YTÜ İnşaat Fakültesi Geoteknik Anabilim Dalı. Ders 5: İÇTEN DESTEKLİ KAZILAR. Prof.Dr. Mehmet BERİLGEN

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "YTÜ İnşaat Fakültesi Geoteknik Anabilim Dalı. Ders 5: İÇTEN DESTEKLİ KAZILAR. Prof.Dr. Mehmet BERİLGEN"

Ece Kinali
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 YTÜ İnşaat Fakültesi Geoteknik Anabilim Dalı Ders 5: İÇTEN DESTEKLİ KAZILAR Prof.Dr. Mehmet BERİLGEN

2 İçten Destekli Kazılar İçerik: Giriş Uygulamalar Tipler Basınç diagramları Tasarım Toprak Basıncı Diagramı Eğilme Momenti Taban kabarması Killi zemin Kumlu zemin Yanal hareketler Uygulama örnekleri

4 İçten destekli kazı Chicago Metrosu,1940

5 İçten destekli kazı

6 İçten destekli kazı

7 İçten destekli kazı:kuşaklar

8 Destekli bir kazıda tipik destek düzenlemesi Bindirme Destekler Kuşaklar Palplanş

9 Destek düzenleme

10 İçten destekli kazı:asker kirişler Kuşak Destek Destek Kaplama Asker kiriş Kaplama Kuşak Kama Kesit Plan

11 İçten destekli kazı:palplanşlar Kuşak Destek İlk destek derinliği Çekme çatlağı derinliği Destek Palplanş Kuşak Kesit Plan

12 Destekler Destekler yatay kolonlardır, eksenel yük ile eğilmeye zorlanır Desteklerin minimum düşey aralığı 2.75 m olması önerilir. Killi zeminlerde yapılan kazılarda ilk destek çekme çatlağı derinliğinin altına yerleştirilmelidir.

13 Killi Zeminde İDK İlk destek derinliği çekme çatlağı derinliğinden az olmalıdır. z c : u c a a c a a c a c z K K c z K c K Z ' 2 0 ' 2 ve için

14 Destekli kazıda kuvvetler

15 Yukarıda belirtilen toprak basıncı dağılımlarındaki kısıtlar Görünen toprak basıncı zarfları, gerçek değil Kazı derinliği >=6m YASS derinliği kazı tabanı altında Kum tamamen drenajlı (u=0) Kil drenajsız ve boşluk suyu basıncı gözönüne alınmaz (toplam gerilme analizi)

16 Kumlu zeminde basınç diagramı Toprak basıncı zarfı - kpa

17 Terzaghi ve Peck in Basınç Diagramları Toprak basıncı zarfı - kpa Destek Derinlik

18 Yumuşak orta katı killi zeminde basınç diagramı

19 Yumuşak orta katı killi zeminde basınç diagramı H c 4 için: a 4c H[1 ( H )]

20 Çok katı ve fissürlü killi zeminde basınç diagramı

21 Çok katı ve fissürlü killi zeminde basınç diagramı H 4 için c 0.2H a veya 0. 4H

22 Çekme çatlağı u u u u u a u h a c z c H u c z H c H h H c H P c z K ; : ise

23 Tabakalı Zeminlerde Toprak Basınçları Kum Altında Kilde Tabakalaşma H s Kum n,kum 1 c K H tan ( H H ) n q 2H 2 ort n, kum s s s s u H H c Kil n,kil 1 H ( H H ) 2 ort n, kum s s n, kil = 0 kabulü yapılır K s = Kum tabakası için yatay toprak basıncı katsayısı (yaklaşık 1 alınabilir) q u = Kilin drenajsız kayma mukavemeti n = 0.5 ile 1.0 arasında değişen bir katsayı, ortalama 0.75 alınabilir.

24 Tabakalı Zeminlerde Toprak Basınçları Killi Tabakalaşma H 1 Kil n,kil1 c 1 1 c c H c H L c H H ortalama n n H H 2 Kil n,kil2 c 2 1 H H H L H H ort n n qu = 2c u H n Kil n,kiln c n

25 Destek yüklerinin belirlenmesi Mafsallar Kesit Konsol basit kiriş Basit kiriş Palplanş ile desteklerin birleşim noktaları mafsal gibi kabul edilir ve bu noktalarda destek kuvvetleri iki bileşene ayrılarak basit kirişler oluşturulur yani hiperstatik sistem izostatik elemanlara (kirişlere) ayrılmış olur. Basit kirişlerin mesnet tepkileri belirlenir. Plan Konsol basit kiriş En üst ve alt destek kuvveti kiriş mesnet tepkisi (A ve D) olurken sonra bileşenlere ayrılan desteklerde (B ve C) mesnet tepkileri toplanır: B = B1 + B2 C = C1 + C2

26 Destek yüklerinin belirlenmesi Mafsallar Konsol basit kiriş Kesit Basit kiriş Konsol basit kiriş

27 Palplanşların tasarımı Üç basit kiriş : AB, BC ve CD, Yük B = B 1 + B 2 Yük C = C 1 + C 2 Kesme kuvvetive moment diagramını çiz. Maksimum momenti belirle ve kesit boyutlandır. W W=Mukavemet momenti M max all

28 Kesme kuvveti diagramı Palplanş Örnek Kil En kesit Mesnet tepkileri

29 Kuşak kirişlerin tasarımı Kuşaklar: Sürekli yatay elemanlar M M M max, A max, B max, C W As 8 Bs 8 Cs 8 M max all A,B,C =A,B,C kuşaklarına palplanşdan aktarılan üniform yayılı yük (B=B 1 +B 2 ) s= destekler arası mesafe W=Kuşak kirişi için gerekli mukavemet momenti, all =Kuşak kirişi malzemesi emniyet gerilmesi

30 Palplanş tasarımı Maksimum momentin yeri : x B A daki moment: M A 1 2 (1) knm/m E deki moment: M max ( ) ( ) knm/m Kesit boyutlandırması: W M max all W=Kuşak kirişi için gerekli mukavemet momenti, all =Kuşak kirişi malzemesi emniyet gerilmesi

31 Desteklerin tasarımı P A =A x s=54.02x3= kn P B =B x s=( )x3=271.2 kn P C =C x s=54.02x3= kn S=yatay destek aralığı

32 Killi zeminde taban göçmesi B genişliğindeki zemin kolonunun taşıma gücü: q u = c N c Burada N c = 5.7 (ideal pürüzlü) Birim alan boyunca düşey yük A A q = H + q c H/B ( yüzy II boyunca direnç) FS = q u /q FS 1.5 Daire yayı

33 Killi zeminde taban kabarması (göçmesi) Taban kabarması için güvenlik sayısı (Terzaghi, 1943) FS Qu Q 5.7cB1 HB ch c H c 0.7B D<0.7B de kaya olması durumunda Bjerrum ve Eide (1956) önerisi FS 1 5.7c H c D FS cn H c

34 Palplanşın gömülü kısmına etkiyen kuvvet d d 0.47B için P 0.7( HB 1.4cH 0.47B için P 1.5d( H cb) 1.4cH c) B

35 Taşıma gücü katsayısı (faktörü) Taşıma gücü faktörü, N c Dairesel veya kare B/L=1 Sonsuz uzun B/L=0 B= kazı genişliği L= kazı uzunluğu H= kazı yüksekliği Nc dikdörtgen = ( B/L)Nc kare

36 Kumlu zeminde taban kabarması: kaynama~borulanma YASS yüksek kumlu zeminlerde taban kabarması kritik hidrolik eğime ulaşılınca oluşur Güvenlik sayısını bulmak için YSS YSS Akım ağı çizilir ve maksimum hidrolik eğim bulunur. Su akımı Geçirimsiz tabaka

37 Borulanmaya karşı güvenlik sayısının akım ağı ile belirlenmesi YASS YASS YASS A B Geçirimsiz tabaka

38 Kumlu bir zeminde taban duraylılığı YSS YSS FS i i i cr cr cr i i cr max( çııkı ) kritik hidrolik eğim G 1 e ~1.1 Su akımı Geçirimsiz tabaka

39 Maksimum çıkış hidrolik eğiminin bulunması 1) Şekil 5.26 dan m modülünü 2L 2 /B ve 2L 1 /B yi kullanarak 2) Belirlenen m modül ve 2L 1 /B yi kullanarak Şekil 5.27 den maksimum çıkış hidrolik eğimini belirlenir. 3) Güvenlik sayısı aşağıdaki eşitlikten hesaplanır: FS i i cr max( çııkı ) YSS Su akımı YSS icr G 1 e 1 Geçirimsiz tabaka i cr =Kritik hidrolik eğim

40 m modülü belirlemek için Şekil 5.26 (Harr, 1962)

41 Şekil 5.27 (Harr, 1962)

42 Yanal yerdeğiştirmelerin Taban duraylılığına göre değişim aralığı Taban kabarmasına karşı güvenlik sayısı

43 Orijinal zemin yüzeyi Palplanşın sehim yapmış şekli

44 Maksimum oturmaların maksimum yanal yerdeğiştirme ile ilişkisi

Benzer belgeler

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ ZEMİNLERİN KYM İRENİ Problem 1: 38.m çapında, 76.m yüksekliğindeki suya doygun kil zemin üzerinde serbest basınç deneyi yapılmış ve kırılma anında, düşey yük 129.6 N ve düşey eksenel kısalma 3.85 mm olarak