Műszaki Tervezés – 1968. július
Dunaújvárosi magaspartok állékonyság-vizsgálata
EGRI GYÖRGY—PÁRDÁNYI JENŐ
A Mezőföld főbb vonásaiban dombvidék jellegű, löszvölgyekkel tagolt, igen változatos felszínalaktani formákkal rendelkező tájegység. Felszíni domborzata és rétegzettsége alapján több önálló területre bontható. Ilyen önálló részként különíthető el az ún. pentelei táblarög is, melynek K-i peremrészére települt Dunaújváros.
A lakótelep rendezett terepszintje a 147—149 m. A. f. magasságban helyezkedik el, szélső, a Dunához legközelebb eső épületsora a partéltől átlagosan kb. 100 m távolságban van. A Duna középvízállása a plató szintje alatt mintegy 50-55 m. A terület talajrétegződés szempontjából a geomorfológiai adottságoknak megfelelően három részre különül: a) magaspart, b) Duna-part, Duna-meder, c) a kettő közötti ún. törmeléklejtő.
A talaj rétegződését a Dunára merőlegesen felvett jellemző keresztszelvényen tüntettük fel (1. ábra).
A magaspartra közel vízszintes rétegződés a jellemző. Első rétegként kb. 30-40 m vastag típusos lösz jelentkezik, amelyet többször szakítanak meg humuszos agyagrétegek (vályogzónák); utóbbiak a löszképződés időszakában a jégkorszakok közötti melegebb, csapadékosabb periódusokban keletkeztek. A lösz alatt iszap-, agyag- és homokrétegek helyezkednek el.
A Duna-part, illetve a Duna-meder rétegződése szintén nyugodtnak, egyenletesnek mondható és jó egyezést mutat a platón lemélyített, hasonló szinten feltárt rétegződéssel.
A törmeléklejtőben mélyített fúrások kb. a Duna mederszintjéig erősen zavart rétegződést mutattak, itt a magaspartról lezökkent, a mozgások során átgyúródott talajrétegek találhatók.
Gyakorlati tapasztalatok igazolják, hogy a lösztalaj jellegzetes szerkezete révén több tíz méter magas, szinte függőleges falban is megáll. Hogy a löszpartok esetében mégis állékonysági kérdésekkel kell foglalkoznunk, abban elsődlegesen a hidrogeológiai viszonyoknak van döntő szerepe.
Korábbi csúszások
Dunaújváros környékén a magaspart csúszása, mozgása nem újkeletű. Régészeti kutatások igazolják, hogy a dunaújvárosi lakótelep helyén fele másfélezer évvel ezelőtt római tábor helyezkedett el. Az épületmaradványokból, valamint az akkor szokásos építési módból arra lehet következtetni, hogy 1500 év alatt ezen a területen a magaspart éle kb. 60 m-t hátrált Ny-i irányba. Az említett partmozgás időbeli lefolyásáról feljegyzett adatok nem állnak rendelkezésünkre. Az 1950-es évektől kezdődően azonban, amikor a város és vasmű építésével kapcsolatos terepfelmérések megkezdődtek, a bekövetkezett mozgásokat már megbízhatóan követhetjük.
Az első részletesen megfigyelt csúszás 1950-51-ben következett be a kikötő kotrásának idején, a Szalki szigettel szemben. 1963. tavaszán újabb nagy mozgás állt elő, több mint 1 km-es hosszon, amely elsősorban a Radar telep előtti szakaszt érintette, de kiterjedt ettől É-i és D-i irányban is.
1. fénykép. A nagyobb csúszást megelőző repedés és elmozdulás
Az építkezések megkezdése óta a legnagyobb mérvű csúszás 1964. február 29-én következett be. A megcsúszott szakasz hossza kb. 1,3 km, szélessége 300 mm volt. A part rézsűjén hosszú, a Dunával párhuzamos repedés keletkezett, melynek megnyílása a csúszásig fokozatosan nőtt. A repedés mentén időszakosan kisebb-nagyobb földtömegek zökkentek le (1. fénykép).
Méreteiben kisebb mozgás volt az 1965. tavaszán bekövetkezett horgásztanyai csúszás. Kb. 300 fm hosszban lehetett a törmeléklejtőben a Dunával párhuzamos repedéseket észlelni, amelyeket pár nap múlva a magaspart leszakadása követett (2. fénykép). Valamennyi nagyobb csúszás alkalmával a Dunában kisebb szigetek keletkeztek, amelyek idővel a Duna eróziós hatására eltűntek. A fent felsorolt nagyobb mozgások mellett azonban több helyi jellegű, kisebb mozgás volt észlelhető, elsősorban a part mentén végrehajtott földmunkák helyein.
2. fénykép. A Horgásztanyánál 1965-ben bekövetkezett nagy csúszás áttekintő képe
A csúszások okainak vizsgálata
Az 1964. évi mozgás után nagy felkészültséggel indult meg a helyreállítási és partstabilizálási munka előkészítése és tervezése. A feltárások irányítására és értékelésére, valamint az állékonysági vizsgálatok elvégzésére az FTI, a helyreállítási és stabilizálási munkák megtervezésére a Mélyépterv kapott megbízást. A partszakasz és tágabb környezetének geológiai és hidrológiai felderítésére részletes feltárások készültek. A fúrások a partélre merőleges sorokban helyezkedtek el úgy, hogy a legszélső fúrások a Duna medrébe, illetve a magaspart éle mögött átlagosan 100-150 m távolságra estek. A földtani viszonyok tágabb megismerése érdekében néhány fúrás a Duna túlsó oldalán, illetve a magaspart mögött 1000 m-t meghaladó távolságban készült.
A fúrások mélységét úgy kellett megállapítani, hogy azok elegendő tájékoztatást nyújtsanak mindazon talajrétegekre, illetve rétegvizekre, amelyeknek a csúszás kialakulásában szerepük lehet. Ennek megfelelően a magaspartról indított fúrások mélysége a 100 m-t is elérte.
Valamennyi fúrás nagy átmérővel, a talajmechanikai vizsgálatokra előírt eljárással készült a KÉM, illetve a Hídépítő Vállalat kivitelezésében. A munka sürgősségén túlmenően nehézséget jelentettek az úszótagról végzett mederfúrások, a helyenként igen meredek terep, a löszben előforduló, helyenként fej nagyságú mészkoncentrációk stb.
A több mint 6000 fm fúrás jelentős részét talajvízszintmegfigyelő kutakká képezték ki, felújították továbbá a régi megfigyelő kutakat is.
1. ábra Jellegzetes rétegződés a Dunára merőleges szelvényben
A fentiekben vázolt feltárások a rétegződés pontosabb megismerésén túlmenően fényt derítettek a talajvízviszonyokra is. Az időrendben először vizsgált Szalmacell lakótelep szelvényében három egymás alatti szinten jelentkezett víz. A felszín alatt 20-25 m mélyen szabad tükrű talajvíz, 52 és 72 m mélységben – kötött rétegek közé zárt jobb vízvezető képességű homokokban – rétegvizek jelentkeztek. Az első rétegvíz piezometrikus nyomómagassága 5-15 m, a másodiké 18-25 m (1. ábra).
A part állékonysága szempontjából a rétegvizek nyomása és a felső talajvízszint helyzete igen jelentős. Ez utóbbira vonatkozólag a többéves megfigyelések azt igazolták, hogy szintje állandóan emelkedik.
A partállékonyság biztonságának növelésére a tereprendezésen és a felszíni vízrendezésen túlmenően a Dunában vezetőmű építését is tervbe vették, mely az alsó eróziós lehetőség megszüntetésén túlmenően a part lábának megtámasztását szolgálja. Szóba jött továbbá a talajvíz szintjének és a rétegvizek nyomásának lecsökkentése kútsorok segítségével.
2. ábra. Állékonyságvizsgálat módja a Szalmacell lakótelep szelvényében
Állékonysági vizsgálatok
Az egész partszakaszon részletes állékonyságvizsgálat készült. Ennek célja a jelenlegi biztonság és az egyes védelmi intézkedések biztonságnövelő hatásának számszerű meghatározása volt. Az állékonysági vizsgálat végzéséhez Kézdi professzor nyújtott szaktanácsaival értékes segítséget.
A legveszélyesebb csúszólap felvételéhez a már bekövetkezett csúszások nyújtottak alapot. A csúszólap valamennyi csúszásnál függőlegesen csatlakozott a magasparthoz. E függőleges szakasz a part számos helyén megfigyelhetően több 10 m-ig nyúlik le. A törmeléklejtő alatt a mozgások meglehetősen hosszú szakaszon közel vízszintes irányúak voltak, majd a csúszólap íves felülettel metsződött ki a Duna medrében.
A megfigyelésekkel összhangban a csúszólapot sík és logaritmikus spirális ívű felületekből tettük össze a 2. ábrán látható módon.
Az erőjáték vizsgálata szempontjából a földtömeg három szakaszra osztható:
- az aktív földnyomási szakasz, mely a magaspartról függőlegesen induló csúszólap íves szakasza felett helyezkedik el,
- a sík csúszólapos szakasz,
- a Duna medrébe ívesen metsződő csúszófelület feletti passzív földnyomási szakasz.
Az aktív és a passzív szakasz egyensúlyvizsgálatából szerkesztéssel adódik a középső, sík csúszólapos szakaszra működő aktív (Ea) és passzív nyomás (Ep). A középső szakaszra ezeken kívül az önsúly, az alulról felfelé ható víznyomás, valamint a csúszólap mentén a talaj belső ellenállásai hatnak. A biztonság a sík csúszólapon fellépő csúszást gátló és csúszást előidéző tényezők hányadosaként számítható.
A csúszólap több eltérő tulajdonságú réteget metsz. Az egész csúszólapra érvényes átlagos belső súrlódási szög és fajlagos kohézió meghatározására a vasműi szakaszon és a Horgásztanyánál 1964-ben, illetve 1965-ben bekövetkezett csúszások egyensúlyvizsgálata adott lehetőséget. A számítások szerint itt
Φ=17°30′ és c = 0
adódott.
Hangsúlyoznunk kell, hogy fenti adatok az egész csúszólapra vonatkozó átlagértékek, a csúszólap mentén egyes szakaszokon (pl. a talajvíz feletti, repedésekkel meg nem gyengített zónában) ettől lényegesen eltér a súrlódási szög és a kohézió értéke.
A Szalmacell lakótelep alatti partszakasz állékonyságának biztonsága fentiek szerint a csúszás utáni helyzetben n = 1,20 volt, amely a tervezett partvédőmű és tereprendezés hatására a számítás szerint n = 1,49-re emelkedik.
3. ábra. A biztonsági tényező változása az alsó viznyomás és a felső vízszint lecsökkentésének függvényében tereprendezés és partvédőmű feltételezésével (Szalmacell lakótelep)
A tereprendezésen és a partvédőművön túlmenően az állékonyság magasparton a legfelső talajvízszint és a sík csúszólap mentén a piezometrikus szint leszállításával növelhető. E vízszint, ill. víznyomás külön-külön, illetve együttesen történő lecsökkentésének a biztonságra gyakorolt hatását tünteti fel a 3. ábra.
3. fénykép: A vezetőmű távlati képe
A partbiztosítási munkák a vezetőmű, a tereprendezés, valamint a felszíni vizek rendezésével indultak meg. Emellett a vasműi szakaszon több száz méter hosszban tároló épült a víznyomás csökkentésére. A városi partszakaszon a felső, szabadtükrű talajvízszint további emelkedésének meggátlására a csatornák felülvizsgálata és kijavítása folyik.
A városi partszakaszon végrehajtott lépcsős tereprendezés és a vezetőmű távlati képét a 3. és 4. fényképek mutatják.
4. fénykép. A városi partszakasz a tereprendezés után
1968-ban befejeződik a Duna-part rendezése
A fentiekben vázolt partvédelmi intézkedések hatására a teljes partszakasz mozgása megszűnt, amit a 2-2 és fél év óta rendszeresen végzett geodéziai és egyéb megfigyelések egyértelműen bizonyítanak. Fenti helyzetre való tekintettel a mélyebb rétegek piezometrikus szintjének csökkentését célzó igen magas beruházási és üzemeltetési költséget igénylő védelmi intézkedések foganatosítása egyelőre nem látszik szükségesnek.
A bejegyzés az Arcanum Digitális Tudománytár segítségével készült.
