Poza osuwiskami naturalnymi występują również osuwiska wywołane zmianami lokalnych warunków gruntowo – wodnych, a także błędami technicznymi:
- zbyt strome pochylenie skarp,
- zbyt duże podcięcie zboczy,
- zastosowanie niewłaściwych gruntów do budowy nasypów,
- niewłaściwe zagęszczenie nasypów,
- nieodpowiednia technologia wykonywania robót,
- niewłaściwe odwodnienie.
Do najczęstszych przyczyn osuwiskowych w wykopach można zaliczyć :
- zwiększenie kąta nachylenia skarpy w stosunku do kąta nachylenia zbocza naturalnego i kąta stoku naturalnego jakim charakteryzuje się dany grunt w podłożu,
- zmniejszenie spójności gruntu na skutek odciążenia, zdjęcia części nadkładu lub dopuszczenia do nadmiernego zawilgocenia,
- zwiększenie erozji gruntów przez ich odsłonięcie i nie zabezpieczenie przed spływającą wodą,
- zmianę warunków wodno – gruntowych.
Tendencje osuwiskowe w nasypach występują przede wszystkim na skutek nie właściwego ich wykonania tj. :
- minimalizacja robót ziemnych i zajętości terenu – zbyt duże pochylenia skarp,
- zbyt grube warstwy przeznaczone do zagęszczania uniemożliwiają osiągnięcie właściwego stopnia lub wskaźnika zagęszczenia,
- użycia niewłaściwego gruntu z którego nasyp jest wykonany ( U poniżej 5),
- niezabezpieczenie skarp przed erozją powierzchniową,
- nadmierne obciążenie naziomu taborem samochodowym lub kolejowym.
Szczególnie charakterystyczne są uszkodzenia takie jak:
- łukowate pęknięcia nawierzchni dróg i poboczy,
- lokalne uskoki w nawierzchni bitumicznej,
- przemieszczenia poziome osi drogi lub toru kolejowego,
- lokalna zmiana niwelety ( drogowej lub kolejowej).
Ocenia się również, że w Karpatach występuje średnio jedno osuwisko na 5 km drogi kołowej i na 10 km linii kolejowej. Zjawisko zsuwu obejmując potężne kompleksy pakietów gruntów i skał sięgające w głąb do 35 m powodują w inwestycjach infrastrukturalnych olbrzymie straty. Należy zauważyć, że szybkość zsuwu w tego typu obiektach jest bardzo różna i można ją porównać do szybkości przemieszczania się lodowców i płynących wód rzecznych.
1. Osuwiska w wykopach.
Wykonywanie wykopów podczas budowy dróg samochodowych lub linii kolejowych może powodować podcięcia naturalnych stoków. Wiąże się to z kolei z ryzykiem powstania lub uaktywnienia ruchów mas gruntów. W szczególności wykonywanie wykopów powoduje zmiany parametrów i zjawiska opisane wyżej.
Skutki wykonywania wykopów w aspekcie zagrożenia osuwiskowego zależą nie tylko od pierwotnej i wtórnej ( po wykonaniu wykopów) konfiguracji terenu, ale także od budowy litologicznej. Niskie wartości kąta tarcia wewnętrznego takich gruntów jak iły, iłołupki z wietrzeliny gliniastej powodują, że trudno jest utrzymać stateczność skarpy nawet przy ich nachyleniu 1 : 3. Podobną uwagę można poczynić w przypadku konsekwentnego uławicenia łupków lub ich podatności na wietrzenie. W wymienionych przypadkach łatwo powstają spływy, obrywy i osuwiska.
Generalnie elementy morfologii osuwiskowej ograniczają się do górnej strefy odrywania i dolnej strefy nagromadzenia przemieszczonych gruntów. Koryto osuwiska jest najczęściej tak krótkie, że trudno je wyodrębnić. Zasięg ruchu mas gruntu jest na ogół ograniczony do wykonywanej skarpy. Tylko w wyjątkowych przypadkach zasięg ten może obejmować znaczną część zbocza.
Skarpy wykopów otwartych muszą być stateczne przez cały przewidywany okres użytkowania wykopu.
Stateczność skarpy należy zapewniać przede wszystkim poprzez wykonanie jej z odpowiednim, bezpiecznym pochyleniem.
W przypadkach szczególnego zagrożenia stateczności skarp bezpieczne pochylenie skarp powinno być określone w dokumentacji projektowej.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie BHP do przypadków tych zalicza wykonanie wykopów:
- w gruncie nawodnionym,
- w iłach pęczniejących,
- na terenach osuwiskowych,
- na terenach o deniwelacji przekraczającej 4 m,
- gdy teren przy skarpie wykopu może być obciążony w pasie o szerokości równej głębokości wykopu.
Przy ustalaniu bezpiecznego pochylenia skarp należy mieć na uwadze:
- rodzaj gruntów, w których wykonywana będzie skarpa,
- wielkość przewidywanych obciążeń w sąsiedztwie skarpy,
- przewidywany czas użytkowania wykopu,
- skutki ewentualnej utraty stateczności skarpy.
2. Osuwiska w nasypach.
Osuwiska w nasypach występują na ogół wskutek niewłaściwego ich wykonania. W celu minimalizacji robót ziemnych skarpom nasypów nadaje się duże pochylenia, a w trakcie wykonawstwa nie osiąga się właściwego zagęszczenia. Istotną rolę odgrywa także grunt, z którego nasyp jest wykonany. W nasypach najczęściej spotyka się płytkie spływy oraz osuwiska typu insekwentnego. Występować też mogą zapadliska i osiadania, w tym także z przemieszczeniami bocznymi ( prostopadłe do osi drogi lub torowiska). Ewidentną przyczyną tych deformacji jest mała nośność gruntu i niewłaściwe ich zagęszczenie.
Zasięg omawianych osuwisk jest bardzo ograniczony. Obejmuje on strefę od oderwania, rozpoczynającego się na jezdni lub poboczu do podnóża nasypu. Objawem osuwisk występujących w nasypach są niewielkie garby gruntowe, wynikające z przemieszczeń mas gruntu. Brak jest zazwyczaj wyraźnych krawędzi bocznych jęzora.
Oddzielny problem stanowią osuwiska powstałe na zboczach, wywołane dociążeniem nasypem. Mogą one powstać nawet na obszarach, na których ruchy mas gruntu nie były wcześniej notowane. Dodać przy tym należy, że wraz z obciążeniem nasypem pojawia się w tym przypadku dynamiczne obciążenie taborem samochodowym lub kolejowym.
3. Trasy stokowe.
Trasy stokowe mogą być usytuowane między innymi na zboczach :
- górskich,
- wzniesień morenowych,
- wąskich dolin rzecznych.
Budowa dróg stokowych wiąże się zazwyczaj z wykonywaniem trawersów, które stanowią kombinację wykopów podcinających naturalny stok ( przy okazji odciążając go ) i nasypów (dociążających stok). Budowa tak kształtowanej półki może powodować naruszenie równowagi zboczowej. Prace takie są szczególnie niebezpieczne, gdy trasa przebiega przez tereny osuwiskowe, na których bardzo szybko może dojść do naruszenia stateczności skarp. Dodatkowo sytuację może pogorszyć zmiana warunków wodno – gruntowych. Stąd też w przypadku budowy tras stokowych badania geologiczne powinny być prowadzone nie tylko w osi przyszłej drogi, ale także dodatkowo po obydwu jej stronach w celu rozpoznania układu warstw.
Wobec powyższego i analizując dostępne opisy awarii i katastrof, występujące osuwiska w budownictwie drogowo – kolejowym można podzielić na 5 charakterystycznych grup w zależności od sytuacji, ukształtowania i położenia terenów zagrożonych osuwiskiem:
- osuwiska położone powyżej korony dróg, czoła osuwiska stykają się z koroną drogi lub zajmują częściowo powierzchnię jezdni,
- osuwiska występujące poniżej korony dróg, a obszary oderwane osuwiskiem obejmują częściowo lub w całości pas drogowy,
- osuwiska występujące na stokach położonych powyżej potoków lub rzek, których obszary wpływu obejmują korony dróg, a czoła osuwisk obejmują brzegi, a niekiedy i dna potoków lub rzek, schodzące masy gruntów mogą także blokować odpływ wód i pozwalając tym samym na lokalne podtopienia,
- osuwiska na terenach położonych powyżej i poniżej konstrukcji drogowej łącznie z ich jezdniami,
- osuwiska występujące na zboczach położonych poza pasami drogowymi i poza korytami potoków lub rzek, w tych przypadkach osuwiska deformują tereny rolnicze i ekologiczne, budowlane i infrastrukturę podziemną ( gazową, wodną i ściekową) dodatkowo propagując przyczyny i nawadniając głębiej leżące warstwy gruntów.
W opisanych przypadkach bezwzględnie należy dokonywać obliczeń współczynnika stateczności, najlepiej kilkoma metodami.
W trakcie wykonywania wykopów o skarpach niepodpartych narażeni jesteśmy na niekorzystnie działające zjawiska geofiltracyjne.