s056

10
6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana AŞIRI YÜKLEMELER ALTINDA TOPRAKARME İSTİNAT YAPILARININ TASARIMI DESIGN OF MECHANICALLY STABILIZED EARTH (MSE) WALLS UNDER EXCESSIVE LOADINGS Tahir YILDIZ 1 Hüseyin YILDIRIM 2 H. Turan DURGUNOĞLU 3 ABSTRACT Mechanically stabilized earth (MSE) walls have been commonly used in construction applications since 1960's all around the world, since 1980's in Turkey. Economic feasibility, high performance against differential settlements by its flexibility, good performance under high loadings caused by earthquakes are the main reason for the appearance of this technology in engineering applications. In this article, the main principles of reinforced earth walls with complex geometries and design assumptions are explained. After that, the stability analysis and design considerations of a tiered MSE wall under excessive surcharge loadings are examined in the content of "Construction of Rozak Machine Dilovası Factory" case study. Internal and external stability calculations according to limit state method, general stability and settlement analysis results are presented by using the numerical analysis programs called SLIDE and GEO5 SETTLEMENT. Keywords: MSE walls, analysis, foundation engineering, soil improvement, deep excavations. ÖZET Donatılı Zemin İstinat Duvarları-toprakarme-, 1960'lı yılların sonlarından bu yana geleneksel istinat yapılarına alternatif olarak tüm dünyada, 1980'li yıllardan itibaren ülkemizde pek çok projede başarı ile uygulanmaktadır. Sistemin ekonomik oluşu, esnek yapısı sayesinde farklı deformasyonlara karşı iyi performans göstermesi, deprem etkileri altında oluşabilecek büyük yüklere karşı toleranslı oluşu, donatılı zeminlerin mühendislik projelerindeki rolünü arttırmıştır. Bu bildiride, kompleks geometriye sahip toprakarme yapılarının genel tasarımından, analiz kriterlerinden ve bir vaka analizi olarak "Rozak Makine Dilovası Fabrikası İnşaatı" kapsamında yapılan aşırı sürşarj yüklemelerine maruz kalacak palyeli bir toprakarme duvara ait analizlerden ve projelendirme kriterlerinden bahsedilecektir. Çalışma kapsamında limit durum yöntemini esas alan nümerik analiz programlarıyla iç ve dış stabilite analizleri yapılmış, genel stabilite ve oturma analizleri - SLIDE- ve -GEO5 SETTLEMENT- programları kullanılarak ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: Donatılı zemin, temel mühendisliği, zemin iyileştirmesi, derin kazılar. 1 İnşaat Y. Müh., Reinforced Earth İnşaat Proje ve Tic. A.Ş., [email protected] 2 Prof. Dr., İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği, [email protected] 3 Prof. Dr.,Emeritus, Boğaziçi University, Chairman, ZETAŞ Zemin Teknolojisi A.Ş., [email protected]

Upload: anonymous-d5s00ddu

Post on 16-Feb-2016

10 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

S056

TRANSCRIPT

Page 1: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

AŞIRI YÜKLEMELER ALTINDA TOPRAKARME İSTİNAT YAPILARININ TASARIMI

DESIGN OF MECHANICALLY STABILIZED EARTH (MSE) WALLS

UNDER EXCESSIVE LOADINGS

Tahir YILDIZ1 Hüseyin YILDIRIM 2 H. Turan DURGUNOĞLU 3

ABSTRACT

Mechanically stabilized earth (MSE) walls have been commonly used in construction applications since 1960's all around the world, since 1980's in Turkey. Economic feasibility, high performance against differential settlements by its flexibility, good performance under high loadings caused by earthquakes are the main reason for the appearance of this technology in engineering applications. In this article, the main principles of reinforced earth walls with complex geometries and design assumptions are explained. After that, the stability analysis and design considerations of a tiered MSE wall under excessive surcharge loadings are examined in the content of "Construction of Rozak Machine Dilovası Factory" case study. Internal and external stability calculations according to limit state method, general stability and settlement analysis results are presented by using the numerical analysis programs called SLIDE and GEO5 SETTLEMENT. Keywords: MSE walls, analysis, foundation engineering, soil improvement, deep excavations.

ÖZET

Donatılı Zemin İstinat Duvarları-toprakarme-, 1960'lı yılların sonlarından bu yana geleneksel istinat yapılarına alternatif olarak tüm dünyada, 1980'li yıllardan itibaren ülkemizde pek çok projede başarı ile uygulanmaktadır. Sistemin ekonomik oluşu, esnek yapısı sayesinde farklı deformasyonlara karşı iyi performans göstermesi, deprem etkileri altında oluşabilecek büyük yüklere karşı toleranslı oluşu, donatılı zeminlerin mühendislik projelerindeki rolünü arttırmıştır. Bu bildiride, kompleks geometriye sahip toprakarme yapılarının genel tasarımından, analiz kriterlerinden ve bir vaka analizi olarak "Rozak Makine Dilovası Fabrikası İnşaatı" kapsamında yapılan aşırı sürşarj yüklemelerine maruz kalacak palyeli bir toprakarme duvara ait analizlerden ve projelendirme kriterlerinden bahsedilecektir. Çalışma kapsamında limit durum yöntemini esas alan nümerik analiz programlarıyla iç ve dış stabilite analizleri yapılmış, genel stabilite ve oturma analizleri -SLIDE- ve -GEO5 SETTLEMENT- programları kullanılarak ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: Donatılı zemin, temel mühendisliği, zemin iyileştirmesi, derin kazılar.

1 İnşaat Y. Müh., Reinforced Earth İnşaat Proje ve Tic. A.Ş., [email protected] 2 Prof. Dr., İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği, [email protected] 3 Prof. Dr.,Emeritus, Boğaziçi University, Chairman, ZETAŞ Zemin Teknolojisi A.Ş., [email protected]

Page 2: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

1. GİRİŞ Donatılı zemin -toprakarme- duvarlarların çalışma prensipi, seçilmiş dolgu malzemesi arasına tasarıma uygun nitelikte seçilen donatı elemanlarının belirli sıklık ve uzunlukta yerleştirilerek, dolgu malzemesi ile donatı arasında meydana gelecek sürtünme kuvvetine dayanır. Bu sürtünme kuvveti yardımıyla, donatılarla destekli kompozit ve yüksek mukavemetli bir yapı elde edilir. Zemine değişik donatı elemanları ilave ederek yüksek dayanımlı bir yapı oluşturma fikri tarih boyunca dünyanın değişik yerlerinde uygulama alanı bulmuştur. Zemin içinde ahşap, saman, ağaç dalları gibi malzemeler kullanılarak donatılı zemin uygulamalarının ilk örnekleri yapılmıştır. Donatılı zemin fikrinin rasyonel yaklaşımlarla inşaat mühendisliği normlarına uygun bir şekilde ortaya konması, 1960'lı yıllarının sonlarında gerçekleşmiştir. Fransız mimar mühendis Henry Vidal, zemin içerisine yerleştirilen donatılar vasıtasıyla elde edilen kompozit yapıyı, mühendislik yaklaşımlarıyla açıklamıştır. Bu tarihten itibaren donatılı zeminlerin inşaat mühendisliğinde kullanımı hızla yaygınlaşmıştır. Karayolu, demiryolu, hidrolik yapılar, fabrikalar, donatılı zemin sisteminin en fazla uygulandığı inşaatlar haline gelmiştir. 1.1. Genel Prensipler Toprakarme istinat yapılarının genel prensibi, toprak dolgu içerisinde donatı kullanımına dayanır. Yeterli sıklık ve uzunlukta kullanılacak yüksek aderanslı galvanizli çelik şeritlerin, şartnameler ile özellikleri belirlenmiş, dolgu malzemeleri ile kullanılması vasıtasıyla, esnek ve güçlü bir kompozit yapı elde edilir. Dayanımın temel sebebi, dolgu malzemesi ile şeritler üzerinde meydana gelen sürtünme kuvvetidir. Bu sürtünme kuvveti, donatı üzerindeki dolgunun efektif düşey yükü nedeniyle meydana gelen dirençten kaynaklanabileceği gibi, donatı geometrisine bağlı olarak çelik donatıların tırnakları (ribs) üzerinde meydana gelecek pasif dirençten de kaynaklanabilir. (Şekil 1) Sürtünme kuvveti, dolgu yükü etkisindeki donatıların maruz kalacağı çekme kuvvetine zıt yönde meydana gelir. Bu mekanizma, sistemin taşıyıcılık özelliği kazanmasında rol oynar.

Şekil 1. Donatı Üzerinde Sürtünme Direnci Ve Pasif Direnç [1]

Toprakarme sistemlerinde donatı tipi olarak uzayabilen (extensible) veya uzayamayan (inextensible) donatılar kullanılabilir. Uzayabilen donatılara geosentetik donatılar, uzayamayan donatılara çelik şerit tipi donatılar örnek olarak gösterilebilir. Donatıların çalışma prensibi şekil 2'de gösterilmektedir. Şeritlerin genel çalışma prensibine göre şeritler üzerinde meydana gelen maksimum gerilme hattının duvar yüzeyi tarafında kalan dilim aktif bölge olarak tanımlanmıştır. Bu bölge panel yüzeyinde bir yanal itki meydana getirirken, gerilme çizgisinin arkasında kalan pasif bölgede donatılar sürtünmeyle çalışarak tutucu bir kuvvet meydana getirmektedir. Duvar yüksekliklerinin fazla olduğu projelerde uzun şerit kullanımı maliyetleri ciddi anlamda etkilemektedir. [2]

Page 3: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

Şekil 2. Donatıların Çalışma Prensibi [1]

1.2. Yapısal Elemanlar Toprakarme sisteminin temel bileşenleri, seçilmiş geri dolgu, donatı ve yüzey panelleridir. Donatı bağlantı elemanları bir diğer bileşendir (Şekil 3). Yüzey panelleri prekast olarak genellikle betondan imal edilir. Donatılar uzayabilen veya uzayamayan nitelikte olabilir. Dolgu malzemesi granüler nitelikte, 200 nolu elekten geçen ince malzeme yüzdesi sınırlandırılmış olmalıdır.

Şekil 3. Tipik Bir Toprakarme Duvarın Enkesiti [3]

Dolgu malzemesinin 200 nolu elekten geçen malzeme yüzdesi maksimum %15 olarak verilmiştir. Malzemenin uniformluk katsayısı (Cu) minimum 4, plastisite indisi maksimum 6% olarak belirlenmiştir. [4] 2. KOMPLEKS GEOMETRİLER Donatılı zemin uygulamalarının artmasıyla, tipik kesitlerin yanında özel geometrilerin çözümlenmesi ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Arazi koşulları ve kullanım amacına göre toprakarme sistemleri köprü kenar ayakları olarak, palyeli (tiered) olarak, trapez kesitli olarak, karşılıklı (back-to-back) olarak ve destekli olarak uygulanabilmektedir. Kompleks geometriler için, hesap yaklaşımlarının geliştirilmesi bir zorunluluk haline gelmiştir. 2.1. Palyeli Toprakarme Duvarlar Kompleks toprakarme sistemlerinin içinde palyeli duvarların önemli bir yeri vardır. Yüksek kesitlerde tek palyeli çözümlerde şerit boyları uzun çıkmaktadır. Yüksek

Page 4: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

dolgulardan kaynaklı, sistemde taşıma gücü ve oturma problemleri görülebilmektedir. Bu problemlere çözüm olarak palyeli sistemler ortaya çıkmıştır. [5] Palyeli toprakarme duvarlarda imalat öncesi saha araştırmaları, taşıma gücü kontrolü, deformasyon durumu, dolgu malzemesi kontrolü, drenaj durumu, yükleme durumları ve geometrik koşullar göz önünde bulundurulmalıdır [6] 2.2. Palyeli Toprakarme Duvarlarda Tasarım Kriterleri Palyeli sistemlerin hesabında dikkate alınması gereken bazı özel durumlar vardır. Sistemin anlaşılabilmesi için genel stabilite analizlerinin yapılması, iç ve dış stabilitenin bu sonuçlara göre değerlendirilmesi gerekir. Palyeli sistemlerde maksimum gerilme çizgisinin konumu, sürşarj yükleri etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Ön tasarımda alt ve üst palyeler için duvar yükseklikleri belirlenir. Bundan sonra duvarların birbirine etkisinin anlaşılması için duvarlar arası yatay mesafe (set back) tespit edilir. Bu mesafe palye yüksekliklerinin bir fonksiyonudur. Bu değerin sınır koşullarına göre maksimum gerilme hattı belirlenir (Şekil 4) Ön tasarımda alt ve üst duvarlar için şerit boyları belirlenmelidir. Bu şerit boylarının belirlenmesinde sınır koşullar aşağıda verilmiştir: Üst duvar için; L1'≥0.7H1 (1) Alt duvar için; L2'≥0.6H (2) Burada H1 üst duvar yüksekliğini, L1 üst duvar şerit boyunu, H2 alt duvar yüksekliğini, L2 alt duvar şerit boyunu temsil eder. Sistemin toplam duvar yüksekliği H olmak üzere bu değer; H=H1+H2 (3) şeklinde ifade edilir. Buna göre sırasıyla; üst duvarın klasik hesap yöntemleriyle analizi, üst duvar geometrisinin alt duvara sürşarj olarak tanımlanması, tasarım şerit boylarının genel stabilite analizleriyle doğrulanması işlemi yapılır. Şerit boylarının yeterli gelmemesi durumunda uzunluklar arttırılabilir ya da zemin iyileştirme seçeneği değerlendirilir.Analizlerde sistemin bütününe etkiyen sürşarj yükleri ve depremsel etkiler dikkate alınmalıdır.

Şekil 4. Palyeli Toprakarme Duvarlarda Maksimum Gerilme Hattı [4]

3. VAKA ANALİZİ "Rozak Makine Dilovası Fabrikası İnşaatı" kapsamında yapılacak palyeli toprakarme istinat yapısının aşırı sürşarj yüklemelere maruz kalacak kesiminden seçilen kesit üzerinde

Page 5: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

stabilite analizleri yapılmıştır. Ayrıca imalat için seçilen dolgu malzemesinin deneyleri yapılarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Yürütülen geoteknik araştırmalar ışığında, tasarım güvenliğinin sağlanması amacıyla yapılan zemin iyileştirmesinin analiz sonuçlarına etkisi ortaya konmuştur. İç ve dış stabilite analizlerinde "Limit Durum Yöntemi"ne göre tasarım yapan VALDEZ programı kullanılmıştır. Elde edilen tasarım şerit boylarına göre, şev stabilitesi programı SLIDE yazılımında toptan göçme analizleri yapılmıştır. Mevcut yükleme koşulları için oturma analizleri "Janbu Tanjant Modülü" yaklaşımını kullanan GEO5 SETTLEMENT yazılımı ile yapılmıştır. Zemin ıslahı sonrasında analizler tekrarlanmıştır. 3.1. Proje Bilgileri Proje Kocaeli ili Dilovası ilçesi sınırlarında kalan sanayi bölgesinde yapılmıştır. Bölge 1. derece deprem bölgesindedir. Analizlerde deprem ivmesi a0/g=0.4 olarak alınmıştır. Geoteknik araştırma kapsamında yapılan sondajlardan faydalanılarak idealize zemin profili oluşturulmuştur. Sondajlarda karşılaşılan zemin tabakaları için ölçülen SPT değerlerinden yola çıkılarak literatürdeki bağıntılar kullanılmış ve geoteknik parametreler belirlenmiştir. Analizlerde kullanılmak üzere belirlenen geoteknik parametreler Tablo 1'de, idealize zemin profili Şekil 5' de verilmiştir.

Tablo 1. Zemin Parametreleri

Zemin Birim Hacim

Ağırlık (kN/m3)

Ø c (kPa)

Elastisite

Modülü

(MPa)

Poisson

Oranı

Janbu

Modülü

Kontrolsüz

Dolgu 18 30 0 40 0.30 100

Toprakarme

Dolgusu 19 34 0 60 0.35 400

Kireçtaşı 25 35 10 40000 0.35 900

Projede, toprakarme sisteminin kontrolsüz dolguya oturduğu kesimde, duvar hattı gerisinde çelik profil stok sahasının yer alması planlanmaktadır. Stok sahası için verilen sürşarj yükü 125 kN/m2' dir. Bu sahanın yanında yer alacak krenden sisteme çizgisel bir yük gelecektir. Bu yük değeri 300 kN/m olarak verilmiştir. Duvar üstünde işleyecek yoldan sisteme 25 kN/m2 değerinde sürşarj eklenecektir. Tasarımda bu yükleme durumları dikkate alınmıştır.

Şekil 5. İdealize zemin profili

Page 6: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

3.2 Analizler 3.2.1. Dolgu Malzemesi Analizleri Analizler kapsamında ilk olarak toprakarme geri dolgusu olarak kullanılması düşünülen malzemeden alınan numuneler üzerinde elek analizi ve kıvam limitleri testleri yapılmıştır. Test sonuçlarına göre elde edilen değerler FHWA tarafından önerilen sınır koşulları ile uyumludur. Buna göre imalatta bu malzeme kullanılabilecektir. Alınan numunelerde ortalama olarak 200 nolu elekten geçen ince malzeme miktarı %9.5 civarındadır. Buna bağlı olarak dolgu malzemesinin üniformluk katsayısı (Cu) değeri 180 civarındadır. Bu değerin 4'ten büyük olması gerekmektedir. Atterberg limitleri göz önüne alındığında malzemenin plastisite indisi 4% olarak ölçülmüştür. Bu değerin şartnamelerde belirlenen maksimum değeri %6 olarak verilmiştir. Malzeme bu kriteri de sağlamaktadır. 3.2.2. Tasarım Şerit Boyları Seçilen analiz kesiti palyeli duvar kesitidir. Bu kesitte üst duvar yüksekliği (H1) 9.73 metre, alt duvar yüksekliği (H2) 4.48 metredir. Analizlerde tanımlanan toplam duvar yüksekliği 14.21 metredir. Bölüm 2.2'de açıklanan geometrik koşullara göre tasarım şerit boyu belirlenmiştir. Bölgenin depremselliği ve üstyapı yükleri de dikkate alındığında, üst duvar için önerilen L=0.7 H1 şartının yeterli şerit boyunu sağlamadığı anlaşılmıştır. Sürşarj yüklemelerinin etkisi düşünüldüğünde üst duvar için en üst 3 tabakada şerit boyu 1 metre arttırılmıştır. Sonuç olarak üst duvar için belirlenen tasarım şerit boyları üst tabakalar için 11 alt tabakalar için 10 metredir. Alt duvar tasarım şerit boyunun belirlenmesi için, üst duvar yükü sisteme tanımlanmış, ayrıca tanımlanan sürşarj yükleri dikkate alınmıştır. L= 0.6 H şartına göre alt duvar tasarım şerit boyu 9 metre olarak alınmıştır. Şerit boylarının uygunluğunun kontrolü, genel stabilite analizleriyle yapılacaktır. 3.2.3. Genel Stabilite Analizleri Genel stabilite analizleri kapsamında VALDEZ yazılımı ile belirlenen tasarım şerit boylarına uygun olarak sistem geometrisi oluşturulmuş, zemin parametreleri tanımlanarak sürşarj yükleri hesaba katılmıştır. Analizler SLIDE programı ile sismik ve statik koşullar için yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre statik durumda en kritik kayma dairesine ait güvenlik katsayısı 1.45, sismik durumda 1.09 olarak ölçülmüştür. Sistemin güvenli tasarımı için statik durumda 1.50, sismik durumda 1.00 güvenlik katsayılarının sağlanması beklenmektedir. Bu sonuçlara göre sistem statik açıdan genel stabilite problemine karşı güvenli değildir. Bu nedenle, tasarımın güvenle yapılabilmesi amacıyla, temel zemininin ıslah edilmesi gerekmektedir. 3.2.4. Oturma Analizleri Mevcut zemin koşullarında belirtilen yüklemelere göre seçilen kesit üzerinde GEO5 SETTLEMENT programında oturma analizi yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre toprakarme duvar altındaki bölgede 14 cm oturma beklenmektedir. Bu değer kabul edilebilir sınırların üstünde kalmaktadır. Zemin ıslahının, oturmaları da sınırlandıracak bir performansta olması beklenmektedir.

Page 7: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

3.3. Zemin İyileştirme Projesi Yapılan analizler sonucunda, sistemin genel stabilite ve oturma açısından istenen güvenlik koşullarını sağlamadığı görülmüştür. Bu nedenle sistemde bir zemin iyileştirme ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Buna göre, toprakarme duvar ve üstyapı yüklerinin kazıklı bir sistem ile kireçtaşına aktarılması düşünülmüştür. Projeye göre duvar ön yüzü altında Ø65 donatılı forekazık, toprakarme dolgusunun oturacağı bölgede, donatısız forekazık uygulaması yapılmıştır. Karelaj 2.25 metredir. Donatılı kazıkların genel stabilite açısından sistemi güvenli hale getirmesi beklenmektedir. Dolgu altında yer alacak donatısız kazıklar oturmaları sınırlandırmak amacıyla yapılmıştır. Kazıkların kireçtaşı tabakasına 2 metre soketlenmesi önerilmektedir. Toprakarme sisteminin esnek yapısının korunması, üstyapı yüklerini ve kendi ağırlığından kaynaklanacak düşey gerilmeleri kazıklı sisteme uniform olarak aktarabilmesi için, kazıklı sistem ile toprakarme sisteminin arasına geogrid ile desteklenmiş platform (Load Transfer Platform-LTP) teşkil edilmesi düşünülmüştür. Bu tabaka, üstyapı yüklerini temele aktaran bir kiriş görevi görecektir.[7]

Şekil 6. Kazıklı İyileştirme Sistemi

3.4. İyileştirme Sonrası Analizler İyileştirme projesinin tasarıma etkisinin görülebilmesi için, iyileştirme öncesinde yapılan genel stabilite ve oturma analizleri, iyileştirme sonrasında yeni koşullar için tekrarlanmıştır. Genel stabilite analizleri kapsamında, duvar altında teşkil edilen donatılı ve donatısız kazıklar SLIDE programında tanımlanarak, aynı yükleme koşullarında sistemin statik ve sismik çözümleri tekrarlanmıştır. Buna göre iyileştirme öncesinde statik durumda 1.45 olarak hesaplanan güvenlik katsayısı iyileştirme sonrasında 1.65 değerine, sismik

Page 8: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

durumda 1.09 olarak hesaplanan güvenlik katsayısı ise 1.32 değerine yükselmiştir. (Şekil 7-8). Bu sonuçlara göre sistem statik ve sismik koşullar altında genel stabilite için öngörülen güvenlik kriterlerini sağlar hale gelmiştir. Oturma analizleri kapsamında toprakarme duvar altına bir iyileştirme zonu tanımlanmıştır. Donatısız forekazıkların alansal yüzdesi hesaplanarak, mevcut dolgu ile oluşan kompozit yapıya ait Janbu tanjant modülü tanımlanmıştır. İyileştirme zonu için janbu tanjant modülü 600 olarak GEO5 SETTLEMENT programına girilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, toprakarme dolgusu altında iyileştirme sonrası beklenen oturma değeri 2.3 cm olarak belirlenmiştir (Şekil 9). Bu oturma miktarı, toprakarme sistemi için kabul edilebilir sınırlar içerisindedir.

Şekil 7. İyileştirme Sonrası Statik Durumda Genel Stabilite Analizi

Şekil 8. İyileştirme Sonrası Sismik Durumda Genel Stabilite Analizi

Page 9: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

Şekil 9. İyileştirme Sonrası Oturma Analizi

Şekil 10. Rozak Makina Dilovası Fabrikası Toprakarme Duvarı [8]

4. SONUÇLAR Bu bildiri, donatılı zemin -toprakarme- yapılarına ait literatürde yer alan genel bilgilerin açıklanması, kompleks geometriye sahip donatılı zemin tipleri ve hesap yöntemlerine odaklanmıştır. Buna göre, aşırı yüklemelere maruz kalacak palyeli bir donatılı zemin yapısının analizleri yapılmıştır. Zemin koşulları göz önüne alınarak, söz konusu geoteknik problem için çözüm yöntemleri sunulmuştur. Çalışma kapsamında, ilk aşamada geri dolgu olarak kullanılması düşünülen malzeme üzerinde yapılan elek analizi ve kıvam limitleri test sonuçları değerlendirilmiş, verilerin şartnamede belirlenen sınır değerler ile uygunluğu kontrol edilmiştir. Oluşturulan zemin modeline göre, analiz için iki palyeli, toplam yüksekliği 14.21 metre olan hesap kesiti seçilmiştir. Bu kesit için limit durum yöntemine göre çalışan VALDEZ programı ile ön tasarım şerit boyları ve yoğunlukları belirlenmiştir. Buna göre genel stabilite ve oturma analizleri yürütülmüştür. Analiz sonuçları, tasarımın mevcut koşullar altında güvenli olmadığını göstermiştir. Güvenli tasarım için, zemin koşullarının iyileştirilmesine yönelik

Page 10: S056

6. Geoteknik Sempozyumu 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana

bir ıslah projesi hazırlanmış, iyileştirilmiş zemin koşulları için analizler tekrarlanmıştır. Yapılan ıslah sonucunda, tasarımın istenen güvenlik kriterlerini sağladığı gösterilmiştir. Çalışmanın sonucunda, donatılı zemin duvar tasarımında kompleks geometrilerin ortaya çıktığı durumlar için, geleneksel yaklaşımların yeniden ele alınmasının gerekliliği sorgulanmıştır. Aşırı yüklemeler etkisinde kalacak toprakarme yapılarının tasarımı, mevcut zemin koşulları ile birlikte değerlendirilmesi gereken bir husustur. Bu açıdan, sistemin çözümü bir geoteknik problemi olarak ele alınmıştır. Zayıf zeminler üzerinde inşa edilen yüksek sürşarj yükleri etkisindeki toprakarme yapılarının doğru tasarımı, zemin iyileştirme seçeneği ile birlikte değerlendirilmesi gereken bir durumdur. Zemin ıslahının, toprakarme sisteminin esnek yapısına zarar vermeyecek çözümlerle uygulanması önemli bir husustur. Toprakarme sistemlerinin gerçeğe uygun tasarımı, yapısal elemanların teknik kontrolü ile mümkündür. Bu nedenle sistemin temel bileşenlerinden olan geri dolgu malzemesinin, şartnamelerde belirlenen mühendislik özellikleri imalat öncesinde kontrol edilmelidir. Şartnamelere uygun olmayan dolgu malzemesinin kullanımı, servis ömrü boyunca sistemde stabilite sorunları yaratabilecektir. KAYNAKLAR [1] Liang R.Y. (2004),"MSE Wall and Reinforcement Testing At Mus-16 Bridge Site",September [2] Durgunoğlu H. T., Kaya T., Özbatır M. (2007)," Donatılı Zemin Duvar Yapılarının Depremde Davranışı" TMMOB Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği 1. Özel Konulu Sempozyum, İstanbul [3] Reinforced Earth Company, 2006. "Reinforced Earth Retaining Walls", TAI Group [4] Elias,V., Christopher,B.R., Berg, R.R. (2001), "FHWA-NHI-00-043: Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes Design and Construction Guidelines" Woodbury, USA [5] Berg, R.R., Christopher, B.R., Samtani, N.C. (2010), "FHWA-NHI-10-024: Design of Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes-Volume:I" Technical Manual , Woodbury USA [6] Sankey, J., Soliman, A. (2004), "Tall Wall Mechanically Stabilized Earth Applications" Geo-Trans 2004:Geotechnical Engineering for Transportation Projects Los Angeles-California, USA [7] Collin, J.G., Han, J., Huang, J. (2005), "Geosynthetic-Reinforced Column-Support Embankment Design Guidelines" North American Geosynthetics Society/Geosynthetics Institute Conference, Las Vegas, USA [8] Reinforced Earth Company (2013), Commercial Document