Yüzeyaltı Drenaj (Subsurface Drainage) Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Transkript

1 Yüzeyaltı Drenaj (Subsurface Drainage) Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

2 Neden gerekli? Hat üstyapısının drenajı için Yer altı suyunu kontrol etmek için Şevlerin drene edilmesi için gereklidir. Yüzeyaltı drenaj, yeraltı suyunun tesviye yüzeyinde veya yakınında olduğu yerlerde uygulanmalıdır.

3 Yüzeyaltı drenaj uygulama yerleri Kafa hendeği Toplama kanalı hendek Yüzeyaltı drenaj, hendek boyunca, hendekler arasında, hat üstyapısı altında gerekli görülen yerlerde uygulanır. Yüzeysel drenajın yetersiz veya köprü, kavşak, yarma bölgeleri gibi kısıtlı alanlarda kullanılır.

4 Yüzeyaltı drenaj fonksiyonları Hat üstyapısından, tesviye yüzeyine sızan suları toplayarak drene etmek için Yağmur Tesviye yüzeyi Toplama drenleri

5 Yer altı su seviyesini düşürmek veya belli seviyede tutmak için kullanılır. Orjinal doğal zemin Yarma şevi Orijinal yeraltı su seviyesi Dren Yeraltı suyu seviyesi Dren

6 Sızan suları kesmek için kullanılır Kazı toprağı ile dolgu Geotekstil dren Sızma bölgesi boru geotekstil Sızma bölgesi Boru Agrega filtre malzemesi

7 Lokal sızmaları önlemek için

8 Yüzeyaltı Drenaj Tipleri Boyuna drenaj yarma mazgal Boyuna dren Kafa hendeği A-A kesiti

9 Enine Dren Gerekli görüldüğünde geotekstil Kazı kenarı Kaya dolgu Sıkıştırılmış dolgu Boru çıkışı için koruyucu kaya boru

10 Drenaj blanketi geotekstil Drenaj blanketi Kuyruk koruması

11 Yüzeyaltı drenaj malzemeleri Agrega drenleri Boru drenler Geotekstil drenler Yukarıdakilerin kombinasyonu

12 Agrega Drenler Agregalar kaba daneli olmalı ve drenajı kolay olmalıdır. Fazla kaba olduğunda, ince agregaların boşlukarı doldurma riski vardır. Bu nedenle, çok iri daneli olmamalıdır. Düşük debiler için uygundur. 20 mm (k=0.15 m/sn) veya 53 mm (0,40 m/sn) boyutunda balast malzemesi kullanılır. Minimum 100 mm agrega geotekstili korumak için yerleştirilmelidir. Taban zemini agrega Geotekstil filtre

13 Boru drenler Kazı yapılarak boru yerleştirilir. Borunun etrafına blokeyi önlemek için, drenaj özelliği olan granüler malzeme yerleştirilir. Derecelendirilmiş agrega Geotekstil filtre Geçirimsiz zemin boru

14 Geçirimli zeminlerde yüzeyaltı drenaj

15 Geotekstil Drenler Geotekstil drenler, yatay, düşey veya blanket şeklinde olabilir. Amacı, geotekstil boyunca suyu toplayarak çıkış borusuna ulaştırmaktır. Geotekstil aynı zamanda, filtre malzemesi olarak görev yapar ve bloke olmayı önler. Düşey geotekstil dren İstinat duvarı Yatay geotekstil dren (opsiyonel) dolgu Toplayıcı boru

16 Borular ile ilgili özellikler Boyutlandırmada maksimum debi dikkate alınır. Minimum boru çapı 225 mm (kolay temizlik için) Boru boyuna eğimi tercihen 1/100 olmalıdır. Hattın altından geçen borular en az 1600 mm alta yerleştirilmelidir. Hatta paralel giden borular en az 600 mm aşağıda yerleştirilmelidir. Boruları yerleştirmek için kazı genişliği boru çapı+ her iki tarafta 150 mm olmalıdır. Boyuna yönde mazgallar mt aralıklarla; 1 mt den derin olması durumunda 600X600 mm; 1 mt den az derin olması durumunda 450X450 mm boyutlarında yapılır.

17 Menba ve Mansap Boruları Koruması Boru çıkışı Kum torbaları Tel kafesle koruma Boru çıkışı Beton başlık duvarı Elle taş dolgu yaparak koruma

18 Agrega Drenlerinin Projelendirilmesi Darcy formülüne göre debi hesaplanır Q= kxixa k= permeabilite katsayısı (m/sn) i= eğim A= enkesit alanı (m2)

19 Temiz çakılın permeabilitesi k= m/sn arasındadır 20 mm çap için k= 0.15 m/sn 53 mm çap için k= 0.40 m/sn K= kxi olarak yazılırsa

20 Örnek Q= 0.01 m3/sn (10 lt/sn), agrega boyutu 20 mm ve boyuna eğim 1/200 ise, agrega dreninin alanını hesaplayınız. Q= kxixa 0.01= 0.15x0.005xA A= 13.3 m2

21 Aynı örneği dane boyutu 53 mm için 0.01= 0.4x0.005xA çözünüz A= 5 m2

22 Karayollarında Yüzeyaltı Drenajı Karayollarındaki yüzeyaltı drenaj yapıları: Yeraltı su seviyesinin yüksekliğini Yeraltı su seviyesinin düşey hareketini kontrol altına almak amacıyla yapılır. Bu amaçla Uygun yüzeyaltı drenaj sisteminin seçimi Uygun dren malzemesinin seçimi Yeterli boyutlandırma yapılmalıdır

23 Karayollarındaki sandık yarma kesitlerde veya karışık kesitlerde yeraltı suyundan ötürü zemin taşıma gücü önemli ölçüde azalarak kaplamanın çabuk bozulmasına neden olmaktadır. Bu amaçla belirli derinlik ve aralıkta yüzeyaltı dren hendekleri yapılarak su tablasının seviyesi düşürülerek yani su tablasının yüksekliğini istenilen derinlikte tutulup kontrol altına alınır.

24 Yüzeyaltı dren hendekleri için: Yeraltı su seviyesi Zeminin permabilite katsayısı (kz) Seçilen dren hendekleri ara mesafesi (W) Dren hendek derinliği (h); yeraltı su seviyesini kaplamanın en az 150cm altına kadar düşmesini sağlayabiliyorsa yeraltı dren yapısı yeterli olarak kabul edilir.

25 W (PG + 2HG-b) ise yeraltı su seviyesinin istenilen seviyeye düşürülmüş olur.

26

27

28

29

30 Dren Şiltesi Yeraltı su seviyesi yarma kesitli yollarda kapilerite ile zeminin alt kısımından yukarı doğru suyun ilerlemesi sonucu beslenerek düşey yönde yükselir. Yeraltı su seviyesinin düşey hareketini kontrol altına almak için dren şiltesi uygulanır. Dren şiltesine gelen kapiler sular dren şiltesinin yüksek yatay permabilitesi ile dren borularına yönlendirilerek deşarj edilir. Dren şiltesinin suyu uzaklaştırabilmesi için yeterli bir hidrolik eğime (=t/0,5w) ihtiyaç vardır. Bu nedenle dren şiltesinin fazla kalın olmaması için dren hendeklerinin ara mesafesi kısa olmalıdır.

31

32

33