Geosentetik Donatılı İstinat Duvarları

Transkript

1 Geosentetik Donatılı İstinat Duvarları İnsanoğlunun yerleşik yaşama geçişiyle birlikte doğayı kendi ihtiyaçları doğrultusunda şekillendirme çabasında kullandığı en önemli elemanlardan biri istinat duvarları olmuştur. Klasik yapı tekniklerinin kullandığı demir, beton gibi malzemelerin temin edilmesinde baş gösteren sıkıntı, bu malzemelerin maliyetinin de geçmişe göre artmasına neden olmuştur. Yine klasik yapı tekniğinin, doğaya set vurarak onu uysallaştırma çabasına, yapıların deprem gibi doğal yer hareketlerinde verdiği cevapları ve sonuçları hepimiz biliyoruz. Tıpkı doğadan uzaklaşan beslenme alışkanlıklarımızı doğa ile barışık hale getirme çabalarımız gibi, yapı tekniklerini de doğa ile uyumlu ve onunla işbirliği yapabilen tekniklerle güncelleme gereği, uzun zamandır bilim adamları ve uzmanların çalışma programlarında önemli bir yer almaktadır. Büyük kentleri beton yığını görüntüsü ile özdeşleştiren, içinde kullanılan demir ve beton gibi malzemelerle doğal yapıyı bozan, deprem yükü altında gösterdiği dirençle can ve mal kayıplarına yol açan istinat duvarı geleneği, Geoduvar sistemi ile yeni bir anlayışa kavuşuyor. Geliştirilen teknikle doğal yapı, önüne set çekerek gem vurma yerine, yer yüzeyine paralel çözümlerle uysallaştırılıyor. Bu işlemler sırasında, yapının bulunduğu noktadaki doğal oluşum sentetiklerle bir arada tutulup sıkıştırılıyor. Böylece, toprağın bizim sistemimizle işbirliği sağlanıyor, toprak kendi esnekliği ile güç kazanır hale getiriliyor. Geosentetik donatılı istinat duvarlarının kullanımı geleneksel duvarlara kıyasla artmış ve tercih edilen bir sistem haline gelmiştir. Esnek yapısı ile deprem kuvvetlerine karşı en iyi randımanı vermesi, özellikle zayıf zeminlerde oluşabilecek oturma ve şekilsel bozulmaları ortadan kaldırması ve iyi bir enerji emici olması geosentetik donatılı istinat yapılarının yaygınlaşmasında önemli etkenler olmuştur. Paşabahçe Mah. Çubuklu Cad. Remzibey Sk. No:9 Beykoz İstanbul Sayfa 1

2 Yüksek çekme mukavemetine sahip ve sürtünme kuvvetlerini kullanan geosentetik malzemeler ile güçlendirilmiş dolgu malzemesi kayma yüzeylerini engelleyerek çok dik dolgu şevlerine olanak sağlamaktadır. Dünyada kullanımı hızla yaygınlaşan geosentetik donatılı duvar sistemi ülkemizde de gün geçtikçe yaygınlaşmaktadır. Zeminin donatılması ana fikrine dayanan bu teknoloji, demir donatı ve beton ön panelin yerini almıştır. Geosentetik malzemenin, demirin yerini alması en önemli özelliği olarak gösterilmektedir. Demirin dezavantajı olarak görülen korozyon, bizim teknolojimizde donatının geosentetiklere dönüştürülmesi yoluyla bertaraf edilmektedir. Ayrıca, donatılandırılmış bölgenin dolgusunda hiç kil içermeyen dolgu malzemesi kullanılarak zemin içinde su tutulması önlenmektedir. Demir donatının diğer bir dezavantajı ise donatının ön panele noktasal olarak bağlanmasıdır. Bu aslında zayıf bir bağlantıdır. Oysa, geosentetik donatılı duvarlarda kullanılan donatı teorik olarak sonsuz ömürlüdür ve ön elemanlara büyük yüzeylerle bağlandığı için noktasal zayıflıklar önemini kaybeder. Geosentetik donatılı duvarların, gerek statik yükler altında, gerekse de deprem yükleri altında çok daha sağlıklı bir davranış verdiği bilinen bir gerçektir. Özellikle zayıf temel zemini koşullarında temele, betonarme istinat duvarlarına göre çok daha az yük aktardıkları ve dönmeye karşı büyük dirençleri olması nedeniyle güvenilirdir. UYGULAMA YÖNTEMİ Geosentetik donatılı istinat duvarı inşa edilecek yere, düzeltilmiş doğal zemin üzerine 35 cm genişilğinde ve 10 cm kalınlığında demirsiz bir taban düzleme betonu (grobeton) dökülür. Geosentetik donatı, zemin üzerine duvar yüksekliğine bağlı olarak hesaplanan genişlik ve uzunluklarda kesilerek serilir. Serim esnasında donatılar, esas gerilimi aldığı duvar yüzeyine dik yönde ve gergin olarak serilmelidir. Geotekstil serilmesi (Baltalimanı Tem Bağlantı yolu uygulaması) Paşabahçe Mah. Çubuklu Cad. Remzibey Sk. No:9 Beykoz İstanbul Sayfa 2

3 Daha sonra yapı bloklar duvar geometrisine uygun olacak şekilde duvar dış sınırına yerleştirilir. Duvarın düşeyle bir açı yapması istendiğinde her blok sırası 1 cm içeri çekilerek istenen eğim verilir. Yapı bloğun boşluklarına ince dolgu malzemesi doldurularak sıkıştırılır. Bu işlem tabakalar halinde istenen yüksekliğe kadar devam eder. Dolgunun sıkıştırılması ve drenaj yapımı (Baltalimanı Tem Bağlantı yolu uygulaması) Geosentetik donatılı istinat Duvarlarında merdiven yapısı, ana gövdedeki donatılı dolgu sisteminin bir uzantısı olarak yapılabilmektedir. Böylelikle estetik ve ekonomik avantajlar sağlanmaktadır. Ayrıca yolların kurplu kısmında, peyzaj uygulamalarında ve her türlü duvarda kolaylıkla uygulanabilir. Uygulama örneklerine ait fotoğraflardan da görüldüğü gibi çok güzel estetik görünüm sağlamak mümkün olmaktadır. Paşabahçe Mah. Çubuklu Cad. Remzibey Sk. No:9 Beykoz İstanbul Sayfa 3

4 TASARIM Dolgu içinde düşey yönde sık aralıklarla kullanılan geosentetik donatılar (geotekstil veya geogrid), dolgu malzemesinin duvar yönünde yaptığı yatay zemin yüklerini, çekme kuvveti olarak içine almaktadır. Dolayısı ile dolgunun kenarlarına konan yapı bloklar üzerine çok düşük yatay yükler gelmektedir. Bu şekilde, yapı bloklar düşey veya yatay yönde birbirine herhangi bir şekilde tutturulmadan harçsız olarak durabilmektedir. Ayrıca geosentetiklerle güçlendirilmiş dolgu malzemesi kayma yüzeylerini engelleyerek, çok dik dolgu şevlerine olanak sağlamaktadır. Böylece 90 derece diklikte m yükseklikte istinat duvarları yapılabilmektedir. Dolgu şevine izin verilmeyen, kamulaştırma sınırı problemi yaşanan ve dar alanlarda gerçekleştirilmesi düşünülen her türlü istinat yapısı için ideal bir sistem olup, bu tip duvarların geoteknik ve yol mühendisliğinde sıkça rastlanan şev stabilitesi ve temel sorunlarına da tipik betonarme istinat yapılarına oranla çok daha ekonomik çözümler getirmektedir. Duvar Tipkesiti Diğer istinat duvarlarında olduğu gibi tasarım dış ve iç stabilite hesaplamalarını kapsar. Özellikle betonarme sistemlere göre deprem etkisine karşı son derece güvenli olan bu sistemin hesaplarının yapılmasında, dış stabilite analizlerinde geleneksel şekilde kayma, devrilme ve taşıma gücüne karşı güvenlik sayıları depremli ve depremsiz durum için ayrı ayrı hesaplanır. Tasarımda donatı sıklığı; duvar yüksekliğine, dolgu malzemesinin içsel sürtünme açısına, donatının emniyetli çekme mukavemetine (Tall) ve inşaat yapılacak bölgenin depremselliğine bağlı olarak hesaplanmaktadır. İç stabilite analizlerinde her bir donatı tabakası için depremli ve depremsiz durumda donatı uzunlukları belirlenir. Donatı üzerine gelecek çekme gerilmesi, müsaade edilen çekme gerilmesi ile karşılaştırılır. Her donatı için çekme gerilmesi kontrolü yapılır. Yine her donatı tabakası için sıyrılmaya karşı güvenlik kontrol edilir. Ayrıca donatıların gerekli minimum uzunluk ve donatı boyu/duvar yüksekliği oranı kontrol edilir. Paşabahçe Mah. Çubuklu Cad. Remzibey Sk. No:9 Beykoz İstanbul Sayfa 4

5 İç stabilite analizleri bu hesapların yanı sıra ön cephe elemanlarının analizini de kapsamaktadır. Her yapı blok sırası için devrilme ve kaymaya karşı güvenlik katsayıları hesaplanır ve donatı ile yapı blok arasındaki bağlanma güvenlik sayıları tahkik edilir. Bütün bu tahkiklerin yapılmasında özel olarak bu amaçla geliştirilmiş bilgisayar programlarından yararlanılmaktadır. Uygulama Proje Kesiti Uygulama Hesaplanması Paşabahçe Mah. Çubuklu Cad. Remzibey Sk. No:9 Beykoz İstanbul Sayfa 5

6 AVANTAJLARI - Metal donatı yerine geosentetik donatı kullanılır - Korozyona karşı dayanıklıdır - Estetiktir - Esnek mimari alternatifler üretilebilir - Ön cephe elemanlarına çeşitli geometrik şekil, renk ve doku verilebilir - İç ve dış kurbları kolayca dönebilir, istenilen eğimde inşa edilebilir, kademelendirilebilir - Güvenlidir. Statik ve deprem yükleri altında betonarme duvarlara oranla çok daha sağlıklı bir davranış gösterir - Özellikle zayıf temel zeminlerinde betonarme istinat duvarlarına oranla temele çok daha az yük aktarır, dönmeye karşı emniyet sağlar - Ekonomiktir - Bakım, boya, sıva gerektirmez - Teraslama yapılarak yeşillendirmek mümkündür UYGULAMA ALANLARI - Karayolları - Siteler - Toplu konutlar - Parklar - Bahçeler - Konut villa yapıları - Yaklaşım köprüleri - Üst geçitler Paşabahçe Mah. Çubuklu Cad. Remzibey Sk. No:9 Beykoz İstanbul Sayfa 6