Inzenjerskogeoloska Prospekcija - Kastel Krapina_tekst

SPP d.o.o.

Konzalting, nadzor, projektiranje i izvođenje u rudarstvu, građevinarstvu, geotehnici i zaštiti okoliša Trstenjakova 3, 42 000 Varaždin; telefon: 042 203 302; faks: 042 203 306; e-mail: [email protected]

IZVJEŠĆE O INŽENJERSKOGEOLOŠKOM KARTIRANJU I GEOFIZIČKIM

ISTRAŽNIM RADOVIMA NA PODRUČJU STAROG GRADA KRAPINA

Građevina: Padina ispod Starog grada Krapina

Direktor:

Doc. dr. sc. Stjepan Strelec, dipl.ing.

Varaždin, rujan 2011.

SPP d.o.o.


Izvješće -2-

PROJEKAT: IZVJEŠĆE O INŽENJERSKOGEOLOŠKOM KARTIRANJU I GEOFIZIČKIM ISTRAŽNIM RADOVIMA NA PODRUČJU STAROG GRADA KRAPINA

NALOGODAVAC: PUČKO OTVORENO UČILIŠTE KRAPINA Šetalište hrvatskog narodnog preporoda 13. KRAPINA

NALOGOPRIMAC: SPP d.o.o. Trstenjakova 3. VARAŽDIN

UGOVOR: Narudžbenica br. 2140-380-01/11-01 od 26.srpnja 2011.

Voditelj projekta : Dr. sc. Stjepan Strelec, dipl. ing.

Autor izvješća: Kristijan Grabar, dipl. ing. geot.

Stručni suradnik: Željko Miklin, dipl. ing. geol.

Terenski radovi: Željko Miklin, dipl. ing. geol

Dr. sc. Stjepan Strelec, dipl.ing.

Kristijan Grabar, dipl.ing. geot.

Božidar Martinjak

Filip Strelec

Digitalna obrada: Kristijan Grabar, dipl. ing. geot.

Varaždin, rujan 2011.

SPP d.o.o.


Izvješće -3-

SADRŽAJ:

• Registracija tvrtke SPP d.o.o. Varaždin – (3) tri lista

1. UVOD 7

2. LOKACIJA I GEOMORFOLOGIJA 8

3. GEOLOŠKA ISTRAŽIVANJA 8

4. INŽENJERSKOGEOLOŠKA SITUACIJA 10

4.1. Inženjerskogeološke karakteristike padine

4.2. Klasifikacija nestabilnih padina

5. GEOFIZIČKA ISTRAŽIVANJA 25

5.1. Plitka seizmička refrakcija

5.2. Višekanalna analiza površinskih valova

5.3. Geoelektrična istraživanja

5.3.1. Električna tomografija

5.3.2. Interpretacija električne tomografije

6. ZAKLJUČAK 34

POPIS PRILOGA:

Prilog 1. Inženjerskogeološka karta istraživanog područja (M 1: 1000)

Prilog 2. Položaj blokova s osnovnim diskontinuitetima u stijenskoj masi (M 1: 1000)

Prilog 3. Seizmički profili P1-P1', P2-P2' i P3-P3' (M 1 : 200)

Prilog 4. Profili geoelektrične tomografije (M 1 : 200)

Prilog 5. Foto dokumentacija

CD-ROM: Digitalni zapis izvješća, prilozi i foto dokumentacija

SPP d.o.o.


Izvješće -7-

1. UVOD Projektni zadatak:

Inženjerskogeološko kartiranje, prospekcija padine i određivanje nestabilnih blokova te geofizički istražni radovi izvedeni su temeljom usmenih dogovora s ravnateljicom Pučkog otvorenog učilišta u Krapini gđom. Viktorijom Krleža i gđom. Snježanom Pelin iz magistrata Grada Krapine. Dogovori su rezultirali Narudžbenicom klasa 612-08/11-01/09 i Ur. Broja 2140-380-01/11-01 s nadnevkom 26.07.2011. upućene od strane Pučkog otvorenog učilišta. Naručene radove je izvela tvrtaka SPP iz Varaždina u razdoblju od od 1 do 5 kolovoza 2011.

Programom istraživanja predviđeni su sljedeći radovi:

1. Inženjersko kartiranje šireg područja Starog grada Krapina sa detaljnim snimanjem ulaznih parametara za kategorizaciju stijenske mase prema GSI klasifikaciji.

a) snimanje stanja stijenske mase, orijentacija diskontinuiteta i njihovih karakteristika (razmaci, perzistentnost, trošnost, ispuna, JRC i JCS); izrada strukturnih dijagrama,

b) in-situ određivanje jednoosne čvrstoće (UCS) pomoću Schmidt-ovog čekića, c) vertikalno i horizontalno izdvajanje blokova duž usjeka, s obzirom na karakteristike

stijenske mase, odnosno prema vrijednostima GSI klasifikacije. 2. Izrada 10 inženjerskogeoloških profila na kojima bi se izdvojili nestabilni blokovi. 3. Izrada geofizičkih profila uzduž inženjerskogeoloških profila u svrhu određivanja dubina

erozije stijene tj. koliko je duboko stijena degradirana.

a) geoelektrična tomografija, dužine dispozitiva 115 m, interpretativne dubine 20 m – ukupno 3 profila,

b) seizmičko profiliranje primjenom dviju seizmičkih metoda na pojedinačnom profilu: 1. refrakcijski profil P valova (RF), refrakcijske 2D tomografije - dužine dispozitiva

69 m, Vp – ukupno 3 seizmička profila, 2. višekanalna analiza površinskih valova (2D MASW) Vs,

4. Izrada IG izvješća s pratećim tekstom i kartom M 1:1000.

Područje istraživanja definirano je na grafičkom prilogu dostavljenom od strane investitora. Pridružena je zona istraživanja u AutoCad formatu, osim toga koristila se i ortofoto snimka koju koristimo kao podlogu za shematski prikaz lokacije s glavnim diskontinuitetima i izdvojenim blokovima.

Neke od predviđenih istražnih radova nije bilo moguće izvršiti prije svega zbog nepristupačnosti terena, odnosno neprimjenjivosti metoda istraživanja zbog konfiguracije terena, a koje su u prvoj fazi istraživanja izgledale najprihvatljivije. Stoga smo kod istraživanja prilagodili parametre, to se prije svega odnosi na poglavlje 5. geofizička istraživanja, kod kojih su korišteni kraći dispozitivi seizmičkih i električnih profila.

SPP d.o.o.


Izvješće -8-

2. LOKACIJA I GEOMORFOLOGIJA

Istraživana lokacija nalazi se u gradu Krapini, sjeveroistočno od Magistratske ulice i obuhvaća zapadnu padinu brda visine 271 m n. m. na kojem su u tijeku arheološka iskapanja i istraživanja starog grada. Na platou na cca 222 m n. m. nalazi se kastel. Geomorfološki teren karakterizira strma padina izgrađena od sitnozrnih konglomerata, koja se naglo uzdiže iz znatno nižeg (180 m. n.m.) aluvijalnog dijela riječice Krapine. Osnovni rasjedi dijagonalni su u odnosu na generalni tektonski sklop (istok–zapad). Rasjedi su izolirali glavicu i formirali strmu (62-680) padinu. Padina se morfološki izdvaja svojom strminom, koja dopire do glavne ulice (Magistratska). Na vrhu padine je kastel (simbol Krapine), a oko njega nalaze se arheološki ostaci staroga grada, dio arheoloških ostataka nalazi se i na samom vrhu brežuljka.

Zapadna padina na kojoj je kastel ozbiljno je ugrožena, a neki dijelovi padine su u labilnom stanju tako da predstavljaju opasnost za žitelje Magistratske ulice i prolaznike. Ove naslage predstavljale su pogodan materijal za kopanje od prethistorije do danas.

Površinska degradacija naslaga uslijed atmosferilija te želja žitelja Magistratske ulice da prošire svoje posjede (kopanje podruma, zasijecanje padine u podnožju).

3. GEOLOŠKA ISTRAŽIVANJA

Istraživano područje izgrađeno je od naslaga badena M4. Sedimenti badena zauzimaju veliko prostranstvo s južne strane Strahinjščice u pojasu širine od 200 do 1000 m. Baden nalazimo u nekoliko litotipova i to kao konglomerate, litotamnijske pješčenjake i vapnence, litavce, šlirske lapore te gline.

Područje starog grada Krapina i kastela izgrađeno je uglavnom od konglomerata i manjim dijelom od pješčenjaka. Može se reći da naslage badena leže na starijim naslagama s jasno izraženom transgresivnom diskordantnom granicom

Općenito, u bazi badena nalaze se konglomerati, slijede sitnozrne dubokomorske naslage, koje su predstavljene s pješčanim tamnosivim laporima i škriljavim glinama. Ti sedimenti dolaze kao velike i prostrane leće u litotamnijskim vapnencima, a lateralno prelaze u vapnence ili konglomerate. Sekvencu završavaju litotamnijski bjeličastosivi ili bijeli vapnenci te krupnozrni i srednjezrni pločasti pješčenjaci s algama litotamnijama.

U istraživanom području gdje su smješteni stari grad Krapina i kastel, razvoj badena je atipičan. Glavni litološki član su debelouslojeni, srednjezrni, vapneni konglomerati. Vapneni konglomerati su prisutni do brda Hušnjakovo. Takav sediment predstavljen je transgresivnim bazalnim polimiktnim konglomeratima, brečokonglomeratima ili konglomeratičnim krupnozrnatim pješčenjacima s valuticama. Konglomerat se sastoji od subzaobljenih partikula starijih stijena, prvenstveno srednjotrijaskog vulkanogeno-sedimentog kompleksa (pješčenjaci, spilitizirani dijabazi i tufovi, gornjotrijaski dolomiti, fragmenti oligomiocenske ugljenonosne formacije, djelom i miocenskih andezita). Nakon nekoliko metara veličina zrna sedimenata se smanjuje tako da naslage prelaze u vapnenačko-detritične i detritične pješčenjake i vapnence. Prema mlađim

SPP d.o.o.


Izvješće -9-

naslagama sadržaj kalcita se smanjuje na račun povećanja glinovite supstance u sedimentu, tako da se talože glinoviti vapnenci, kalcitični lapori i lapori. Ove se naslage mogu smatrati graduiranim, iako su sekvence dekametarskih dimenzija (slika 1).

Slika 1. Izdvojena sekvenca krupnozrnatih brečokonglomerata.

Krupnozrnati konglomerati i brečokonglomerati sastavljeni su od valutica subzaobljenih i subangularnih odlomaka kvarcnih i kvarcitičnih stijena, kvarcita i magmatogenih stijena (srednjotrijaska vulkanogeno-sedimentna formacija), vapnenaca i dolomita (gornjotrijaski karbonatni kompleks) i klastita (iz različitih litostratigrafskih horizonata).

Vapnenačko-detritične i detritične karbonatne naslage sastoje se od gromadastih, rjeđe debelo uslojenih bijelih, svjetlo žutih i svjetlo sivih vapnenaca u kojima varira sadržaj akumuliranih i slabo trasportiranih biogenih sastojaka (ostaci algi, krinoida, foraminifera i školjkaša) i litogenih sastojaka (kvarc, feldspati, litične čestice, tinjci, eruptivi i dr.) i veziva koje je dominantno sparitsko ili mikrosparitsko kalcitsko, ali može biti i glinovito-limonitsko-mikritsko ili mikrosparitsko.

Ovakve naslage pogodne su za izradu pećina ili podruma koje obiluju u ovom području (vidi kartu) u jednoj takvoj nađeni su i ostaci Krapinskog pračovjeka.

SPP d.o.o.


Izvješće -10-

4. INŽENJERSKOGEOLOŠKA SITUACIJA

Padinu ispod starog grada Krapine i kastela čine sitnozni badenski konglomerati koji su u stratigrafskom pogledu uniformni i jednolični, no inženjerskogeološki gledano mogu se izdvojiti slojevi i proslojci različitih granulacija (slika 1 ).

U analizi stabilnosti čvrstih stijenskih masa najveća pozornost pridaje se pukotinskoj mreži, značajkama pukotinske ispune, hrapavost pukotina, značajkama stijenki pukotina, kao i mogućnosti dreniranja pukotinske mreže, te orijentaciji u odnosu na plohu kosine (padine).

Slika 2. Osnovni pukotinski sustavi.

Zato se analiza stabilnosti u takvim stijenskim masama svodi na analizu diskontinuiteta, a stabilnost se računa po metodama koje su razvijene u mehanici stijena. Pri tome se obavezno služimo statističkom analizom orijentacije pukotina pomoću stereografske projekcije uz uporabu Schmidtove mreže. Mreža se koristi točno onako kako se to radi u strukturnoj geologiji – točkasti i konturni dijagram; maksimumi polova, prikaz tragovima ravnina, i presječnica.

Kod analize stabilnosti važna pojava je ukliještenost blokova. Vrijedi za nagomilane gromade i blokove na padini, ali i za blokove uokvirene diskontinuitetima u stijenskoj masi.

U nastavku slijede analize padine koju smo podijelili u blokove, dakle za svaki blok izračunati su svi podaci potrebni za kategorizaciju stijenske mase.

SS

OB

AR

SPP d.o.o.


Izvješće -11-

Tablica 1. Stupanj rastrošenosti stijenske mase.

Pojam Opis Stupanj Svježa stijena Nema vidljivih znakova trošenja stijene, možda mala

promjena boje, uz površine glavnih diskontinuiteta I

Malo trošna stijena (SW) Promjena boje ukazuje na trošenje stijene i površine diskontinuiteta. Sav stijenski materijal može promjeniti boju od trošenja i može biti slabiji izvana nego kad je svjež.

II

Srednje trošna stijena (MW) Manje od pola materijala stijene je raspadnuto i/ili dezintegrirano u tlo. Svježa ili bezbojna stijena prisutna je kao razlomljeni okvir ili kao jezgra.

III

Jako trošna stijena (HW) Više od pola materijala stijene je raspadnuto i/ili dezintegrirano u tlo. Svježa ili bezbojna stijena prisutna je ili kao razlomljeni okvir ili kao jezgra.

IV

Potpuno trošna stijena (CW) Sav stijenski materijal je raspadnut i/ili dezintegriran u tlo. Originalna struktura stijenske mase uglavnom je netaknuta.

V

Rezidualno tlo Sav stijenski materijal pretvoren je u tlo. Struktura stijenske mase i struktura materijala uništeni su. Velike su promjene volumena, ali nema značajnijeg transporta tla.

VI

SPP d.o.o.


Izvješće -12-

4.1. Inženjerskogeološke karakteristike padine

Istraživano područje čini padina u duljini od oko 300 m, nagib padine je od 62-680. Morfološki je dobro razvedena. Zapadna padina se strmo „diže“ od 180 m n. m. do 272 m n. m. Područje padine podijeljeno je prema orijentacijama diskontinuiteta osnovnog strukturnog sklopa u tri strukturna bloka koji su označeni brojevima I, II i III. Strukturni blokovi su odijeljeni, izraženijim rasjedima koji dovode do značajnije promjene u orijentaciji osnovnog strukturnog sklopa. Prema postojećim podacima, tektonika je jako izražena i popraćena boranjem, pa se i unutar izdvojenih blokova mogu očekivati vrlo velike varijacije u rasponu orijentacija svih sustava diskontinuiteta. Iz iznesenih podataka vidi se da na padini postoje nekoliko tipova diskontinuiteta (pukotina), diskontinuiteti su, teoretski, u stijenskim masama mjesta u kojima je kohezija jednaka nuli, stoga je potrebno posebno obratiti pozornost na karakter pukotina.

Slika 3. Shematski prikaz strukturnih blokova na zapadnoj padini

Strukturni blok I

Strukturni blok I čine debelo uslojeni (od 270 - 300 cm) sitnozrnati konglomerati na kojima je temeljen kastel. Ove naslage nalaze se na sjeveroistoku karte, topografska karta ne pokriva ove naslage jer nije načinjena (zbog gustoće raslinja?!). Zahvaljujući GPS navigaciji mogli smo postaviti istraživane točke na kartu i tako okonturiti prostor (prilog 2). U podlozi ovih naslaga slojevi su daleko tanji, debljine od 14 - 45 cm.

SPP d.o.o.


Izvješće -13-

Tablica 2. Podaci za RMR klasifikaciju stijenske mase u strukturnom bloku I. ULAZNI PODACI ZA GEOMEHANIČKU KLASIFIKACIJU

Projekt: SANACIJA POKOSA STARI GRAD KRAPINA Opis: Kg. fragmenti veličine od 2-50 mm, karbonatno vezivo

Dionica: MAGISTRATSKA ULICA - KASTEL Stacionaža: BLOK I (T-11,12,13,14,19,20,21,26,27 ) Objekt: KASTEL Litološka jed.: Konglomerati, klastpotporni, sivo-smeđe boje

List: KARTA M 1: 1000 Stratigraf. prip: Baden M4

ČVRSTOĆA STIJENE RQD BODOVI jednoosna point (MPa) load (MPa) ČVRSTOĆA

Vrlo visoka >250 >10.0 Vrlo dobar: 90-100 % Visoka 100-250 4.0-10.0 Dobar: 75-90 % 6 Srednja 50-100 X 2.0-4.0 Povoljan: 50-75 % X

Niska 25-50 X 1.0-2.0 Slab: 25-50 % RQD Vrlo niska <25 <1.0 Vrlo slab: <25 % 12

SMJER I NAGIB DISKONTINUITETA - vidi tekst BODOVI SS: Smjer 116 70 162 Nagib 14 4 24 AR: Smjer 194 184 204 Nagib 81 74 88 ok. na B: Smjer 220 220 220 Nagib 65 62 68 ostale: Smjer 305 290 320 Nagib 77 70 84

prosjek od do prosjek od do PODZEMNA VODA BODOVI

Priliv na 10 m dužine objekta: l/min Opće stanje: 15

RAZMAK BODOVI SS AR ok. na B ostali

Vrlo velik: >200 cm X 20 Velik: 60-200 cm X 16 Srednji: 20-60 cm X 10 Mali: 6-20 cm X 6 Vrlo mali: <6 cm X 4

STANJE DISKONTINUITETA BODOVI DUŽINA DISKONTINUITETA SS AR ok. na B ostali Vrlo mala: <1 m X 6 Mala: 1-3 m X X 4 Srednja: 3-10 m X 2 Velika: 10-20 m X 1 Vrlo velika: >20 m ZIJEV SS AR ok. na B ostali Zatvorene: X 6 <0.1 mm X X 5 0.1-1 mm 1-5 mm > 5 mm X 0 HRAPAVOST SS AR ok. na B ostali hrapavo X 6 Stepeničasto glatko zaglađeno hrapavo X X X 5 Valovito glatko zaglađeno hrapavo Ravno glatko zaglađeno ISPUNA SS AR ok. na B ostali Bez ispune X 6 Tvrda ispuna <5 mm Tvrda ispuna >5 mm Meka ispuna <5 mm X 2 Meka ispuna >5 mm X X 0 RASTROŠENOST SS AR ok. na B ostali Nerastrošene Neznatno rastrošene X 5 Umjereno rastrošene X X X 3 Jako rastrošene Potpuno rastrošene

OSTALI PODACI JRC SS AR ok. na B ostali U K U P N O 0-2 2-4 X B O D O V I 4-6 X X 6-8 X 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20

Položaj rasjeda: 110-290; Čvrstoća stijenki diskontinuiteta: R-34,20,22,40,22,

Broj pukotina po m3: 10 Rezidualni kut: Uzorak:

SPP d.o.o.


Izvješće -14-

Slika 4. Konturni dijagram s trasama statističkih maksimuma sustava diskontinuiteta. Strukturni blok I.

Tablica 3. Izračun RMR- a i GSI –za blok I.

Stijena podloge BLOK I SS Ar ok na B JEDNOOSNA TLAČNA ČVRSTOĆA 6 6 6INDEKS KVALITETE JEZGRE (RQD) 12 12 12RAZMAK DISKONTINUITETA 20 10 4STANJE PODZEMNE VODE 15 15 15UKUPNO STANJE STIJENSKE MASE 53 43 37STANJE DISKONTINUITETA DUŽINA DISKONTINUITETA 2 4 6ZIJEV 6 5 0HRAPAVOST 5 6 5ISPUNA 6 2 0RASTROŠENOST 5 3 3UKUPNO STANJE DISKONTINUITETA 24 20 14SVEUKUPNO 77 63 51Za GSI -5 -5 -5GSI 72 58 46

Tablica 4: Kategorije stijenske mase iz zbroja bodova (RMR). Bodovi 100-81 80-61 60-41 40-21 <20 Kategorija broj I II III IV V Opis stijenske mase Vrlo dobra Dobra Povoljna Slaba Vrlo slaba

SPP d.o.o.


Izvješće -15-

Generalni smjer pružanja slojnih diskontinuiteta je na jugoistok (116), pod malim kutom od 4-240, upravo zbog subhorizontalnih slojeva lokalno mogu se mjeriti nagibi i na istok ili čak na sjeveroistok.

Slojni diskontinuiteti ispresijecani su diskontinuitetima okomitim na os b svakih 45-126 cm. Ovi diskontinuiteti imaju nagib na jugozapad pod kutom od 2200 i vrlo su strmi od 62 -680 te je po njima formirana padina.

Osim ova dva tipa diskontinuiteta prisutni su i diskontinuiteti osne ravnine (Ar – aksijalna ravnina). Osna ravnina je najokomitija pod kutom od 74-880 i pada uglavnom na jug jugozapad od 184-2040.

Zaključak:

U tablici 3 prikazan je izračun bodova za pojedine diskontinuitete, tako možemo zamijetiti velike raznolikosti u pojedinim diskontinuitetima. Ostale karakteristike za pojedine diskontinuitete i njihovo bodovanje prikazano je u tablici 2.

Temeljem dobivenih ulaznih parametara (preko GSI klasifikacije) za pojedine diskontinuitete stijene može se zaključiti da diskontinuiteti pripadaju dobroj i povoljnoj kategoriji stijenske mase (tablica 4).

Na temelju prikupljenih i statistički obrađenih podataka može se zaključiti da globalna stabilnost padine nije upitna, već postoji mogućnost pojava lokalnih nestabilnosti (ravni lom, klinasti lom i prevrtanje). U ovom bloku debljina slojeva je od 270 do 300 cm, a slojni diskontinuiteti nagnuti su na jugoistok (prosječno 116/14) pod veoma malim kutom od 4 - 80. Mali kut nagiba odgovoran je za mogućnost odlamanja velikih blokova (270 X 300 cm) po osnoj ravnini i po diskontinuitetima okomitim na os b. Broj pukotina po m3 iznosi 10, JRC 10 za slojeve iznosi 2-4, JRC 10 za osnu ravninu i diskontinuitete okomite na os b iznosi 4-6.

SPP d.o.o.


Izvješće -16-

Strukturni blok II

Dominantni diskontinuiteti u strukturnom bloku II su diskontinuiteti okomiti na os b prosječne orijentacije 228/58. Razmak između diskontinuiteta je malen, i dužina je vrlo mala. Zijev pukotina >5 mm, ispunjene su glinom, valovito su hrapave. Kako je generalni smjer pružanja padine 240/62-68, znači da je gotovo paralelan sa diskontinuitetima okomitim na os b, iz toga proizlazi da postoji opasnost od odlamanja pojedinih blokova duž padine. Razmak diskontinuiteta je od 6-20 cm, a dužina diskontinuiteta je do 1m. Pukotine imaju zjev > 5 mm, ispunjene su glinom, valovito hrapave su i umjereno su trošne. U ovom slučaju radi se o relativno malim blokovima (20x70 cm).

Slojni diskontinuiteti u ovom slučaju nisu izraženi tako jako kao u bloku I, stoga imaju i manju ulogu kod formiranja blokova. Prosječni diskontinuiteti imaju smjer 139/13, i oni su u podini bloka I, pukotinski razmak je oko 45 cm, a perzistencija i dužina pukotina ne prelazi 3 m. Pukotine su često zatvorene ili vrlo malog zijeva i bez ispune.

Povremeno su prisutne pukotine koje imaju generalni smjer 40/80 te pukotine dodatno presjecaju stijensku masu. Pukotinski razmak je od 20-60 cm, a dužina diskontinuiteta je do 3m. Pukotine imaju zjev do >5mm, ispunjene su glinom valovito su hrapave i umjereno trošne.

Slika 5. Konturni dijagram s trasama statističkih maksimuma sustava diskontinuiteta. Strukturni blok II.

SPP d.o.o.


Izvješće -17-

Tablica 5. Podaci za RMR klasifikaciju stijenske mase u strukturnom bloku II. ULAZNI PODACI ZA GEOMEHANIČKU KLASIFIKACIJU

Projekt: SANACIJA POKOSA STARI GRAD KRAPINA Opis: Kg. fragmenti veličine od 2-50mm,karbonatno vezivo

Dionica: MAGISTRATSKA ULICA - KASTEL Stacionaža: BLOK 2 (T-10,15,25,) Objekt: KASTEL Litološka jed.: Konglomerati, klastpotporni, sivo-smeđe boje

List: KARTA M 1: 1000 Stratigraf. prip: Baden M4 ČVRSTOĆA STIJENE RQD BODOVI jednoosna point (MPa) load (MPa) ČVRSTOĆA

Vrlo visoka >250 >10.0 Vrlo dobar: 90-100 % Visoka 100-250 4.0-10.0 Dobar: 75-90 % 6 Srednja 50-100 X 2.0-4.0 Povoljan: 50-75 % X

Niska 25-50 X 1.0-2.0 Slab: 25-50 % RQD Vrlo niska <25 <1.0 Vrlo slab: <25 % 12

SMJER I NAGIB DISKONTINUITETA - vidi tekst BODOVI SS: Smjer 139 128 150 Nagib 13 8 18 AR: Smjer Nagib ok. na B: Smjer 228 210 240 Nagib 58 55 60 ostale: Smjer 40 40 40 Nagib 80 80 80

prosjek od do prosjek od do PODZEMNA VODA BODOVI

Priliv na 10 m dužine objekta: 0 l/min Opće stanje: suho 15


Vrlo velik: >200 cm Velik: 60-200 cm Srednji: 20-60 cm X X 10 Mali: 6-20 cm X 6 Vrlo mali: <6 cm

STANJE DISKONTINUITETA BODOVI DUŽINA DISKONTINUITETA SS AR ok. na B ostali Vrlo mala: <1 m X 6 Mala: 1-3 m X X 4 Srednja: 3-10 m Velika: 10-20 m Vrlo velika: >20 m ZIJEV SS AR ok. na B ostali Zatvorene: X 6 <0.1 mm 0.1-1 mm 1-5 mm > 5 mm X X X 0 HRAPAVOST SS AR ok. na B ostali hrapavo Stepeničasto glatko zaglađeno hrapavo X X X 5 Valovito glatko zaglađeno hrapavo Ravno glatko zaglađeno ISPUNA SS AR ok. na B ostali Bez ispune X 6 Tvrda ispuna <5 mm Tvrda ispuna >5 mm Meka ispuna <5 mm Meka ispuna >5 mm X X 0 RASTROŠENOST SS AR ok. na B ostali Nerastrošene Neznatno rastrošene X 5 Umjereno rastrošene X X 3 Jako rastrošene Potpuno rastrošene

OSTALI PODACI JRC SS AR ok. na B ostali U K U P N O 0-2 2-4 X B O D O V I 4-6 X 6-8 X 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20

Položaj rasjeda: 120-300 Čvrstoća stijenki diskontinuiteta: R-34,20,22,40,28,


SPP d.o.o.


Izvješće -18-

Tablica 6. Izračun RMR- a i GSI –za blok II.

Stijena podloge BLOK II SS ostale OB JEDNOOSNA TLAČNA ČVRSTOĆA 6 6 6INDEKS KVALITETE JEZGRE (RQD) 12 12 12RAZMAK DISKONTINUITETA 10 10 6STANJE PODZEMNE VODE 15 15 15UKUPNO STANJE STIJENSKE MASE 43 43 39STANJE DISKONTINUITETA DUŽINA DISKONTINUITETA 4 6 4ZIJEV 6 0 0HRAPAVOST 5 5 5ISPUNA 6 0 0RASTROŠENOST 5 3 3UKUPNO STANJE DISKONTINUITETA 26 14 12SVEUKUPNO 69 57 51Za GSI -5 -5 -5GSI 64 52 46

Zaključak:

Iz do sada iznesenog može se zaključiti da je stjenska masa iste čvrstoće kao u bloku I, ali u ovom bloku prevladavaju diskontinuiteti okomiti na os b. Ti diskontinuiteti su paralelni padini i produciraju manje blokove veličine 20 X 70 cm te nešto više pokrivača koji je debljine do 70 cm na zaravnjenom dijelu pokrivač može biti debljine do 3 m. Broj pukotina po m3 iznosi 20, JRC 10 za slojeve iznosi 2-4, za diskontinuitete okomite na os b iznosi 4-6, a ostali diskontinuiteti imaju JRC 10 6-8.

SPP d.o.o.


Izvješće -19-

Strukturni blok III

Strukturni blok III približio se najviše Magistratskoj ulici, zalazi u dvorišta žitelja, a oni su u njemu iskopali podrume i ostave. Dakle, stijenska masa je srednje do niske čvrstoće, isto kao i prethodni blokovi (mogućnost ručnog kopanja stijene). U ovom bloku vidljiva su tri osnovna pukotinska sustava, slojni diskontinuiteti, diskontinuiteti osne ravnine i diskontinuiteti okomiti na os b. Cijeli blok djeluje kompaktno i bankovito, a najbolje su izraženi diskontinuiteti osne ravnine.

Diskontinuiteti osne ravnine prosječnog smjera 255/75, paralelni su padini i po smjeru i po nagibu. Pukotinski razmak je od 20-60 cm, a dužina diskontinuiteta je od 1-3m. Pukotine imaju zijev do <1mm, ispunjene su glinom ili su bez ispune, valovito su hrapave i umjereno trošne, JRC10 je 4-6. Po ovom diskontinuitetu formiraju se blokovi koji su uglavnom izduženi, prosječnih dimenzija 15 X 60 cm.

Slojni diskontinuiteti nisu toliko izraženi kao prethodni, prosječnog su smjera 125/16. Međuslojni razmak je od 60 do 200 cm, a perzistencija je do 20 m. Međuslojne pukotine su zatvorene ili ispunjene kalcitom, valovito su hrapave i neznatno trošne, JRC10 je 2-4.

Diskontinuiteti okomiti na os b sličnog su položaja kao i osni diskontinuiteti i imaju sličnu ulogu, formiraju manje blokove od 10 x 30 cm. Pukotinski razmak je od 6-20 cm, a dužina diskontinuiteta je manja od 1m. Pukotine imaju zjev > 5mm, ispunjene su glinom ili su bez ispune, valovito su hrapave i umjereno trošne, JRC10 je 4-6.

Slika 6. Konturni dijagram s trasama statističkih maksimuma sustava diskontinuiteta. Strukturni blok III.

SPP d.o.o.


Izvješće -20-

Tablica 7. Podaci za RMR klasifikaciju stijenske mase u strukturnom bloku III. ULAZNI PODACI ZA GEOMEHANIČKU KLASIFIKACIJU

Projekt: SANACIJA POKOSA STARI GRAD KRAPINA Opis: Kg. fragmenti veličine od 2-50mm,karbonatno vezivo Dionica: MAGISTRATSKA ULICA - KASTEL Stacionaža: BLOK 3 (T-1,2,3,4,5) Objekt: KASTEL Litološka jed.: Konglomerati, klastpotporni, sivo-smeđe boje

List: KARTA M 1: 1000 Stratigraf. prip: Baden M4 ČVRSTOĆA STIJENE RQD BODOVI jednoosna point (MPa) load (MPa) ČVRSTOĆA

Vrlo visoka >250 >10.0 Vrlo dobar: 90-100 % Visoka 100-250 4.0-10.0 Dobar: 75-90 % 6 Srednja 50-100 X 2.0-4.0 Povoljan: 50-75 %

Niska 25-50 X 1.0-2.0 Slab: 25-50 % X RQD Vrlo niska <25 <1.0 Vrlo slab: <25 % 10

SMJER I NAGIB DISKONTINUITETA - vidi tekst BODOVI SS: Smjer 125 100 145 Nagib 16 5 25 AR: Smjer 255 260 257 Nagib 75 70 80 ok. na B: Smjer 230 230 230 Nagib 70 70 70 ostale: Smjer Nagib

prosjek Od do prosjek od do PODZEMNA VODA BODOVI

Priliv na 10 m dužine objekta: 0 l/min Opće stanje: 15


Vrlo velik: >200 cm X 20 Velik: 60-200 cm X 16 Srednji: 20-60 cm X 10 Mali: 6-20 cm X 6 Vrlo mali: <6 cm

STANJE DISKONTINUITETA BODOVI DUŽINA DISKONTINUITETA SS AR ok. na B ostali Vrlo mala: <1 m X 6 Mala: 1-3 m X 4 Srednja: 3-10 m X 2 Velika: 10-20 m X 1 Vrlo velika: >20 m ZIJEV SS AR ok. na B ostali Zatvorene: X 6 <0.1 mm X 5 0.1-1 mm 1-5 mm > 5 mm X 0 HRAPAVOST SS AR ok. na B ostali hrapavo Stepeničasto glatko zaglađeno hrapavo X X X 5 Valovito glatko zaglađeno hrapavo Ravno glatko zaglađeno ISPUNA SS AR ok. na B ostali Bez ispune X X 6 Tvrda ispuna <5 mm Tvrda ispuna >5 mm Meka ispuna <5 mm X 2 Meka ispuna >5 mm X 0 RASTROŠENOST SS AR ok. na B ostali Nerastrošene Neznatno rastrošene X 5 Umjereno rastrošene X X 3 Jako rastrošene Potpuno rastrošene

OSTALI PODACI JRC SS AR ok. na B ostali U K U P N O 0-2 2-4 X B O D O V I 4-6 X X 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20

Položaj rasjeda: 150-320 Čvrstoća stijenki diskontinuiteta: R-26,18,16,14,22,


SPP d.o.o.


Izvješće -21-

Tablica 8. Izračun RMR- a i GSI –za blok III.

Stijena podloge BLOK III SS OR OB JEDNOOSNA TLAČNA ČVRSTOĆA 6 6 6INDEKS KVALITETE JEZGRE (RQD) 10 10 10RAZMAK DISKONTINUITETA 16 10 6STANJE PODZEMNE VODE 15 15 15UKUPNO STANJE STIJENSKE MASE 47 41 37STANJE DISKONTINUITETA DUŽINA DISKONTINUITETA 2 4 6ZIJEV 6 5 0HRAPAVOST 5 5 5ISPUNA 6 2 0RASTROŠENOST 5 3 3UKUPNO STANJE DISKONTINUITETA 24 19 14SVEUKUPNO 71 60 51Za GSI -5 -5 -5GSI 66 55 46

Zaključak:

Strukturni blok III kao i prethodni blokovi u pogledu jednoosne tlačne čvrstoće i procjene kvalitete stijenske mase RQD (Rock Quality Designation) predstavlja jednoličnu stijenu uglavnom srednje i niske čvrstoće i slabog RQD-a. Svi blokovi su bez priliva vode. Kategorizacijom (bodovanjem) pukotina moglo se za pojedine dijelove dobiti različite RMR ili GSI podatke. Najkvalitetniji su slojni diskontinuiteti, zatim diskontinuiteti osne ravnine i tek onda ostali diskontinuiteti.

Generalno uzevši može se reći da su najpostojaniji diskontinuiteti okomiti na os b, u sva tri bloka imaju jednaki broj bodova i pripadaju povoljnoj kategoriji.

Slojne diskontinuitete mogli smo pratiti u sva tri bloka s tim da su diskontinuiteti I i III bloka nešto kvalitetniji, općenito može se reći da pripadaju u dobru kategoriju.

Diskontinuitete osne ravnine nismo mjerili u bloku II, a u ostala dva bloka uglavnom pripadaju graničnoj kategoriji između dobre i povoljne kategorije s 60 i 63 boda.

Ostale diskontinuitete mjerili smo u bloku II, oni pripadaju u povoljnu kategoriju.

SPP d.o.o.


Izvješće -22-

4.2. Klasifikacija nestabilnih blokova

Poklopilo se da su strukturni blokovi gotovo jednaki kategorizaciji nestabilnim blokovima koje smo podijelili u tri kategorije, a one se razlikuju po nastanku, položaju, uvjetima nestabilnosti i predloženim načinom sanacije.

Kategorija 1

Blokovi su potpuno odvojeni od stijenske mase ali se nalaze na svom primarnom mjestu, diskontinuiteti koji ih okružuju su otvorenog zijeva, često zapunjeni glinom i iz njih raste vegetacija. Blokovi se samo u donjem dijelu oslanjaju na podlogu. Do odrona može doći uslijed prevrtanja ili/i proklizavanja po uporišnoj plohi. Kategorija 1 nalazi se na samom sjeverozapadu istraživanog prostora. Geološka građa i strukturno tektonske prilike terena uzrokovale su nastajanjem velikih blokova, koji su vremenom odlomljeni od osnovne stijene i sada predstavljaju lateralnu opasnost za stanovnike Magistratske ulice. U geološkoj prošlosti već je bilo odlamanja blokova što dokazuje geofizički profil (P3 - prilog 3), a odlamanje se naročito lijepo vidi na profilu refrakcijske tomografije (prilog 4, GP-3). Osim toga i inženjerskogeološka mjerenja pokazala su da je mjereni blok (T-10) prevaljen i kasnije zapunjen mješavinom šljunka pijeska i praha.

Preporuka za sanaciju ove kategorije – blokove manjih dimenzija dobro je „počistiti“ tj., one koji su odlomljeni srušiti i doći do zdrave stijene. Blokove većeg formata potrebno je sidriti, i zaštititi čeličnom užetom i mrežom.

Slika 7. Mjerenje debljine slojnih diskontinuiteta karakterističnog sustava diskontinuiteta. strukturnog bloka I, kategorije 1.

SPP d.o.o.


Izvješće -23-

Kategorija 2

Ova kategorija predstavlja blokove na koji se nadovezuju jedan ili više potpuno odvojenih blokova. Donji blok (key block) ima funkciju uklještenja i njegovim otklizavanjem doći će do pokretanja ostalih na njemu naslaganih blokova. Veoma često key block se erodira i ispada uslijed atmosferskih uvjeta i stanja stijenske mase ili prirodnih (potresi) i umjetno (gusti promet) izazvanih vibracija. Ova kategorija zauzima veliki prostor ispod Kastela, cijela padina je u stanju labilne ravnoteže ili je već pokrenuta, što je vidljivo i na stupovima rasvjete kastela, gdje je stup već pomaknut (slika 21 / 22, prilog 5), a i raslinje se počelo obrušavati (slika 33 / 34). Dio kastela (jugoistočni dio) temeljen je na ovoj kategoriji, a kako je kategorija u labilnom stanju, došlo je do diferencijalnog slijeganja temelja što je rezultiralo pucanjem zida (slika 35).

Preporuka za sanaciju ove kategorije – ovi blokovi, ako su većeg formata, potrebno ih je sidriti, i povezati čeličnim užetom; a manje diskontinuitete očistiti i ispuniti torkretom.

Slika 8. Zapadna padina strukturnog bloka II, 2 kategorije .

SPP d.o.o.


Izvješće -24-

Kategorija 3

Kada su blokovi u kontaktu sa stijenskom masom duž jasno vidljivih pukotinskih diskontinuiteta. Otklizavanje je moguće duž jedne plohe, dakle dolazi do planarnog sloma ili kada je riječ o sustavu pukotina, dolazi do y loma ili klinastog loma, veoma često ovi blokovi nisu oslonjeni sa donje strane i „drže“ se samo na svojim diskontinuitetima. Kako je posmična čvrstoća bloka direktno vezana uz hrapavost (JRC) i orijentaciju diskontinuiteta izmjereni su i kategorizirani svi diskontinuiteti. Kategorija 3 na jugoistoku terena, ima slojne diskontinuitete koji su daleko manje učestalost, tako da se stvaraju manji blokovi koje nije potrebno sidriti i vezati, već je dovoljna zaštita čeličnom mrežom.

Preporuka za sanaciju ove kategorije – manje i blokove u labilnom stanju potrebno je „počistiti“ tj. one koji su odlomljeni srušiti i doći do zdrave stijene. Za sanaciju je potrebno kombinirati metode sanacija upotrijebiti čeličnu mrežu, čišćenje diskontinuiteta i sve štititi torkretom.

Slika 9. Karakteristični pogled na strukturni blok III, 3 kategorije .

SPP d.o.o.


Izvješće -25-

5. GEOFIZIČKA ISTRAŽIVANJA Geofizička istraživanja provedena su primjenom dviju seizmičkih metoda, plitke seizmičke refrakcije (RF) i višekanalne analize površinskih valova (MASW), te geoelektrične tomografije. Istraživanja su organizirana na ukupno tri geofizička profila, od kojih geofizički profili P1-P1' i P2-P2' odgovaraju prostoru „kategorije 3“, dok geofizički profil P3-P3' snimljen na prijelaznom prostoru „kategorije 1 i kategorije 2“. Zbog konfiguracije terena, geofizički profili snimljeni su kraćih geofizičkih dispozitiva od traženih u projektnom zadatku, stoga je i istraživana dubina nešto plića.

5.1. Plitka seizmička refrakcija

Ovom metodom mjerimo vremena prvih nailazaka koji se očitavaju sa snimljenih seizmograma. Prvi se nailasci odnose na uzdužne P ili poprečne S valove što već ovisi o načinu generiranja seizmičkog poremećaja. "Pikiranje" i korespondencija vremena odgovarajućim refraktorima najosjetljiviji je dio prilikom interpretacije. Princip CAD (computer aided tomography) daje korektne slike kad god se uvaže relevantni podaci geotehničkog profila, a time se ujedno umanjuje moguća više-smislenosti zbog inverzije brzina po dubini.

Plitka seizmička refrakcija, odnosno refrakcijska tomografija provedena je s P valovima. Seizmički dispozitiv se sastojao od 24 vertikalna geofona frekvencije 4.5 Hz za snimanje P valova. Geofonski razmak iznosio je 2,0 i 2,5 m. Podaci mjerenja su interpretirani DELTA-t-V metodom iz paketa Rayfract 2.63 (Intelligent Resources Inc.)

Ograničenje refrakcijske metode je porast brzine seizmičkih valova s dubinom. Tako nije moguće interpretirat sloj niže brzine ispod sloja više brzine nego je konačni rezultat prikaz na kojemu brzine seizmičkih valova rastu sa dubinom.

Na slici 6. prikazan je rezultat tomografske interpretacije seizmičkih profila RF-1, Kastel-Krapina.

0 10 20 30 40 50 60175

180

185

190

195

200

600

1000

1400

1800

2200

2600

3000

3400

Slika 10. 2D profil brzine kompresijskih seizmičkih valova izmjeren na RF-1,Kastel-Krapina.

RF-1

SPP d.o.o.


Izvješće -26-

0 10 20 30 40 50 60

185

190

195

200

205

210

215

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

4000

Slika 11. 2D profil brzine kompresijskih seizmičkih valova izmjeren na RF-2, Kastel-Krapina.

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

195

200

205

210

215

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

Slika 12. 2D profil brzine kompresijskih seizmičkih valova izmjeren na RF-3, Kastel-Krapina.

RF-2

RF-3

SPP d.o.o.


Izvješće -27-

5.2. Višekanalna analiza površinskih valova

Razvoj seizmičkih metoda posljednjih desetljeća, osobito višekanalne analize površinskih valova (MASW - Multi-Channel Analysis of Surface Waves) omogućava određivanje brzine posmičnih valova podpovršinskih materijala.

U ovome istraživanju, za procjenu dinamičkih svojstava tla (Vs, Vs,30), korištena je MASW metoda. Seizmički valovi se u beskonačnom, homogenom i izotropnom mediju šire kao P i S prostorni valovi. S približavanjem granici polu-beskonačnog prostora ti se valovi transformiraju u površinske valove. Kada se za generiranje seizmičkih valova na površini koriste vertikalni izvori poput čekića ili pada utega (drop-weight), nastaju površinski Rayleighevi (R) valovi koji u najvećoj mjeri preuzimaju seizmičku energiju izvora (R valovi: 67%; S valovi: 26%; P valovi: 7%).

Složeni oblik Rayleighevih valova sastoji se od longitudinalnog i transverzalnog gibanja s međusobnim pomakom u fazi. Materijalna čestica prelazi eliptičku putanju kojoj je velika poluos vertikalna kada je val blizu površine. R valovi često se nazivaju i valjanje tla (ground roll, slika 13.).

Najvažnije svojstvo R valova je disperzija. Tako se valovi niže frekvencije, pa prema tome veće valne duljine, šire dublje u medij nego valovi visoke frekvencije, odnosno male valne duljine. Brzina širenja vala pri pojedinoj frekvenciji naziva se fazna brzina, a krivulja koja prikazuje faznu brzinu u ovisnosti o frekvenciji naziva se krivulja fazne brzine ili disperzijska krivulja. Prostorni P i S valovi nemaju disperzivno svojstvo.

Pojava više faznih brzina na određenoj frekvenciji naziva se višemodalna disperzija. U ovom slučaju najsporiji mod naziva se osnovni (M0), a sljedeći s većom brzinom prvi viši mod (M1) itd. Fazna brzina širenja Rayleigh-ovih valova (Vr) prvenstveno ovisi o brzini posmičnih valova (Vs). Izraz koji pokazuje odnos između brzine posmičnih valova (Vs) i brzine Rayleigh-ovih valova (Vr) je sljedeći:

vs = P vr,

gdje je P konstanta ovisna o Poisson-ovom koeficijentu (ν) (primjerice P = 1.09 za ν = 0.25).

Slika 13. Širenje Rayleigh-ovog vala

SPP d.o.o.


Izvješće -28-

MASW dispozitiv sastojao se od 24 vertikalna geofona frekvencije 4.5 Hz, postavljena na međusobnom razmaku od 2,0 i 2,5 m i istovjetan je dispozitivu za snimanje plitke refrakcijske seizmike. Pri interpretaciji MASW mjerenja koristi se fundamentalni ili osnovni mod.

Interpretacija mjerene krivulje disperzije na lokacijama dispozitiva MASW-1 do MASW-3, Kastel-Krapina, provedena je računalnom aplikacijom SeisIMAGER 4.0.1.6., OYO Corporation 2004-2009.

Na slikama 14 i 15 prikazani su rezultati interpretacije MASW-1 i MASW-2, odnosno brzina posmičnih valova Vs po dubini stijenskog masiva u 2D interpretacijskom profilu.

Slika 14. Profil brzine posmičnih seizmičkih valova (Vs) izmjeren na MASW-1.

Slika 15. Profil brzine posmičnih seizmičkih valova po dubini izmjeren na MASW-2.

MASW-2 (1D)

MASW-1 (2D)

SPP d.o.o.


Izvješće -29-

Slika 16. Profil brzine posmičnih seizmičkih valova po dubini izmjeren na MASW-3.

Vertikalni profil odgovara centru seizmičkog profila.

Iz interpretacije rezultata seizmičkih istraživanja determiniran je litološki sastav tla do dubine 8,0, odnosno 15,0 m, ovisno o seizmičkom profilu. Profili se prilažu u prilogu 3, (M 1:200), na kojim je vidljivo jasno razgraničenje površinskim materijala pokrivača (prašinasto pjeskovite gline), od podinske stijene. Na profilima je utvrđena gornja zona trošenja stijene, značajne debljine, od 2,0 do 6,0 m.

Na profilu P3-P3' jasno je vidljiv i ocrt pripovršinske stijene za koju se pretpostavlja da je prevrnut blok T-10.

Seizmičke brzine u pokrivaču iznose: Vp = 400 do 750 m/s ( iznimno 1000 m/s), Vs = 150 do 300 m/s , u gornjoj zoni trošenja stijene: Vp = 750 do 1250 m/s ( iznimno 1500 m/s), Vs = 250 do 500 m/s, dok u kompaktnoj osnovnoj stijeni: Vp > 1250 ( > 1500 m/s), Vs > 500 m/s.

MASW-3 (1D)

pokrivač

gornja zona trošenja

osnovna stijena

SPP d.o.o.


Izvješće -30-

5.3. Geoelektrična istraživanja

Otpornost je vrlo važno svojstvo tla, odnosno stijene, a ovisi o sadržaju vode te o količini i vrsti u njoj otopljenih minerala. Zbog različitog stupnja poroznosti stijene i saturiranosti vodom, taj se otpor može mijenjati u širokim granicama. Svi mjerni iznosi prividnog otpora bit će jednaki stvarnom otporu samo ako je geološka sredina po cijeloj ispitanoj dubini homogena. Geološke sredine su najčešće heterogene pa prividni otpor, unutar zahvaćene dubine, ima neku prosječnu vrijednost, koja ovisi o otporima i raspodijeli materijala po dubini te o razmacima elektroda. Na slici 17 prikazana je terenska oprema za mjerenje geoelektričnih svojstava tla.

Slika 17. Terenska oprema za geoelektrična ispitivanja.

Geoelektrične metode su brojnije i raznovrsnije od drugih geofizičkih metoda, a najčešće se primjenjuje galvanska metoda prividnog otpora, koja se zasniva na razlici između električnih otpornosti slojeva, odnosno masa u zahvaćenom dijelu geoloških formacija. Niz uzastopnih mjerenja prividnih otpornosti s rastućim razmakom između strujnih i potencijalnih elektroda, čime se dobivaju mjerni podaci za sve veće dubine, predstavlja geoelektrično sondiranje. Struja određene jakosti se preko metalnih strujnih elektroda pušta u tlo, te se iz nastale razlike potencijala na mjernim naponskim elektrodama određuje prividna otpornost tla. U praksi, ova se metoda najčešće koristi za određivanje promjena otpornosti s dubinom.

Slika 18. Prikaz otpornosti nekih materijala (G. Dohr).

1 10 100 1000 10000 100000 1000000

glina

prašinasta glina

pijeskovita glina

glinoviti pijesak

glinoviti šejl

pijesak, šljunak

vapnenac, gips

pješčenjak

kristalinične stijene

kamena sol, anhidrit

Otpornost [Ωm]

SPP d.o.o.


Izvješće -31-

Pri interpretaciji rezultata mjerenja uvažene su postojeće spoznaje o sastavu i građi terena. Zbog usporedbe treba navesti i podatke o specifičnom električnom otporu nekih geoelektričnih sredina iz literature. Na slici 18 prikazana je specifična otpornost nekih geoloških sredina G. Dohr. Applied Geophysics, str. 187, a na slici 19 je specifična otpornost Ω nekih materijala preuzeta iz časopisa Geofizika (S. Kovačević. Osnove metode geoelektričnog sondiranja, 1962).

Slika 19. Prikaz otpornosti nekih materijala (Kovačević, 1962)

Podaci dobiveni geoelektričnim ispitivanjima veoma su pouzdani ako se verificiraju strukturnim bušenjima, te ako rezultate mjerenja interpretira iskusan geoelektričar. Geoelektrično sondiranje ima značajne prednosti pred drugim geofizičkim metodama ispitivanja geoloških formacija, jer je jednostavno, brzo, točno i nije skupo. U osnovi ovog ispitivanja mjeri se provodljivost naslaga, odnosno otpori tla prolazu električne struje.

Otpornost naslaga mijenja se u dosta širokim granicama, a na njenu veličinu posebno utječe niz činitelja poput otpora minerala stijene i otopina u njenim porama i pukotinama, poroznost, vlažnost i struktura stijene odnosno sloja.

5.3.1. Geoelektrična tomografija

U Wennerovom mjernom rasporedu za profiliranje koriste se dvije strujne elektrode (C1 i C2) i dvije potencijalne elektrode (P1 i P2) smještene u liniji i centrirane na nekoj lokaciji (Slika 20).

Elektrode se postavljaju u ravnoj liniji profila, na način da se zabode svih 24 elektroda, a preklopnik geoelektričnog uređaja za mjerenje automatizirano prebacuje raspored strujnih i potencijalnih elektroda. Mjeri se jakost struje između strujnih elektroda pa se iz razlike potencijala

0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000

Ugljen - lignit

Hematit

Grafit

Sulfidne rude (osim sfalerita)

Glina

Morska voda

Riječna voda

Pijesak sa slanom vodom

Pijesak sa slatkom vodom

Šljunak sa slatkom vodom

Lapor, škriljac

Konglomerat, pješčenjak

Mladi vapnenci (laporoviti)

Stari vapnenci (jurski, kredni)

Kvarcit, mramor

Kremen, kalcit

Bazični eruptivi (gabro, serpentin, diabaz)

Kiseli eruptivi (granit, porfir)

Otpornost nekih minerala i stijena [Ωm]

SPP d.o.o.


Izvješće -32-

između potencijalnih elektroda, pomoću konstante geometrijskih odnosa elektroda (za Wenner PRF – K=2π CC/3), određuje prividna otpornost. Interpretacijom se određuju debljine i specifični električni otpor pojedinih geoelektričnih sredina.

Slika 20. Wenner-ov raspored.

gdje je:

X : udaljenost u profilu do polovišta P1P2 (Mid)

CC/3 : trećina udaljenosti strujnih elektroda (CC/3)

Polovište potencijalnih elektroda P1 i P2 nalazi se na udaljenosti X od početka geoelektričnog profila. Pri mjerenju udaljenost P1-P2 iznosi trećinu udaljenosti C1C2 (PP=CC/3).

Prednosti geoelektričnog profiliranja:

nije potrebno razmicanje elektroda sukladno položaju u profilu,

mjerni raspored se u profilu pozicionira automatizirano.

Interpretirani rezultati prikazuju se kao grafički prikaz profila otpornosti sa dubinom (Prilog 4). Profil se može prikazati u boji ili u crno-bijelome prikazu, gdje različite šrafure prema legendi prikazuju zone različitih otpornosti. Trapezasti oblik grafičkog prikaza, gdje se sa udaljenošću od središta profila smanjuje dubina interpretacije, razlog je u postepenom smanjivanju prikupljenih podataka kako se razmak strujnih i potencijalnih elektroda povećava. Ako su potrebni ovi podaci kompletan profil se može preseliti duž linije istraživanja, te se grafički prikazi nastavljaju jedan na drugi.

Geoelektrična tomografija sve se više koristi kao metoda za istraživanje zona sa složenom geologijom gdje se metode geoelektričnog sondiranja i druge geofizičke metode ne mogu koristiti.

5.3.2. Interpretacija geoelektrične tomografije

Na temelju iskustvenih podataka autora ovog izvješća, a za slične geoelektrične sredine, uz priložene podatke iz literature o specifičnom električnom otporu nekih materijala, interpretirane su geološke sredine u geoelektričnim profilima GP-1 do GP-3. Profili geoelektrične tomografije prilažu se i u prilogu 4 u mjerilu M 1 : 200.

Otpornosti osnovne stijene podloge iznose ρ > 300 Ωm, dok se u gornjoj zoni trošenja mjestimice pojavljuje provlaženi materijal smanjene električne otpornosti.

C1 C2P1 P2

X

Mid

PP=CC/30

XLine

CC/3

SPP d.o.o.


Izvješće -33-

Slika 21. Interpretacija geoelektrične tomografije GP-1. .

Slika 22. Interpretacija geoelektrične tomografije GP-2.

Slika 23. Interpretacija geoelektrične tomografije GP-3.

SPP d.o.o.


Izvješće -34-

6. ZAKLJUČAK

Provedeno inženjerskogeološko kartiranje i prospekcija padine prema stabilnosti stijenskih blokova rezultiralo je determinacijom strukturnih blokova prema orijentaciji osnovnog strukturnog sklopa. Na izrađenoj detaljnoj inženjerskogeološkoj karti (M 1 : 1000), rekognosticirana su i izdvojena tri (3) strukturna bloka, a kao rezultat izražene tektonike unutar izdvojenih blokova. U poglavlju 4, "inženjerskogeološka situacija", detaljno je kategorizirana stijenska masa prema RMR i GSI klasifikaciji, uključujući analizu statističkih maksimuma za utvrđene strukturne blokove.

Osnovom identificiranih strukturnih blokova, okonturene su i određene kategorije nestabilne stijene, te svrstane u 3 kategorije. Kategorije stijenske mase prema stabilnosti jednake su prema prostornoj rasprostranjenosti utvrđenim strukturnim blokovima, prilog 2 "položaj blokova u stijenskoj masi".

U poglavlju 4.2, za svaku pojedinu kategoriju opisan je i utvrđen smjer diskontinuiteta dominantnih za nestabilnost stijenske padine. Uz elaboriranje izvode se i zaključci o potrebnoj sanaciji pojedine kategorije stijenske mase.

Geofizička istraživanja prvenstveno daju uvid u debljinu pokrivača, stanje trošenja stijene, kao i dubini osnovne stijene na mjestima prekrivenih slojem pokrivača. Rezultat primijenjenih geofizičkih metoda su seizmički profili prikazani u prilogu 3, iz kojih se detaljno razlučuje debljina i karakteristike pokrivača, utvrđena deblja zona trošenja, od 2,0 do 6,0 m, te dubina i stanje osnovne stijene. Komplementarno na seizmičke profile, podaci istraživanja upotpunjuju se rezultatima električne tomografije iz kojih je vidljiva dubina osnovne stijene, dok je granicu između gornje zone trošenja stijenske mase i pokrivača iz električnih mjerenja teže razlučiti. Razlog tome je bliska električna otpornost dviju članova, ali i prisutnost podzemne vode u trošnoj stijeni, u obliku provlaženih zona, a koje su i rezultirale znatnim trošenjem gornje zone.

Preporuke za sanaciju određene su prema utvrđenoj kategoriji, poglavlje 4.2., a generalno uključuje slijedeće: sve površinske nestabilne, slobodno držeće dijelove rastresene stijene završnih zidova potrebno je mehanički odstraniti pazeći pri tome da ne dođe do značajnijeg potkopavanja. Na mjestima na kojima nije moguće postići uklanjanje rastresenih fragmenata na zadovoljavajući način, osiguranje površinske stabilnosti od odloma provest će se mlaznim betonom. Mlazni beton primjenjuje se samo na dijelovima površine na kojim nije moguće postići zadovoljavajuće mehaničko uklanjanje nestabilnih dijelova. Položaje mjesta osiguranja mlaznim betonom odredit će se projektom zaštite, odnosno geotehnički nadzor na terenu.

Na završnim zidovima padine, veće blokove labilne stabilnosti, primarno iz kategorije I, bit će potrebno sidriti, dok na dijelovima gdje postoji mogućnost rušenja manjih labilnih dijelova, (primarno kategorija II i III), postavit će se zaštitna mreža od čeličnih žica. Za ovu vrstu zaštite primjenjuju se mreže od čeličnih žica ili polimerne mreže. Čelična žičana mreža ima šesterokutne očice s trostrukim navojem žice. Žica je pocinčana radi veće trajnosti i otpornosti prema koroziji. Promjer žice je 1,2-3,1 mm, a otvori su veličine 50-100 mm. Krajevi mreže imaju deblji promjer

SPP d.o.o.


Izvješće -35-

žice (Ø 1,4 do 4,0 mm). Širina mreže ovisna je o načinu primjene i varira od 1,0 do 3,0 m, a isporučuje se u rolama dužine 25,0 m.

Za učvršćenje mreža na pokosima primjenjuju se čelična sidra Ø 10-12 mm. Razmak između sidra je oko 2,0-3,0 m. Sidra se učvršćuju u stijeni padine oko 0,50 m dubine. Gornji kraj zaštitne mreže može se učvrstiti i u betonsku gredu ugrađenu u pokos, a donji se kraj učvršćuje pomoću utega od betona. Betonski utezi na donjem kraju omogućavaju odvoz zarušenog i skupljenog materijala.

Iz razloga specifičnosti poslova na kosinama i organizacije završnog uređenja zidova stijenskog zasjeka, za vrijeme trajanja radova na uređenju, propisuje se stručan geotehnički nadzor. Prema uputama nadzora, definirat će se prostori, odnosno mjesta ugradnje propisanih mjera osiguranja, te ocijeniti kvaliteta izvedenih radova. Nadzor vrši nadgledanje svih segmenata završnog uređenja zidova stijenskog zasjeka, osnovom projekta zaštite koji je u tu svrhu potrebno izraditi.

SPP d.o.o.


Izvješće

PRILOZI

1. INŽENJERSKOGEOLOŠKA KARTA

M 1 : 1000

SPP d.o.o.


Izvješće

2. POLOŽAJ BLOKOVA S OSNOVNIM DISKONTINUITETIMA U STIJENSKOJ MASI

M 1 : 1000

SPP d.o.o.


Izvješće

3. SEIZMIČKI PROFILI M 1 : 200

SPP d.o.o.


Izvješće

4. PROFILI GEOELEKTRIČNE TOMOGRAFIJE M 1 : 200

SPP d.o.o.


Izvješće

5. FOTO DOKUMENTACIJA

Documents

Inzenjerskogeoloska Prospekcija - Kastel Krapina_tekst