SUYA DOYGUN ZEMİNLERDE DERİN KAZI DESTEK YAPILARININ ANALİZİ

Abstract

Derin kazıların desteklenmesi, geoteknik alanında çalışan inşaat mühendislerinin ilgilendiği konuların başında gelmektedir. Derin kazıların desteklenmesinde kullanılan iksa sistemleri, yanal toprak basınçlarını karşılamak üzere yapılan yapı türleridir. Yeterli güvenliğe sahip olmayan iksalarda göçmeler sonucu; komşu yapılarda ve yollarda hasarlar meydana gelebilmektedir. İksa sistemlerinin güvenliği, yapılan kazıların stabilitesi açısından önem arz etmektedir. İksalarda oluşan yatay deformasyonlar; artan kazı derinliği ile artış göstermektedir. Yatay deformasyonlar, kazı stabilitesi ve güvenliği açısından oldukça önemlidir. Özellikle Suya doygun killi zemin ortamlarında yapılan derin kazılardaki iksalarda, göçme riski daha yüksektir. Bu nedenle derin kazıların desteklenmesi birçok çalışmanın konusu olmuştur. Derin kazıların desteklenmesinde genellikle fore kazıklar ile yapılan iksalar tercih edilmektedir. Kazı derinliğine bağlı olarak kazıklar ankrajlı veya konsol şeklinde yapılabilmektedir. Kazı derinliğinin fazla olduğu durumlarda ekonomik çözümler; ankrajlı veya karşılıklı destek (strut) sistemleri ile yapılmaktadır. Kazı derinliğinin az olduğu durumlarda ise konsol şeklinde çalışan kazıklar ihtiyacı karşılayabilmektedir. Yanal toprak basınçları zemin özellikleri ile doğrudan ilişkilidir. Yer altı su seviyesi yüksek suya doygun killi zeminlerde oluşan yanal toprak basınçları diğer zeminlere kıyasla daha yüksektir. Kazıklardan oluşan iksa sistemini projelendirilmesinde etki eden başlıca unsurlar zemin özellikleri, kazı geometrisi, kullanılan kazığın malzemesi ve çapıdır. vi Projelendirme için dikkate alınan zemin parametreleri kohezyon (c), zeminin kayma direnci açısı (φ), birim hacim ağırlık (𝛾) ve yeraltı su seviyesidir. Suya doygun kohezyonlu zeminlerde fore kazıklarla yapılacak iksa sistemlerinin projelendirilmesinde mühendislere yardımcı olmak amacıyla tasarıma etki eden zemin parametreleri, kazı derinliği ve kazık çapı inceleme konusu yapılmıştır. Projelendirmede etkisi olduğu düşünülen suya doygun zemin özelliklerinin ve kazı derinliğinin; seçilecek kazık çapına olan etkileri sonlu elemanlar yöntemi ile araştırılmıştır. Bu amaçla modellemede Plaxis yazılımı kullanılmıştır. Modellemede suya doygun zeminlerin kohezyon (c) değerleri 30 ile 100 kPa aralığında, içsel sürtünme açıları (φ) 0° ile 10° aralığında, zeminin birim hacim ağırlığı (𝛾) n: 17 kn/m3 ve d: 19 kn/m3 seçilmiştir. Kazı geometrisi olarak kazı derinlikleri 5.00 m. ile 18.00 m. aralığında seçilmiştir. İksa sisteminde kullanılacak kazık çapları ise; 0,4 m. ile 1,0 m. aralığında seçilerek analizler gerçekleştirilmiştir. Kazık için eğilme rijitliği (EI) 1,068*106 kN2 /m alınarak kesişen kazık geometrisi kullanılarak gerekli analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler ile elde edilen veriler incelendiğinde; suya doygun Suya doygun killi zeminlerde 10.00 m ve üzeri derinliklerde yapılacak kazılarda, yatay deplasmanların arttığı ve fore kazıklı iksa sistemleri için kazıklarda ankraj gerekliliğinin yoğunlaştığı görülmüştür. Araştırma sonucunda elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve uygulayıcı mühendislere projelendirmede ışık tutacak öneriler verilmiştir.