4. HAZAI RÉTEGCSÚSZÁSOK VIZSGÁLATA
4.4. A CSÚSZÓLAP FELSZÍNI MEGJELENÉSÉNEK ELEMZÉSE
4.4.2. A csúszólap felszíni megjelenése a hazai rétegcsúszásoknál
A bekövetkezett hazai rétegcsúszások közül 10 helyszínen végeztem állékonysági vizsgálatot, ennek keretében 18 szelvényt vizsgáltam. A vizsgálatokban szereplő rétegcsúszások
21 a variációs tényezője (12) alapján kb. 0,15
legjellemzőbb adatait a 13. táblázatban összesítettem. A kialakult csúszólapok felszíni megjelenését a 14. táblázatban, a számítások eredményeit a 15. táblázatban foglaltam össze.
Csak azokat a rétegcsúszásokat vizsgáltam, amelyekhez új feltárások és laboratóriumi vizsgálatok készültek, és ezek alapján végeselemes vizsgálatot végeztem. Ebben az elemzésben a csúszólap felszíni megjelenését helyeztem a középpontban, a tönkremenetel számos egyéb körülményét is figyelembe véve.
Ssz. Helyszín Év** Magasság* Elmozduló földtest
becsült térfogata forrás
<1> Érd, Ófalu 2005 14 m 3.500 m3 Farkas és Takács (2006a)
Farkas és Takács (2010)
<2> 3. sz. út 2006 12 m ill. 15 m 30.000 m3 Farkas és Takács (2007) Takács és Vadon (2010)
<3> M7, hídfő 2006 7,5 m 700 m3 Farkas és Takács (2006b)
<4> M7,
Kőröshegyi csp. 2007 17 m 65.000 m3 Farkas és társai (2007)
<5> Rácalmás 2003 közel 40 m 180.000 m3
Farkas (2003) Farkas és Takács (2009a)
Takács és Farkas (2010)
<6> 2422. sz. út 2010 16-17 m 50.000 m3 Kovács és társai (2011)
<7> Kulcs,
Sőtér sétány. 2010 20-21 m 40.000 m3 Farkas és Takács (2011)
<8> Kulcs, Hullám u.
- Deák F. u. 2011 40-42 m 450.000 m3
Farkas és Takács (2009b) Nagy és Takács (2010) Farkas és Takács (2011)
<9> Kulcs,
Hajóállomás 2011 18-20 m 15.000 m3 Farkas és Takács (2011)
<10> Kulcs,
Vöröspart u. (2011) (15-17 m) (150.000-
250.000 m3)
Farkas és Takács (2009b) Farkas és Takács (2011)
*a csúszás legfelső és legalsó pontja közti magasságkülönbség, ** a legutóbbi rétegcsúszás időpontja, (2011) a csúszás megindult (kisebb repedések keletkeztek), de jelentős károsodás nem alakult ki
13. táblázat A vizsgált rétegcsúszások jellemzői
Az érdi Járom u. és Kengyel köz területén kialakult rétegcsúszás alul a rézsűláb vonalát követte: a mellette lévő épület végfala mögött felpúposodott, feltorlódott a szivárgó víztől teljesen átázott talaj. Több helyütt forrásként tört a felszínre a rétegvíz. A csúszólap felső kimetsződését a talajrétegződés mellett a beépítés (épületek, betonburkolat) határozta meg:
emiatt több felszakadás alakult ki, de ez a zóna kb. 6-8 méteres22 volt (Farkas és Takács 2005). A végeselemes modellezés (F3. függelék, 40. ábra) kimutatta, hogy a csúszólap felső kimetsződése szélesebb sávot érintett volna, ha az épületeket nem alapozzák a megfelelő mélységbe, a kemény agyagra (Farkas és Takács 2010).
A 3. sz. út Hidasnémeti és Tornyosnémeti közötti kb. 150 méteres szakaszán két kritikus csúszólap mentén 2006-ban történt elmozdulás (Farkas és Takács 2007): egyik a domb felöli oldalárokba, a másik a völgy felöli, kb. 3 méteresre mélyített árokba metsződött ki (F3.
függelék, 5. kép). A végeselemes modellezés ugyanakkor (jellegéből adódóan) csak egyetlen kritikus csúszólapot eredményezett, amely a domb felőli árokba metsződött ki (F3. függelék, 41. ábra). A rézsű felső részén a szabálytalan felszínt és az esetleges vonalú erdőirtást
22 További víz utánpótlás nélkül a rézsű mozgása néhány nap után megállt.
követve kb. 9-17 méteres sávban alakultak ki a legjellemzőbb repedések. A modellezés ettől eltérő eredménye az erdő pontos geodéziai felmérésének hiányára23 vezethető vissza (Farkas és Takács 2007, Takács és Vadon 2010).
Az M7 autópálya S10/A j. híd jobb oldali hídfőjénél a rétegcsúszás (Farkas és Takács 2006b) a kialakított rézsűt követően pontosan a rézsűlábhoz metsződött ki (F3. függelék, 6. kép).
Felül a padkán, a koronaél mögött az azonnali helyreállítás miatt csak az elsődleges elmozdulások alakulhattak ki, a végeselemes modellezés ennél szélesebb zónát (3-4 m, a teljes magasság kb. fele) eredményezett.
Ssz. Helyszín csúszólap alsó kimetsződése csúszólap felső kimetsződése
<1> Érd, Ófalu a rézsűláb vonalát követve a beépítés (épület, betonburkolat) miatt több felszakadás alakult ki
<2> 3. sz. út
két csúszólap alakult ki: egyik a domb felöli oldalárokba, a másik a völgy felöli, kb. 3 méteresre mélyített oldalárokba metsződött ki
9-17 méteres zónában, az erdőirtás szélén, a repedések több sorban (hátrált)
<3> M7, hídfő rézsűlábnál (hídfő mellett) padkán, a koronaél mögött, az azonnali helyreállítás miatt csak az elsődleges elmozdulások alakulhattak ki
<4>
M7, Kőröshegyi csp.
a rézsűláb vonalában készített árokba metsződött ki, a mozgás nyomán a rézsűláb előtti terep kb. 2,5 m-rel megemelkedett
padkán, a koronaél mögött, az azonnali helyreállítás miatt csak az elsődleges elmozdulások alakulhattak ki
<5> Rácalmás
A Rácalmási Duna-ág medrébenvagy a meder közelében mesterségesen kialakított rézsűlábnál
a magaspart lábán kívül még összesen 3-4 felszakadási vonal
<6> 2422. sz. út
rézsűláb vonalában (nem szabályos geometriai kialakítású, mert az úttól távol, a legelőn található)
a rézsű geometriáját követve, két sorban alakultak ki repedések, kb. 8-10 m-es zónában
<7> Kulcs, Sőtér sétány
a mederfenék (Duna) megemelkedett, de ez csak rövid időszakokra került az aktuális vízszint fölé
a koronaél mögött, közel függőleges elmozdulással, néhány m széles zónában
<8>
Kulcs, Hullám u. - Deák F. u.
a Duna-meder szélén, a rézsűlábnál (a két vége környezetében a források magasságában)
a Deák F. úttól 0-20 m-re felfelé ill. a magaspart lábánál kisebb repedések
<9> Kulcs, Hajóállomás
a gyenge sík a felszínre kimetsződött (források is), de az épületek alapozása miatt azok mögött felszakadt
alapvetően az épületek helyzete határozta meg: azok mögött metsződött ki
<10> Kulcs,
Vöröspart u. egyértelműen nem azonosítható csak néhány repedés jelent meg
14. táblázat A csúszólap felszíni kimetsződése a kialakult rétegcsúszásoknál
Az M7 autópálya Kőröshegyi csomópont D-ágában a rézsűcsúszás 2007. június 17-ről 18-ra virradó éjszaka következett be. A rézsűláb előtti terület a szakadólap „haladásának”
megfelelően jelentősen megemelkedett, a „D” ág útalapja mintegy 2,5 m-rel került magasabbra a csúszás előtti állapothoz képest. A csúszólap tehát a rézsű talpán túl, a legkisebb ellenállás vonalát követve – a passzív földellenállás szakadólapja mentén futott ki a felszínre, max. mintegy 30 m távolságban. A lecsúszó földtömeg a láb előtt kissé szétterült, feltorlódott és önmagát blokkolta (F3. függelék, 7. kép). A rézsű lábánál kiképzett, és nagy részben visszatöltött szivárgó árokban állt a víz, a mozgás által megemelt útalap felett jól
23 A bozótos erdő felmérése nem volt lehetséges, így csak közelítő geometria alapján készült a számítás.
kirajzolódott a talajvíz helyzete. A csúszólap hátsó felszakadás a padkán, a koronaél mögött alakult ki, az azonnali helyreállítás miatt csak az elsődleges elmozdulások alakulhattak ki (függőleges földfallal). Az elvégzett állékonysági vizsgálatok eredményeként a csúszólap csak egy rövid, de a csúszás jellegét alapvetően meghatározó szakaszon haladt a gyenge sík mentén. A modellezés szerint a rézsűlábnál metsződött a felszínre, a felső felszakadása pedig egyértelműen a rézsű geometriája határozta meg: a felső padka hátsó részén alakul ki (Farkas és társai 2007).
2002 őszén a Rácalmási Duna-ágat drasztikusan megkotorták mintegy 200 m hosszon. A kotrást követően repedések jelentek meg a Kiss E. u. – Dunapart közötti részen, amelyek a téli, tartós hó elolvadása után jelentős mértékben felerősödtek 2003 májusára a Bruck-köz és a Szávó-köz közötti 190-200 m hosszú és a partvonaltól mintegy 100 m széles szakaszon. A mozgások csúszólapja a kemény agyag feletti, puha talajzónában alakult ki (Farkas 2003). A csúszólapok a Rácalmási Duna-ág medrében vagy a meder közelében mesterségesen kialakított rézsűlábnál metsződtek ki. A Dunához legközelebbi felszakadási vonal a Kiss E.
utca mentén alakult ki, efelett még 2-3 felszakadás volt elkülöníthető (Farkas és Takács 2009a). Végeselemes állékonyság vizsgálatot két szelvényben készítettem (A-A és D-D), a másik két szelvényben (elegendő adat hiányában) nem készült (csak közelítő számítás). A csúszólapok alul minden esetben a Rácalmási Duna-ág medrébe metsződtek ki, ezen kívül azokban a szelvényekben, ahol a meder közelében olyan mesterséges rézsűlábat alakítottak ki, ahol jelentős a tereplejtés változása, egy második vonalban is létrejött az anyag feltorlódása (F3. függelék, 42. ábra). A csúszólapok mindenütt a magaspartok lábánál szakadtak fel, de ezen túl is 1-2 közbenső felszakadási sáv kialakult (ld. a 15. táblázatban), ezek szélessége alapvetően a csúszólap aktuális mélységétől függően kb. 8-15 m (Takács és Farkas 2010).
A 2422. sz. út 15+800 kmsz. környezetében (Alsótold és Felsőtold között) a 2010-es intenzív csapadék hatására kialakult rétegcsúszás a rézsűlábat pontosan követve alakult ki: nem szabályos geometriai kialakítású, mert az úttól távol, a legelőn található. A felső kimetsződés ezzel szemben a rézsű geometriáját követve, két sorban alakult ki: a repedések, kb. 8-10 méteres szélességben jelentek meg (Kovács és társai 2011).
A bekövetkezett csúszások alapján Kulcs közel 4 km hosszú Duna-parti részéből 1620 m valamilyen mértékben mozog, mintegy 1800 m egyértelműen csúszásveszélyes. Négy különálló, mozgásveszélyes szakasz határolható le:
Vöröspart u.: a Vöröspart utca - Sellő utca által határolt rész a Kőgát utca északi végétől az Evező utcáig tartó kb. 530 m hosszú területsáv a Dunára merőlegesen max. 120 m szélességben;
Hullám u. – Deák F. u.: a Dózsa György u. – Deák Ferenc u. és a Duna közötti rész Dunai lejárótól a Forrás utcáig tartó kb. 500 m hosszú, max. 170 m széles területsáv;
Hajóállomás: a Dunapart utca mentén, a Hajóállomás mögött, a Deák Ferenc utca és a Duna közötti 300 m hosszú, 130 m széles területrész;
Sőtér sétány: a Dunasor északi részénél, a Strandnál, a Sőtér István sétány és a Duna közötti kb. 290 m hosszú, max. 70 m széles területsáv.
Helyszín csúszólap alsó kimetsződése csúszólap felső kimetsződése
Érd, Ófalu A-A
rézsűlábnál megfelelően alapozott épület nélkül
szélesebb zóna alakult volna ki B-B
3. sz. út
K-1 végeselemes modellezés egyetlen kritikus csúszólapot
eredményezett: a domb felőli árokba metsződik ki
néhány (kb. 3-5) méteres zóna (az erdőben a geometriai adatszolgáltatás hiányos volt)
K-2 M7, S10/A j.
hídfő A-A
a rézsűlábnál egyértelmű, a kialakult elmozduláshoz nagy hasonlóságot mutat
a padkán az aktív csúszólap
kimetsződése 3-4 méteres tartományban M7, Kőröshegyi
csp.
A-A a rézsűlábnál a felső padka hátsó területén; több
méteres, közel függőleges elmozdulással
B-B
Rácalmás
A-A a Rácalmási Duna-ág medrében a magaspart lábánál és ezen kívül 2 felszakadási sáv
B-B* a mederben és a meder mellett
kialakított rézsűlábnál a magaspart lábánál és ezen kívül egy közbenső felszakadási sáv
C-C* a Rácalmási Duna-ág medrében a magaspart lábánál D-D
a mederben és a meder mellett kialakított rézsűlábnál (a terep változékonysága miatt nehezen elkülöníthető)
a magaspart lábánál és ezen kívül még egy felszakadási sáv, ahol a csúszólap a legközelebb fut a felszínhez
2422. sz. út A-A a rézsűlábnál a kialakulttal megegyezően, a
terephajlás változásához igazodva Kulcs, Sőtér
sétány IV. a Duna medrében kialakult
felpúposodás
a koronaél mögött, közel függőleges elmozdulással, de kb. 8-10 m széles zónában
Kulcs, Hullám u.
- Deák F. u.
B-B a rézsűlábnál a magaspart lábánál és a Deák F. úttól
kb. 5-10 m-re felfelé
II. a rézsűlábnál, a telkek végénél a Deák F. úttól felfelé 0-20 m-re Kulcs,
Hajóállomás III.
bizonytalan helyzetű: a csúszólap és a terepfelszín közel azonos hajlású
elsődleges elmozdulás markáns megjelenésű, de a kialakuló földfal nem stabil
Kulcs, Vöröspart u.
A-A egyértelmű: kevéssel az LNV alatt a magaspart lábánál I.
bizonytalan helyzetű, mert a gyenge sík (pannon agyag) közel párhuzamos a terep vonalával
bizonytalan helyzetű, mert a gyenge sík alacsony hajlású és a terepen sincs egyértelműen jellemezhető lejtés
*végeselemes modellezés (elegendő adat hiányában) nem készült, csak közelítő számítás
15. táblázat Az állékonyságvizsgálatok eredménye
A fenti felsorolás első két területére készült geotechnikai szakvélemény (Farkas és Takács 2009b) megállapította, hogy: „Mind a hagyományos, mind a számítógépes, végeselemes vizsgálatok azt mutatják, hogy a vizsgált szelvényekben a talajmozgás elleni biztonság tényezője alig haladja meg a k = 1 értéket; vagyis a lejtő csak nagyon kicsiny biztonsági tartalékkal rendelkezik; tehát mind a két vizsgált szelvényben fennáll a potenciális csúszásveszély!” A Hullám u. – Deák F. utcai terület stabilizálására engedélyezési terv (Nagy és Takács 2010) készült, de mielőtt a kivitelezés megvalósulhatott volna, 2010. év őszén a Sőtér sétány területe, majd 2011. januárban a Hullám u. – Deák F. u., valamint a Hajóállomás
mögötti rész is elmozdult. A Vöröspart utcai területen csak kisebb elmozdulások alakultak ki, lényeges károsodás egyelőre még nem történt. 2011 tavaszán a község felszínmozgásos területeinek vizsgálatáról egy újabb geotechnikai szakvélemény (Farkas és Takács 2011) készült.
A Vöröspart utcai területre készült első vizsgálatok szerint (Farkas és Takács 2009b, korábbi fúrások alapján, A-A szelvény) a kritikus csúszólap felső és alsó kimetsződése is egyértelmű:
felül a magaspart lábánál, alul pedig kevéssel a legmagasabb vízszint (LNV) alatt.
Az új fúrások alapján készült második szakvélemény (Farkas és Takács 2011) modellezése (I.
szelvény, amely eltér az A-A szelvénytől) szerint a csúszólap felső kimetsződését az ismert rétegződés alapján a felszín geometriája adja, mivel a terep a C3 fúrás felett alig emelkedik, sőt helyenként lejt a Dunától távolodva. A csúszólap alsó kimetsződésének meghatározása a kétdimenziós modellezésben bizonytalan (mivel a csúszólap és a terepfelszín közel azonos hajlású). A csúszólap alsó kimetsződését alapvetően a gyenge zóna elhelyezkedése illetve a pannon agyagréteg felszíne határozza meg (F3. függelék, 43. ábra).
17. ábra A végeselemes modellezés eredménye: a kritikus csúszólap (Kulcs, Hullám u. – Deák Ferenc u.)
A Hullám u. – Deák F. utcai területre készült első vizsgálataink szerint (Farkas és Takács 2009b, korábbi fúrások újakkal kiegészítve, B-B szelvény) a terület a stabilis-labilis határállapothoz igen közeli állapotban állt. A modellezés szerint egyrészt a magaspart alatti földtömeg egyben (is) elmozdul, másrészt a csúszólap a Deák F. utca környékén felszakad, ennek a felszakadásnak a helye azonban nem egyértelmű, a helyi viszonyoktól függően kb. 5-10 m-es sávra, az út geometriája által meghatározott közel vízszintes sávra illetve annak közvetlen környezetére tehető. A kb. 12-14 m mélységben kialakult csúszólap felső kimetsződése a Deák F. u. felső oldalán, az úttól 0-20 m távolságra alakult ki, és jól követhető az elmozdult földtömegben kialakult jelentősebb elmozdulás a Hullám utca feletti részen is. A terület stabilizálása négy részből álló komplex rendszer került megtervezésre: mélyszivárgó (Nagy és Takács 2010), felszíni vízelvezetés, új vízvezeték-rendszer és a csatornázás
kialakítása. Kivitelezésére nem került sor, mivel 2011. január 17-én bekövetkezett a rétegcsúszás, aminek következtében az érintett, közel ötven ingatlanban keletkeztek károk, közülük 7 életveszélyessé vált, és további 8 házat bontásra javasoltak a statikus szakértők. Az ezt követően készült szakvélemény (újabb fúrásokat mélyítve, Farkas és Takács 2011) alapján készült modellezés (II. szelvény, amely a B-B szelvénytől kb. 50 méterre délre készült) szerint a valósággal egybevágó tönkremeneteli módot kaptunk: a csúszólap alsó kimetsződése (1. kép) a Hullám utcai telkek alsó határa környékén alakult ki (17. ábra). Másodlagos hatásként, a legnagyobb elmozdulás lejátszódása után 1-2 héttel a magaspart lábánál is egyértelműen azonosíthatóak voltak kisebb tágasságú repedések (Farkas és Takács 2011).
1. kép A csúszólap felszíni megjelenése (Kulcs, Hullám u., 2011. március)
A Hajóállomás mögötti területen csúszólap felső kimetsződése közel függőleges, amely folyamatosan, de lassan „hátrarágódik”. A felső kimetsződést alapvetően az épületek helyzete határozta meg: azok mögött metsződött ki. A modellezés (III. szelvény) szerint az I.
szelvényhez hasonlóan a tönkremenetel felső kimetsződése egyértelmű és markáns (de a kialakuló közel függőleges földfal nem stabil, így további, másodlagos elmozdulások létrejöttét vetíti elő) (F3. függelék, 44. ábra), az alsó bizonytalan: a csúszólap és a terepfelszín itt is közel azonos hajlású (Farkas és Takács 2011).
A IV. keresztszelvényben (Sőtér sétány) a csúszólap felső kimetsződése (F3. függelék, 45.
ábra) kissé eltér a valóságban kialakulttól (2. kép): a közel függőleges elmozdulás vonala a valóságban néhány méteres, míg a modellezésben kb. 8-10 méteres sávra adódott. A Duna medrében kialakult felpúposodás (2. kép) a modellezésben is ugyanúgy alakult ki (Farkas és Takács 2011).
2. kép A csúszólap alsó és felső felszíni megjelenése (Kulcs, Sőtér sétány, 2011. március) A rétegvíz a lejtőlábnál, az ártér szélénél több helyen is vízszivárgások, kis hozamú források formájában a felszínre tört. Az 1979. évi geológiai térképezés során a kulcsi térképlapon nyolc forrás helyét tüntették fel, amelyek közül hármat – kezdetlegesen – foglaltak is. E források kis vízhozamúak (max. 4 – 6 l/perc) voltak, és „közvetlenül a Duna partján léptek a felszínre”. De jelenleg is megfigyelhető számos, bővebb vizű forrás is pl. a település északi részén, az Arany J. utca végénél, ahol az egyik K-i oldali ingatlanon fakadó forrás vize beborítja a teljes útburkolatot, és folyik a Duna felé. A koncentrált (forrás-szerű) kilépés mellett „vonalmenti” szivárgások is vannak az északi Görbe utcától a déli Hajós utcáig kisebb-nagyobb megszakításokkal. Különösen jellemző ez a felszínmozgásos területek alatti partvonalaknál (Görbe u., Hullám u., Hajóállomás, Dunasor É-i vége), különösen a felszínmozgások szélei környékén.
Az elemzések valamint a talajfeltárásokon és laboratóriumi kísérletek alapuló állékonysági vizsgálataim alapján a csúszólap geometriai helyzetére vonatkozóan megállapítottam, hogy a csúszólap alsó kimetsződése a talajrétegződés, a rézsű geometriája és a talajvíz valamint rétegvíz megjelenése alapján jól becsülhető; és jól azonosítható helyen (pl. rézsűlábnál, árokban) alakul ki (kivéve azokat az helyeket, ahol a gyenge sík és a terep hajlásszöge között kicsi eltérés). A csúszólap felső kimetsződése a részletes feltárások alapján készített állékonyságvizsgálatok szerint is csak közelítően határozható meg; és a talajok térbeli változékonysága és a másodlagos elmozdulások miatt a csúszólap felső kimetsződése több vonalban, de többnyire időben eltolódva alakul ki.
5. Tönkremeneteli valószínűség számítása végtelen hosszú, szemcsés rézsű esetén