000 ) do
11+900 ( 3+820 ), oraz wału cofkowego rzeki Sanny w km 15+160 (7+080 )
Modernizacja – zgodnie ze zleceniem – obejmuje zabezpieczenie przeciwfiltracyjne wału, ponieważ
głównym zagrożeniem dla wału w czasie powodzi były przesięki wody przez korpus i podłoże
wału. Wysokość wału była wystarczająca i nie występowało niebezpieczeństwo przelania się wód
powodziowych przez koronę wału. W związku z powyższym niweletę korony wału nawiązano do
rzędnych :
- styku odcinka zmodernizowanego i nowo modernizowanego
- maksymalnych punktowych wysokości wału istniejącego

Projekty już zmodernizowanych odcinków wału zostały udostępnione Projektantowi przez
Wojewódzki Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych w Lublinie

Przewidziano następujące działania ograniczające infiltrację przez korpus i podłożu wału:

•

uszczelnienie korpusu i podłoża wału

•

budowę ławy przywałowej od strony odpowietrznej w km 11+900 do 13+300, wraz z ciągiem
komunikacyjnym

•

remont nawierzchni istniejących ramp wałowych w km 12+030, 12+300, 13+160, 14+130

•

budowę dwóch ciągów schodów wałowych w km 13+602 oraz 14+533

•

zabezpieczenie zawala przed sufozją gruntów w km 12+344 do 13+000

•

utwardzenie nawierzchni istniejącej w stopie odwodnej wału w km 11+900 do 13+300, drogi
gruntowej

•

przesunięcie istniejącej w stopie odwodnej wału w km 13+300 do 15+160 , drogi gruntowej w
nawiązaniu do granicy nowej skarpy odwodnej wału

•

wycięcie rosnących w bezpośrednim sąsiedztwie wału drzew

•

odmulenie i oczyszczenie rowów melioracyjnych i przepustów drogowych odprowadzających
wodę z zawala.

W celu odprowadzenia wód opadowych z korony wału zaprojektowano nachylenie jej w kierunku

międzywala ze spadkiem 0.03.

W celu odprowadzenia wód opadowych z korony ławy zaprojektowano nachylenie jej w kierunku

zawala ze spadkiem 0.03.

W celu uszczelnienia korpusu wału zaprojektowano na jego skarpie odwodnej wykonanie ekranu z
geomembrany PVC dwustronnie uszorstkowionej gr2,5mm.
Geomembrana będzie zakotwiona w koronie wału i z nachyleniem 1:2 poprowadzona w skarpie
odwodnej aż do przesłony podłoża wału. W celu jej ochrony przed działaniem warunków
atmosferycznych projektuje się na niej ziemną warstwę dociążającą o grubości minimum 1.0m.

W celu ograniczenia infiltracji w podłożu wału zaprojektowano przesłonę pionową o gr.30cm, z
zawiesiny cementowo-bentonitowej.
Wykonanie przesłony polega na wykonaniu wykopu wąskoprzestrzennego o szerokości 30cm,
stabilizowanego bezpośrednio mieszanką cementowo-bentonitową. Mieszanka twardniejąc
powoduje powstanie ekranu wodoszczelnego.

8

Uszczelnienie podłoża można również wykonać jako przesłonę pionową, hydroizolacyjną, w
technologii DSM ( wgłębne mieszanie gruntu ).

W km 12+344 do 13+000 zaprojektowano na zawalu przesłonę poziomą mającą za zadanie jego
ochronę przed procesami sufozyjnymi.
Na tym odcinku wału wierzchnia warstwa spoista gruntów posiada miąższość od 30 do 50cm.
Taka grubość gruntów spoistych jest zbyt mała by ich ciężar mógł zrównoważyć ciśnienie wód
gruntowych wywołanych falą powodziową. Dlatego też w roku 2001 w czasie powodzi na tym
odcinku wału dochodziło do przebicia hydraulicznego na zawalu, co groziło rozmyciem podłoża
wału, a w konsekwencji jego obsunięciem.
Dla uniknięcia w przyszłości tego niebezpieczeństwa zaprojektowano na tym odcinku zawala
poziomą przesłonę o szerokości 30m od stopy ławy .
Przesłona składa się licząc od góry:

•

warstwa humusu gr 5cm

•

warstwa ziemi gr. 25cm

•

narzut kamienny gr.50cm z wypełnieniem piaskiem

•

geowłóknina filtracyjna g=400

Tak zaprojektowana przesłona skutecznie ograniczy sufozję gruntów spoistych podłoża,
jednocześnie umożliwiając filtrację wód gruntowych, które zostaną odprowadzone z zawala rowami
melioracyjnymi. Przewiduje się odczyszczenie zarówno samych przepustów jak i rowów.

3.2. Profil podłużny

W profilu podłużnym korona wału została wyrównana do rzędnych zgodnie z warunkami podanymi
w pkt.3.1
W km 11+900 nawiązano do projektowanych rzędnych korony wału odcinka powyżej, zgodnie z
dokumentacją BIPROMEL – Warszawa.
Wyrównanie korony nastąpi poprzez uzupełnienie ubytków ziemnych.
W km 15+160 wał kończy się na rampie wałowej drogi wojewódzkiej Opoka - Zabełcze

3.3. Przekrój poprzeczny

Rozbudowa przekroju poprzecznego wału wynika z:
- wyrównania rzędnej korony w profilu podłużnym
- odtworzenia właściwych parametrów szerokości korony i nachylenia skarp wału
Projektuje się:

•

poszerzenie korony wału do 3.0m

•

zwiększenie stateczności skarpy odwodnej poprzez nadanie jej nachylenie 1:2.5

•

poszerzenie stopy wału

•

w km 11+900 13+000 wybudowanie ławy przywałowej o szerokości w koronie 4.0m i nachyleniu
skarpy 1:2

•

zaprojektowanie nachylenia skarpy odpowietrznej 1:2

W celu odprowadzenia wód opadowych z korony wału zaprojektowano nachylenie jej w kierunku

międzywala ze spadkiem 0.03.

W celu odprowadzenia wód opadowych z korony ławy zaprojektowano nachylenie jej w kierunku

zawala ze spadkiem 0.03.

Wysokość wału waha się w zależności od poziomu terenu zawala i międzywala.
W celu zbilansowania robót ziemnych założono ( na podstawie badań geotechnicznych ) że po

9

zagęszczeniu korpusu wału, wał osiądzie 80cm.

3.4. Zabezpieczenie przeciwfiltracyjne - uszczelnienie wału

Głównym zadaniem opracowywanego projektu jest zabezpieczenie przeciwfiltracyjne zarówno
korpusu wału, jak i jego podłoża. Powodzie w latach minionych, a zwłaszcza ostatnia powódź w
roku 2001 wykazała, że głównym zagrożeniem dla trwałości wałów jest infiltracja wody w obrębie
korpusu wału i jego podłoża.
Zabezpieczenie przeciwfiltracyjne zaprojektowano w aktualnie stosowanym standardzie rozwiązań
technicznych tj. korpus wału uszczelnia się poprzez wykonanie na skarpie odwodnej ekranu z folii
PVC dwustronnie uszorstkowionej gr 2.5mm, natomiast ograniczenie infiltracji w podłożu poprzez
wykonanie pionowej przesłony hydroizolacyjnej w technologii DSM.

3.4.1. Ocena wielkości filtracji wody przez korpus i podłoże wału

Celem opracowania była ocena zagrożeń wynikających z filtracji wody przez projektowany wał

przeciwpowodziowy w okresie stanów powodziowych na Wiśle. Rozpatrywany był odcinek wału
prawobrzeżnego od km 11+900 do km 15+160 tj. w przybliżeniu od km 295 do 291 Wisły
osłaniający dolinę rzeki na południe od Annopola w pobliżu ujścia Sanny. Wał ten zbudowany jest z
gruntów gliniasto-pylastych i posadowiony na podłożu piaszczystym. W jego konstrukcji
przewidziano ekran uszczelniający korpus położony na głębokości 1.0 m pod powierzchnią skarpy
odwodnej oraz przesłonę zapuszczoną ze stopy skarpy odwodnej do głębokości nie przekraczającej
6 m od powierzchni terenu, połączoną konstrukcyjnie z ekranem.

Do zagrożeń dla konstrukcji wału zaliczono:

•

wielkość wysięków na zawalu,

•

duże prędkości filtracji w obszarze samowypływu i w okolicy stopy przesłony mogące
spowodować sufozję gruntu,

•

wysokie ciśnienia spływowe powodujące wypór gruntu i obciążające konstrukcję wału oraz
podłoże gruntowe na jego przedpolu odpowietrznym.

Obliczenia prędkości, przepływu i ciśnień wód gruntowych oparto na rozwiązaniach

uzyskanych na nieciągłym modelu numerycznym.

Metodyka zastosowana w opracowaniu

Obliczenia zostały przeprowadzone dla dwóch projektowanych przekrojów wału uznanych za

typowe. Pierwszy z nich – przekrój nr 13 (rys. 1) zlokalizowany został w km 14+260 wału, to jest w
pobliżu 293 km biegu Wisły. Projektowana rzędna jego korony wynosi 141,2 m npm przy poziomie
piętrzenia wody wynoszącym 140,9 m. Korpus starego wału i części przebudowanej skonstruowany
został z glin piaszczystych, pylastych i drobnych piasków sięgających od rzędnej 135 w osi wału, do
133,2 m npm w międzywalu. Poniżej zalegają piaski średnioziarniste i żwiry fluwioglacjalne, których
spągi, osiągnięte w trakcie wierceń rozpoznawczych w sąsiednich przekrojach, ustalono na
podstawie interpolacji na rzędnych odpowiednio 125,2 oraz 119,1 m npm.

Drugi przekrój – nr 41 (rys. 10) znajduje się w km 12+290 wału, czyli w okolicy 291 km

Wisły. Projektowana rzędna jego korony wynosi 142,2 m npm przy poziomie piętrzenia wody
wynoszącym 141,9 m. Korpus wału, podobnie jak w poprzednim przekroju, zbudowany jest z
gruntów gliniastych, pylastych i drobnych piasków sięgających odpowiednio do rzędnych od 137,2
do 137,4 m npm. Spąg piasków i żwirów, w oparciu o pomiary w sąsiednich przekrojach, ustalono
na rzędnych odpowiednio 130 oraz 120,5 m npm.

Przed rozpoczęciem obliczeń modelowych przeprowadzona została schematyzacja warstwy

wodonośnej i warunków jej zasilania. Ze względu na brak szczegółowych danych przyjęto, że spąg
warstwy piaszczystej i żwirowej przebiega poziomo, choć przypuszczalnie podnosi się w kierunku

10

krawędzi doliny. Natomiast co do spągu warstwy gliniasto-pylastej założono niższą rzędną na terenie
międzywala, wyższą na terenie zawala, z liniowym przejściem między tymi punktami. Dało to dla
przekroju 13 miąższość nadkładu od 1,4 do 4,3 m, warstwy piaszczystej od 8 do 10,4 m i warstwy
żwirowej 6,1 m. Dla przekroju 41 miąższości te wynoszą odpowiednio od 0,3 do 2,0 oraz 7,3 i 9,5
m. W obliczeniach pominięto, prawdopodobne wyklinowywanie się warstw w kierunku wschodnim,
przyjmując sytuację stwarzającą większe zagrożenie.

Obliczenia przeprowadzono dla warunków filtracji trwałej odpowiadającej wysokiej wodzie w

Wiśle. Za element drenujący wody podziemne uznano w przekroju 13 odległy od wału

o około 70 m rów odwadniający (rzędna 135,6), zaś w przekroju 41, gdzie odpowiednie dreny są

znacznie bardziej odległe rolę taką spełnia wysączanie na powierzchnię terenu. Znaczną rolę
odgrywa ten sposób drenowania również w przekroju 13. Przy takich warunkach brzegowych
zwierciadło wód gruntowych musi wystąpić na powierzchni gruntu, a woda z powstałych w ten
sposób wysięków będzie odprowadzana do cieków nie pod ziemią, ale wzdłuż naturalnych spadków
terenu.

Dokładne wyznaczenie warunków filtracji w otoczeniu wału wymagało zastosowania modelu

dwuwymiarowego – płaskiego w przekroju pionowym. W opracowaniu wykorzystany został model
filtracji w gruncie ASM (Aquifer Simulation Model) Kinzelbacha. Jest to model numeryczny oparty
na metodzie różnic skończonych umożliwiający symulację ruchu płaskiego w planie lub w przekroju
pionowym z uwzględnieniem wszystkich fizycznych warunków brzegowych. Model został
zastosowany niezależnie do symulacji filtracji w obu wybranych przekrojach.

Symulację przeprowadzano w obszarze otaczającym wał sięgającym zarówno w kierunku

Wisły jak i w kierunku zawala na odległość około 70 m. Odległość ta w obu kierunkach
przekraczała 3-krotną miąższość warstwy wodonośnej, obejmując strefę znaczących prędkości ruchu
i pomijając strefy, gdzie przepływ był już nieznaczny. Od dołu obszar modelowania ograniczony był
poziomym spągiem warstwy wodonośnej, od góry – powierzchnią terenu, powierzchnią ekranu
szczelnego lub powierzchnią swobodnego zwierciadła wody w korpusie wału. Warstwa nadkładu i
częściowo piaszczysta zostały przecięte nieprzepuszczalną przesłoną pionową o grubości około 20
cm sięgającą w dół od stopy ekranu.

W ramach badań filtracji dla każdego przekroju wykonanych zostało kilka symulacji.

W przekroju 13 były to przypadki dla ekranu bez przesłony (rys. 1) oraz mniejszego (do rzędnej

131,2 m npm) i większego (do 127,2 m) jej zagłębienia (rys. 6). W przekroju 41 roli przesłony już
nie badano (wobec podobieństwa do poprzedniego). Przyjęto stałe zagłębienie krawędzi przesłony
do rzędnej 132,2 m npm (rys. 10) i testowano różne długości fartucha na zawalu (rys. 14 i 17) – od
20 do 26 m.

W modelu podstawowym przyjęto wyłącznie warunki I rodzaju (Dirichleta) zadające na

granicach modelu stan wody. Są to warunki, które dają najpewniejsze rozwiązania, a jednocześnie
ich przyjęcie wynikało z rzeczywistych warunków zasilania i drenażu. Na zachodniej (od strony
Wisły) granicy pionowej i zatopionej powierzchni gruntu po stronie odwodnej aż do przekroju
przesłony szczelnej zadano rzędną maksymalnego stanu w Wiśle. Natomiast jako warunek drenujący
wprowadzono rzędną terenu po stronie odpowietrznej wału wszędzie tam, gdzie wysokość ciśnienia
wody w gruncie (H) przekraczała tę rzędną (z). Warunek ten wprowadzał faktycznie stałą wartość
ciśnienia atmosferycznego (p = 0) na powierzchni gruntu

(H = z + p / g

→

H = z ). Na ściankach występującego w przekroju 13 rowu drenującego przyjęto

stan równy rzędnej zwierciadła w tym rowie. Swobodne zwierciadło wód gruntowych wykształcało
się tylko w obrębie wału i przy szczytach różnych skarp, a więc w strefie nadkładu. Pod
nieprzepuszczalnymi powierzchniami jezdni asfaltowej i fartucha szczelnego wykształciło się
zwierciadło napięte. Te dwie ostatnie granice oraz spąg i granica wschodnia miały charakter
nieprzepuszczalny. W przypadku przekroju 41 zaniedbano w ten sposób wpływ rzeczywistego drenu
odbierającego wodę, jako zbyt odległego i dlatego wpływającego na rozwiązanie jedynie w stopniu
porównywalnym z błędem obliczeń.

11

W wyniku symulacji uzyskano rozwiązanie w postaci tablicy wartości wysokości

hydraulicznych w poszczególnych węzłach siatki dyskretnej modelu. Interpolacja wartości pomiędzy
węzłami pozwoliła uzyskać mapę przebiegu hydroizohips (H = const) przedstawioną przykładowo
dla przekroju 13 na rys. 5. Ponieważ filtracja ma charakter ruchu potencjalnego, pole wysokości
hydraulicznych pozwala jednoznacznie wyznaczyć prędkość (v) filtracji w dowolnym punkcie ze
wzoru:

v = – k grad H = k

∆

H /

∆

l .

∆

H oznacza tu różnicę wysokości pomiędzy dwoma hydroizohipsami,

∆

l – odległość na której

wystąpiła ta różnica, natomiast pogrubienie oznacza wartości wektorowe.

Tak więc kierunek prędkości odpowiada kierunkowi odcinka

∆

l

, a zatem prędkość

wypadkowa w danym punkcie ma kierunek największego spadku hydroizohips (grad = gradient)
czyli prostopadły do nich. Na przykładzie przedstawionym na rys. 5 widoczne są załamania
hydroizohips na granicach ośrodków związane ze zmianą kierunku ruchu wody, jak i opowiadające
przyrostowi spadków zagęszczenia tych linii w strefie samowypływów i drenów.

Siatka hydroizohips (lub bezpośrednio tablica wysokości hydraulicznych w węzłach) pozwala

obliczyć prędkości filtracji w dowolnym przekroju strumienia, np. przebieg wartości prędkości
poziomych w przekroju przesłony. Wykres prędkości wykonany wzdłuż powierzchni wysączania
pozwala określić natężenie wysięków na obszarze zawala w zależności od odległości od osi
(starego) wału. Scałkowanie pola prędkości w dowolnym przekroju strumienia pozwala obliczyć
przepływ pod wałem.

Na podstawie siatki hydroizohips można również określić rozkład ciśnień w gruncie:
p / g = H – z .

A zatem wzniesienie wykresu wysokości hydraulicznych ponad poziom, dla którego go
skonstruowano oznacza napór na ten poziom, zaś objętość zawarta pomiędzy tymi liniami – bryłę
wyporu działającego na tenże poziom.

Filtracja pod wałem w przekroju 13

W ramach badań filtracji dla każdego przekroju wykonanych zostało kilka symulacji.

W przekroju nr 13 położonym w dogodniejszych warunkach hydrogeologicznych testowany był
wpływ głębokości przesłony pionowej na wielkość wysięków na zawalu. Badano przypadek ekranu
bez przesłony (rys. 1), przypadek ekranu z przesłoną do rzędnej 131,2 m (rys. 6) oraz z przesłoną do
rzędnej 127,2 m npm.

Dla przypadku ekranu bez przysłony ogólny przebieg zwierciadła wód gruntowych i rozkład

ciśnień na spągu półprzepuszczalnej warstwy nadkładu przedstawia rys. 1. Na rys. 3 przedstawiono
rozkład prędkości pod stopą ekranu. Wyraźnie widoczne są różnice prędkości pomiędzy warstwami
o różnej przepuszczalności i spadek prędkości wraz z głębokością. Nieciągłość zmian jest wynikiem
błędów numerycznych modelu. Największa, ale nie powodująca zagrożenia sufozją prędkość
występuje u stropu warstwy żwirowej – 74

µ

m/s. Zagrożenie takie występuje natomiast przy stopie

ekranu, gdzie prędkość wynosi 35

µ

m/s i choć szybko maleje w dół warstwy, to jednak

odpowiadający jej spadek wynosi aż 140%. Dla dokonania prawidłowej oceny tego zagrożenia
konieczne są szczegółowe badania uziarnienia gruntu.

Wysięki zaczynają się już na skarpie odpowietrznej w odległości 8 m od osi wału i szybko

narastają z obniżaniem się terenu. Na odcinku izolowanym szosą asfaltową wypływ zanika, po czym
szybko wzrasta, osiągając maksimum 30

µ

m/s u stopy ławeczki, po której przebiega droga. Dalej

następuje stopniowy zanik wypływu spowodowany odległością i wzrostem poziomu terenu aż do
wartości zero w odległości około 69 m. Pozostała ilość wody odbierana jest przez rów.

Sumowanie prędkości wypływu pozwoliło określić przepływ pod wałem jako wynoszący

q = 5,94·10

-4

m

2

/s = 594 l/s/km długości wału, z czego tylko 30 l/s/km przypada na bezpośredni

dopływ do rowu.

Kolejnym możliwym zagrożeniem jest wielkość sił spływowych, mogących wywołać wyparcie

12

gruntu, szczególnie w odniesieniu do warstwy nadkładu, na której różnica ciśnień jest największa.
Zagrożenie to przedstawiono na rys. 5 w postaci linii ciśnień działających na spąg tej warstwy. Jak
wynika z rysunku linia ta równomiernie opada wraz z odległością od wału, dzięki czemu
maksymalne jej przewyższenie ponad powierzchnią terenu występuje u stopy skarpy ławeczki
drogowej osiągając tam wysokość 1 m. Ponieważ miąższość glin wynosi w tym miejscu 1,4 m, a ich
ciężar właściwy jest prawie trzykrotnie większy od ciężaru wody, niebezpieczeństwo wyparcia nie
istnieje. Spadek hydrauliczny osiąga tu zatem wartość rzędu 71 %, nie dochodząc do wartości
krytycznej (około 100%). Zwierciadło wody gruntowej wykazuje lokalne podniesienie o wysokości
58 cm na odcinku izolowanym przez asfalt. Cienka nawierzchnia może nie wytrzymać takiego
wyporu (przy gęstości około 2,25 t/m

3

konieczna jej grubość musiałaby przekraczać 25 cm). Na

rysunkach przedstawiono również przebieg swobodnego zwierciadła wody w korpusie wału, który
może być wykorzystany przy obliczeniach statycznych. Jedynie w pobliżu skarpy odpowietrznej
odbiega ono od linii ciśnień na spągu nadkładu, co świadczy o stagnacji wody w odwodnej części
wału.

Symulacje przeprowadzone dla dwu wymienionych głębokości przesłony pionowej wykazały

słabą zależność natężenia przepływu pod wałem od tej głębokości. Dla płytszej wyniósł on 549, dla
głębszej 531 l/s/km długości wału. Ponieważ już dla przesłony płytszej prędkość na jej krawędzi
znajdującej się już w obrębie piasków nie przekraczała 80

µ

m/s (co oznacza spadek 27%) nie

stwarzając zagrożenia sufozją, poniechano przedstawiania wyników dla głębokiej przesłony. Ogólny
przebieg zwierciadła wód gruntowych i rozkład ciśnień na spągu półprzepuszczalnej warstwy
nadkładu przedstawia rys. 6. Rys. 7 zawiera wykres prędkości pod krawędzią przesłony, rys. 8
wykres prędkości samowypływu na zawalu, rys. 9 wykres wyporu na warstwę nadkładu. Na rys. 7
potrójna linia przedstawia krzywe dla obu oddalonych o 20 cm krawędzi przesłony i dla jej środka.
Większe różnice w stosunku do przedstawionego przypadku polegają jedynie na wspomnianym
zwiększeniu prędkości pod krawędzią przesłony. Maksymalna prędkości wypływu nie ulega
znaczącej zmianie.

Filtracja pod

wałem w przekroju 41

W przekroju 41, wobec podobieństwa do poprzedniego, roli przesłony już nie badano.

Przyjęto stałe zagłębienie krawędzi przesłony do rzędnej 132,2 m npm (rys. 10) i testowano różne
wersje ułożenia fartucha na zawalu: brak fartucha (rys. 10), krótki – 20 m fartuch sięgający stopy
skarpy ławeczki (rys. 14), fartuch przedłużony pod ławeczkę i fartuch długi sięgający w około 1 m w
głąb korpusu samego wału (rys. 17).

Dla przypadku ekranu bez fartucha ogólny przebieg zwierciadła wód gruntowych i rozkład

ciśnień na spągu półprzepuszczalnej warstwy nadkładu przedstawia rys. 10. Przedstawiono tam
również przebieg swobodnego zwierciadła wody w korpusie wału. Na rys. 11 przedstawiono rozkład
prędkości pod stopą przesłony. Również tutaj przedstawiono tę wielkość w 3 płaszczyznach.
Największa prędkość występująca u stropu warstwy żwirowej wynosi 77

µ

m/s i również nie

powoduje zagrożenia sufozją. Zagrożenie takie nie występuje również przy znajdującej się już w
obrębie piasków krawędzi przesłony, gdzie prędkość wynosi 82 mm/s (spadek 27%).

Wysięki (rys. 12) zaczynają się na skarpie odpowietrznej w odległości 6 m od osi wału, to jest

na ławeczce u stopy skarpy wału, zmniejszając się na zewnętrznej krawędzi ławeczki i osiągając
maksimum 22

µ

m/s u stopy skarpy ławeczki. Dalej wysięki stopniowo spadają w skutek odległości i

obniżania poziomu terenu (oscylacje na wykresie są efektem nieciągłego modelowania terenu). Ich
całkowitego zaniku należy spodziewać się dopiero w sąsiedztwie drenów. Przebiegająca na ławeczce
droga gruntowa nie stanowi tu żadnej izolacji.

Sumowanie prędkości wypływu pozwoliło określić przepływ pod wałem jako wynoszący

q = 6,94·10

-4

m

2

/s = 694 l/s/km długości wału.

Zagrożenie warstwy nadkładu wyparciem gruntu przedstawiono na rys. 13. Podobnie jak w

przekroju 13 maksymalne przewyższenie linii wyporu ponad powierzchnią terenu występujące u

13

stopy skarpy ławeczki drogowej osiąga wysokość około 1 m. Ponieważ miąższość glin wynosi w
tym miejscu 1,8 m, i tu niebezpieczeństwo wyparcia nie istnieje. Spadek hydrauliczny osiąga wartość
rzędu 56 %, nie dochodząc do wartości krytycznej.

Symulacje przeprowadzone dla trzech wymienionych długości fartucha wykazały słabą

zależność natężenia przepływu pod wałem i maksymalnej prędkości wysięków od tej głębokości. Dla
najkrótszego (rys. 14) przepływ ten wyniósł 602, dla średniego – 592, a dla najdłuższego (rys. 17) –
588 l/s/km długości. Wobec tego faktu przedstawiono jedynie wyniki dla najkrótszego i najdłuższego
fartucha. Dla obu tych przypadków załącznik zawiera wykresy prędkości samowypływu na zawalu
(rys. 15 i 18) oraz wykresy wyporu na warstwę nadkładu (rys. 16 i 19). W porównaniu z
przedstawionym przypadkiem bez fartucha we wszystkich przypadkach z fartuchem nastąpiło
zmniejszeniu maksymalnej prędkości wypływu do 18

µ

m/s.

Napór wody gruntowej od dołu na fartuch jest mniejszy niż na spąg półprzepuszczalnego

nadkładu i nie powinien stwarzać zagrożeń. Projektowany nasyp o grubości przekraczającej 0,9 m
powinien wytrzymać taki wypór bez trudności.

Zagrożenia wynikające z filtracji wody przez korpus i podłoże wału

Natężenie przepływu wód gruntowych pod wałem rzędu pół metra sześciennego na sekundę na

kilometr długości wału wydaje się sporym obciążeniem dla sieci odwadniającej zawale. Należy przy
tym zwrócić uwagę na fakt dość arbitralnego przyjęcia wartości współczynników filtracji. Jedynie
dokładne pomiary tego parametru są w stanie dać odpowiedź co do rzeczywistego natężenia tego
przepływu. Niemniej na obszarze zawala należy odpowiednio przygotować sieć drenów do przejęcia
wody z wysięków.

Jeśli chodzi o prędkości samowypływu wody na zawalu, jak również prędkości w sąsiedztwie

dolnej krawędzi przesłony, to zastrzeżenia mają podobny charakter. Określenie dopuszczalnej
prędkości filtracji, przy której nie dochodzi do sufozji i rozmyć wymaga również dokładniejszych
badań w zakresie równomierności i wielkości uziarnienia materiału tworzącego warstwę wodonośną.
Należy zwrócić uwagę na ochronną rolę jaką w odniesieniu do prędkości wypływu pełni warstwa
nadkładu. Nic nie wiadomo na temat jej rozmieszczenia w sąsiedztwie wału, należy tylko
przypuszczać, że nie zawiera ona, szczególnie w pobliżu wału, okien hydrogeologicznych, które
mogłyby stać się punktem uruchamiającym masowe ruchy gruntu. Ze względu na możliwość rozmyć
należy w obu przekrojach zastosować przesłonę pionową sięgającą przynajmniej do warstwy
piaszczystej, a więc krótszą z proponowanych. Wykonanie 20 m fartucha poziomego na zawalu
przekroju 41 powinien w zupełności wystarczyć zwłaszcza.

Ocenę przebiegu linii ciśnień na spągu warstwy gliniastej oraz kształtu zwierciadła wód

podziemnych w korpusie wału należy uznać za dokładną, jako że kształt zwierciadła wód
gruntowych nie jest zależny od wartości przewodności warstwy wodonośnej. Świadczy to o braku
zagrożenia wyparciem gruntu wszędzie poza szosą asfaltową w przekroju 13 oraz pozwala na
przeprowadzenie na podstawie podanych wykresów dokładnych obliczeń stateczności wału.

3.4.2. Stabilizacja mechaniczna wału

Wszystkie działania zmierzające do zapewnienia szczelności wału muszą być poprzedzone
dogęszczeniem korpusu wału, a zwłaszcza jego skarpy odwodnej, ponieważ musi ona być
stabilnym podłożem dla ekranu uszczelniajacego. Dogęszczenie korpusu wału zaprojektowano w
formie nadbudowy skarpy odwodnej do nadania jej nachylenia 1:2.5. Nadbudowę należy wykonywać
warstwami o szerokości 3.0m i grubości 0.3m – 0.4m, wykonując zagęszczenie walcem wibracyjnym
do uzyskania normatywnych wartości zagęszczenia.
Wałowanie należy prowadzić aż do zaniku osiadania grunt. Zanik osiadania ma być potwierdzony
geodezyjnie. Przyjęto że po dogęszczeniu korpusu wału wał osiądzie około 80cm.
Również budowa ławeczki ma być prowadzona według wymienionych zasad.

14

Prace przy budowie nasypu wału i ławeczki należy prowadzić ze zwróceniem szczególnej uwagi na :
-

zdjęcie warstwy humusowej gruntu

-

wykonanie powierzchniowego ( 5 –10cm) spulchnienia podłoża ( np. zbronowanie) w celu
lepszego związania nasypu z podłożem

-

wykonywanie nasypu warstwami gruntu o grubości 30 –40 cm

-

kontroli stanu wilgotności gruntu , ze szczególnym uwzględnieniem wilgotności gruntów
spoistych

-

zagęszczanie materiału , aż do uzyskania wartości dla gruntów spoistych I

Sw

>0.95 , dla gruntów

niespoistych I

Dw

>0.65

Bieżąca kontrola jakości gruntu wbudowywanego w nasyp powinna być prowadzona przez
laboratoria geotechniczne .
Celem badań jest :
- kontrola zgodności rodzaju gruntu , jego cech oraz właściwości
- ewentualna korekta przyjętej technologii wbudowywania
Wymagany zakres badań jest następujący:
- wilgotność w miarę potrzeb
- zawartość części organicznych w miarę potrzeb
- parametry zagęszczalności na wybranych wizualnie próbkach w ilości min 1 badanie na 5

pobranych próbek

Dodatkowo dla gruntów spoistych :
-

uziarnienie

-

gęstość objętościowa

-

granice Atterberga

Za jakość prac wykonawczych odpowiada nadzór geologiczny , na którym spoczywa
obowiązek pobierania określonej ilości próbek .
Dla ułożenia ekranu powierzchnię skarpy należy ręcznie wyplantować. W trakcie plantowania należy
usunąć elementy ( np. gałęzie, kamienie itp.) mogące przebić ekran.

3.4.3. Uszczelnienie korpusu –ekran

Dla uszczelnienia korpusu wału zaprojektowano ekran uszczelniajacy na skarpie odwodnej.
Ekran ułożony ma być z nachyleniem 1:2. Spowoduje to że przy nachyleniu skarpy 1:2.5 warstwa
zabezpieczająco - dociążająca gruntu przykrywającego ekran będzie wzrastać ku stopie wału.
Ekran należy wykonać z geomembrany PVC gr. 2.5mm dwustronnie uszorstkowionej.

Ekran z geomembrany PVC, należy zakotwić w koronie wału, a w stopie odwodnej wywinąć na
oczep przesłony pionowej, zgodnie z załączonym rysunkiem konstrukcyjnym.
Po ułożeniu ekranu należy pokryć go warstwą ochronną gruntu o grubości minimum 1.0m.
Układając warstwę ochronną należy zwrócić uwagę na usunięcie z gruntu elementów mogących
przebić ekran. Układaną warstwę ochronną należy zagęszczać wibratorami powierzchniowymi -
płytowymi, a następnie zahumusować i obsiać trawą.

Warunki Techniczne Układania Folii PVC

•

Rozwijanie rulonów należy tak przeprowadzać, aby unikać nadwieszenia geomembrany lub
jej nadmiernego naprężania,

•

Na powierzchniach pochyłych zaleca się, aby wszystkie połączenia przebiegały równolegle do
kierunku nachylenia zbocza (z góry do dołu),

15

•

W przypadku pochyleń mniejszych niż 1:4 łączenie folii może przebiegać w poprzek przy
zachowaniu układu „dachówkowego”,

•

Na powierzchniach pochyłych instalacja powinna być rozpoczęta od najwyższego punktu i
zakotwiona. Sposób zakotwienia powinien być podany w projekcie.

Metody łączenia geomembrany

Do łączenia poszczególnych pasm folii można zastosować technikę zgrzewania termicznego,
technikę spawania lub klejenia ( wyłącznie w przypadku folii PVC )
Stykające się brzegi folii przed łączeniem należy nałożyć na siebie na zakładkę o szerokości
5 cm, oczyścić z kurzu i w razie zatłuszczenia oczyścić benzyną ekstrakcyjną lub innym środkiem
odtłuszczającym.

Zgrzewanie

Zgrzewanie folii to jednorodne połączenie dwóch pasm folii uzyskiwane w wyniku nadtopienia
łączonych powierzchni i przyłożenie odpowiedniego nacisku.
Do zgrzewania gorącym powietrzem stosuje się:

•

Zgrzewarki automatyczne posiadające urządzenie napędowe i dociskowe pozwalające na
prowadzenie zgrzewania metodą ciągłą,

•

Zgrzewarki ręczne.

W celu optymalnego ustawienia temperatury spawania, czasu nagrzewania folii i szybkości przesuwu
urządzenia w aktualnie panujących warunkach atmosferycznych konieczne jest przeprowadzenie
próbnego zgrzewania. Próbne zgrzewanie należy przeprowadzić każdorazowo w dniu przystąpienia
do montażu. Po nagraniu zgrzewarki ustnik wprowadza się między łączone powierzchnie. Nagrzane
strumieniem gorącego powietrza brzegi folii są dociskane rolką silikonową lub wałkiem metalowym.
Na placu budowy zaleca się zgrzewanie z kanałem powietrznym, gdzie każdy szew ma szerokość 1
cm, a odstęp między nimi wynosi również 1 cm. Pozwala to na bieżąco kontrolować szczelność
połączenia.

Klejenie ( wyłącznie folii PVC )

Do wykonywania połączeń można zastoswać technikę klejenia wykorzystując dwustronne i
jednostronne specjalistyczne taśmy samoprzylepne. Taśmy te wykonane są z mas bitumiczno-
polimerowych o właściwościach samoprzylepnych zbezpieczone przekładką z papieru
silikonowanego. Pasek taśmy o szerokości 5-7 cm należy przykleić na brzegu łączonego pasma folii i
docisnąć wałkiem w celu usunięcia pęcherzy powietrza i zapewnienia dobrego styku. Następnie
przyłożyć brzeg drugiego pasma folii i znowy docisnąć brzeg wałkiem. W celu dodatkowego
zabezpieczenia zaleca się wykonanie kolejnego połączenia naklejając na brzegu wierzchniej folii
pasek taśmy jednostronnie klejącej
Połączenie za pomocą taśmy tego typu można wykonać jeżeli pas folii nie będzie pracował na
rozciąganie, nie będzie narażony na działanie promieni słonecznych oraz na temperaturę powyżej
35C.
Do wykonywania połączeń można zastoswać technikę klejenia wykorzystując klej z cykloheksanonu
czterohydrofuranu lub płynnej folii przeznaczonej do łączenia PVC. Rozpuszczalnik należy
rozprowadzić pędzlem nanosząc go jednocześnie na obie łączone powierzchnie, które należy
natychmiast złączyć i docisnąć. Zużycie cykloheksononu wynosi 150-200 g/mb spoiny. Po 3
godzinach należy sprawdzić dokładność klejenia i wykonać ewentualne poprawki. Pełną

16

wytrzymałość spoina uzyskuje po 6 godzinach w temp. około 20C.
Warunki atmosferyczne

Podczas pracy należy zwrócić szczególną uwagę na panujące warunki atmosferyczne:
-

Temperatura.

Zaleca się wykonywanie uszczelnień z geomembrany przy temperaturze

powietrza od +5C do +40C. Niższe i wyższe temperatury mają niekorzystny wpływ na transport,
składowanie, przenoszenie, układanie i łączenie poszczególnych pasm geomembrany. Nie zaleca
się również wykonywania warstwy ochronnej geomembrany w niższych temperaturach, ze
względu na duże prawdopodobieństwo jej uszkodzenia. Łączenie geomembrany przy niskich
temperaturach otoczenia jest możliwe pod warunkiem stosowania na budowie specjalnych tuneli
ociepleniowych. Temperatura geomembrany w miejscach połączenia nie może być jednak niższa
niż +5C.

-

Wiatr.

Silny wiatr ma niekorzystny wpływ na układanie poszczególnych płatów geomembrany,

wyrównywanie zakładek przy wykonywaniu spoin oraz na czystość łączonych powierzchni.
Wiatr może również, na skutek sił ssania, uszkodzić poszczególne partie wykonanej izolacji.
Jako elementy zabezpieczające zaleca się stosować worki z piaskiem lub zużyte opony. Nie
należy prowadzić prac montażowych przy się wiatru powyżej 40 km/h.

-

Deszcz.

Zawilgocenie łączonych powierzchni stykowych wyraźnie wpływa na obniżenie jakości

wykonywanych spoin, dlatego też nie należy prowadzić prac montażowych podczas opadów
deszczu.

Układanie geomembrany należy prowadzić zgodnie ze Specyfikacją Warunków Technicznych
Wykonania i Odbioru Robót.

3.4.4. Przesłona pionowa

Dla ograniczenia infiltracji wód gruntowych w podłożu wału zaprojektowano przesłonę pionową,
hydroizolacyjną w technologii DSM – wgłębnego mieszania gruntu o grubości minimum 30cm
W celu uzyskania grubości przesłony 30cm należy przesłonę wykonać z pali o średnicy 50cm z
zakładką 10cm, jak na rysunku schematu.

Przegrody wodoszczelne na bazie DSM – wgłębnego mieszania gruntów

Wykonanie robót oraz zastosowanie technologii wykonawstwa zgodnie z Polską Normą dotycząca
wgłębnego mieszania gruntu PN-EN 14679:2005 oraz zgodnie ze Specyfikacją Warunków
Technicznych Wykonania i Odbioru Robót.

Zgodnie z normą PN-EN 14679:2005 głębokie mieszanie jest wykonywane przez mechaniczne
rozdrobnienie gruntu, wykorzystując głównie pionowy ruch obracających się części (jednej lub
wielu) i wprowadzenie spoiwa, które jest łączone z gruntem podczas penetracji i/ lub wyjmowania.
Suw zazwyczaj składa się z penetracji (suwu skierowanego w dół), w którym narzędzie mieszające
dostarczane jest na odpowiednią głębokość oraz ma miejsce wstępne mieszanie i rozdrobnienie gleby
oraz wyjęcia (suwu skierowanego w górę), w którym następuje mieszanie ostateczne wraz z
podaniem mas stabilizująco-uszczelniających i wzmacniających oraz wyjęcie narzędzia mieszającego.
W mieszaniu mokrym można wykorzystać ponowny suw do redystrybucji rzadkiej zaprawy do
odpowiedniej części kolumny poddawanej obróbce, ponownego nasycenia spoiwem odpowiedniej
części penetrowanej warstwy lub jako sposób utrzymania obracających się części w ruchu podczas
obowiązywania okresu oczekiwania. Proces homogenizacji może zostać wykonany razem, lub bez

17

wstrzyknięcia rzadkiej zaprawy.
Prędkość obrotowa obracającej się części oraz tempo penetracji i wyjmowania narzędzia
mieszającego zostaną dostosowane, tak, by stworzyć wystarczająco jednolitą przesłonę
hydroizolacyjną.
Przesłona w technologii DSM wykonana jest z przenikających się nawzajem kolumn o średnicy
50cm rozmieszczonych liniowo, w celu zapewnienia uzyskania ciągłej przesłony o obliczeniowej
szerokości 0,3m. Wykonawca musi uwzględnić w wycenie robót nadmiar średnicy kolumn w
stosunku do szerokości przesłony.
UWAGA Ze względu na opatentowanie receptur mieszanek sposób ich wykonania należy przyjąć
zgodnie z warunkami Producenta.

Rzędne spągu przesłony określone są na profilu podłużnym.

3.5. Ława przywałowa w km 11+900 - 13+300

W km 11+900 - 13+300 projektuje się rozbudowę ławy przywałowej w celu zabezpieczenia skarpy

odpowietrznej przed rozmywaniem wodami infiltrującymi.

Korona ławy jest zaprojektowana wysokościowo w stosunku do korony wału minus 2.0m.

Szerokość ławy wynosi 4.0m. Nachylenie skarpy 1:2

Na ławie zaprojektowano, dla celów komunikacyjnych w czasie trwania akcji powodziowej, ciąg

komunikacyjny z płyt drogowych 3.0x1.0x0.15 w układzie pasmowym.

Przed przystąpieniem do rozbudowy ławy należy ze starej ławy zdjąć warstwę humusową i dogęścić

grunt zgodnie z pkt.3.4.2. tj
-

zdjęcie warstwy humusowej gruntu

-

wykonanie powierzchniowego ( 5 –10cm) spulchnienia podłoża ( np. zbronowanie) w celu
lepszego związania nasypu z podłożem

-

wykonywanie nasypu warstwami gruntu o grubości 30 –40 cm

-

kontroli stanu wilgotności gruntu , ze szczególnym uwzględnieniem wilgotności gruntów
spoistych

-

zagęszczanie materiału , aż do uzyskania wartości dla gruntów spoistych I

Sw

>0.95 , dla gruntów

niespoistych I

Dw

>0.65

Wszystkie wyszczególnione prace wymagają dogęszczenia gruntu wbudowanego w wał. Zarówno
więc dogęszczenie jak i zwiększenie parametrów przekroju poprzecznego wału poprawią jego
stateczność.

3.6. Remont nawierzchni istniejących ramp wałowych

Remont obejmuje rampy w km 12+030, 12+300, 13+160, 14+130.
Lokalizacja ramp wałowych pozostanie bez zmian.
Ze względu na korektę korony wału nastąpi zmiana nachylenia ramp. Będą to zmiany niewielkie
dostosowujące najazdy ramp do nowego przekroju poprzecznego wału.
Nawierzchnię ramp projektuje się umocnić dodatkową warstwą żwirową o gr. 30cm zagęszczaną
mechanicznie.
Rampa w km 13+300 ( MON ) ze względu na specjalistyczną nawierzchnię pozostaje bez zmian.
Ponieważ w tym przekroju korona wału jest wyższa od nawierzchni rampy o 30cm, przewiduje się
że w czasie zagrożenia powodziowego rampę należy uszczelnić workami z piaskiem.

18

3.7. Schody wałowe w km 13+602, oraz 14+533

W celu umożliwienia bezpiecznego przekraczania wału w miejscach wskazanych przez mieszkańców
tj, w km 14+533, oraz 13+602 zaprojektowano schody o szerokości 1.20m z oporęczowaniem

3.8. Zabezpieczenie zawala przed sufozją gruntów w km 12+344 do 13+284

W km 12+344 do 13+284 zaprojektowano na zawalu przesłonę poziomą mającą za zadanie jego
ochronę przed procesami sufozyjnymi.
Na tym odcinku wału wierzchnia warstwa spoista gruntów posiada miąższość od 30 do 50cm.
Taka grubość gruntów spoistych jest zbyt mała by ich ciężar mógł zrównoważyć ciśnienie wód
gruntowych wywołanych falą powodziową. Dlatego też w roku 2001 w czasie powodzi na tym
odcinku wału dochodziło do przebicia hydraulicznego na zawalu, co groziło rozmyciem podłoża
wału, a w konsekwencji jego obsunięciem.
Dla uniknięcia w przyszłości tego niebezpieczeństwa zaprojektowano na tym odcinku zawala
poziomą przesłonę o szerokości 30m od stopy ławy .
Przesłona składa się licząc od góry:

•

warstwa humusu gr 5cm

•

warstwa ziemi gr. 25cm

•

narzut kamienny gr.50cm z wypełnieniem piaskiem

•

geowłóknina filtracyjna g=400

Dla wykonania przesłony należy:

•

zdjąć warstwę humusu

•

wykonać zagęszczenie podłoża przez wałowanie mechaniczne

•

odczyścić podłoże z elementów mogących przebić geowłóknię

•

ułożyć przesłonę zgodnie z rysunkiem konstrukcyjnym

3.9. Drogi w międzywalu

W stopie odwodnej istniejącego wału biegnie droga gruntowa służąca mieszkańcom do dojazdu do
działek położonych w międzywalu.
Ze względu na rozbudowę wału projektuje się w km 13+300 do 15+160 przesunięcie istniejącej
drogi, oraz wykonanie jej nawierzchni ze żwiru. Dla zabezpieczenia stopy skarpy wału przewiduje
się wykonanie krawężnika posadowionego na betonie.
Natomiast w km 11+900 do 13+000 drogę tę pozostawia się w dotychczasowym miejscu,
projektując wzmocnienie jej nawierzchni warstwą żwirową gr.30cm i założeniem krawężnika w
stopie odwodnej wału.

3.10. Zabezpieczenie drogi wojewódzkiej Opoka - Zabełcze

Droga wojewódzka Opoka – Zabełcze nie będzie naruszona ( roboty nie wchodzą w pas własności
Wojewódzkiego Zarządu Dróg ) w trakcie projektowanych robót.
Przewiduje się pozostawienie w dotychczasowej lokalizacji i kształcie wjazdy na rampy wałowe, a
jedynie przewiduje się wzmocnienie ich nawierzchni poprzez nałożenie 30cm warstwy żwirowej.
W celu zabezpieczenia pobocza drogi przed osuwaniem się skarpy, a także stopy skarpy przed
niszczeniem przez samochody parkujące na poboczu, projektuje zabezpieczenie stopy skarpy
odpowietrznej płytą żelbetową wielootworową IOMB o wymiarach 100x75x15 cm opartą na
krawężniku drogowym na ławie betonowej.

19

Roboty te należy wykonać w trakcie wzmacniania korpusu wału.

3.11. Roboty dodatkowe

3.11.1. Zabezpieczenie starorzecza rzeki Sanny

Szczególną ochroną przy modernizacji wału objęto starorzecze rzeki Sanny, zlokalizowane w
międzywału rzeki Wisły. Co prawda na tym obszarze nie występują gatunki flory i fauny
podlegające ochronie, ale ze względu na bogatą biocenozę tam występującą, obszar ten pozostanie
wyłączony z zasięgu prac modernizacyjnych. Natomiast same skarpy koryta starorzecza zostaną
zabezpieczone przed erozją fali powodziowej Wisły brzegosłonem krytym o gr.30cm na długości
20m i szerokości 2x3m. Rozstaw kiszek faszynowych mocujących wyściółkę faszynową wynosi
1.0m. Natomiast odcinek starorzecza rzeki Sanny od strony zawala tj. przylegający bezpośrednio
do szosy wojewódzkiej pozostanie niezmieniony

3.11.2. Odmulenie i oczyszczenie rowów i przepustów

W celu umożliwienia odprowadzenia wód powierzchniowych i infiltrujących z zawala projektuje się
wyczyszczenie, odmulenie istniejących na zawalu rowów i przepustów.
Ogólna długość sieci rowów wynosi 5 150m
Stąd przyjmując odmulenie śr. warstwą 50cm kubatura odmulenia wynosi
0.6m x 0.5m x 5150m = 1545m

3

Ziemię z odmulenia należy wywieźć i wyrównać nią „dzikie” wykopy w międzywalu
Należy również uwzględnić konieczność wykoszenia traw i usunięcia krzaków rosnących w korytach
rowów , na powierzchni :

•

trawy

F = 25750m

2

•

krzaki

F = 10300m

2

W pracach należy również uwzględnić przeczyszczenie dwóch przepustów drogowych okrągłych o
średnicy 100cm

3.11.3. Wykaszanie traw

W przedmiarach robót założono dwukrotne wykoszenie traw na wale. Pierwsze wykoszenie przed
przystąpieniem do robót, drugie wykoszenie, pielęgnacyjne, po zakończeniu robót
w okresie wzrostu nowej trawy.

3.11.4. Wycinka drzew i wykarczowanie pni

Wycinkę drzew należy przeprowadzić wraz z karczunkiem pni. Ubytki ziemi po wykarczowanych
pniach należy wypełnić gruntami spoistymi pozyskanymi z rezerw gruntowych. Wypełnianie ubytków
należy robić warstwami gruntu o grubości ca 30cm z zagęszczaniem każdej warstwy, w celu
uzyskania trwałego związania wypełnienia z gruntem rodzimym.

3.11.5. Ambona widokowa w km 13+310

Jako rekompensatę przyrodniczą należy wybudować ambonę widokową zlokalizowaną w km
13+310. Ambona będzie konstrukcji drewnianej, słupowej ze stężeniami ryglowymi, montowana

20

śrubami o zwiększonej wytrzymałości. Drewno należy zabezpieczyć impregnatem przez malowanie
preparatami takimi jak FOBOS M-4 lub Mycetox B. Preparaty stosować zgodnie z zaleceniami
producentów. Odcinki słupów zagłębione w podłoże dodatkowo pokryć dwukrotną warstwą
Abizolu. Słupy po osadzeniu w dołach należy zasypać gruntem rodzimym z zagęszczeniem do
Is=0.95. Całość wykonać zgodnie z rysunkiem konstrukcyjnym.

3.11.6. Naprawa dróg dojazdowych

Dojazd w obręb placu budowy będzie odbywał się lokalnymi drogami gminnymi, oraz drogą
wojewódzką.
Mogą więc wystąpić uszkodzenia nawierzchni tych dróg. W przedmiarze robót ujęto remont
nawierzchni drogi wojewódzkiej, jednak zaleca się Wykonawcy na etapie przetargu indywidualne
oszacowanie wartości robót naprawczych.

3.11.7. Drogi technologiczne

Dla umożliwienia komunikacji w czasie trwania robót założono budowę tymczasowej drogi
technologicznej wzdłuż całego odcinka wału. Droga ma być ułożona z płyt drogowych na 30cm
podsypce żwirowej.
Po zakończeniu robót drogę technologiczną należy rozebrać, a teren przywrócić do stanu
pierwotnego.

3.11.8. Plac budowy

Plac budowy zgodnie z warunkami Przetargu Publicznego Wykonawca organizuje we własnym
zakresie

21

Spis rysunków

22