Intensywne i krótkotrwałe opady atmosferyczne, które coraz częściej pojawiają się w okresie wiosenno-letnim powodują powstawanie i aktywację dużej ilości osuwisk. Fakt ten szczególnie uwidocznił się na terenach Polski w ostatnich latach, czego konsekwencją były liczne uszkodzenia budynków, dróg i obiektów inżynierskich. I to właśnie uszkodzenia obiektów budowlanych stanowią szczególne niebezpieczeństwo i uciążliwość zarówno dla kierowców poruszających się po drogach przebiegających w sąsiedztwie osuwisk, mieszkańców, którzy te tereny zamieszkują jak i projektantów i wykonawców, którzy zajmują się problemem zabezpieczenia i stabilizacji osuwisk.
W roku 2009 na zlecenie powiatu bielskiego opracowana została dokumentacja projektowa w zakresie zabezpieczenia i stabilizacji osuwiska na drodze powiatowej nr 4467S w miejscowości Bestwina. Zgodnie z wytycznymi zamawiającego, zabezpieczenia wymagał odcinek o długości około 80 m. W projekcie przewidziano realizację tego zadania poprzez wzmocnienie podłoża kolumnami iniekcyjnymi w technologii „jet grouting”, uporządkowanie istniejącego systemu odwodnienia, wykonanie konstrukcji oporowej z gabionów oraz wzmocnienie korpusu drogowego wraz z remontem nawierzchni jezdni i chodnika.
Droga powiatowa nr 4467S w km 3+980 na odcinku, na którym wykonane zostały prace zabezpieczające składa się z jednej jezdni o dwóch pasach ruchu, po jednym w każdym kierunku. Ulica przed wykonaniem prac zabezpieczających posiadała nawierzchnię wykonaną z betonu asfaltowego o zmiennej grubości, a jej stan wskazywał na uszkodzenia będące wynikiem ruchów osuwiskowych w korpusie drogowym. Zabezpieczany odcinek drogi otoczony jest od strony zachodniej skarpą nasypu, zaś od strony wschodniej chodnikiem, za którym zlokalizowana jest skarpa wzniesienia. Odwodnienie drogowe na przedmiotowym odcinku zapewniały istniejące wpusty uliczne połączone z kanalizacją deszczową zlokalizowaną pod chodnikiem. Droga w stanie przed remontem nie posiadała odwodnienia w postaci korytek odprowadzających wodę z nawierzchni.
Na podstawie wykonanej dokumentacji geologicznej – inżynierskiej stwierdzono, że pod nawierzchnią bitumiczną (o grubości 0,16-0,25 m) praktycznie brak jest klasycznych podbudów konstrukcyjnych z kruszywa łamanego. Miejscami występowała jedynie minimalna podsypka z łupka, a podłoże nawierzchni drogowej zbudowane było głównie z nasypów antropogenicznych, których charakterystyka sprawiała, że należało je sklasyfikować, jako nasypy niebudowlane. Górną warstwę podłoża gruntowego stanowiły grunty spoiste w postaci glin pylastych w stanie od plastycznego do twardoplastycznego, żwiry zaglinione oraz iły pylaste, iły miocenu morskiego w stanie twardoplastycznym przechodzącym wraz z głębokością w stan półzwarty a niżej zwarty. Warstwy iłów zapadają się pod dużym kątem, poprzecznie do kierunku przebiegu drogi, stanowiąc tym samym potencjalną płaszczyznę poślizgu. Na badanym terenie nawiercono wodę gruntową o zwierciadle napiętym na głębokości od 1,7 do 4,6 m p.p.t. Poziom piezometryczny stabilizował się na głębokości od 0,6 do 3,4 m p.p.t. Warstwę wodonośną stanowią żwiry zaglinione.
W celu opracowania dokumentacji projektowej zabezpieczenia osuwiska wykonano model obliczeniowy dla stanu istniejącego, co pozwoliło na odpowiednią jego kalibrację i odtworzenie stanu rzeczywistego w terenie, a jednocześnie stanowiło bazę dla przeprowadzonych w kolejnym etapie obliczeń sprawdzających przyjęte założenia projektowe. Dla stanu istniejącego analizowano płaszczyzny poślizgu obejmujące korpus drogowy jak również skarpę poniżej niego, a także stateczność skarpy powyżej drogi przeprowadzając każdorazowo optymalizację powierzchni poślizgu celem określenia najmniejszego z możliwych wskaźników stanu równowagi. Ze względu na zmienną geometrię przedmiotowego odcinka drogi oraz zróżnicowanie budowy geologicznej obliczenia prowadzono w czterech przekrojach. Analizę przeprowadzono metodami Bishopa, Pettersona i Sarma. Jako obciążenie zewnętrzne przyjęto obciążenie naziomu związane z ruchem pojazdów kołowych występującym w rozważanym pasie drogowym zgodnie z zaleceniami normowymi.
Analizy wykonane dla stanu wyjściowego potwierdziły zjawiska obserwowane na obszarze odcinka drogi. Szczególnie zagrożony wystąpieniem osuwiska był korpus drogowy wraz ze skarpą zlokalizowaną poniżej w obrębie którego uzyskano płaszczyzny poślizgu o najniekorzystniejszym bilansie sił. Dla wszystkich z przeprowadzonych analiz stanu istniejącego uzyskano wskaźniki stanu równowagi niespełniające wymaganego warunku F>1,5, a minimalny wskaźnik stanu równowagi wyniósł F=1,17, co należało interpretować, jako prawdopodobne wystąpienie osuwiska. Wyniki uzyskane dla zastosowanych metod obliczeniowych charakteryzowała duża zbieżność.
Uszkodzenia korpusu drogowego oraz uzyskane w analizie stateczności wyniki wymusiły zastosowanie zabiegów zwiększających stateczność skarp. Zaprojektowane zostało wykonanie zabezpieczenia i stabilizacji przedmiotowego odcinka drogi powiatowej 4467S z wykorzystaniem kolumn iniekcyjnych formowanych w technologii iniekcji strumieniowej „jet grouting” wraz z uporządkowaniem warunków gruntowo wodnych oraz odbudową korpusu drogi. Zaprojektowano kolumny iniekcyjne o średnicy 60 cm i długości 6,0 m. Długość kolumn dostosowana została do panujących lokalnie warunków gruntowych tak, aby zapewnić zagłębienie min. 0,5 m w warstwie gruntów twardoplastycznych/półzwartych. Przyjęto rozstaw kolumn w siatce 1,50×1,50 m z przesunięciem co drugi rząd i w dostosowaniu do istniejących sieci uzbrojenia terenu.
Analiza stanu projektowanego wykazała słuszność przyjętych rozwiązań. Najniższy wskaźnik stanu równowagi dla stanu projektowanego uzyskano stosując metodę Bishopa i wyniósł on F=1,51, co zapewnia spełnienie warunku stateczności F>1,50.
Analiza stateczności dla stanu przed wykonaniem zabezpieczenia w obrębie skarpy zlokalizowanej powyżej korpusu drogowego wykazała jej stateczność na wymaganym poziomie, gdzie Fmin=1,54, a płaszczyzny poślizgu z analizy globalnej nie obejmowały jej obszaru. Uwzględniając powyższe dla skarpy powyżej drogi zaprojektowano zastąpienie istniejącego wzmocnienia płytami ażurowymi konstrukcją oporową z gabionów. Projekt nie przewidywał wycinki istniejących drzew zarówno na skarpie poniżej jak i powyżej drogi.
Remont nawierzchni jezdni oraz poboczy obejmował uregulowanie przekrojów poprzecznych do szerokości 5,00 m (4,85 m na połączeniu z odcinkiem istniejącym) dla jezdni. Zachowano chodnik o szerokości 1,80 m, który oddzielony został od jezdni krawężnikiem ulicznym na ławie betonowej z oporem, chodnik zaś ograniczono obrzeżem betonowym. Po przeciwnej stronie, za poboczem umocnionym o szerokości 1,25 m, zabudowano odwodnienie z korytek prefabrykowanych. W celu odwodnienia wgłębnego korpusu drogi pod korytkiem ściekowym zaprojektowano dren francuski. Woda z koryta ściekowego i drenu francuskiego odprowadzona jest do projektowanej studni tworzywowej ø600 mm, a stamtąd do przebudowywanej kanalizacji deszczowej ø300 mm.
W czerwcu 2010 roku rozpoczęły się prace związane z wykonaniem zabezpieczenia osuwiska. Zakład Inżynieryjny „Georem” Sp. z o.o. jako podwykonawca wykonał prace związane z formowaniem kolumn iniekcyjnych „jet grouting”. Zakres prac obejmował wykonanie około 1638 mb prac związanych z formowaniem kolumn iniekcyjnych „jet grouting”, a przewidziany na przedmiotowe prace niedługi okres wymagał przede wszystkim dużej szybkości realizacji robót. Stawiało to przed pracownikami Zakładu Inżynieryjnego „Georem” Sp. z o.o. konieczność właściwej organizacji robót i pełnej współpracy z Generalnym Wykonawcą.
Wszystkie prace związane ze wzmocnieniem podłoża gruntowego zrealizowano terminowo, co pozwoliło Generalnemu Wykonawcy firmie „MAK-BUD” Zakład Robót Inżynieryjno-Budowlanych — Kłaptocz Andrzej na sprawną realizację dalszego zakresu robót i terminowe oddanie całości inwestycji do użytkowania.
