İSTİNAT DUVARLARI Yrd. Doç. Dr. Sercan SERİN
İstinat Duvarları Yol kenarlarında, dere kenarlarında ve meyilli arazide toprağın kaymasını veya suyun zemini aşındırmasını önlemek amacı ile yapılan duvarlara istinat veya dayanak duvarları denir. Doğal zeminler ile toprak, kum, çakıl gibi malzemelerden oluşan dolgu zeminler, eğer farklı kottaki iki düzey arasında düşey bir düzlem halinde ise dengede duramaz ve göçerler. Göçmeyi önlemek için ya şev ya da bir istinat duvarı yapılır. İstinat duvarları adı verilen bu yapılar, yanal etki kuvvetlerini kendi ağırlıklarıyla taşırlar.
İstinat duvarlarının atmosferle temas halindeki yüzüne duvar önü, zeminle temas halindeki yüzüne duvar arkası denir. İstinat duvarı, yatay hareketlere karşı yeterli mesnet teşkil edecek bir taban ve buna ankastre bir gövdeden oluşur. Tabanın ön tarafındaki alt uca topuk adı verilir
DUVAR SEÇİMİ İstinat duvarı tipi, yüksekliğe bağlı olarak ekonomik mukayese ile seçilir. Genel olarak 3,5-4 m yüksekliğe kadar kagir veya beton, daha fazla yükseklikler için betonarme istinat duvarları yapılır. İstinat duvarının, tekil temellere benzer temeli ve buna ankastre konsol olan bir gövdesi vardır. Bu tip istinat duvarları yaklaşık 8 m yüksekliğe kadar yapılabilir.
İstinat Duvarlarının Yapımında Uygulanacak Hususlar 1. Kullanılacak malzemeler dış etkenlere karşı dayanıklı olmalıdır. 2. İstinat duvarının zemine oturma durumu ve arkasındaki toprağın itme gücü dikkate alınarak parçalı veya kademeli yapılmalı, 8-20 m aralıkla dilatasyon derzi bırakılmalıdır. 3. Zemin etüdü yapılarak kullanılacak malzeme ve duvar tipi seçilmelidir. 4.Duvar temeli donma seviyesinin altına indirilmelidir.
5.İstinat duvarı kagir,yığma,blok olarak inşa edildiğinde üzerine betonarme hatıl veya harpuşta konulmalıdır. 6.Kayalık veya meyilli arazide duvar kademeli olarak yapılmalıdır. 7.Zeminde bulunan veya istinat duvarı arkasında birikebilecek suyun, duvarı itmemesi veya yıkmaması için duvarda barbakan denilen delikler bırakılmalıdır. 8.Kagir malzemelerle yapılan istinat duvarı yükseklikleri 1-1,5 m, beton ağırlık olursa 3-8 m kadar alınır.
İSTİNAT DUVARI GENEL GÖRÜNÜMÜ
İstinat Yapıları Neden Yapılır? İstinat yapıları, meyilli arazilerde araziden faydalanmak üzere; zemini doğal şev açısından daha dik açı ile tutmak, kayma ihtimali olan zeminlerin göçmesini engellemek, bir binanın bodrum duvarını oluşturmak, kıyıların erozyondan veya taşkınlardan korunmasını temin etmek, köprülerde kenar ayak görevini yapmak, derin kazıların yanal duvarlarını tutmak, v.b. amaçlara hizmet etmek gayesi ile inşa edilen kalıcı veya geçici yapılardır.
Uygulamadaki Çeşitleri İstinat yapıları yanal zemin etkileri altındaki yapısal davranışları bakımından uygulamada esnek ve rijit istinat yapıları olmak üzere iki grupta incelebilir. 1-) Esnek İstinat Yapıları İstinat perdeleri, zemin etkileri altında, alt uçlarından dönmeyen, denge hesaplarında kendi ağırlıkları hesaba dahil edilmeyen, eğilme rijitlikleri bakımından duvarlara göre daha esnek olan yapı elemanlarıdır. Eğilme, ankastrelik ve elastik yataklanma problemleri gösterebilirler.
Uygulamadaki Çeşitleri 2-)Rijit İstinat Yapıları İstinat Duvarları, zemin etkisi ile alt uçlarında bir miktar dönme yapabileceği varsayımı ile hesaplanan, yanal basınç kuvvetlerini kendi ağırlıkları ile dengelemeye çalışan, eğilme rijitlikleri perdelere göre daha büyük olan, çok az deformasyon yapan yapı elemanlarıdır. Yanal etkiler altında, taban da kayma veya devrilme, arkasındaki zemin ile birlikte toptan göçme gibi yapısal davranışlar gösterebilirler.
Dayanma Yapısı Tipleri A. Ağırlık ve Yarı Ağırlık Duvarları B. Betonarme Konsol Duvar C. Payandalı Duvar D. Gabion Duvar E. Toprakarme Duvar (Donatılı Zemin Duvarları) F. Diyafram Duvar G. Palplanş Perdeler
A. Ağırlık ve Yarı Ağırlık Duvarları Bilinen en eski yapılardandır. Betondan veya kaya parçalarının harçla birleştirilmesi ile inşa edilirler. Duvar arkasındaki dolgu yüklerini kendi ağırlığı ile karşılar. Duvar arkası yükler nedeniyle çekme gerilmeleri genellikle oluşmaz veya çok düşük değerlerde kalır. 4.5 m yüksekliğe kadar ekonomiktir
A. Ağırlık ve Yarı Ağırlık Duvarları
B. Betonarme Konsol Duvar Betonarme olarak inşa edilirler. Tipik olarak yatay bir temel ve düşey bir duvardan oluşurlar. Topuk altındaki zemin kütlesinin ağırlığı duvarın stabil kalmasını sağlar. Konsol duvarlar 10m yüksekliğe kadar ekonomiktir. Zemine sabitlenmiş düşey konsollar gibi çalışırlar.
B. Betonarme Konsol Duvar
C. Payandalı Duvar Konsol duvarlarda yüksekliğin fazla olması durumunda daha ekonomik kesitlerle çözüm oluşturmak amacıyla duvar arkası veya önünde, duvarın gövde ve taban plağını birleştiren üçgen şekilli payandalar oluşturulabilir. Payandalar en az 2.5 m aralıklarla düzenlenir. Gövde plağındaki momentlerin daha iyi bir dağılımı için gövde plağı arkasında bir konsol oluşturularak yanal gerilmeler azaltılabilir
C. Payandalı Duvar
D. Gabion Duvar Kaya parçalarının önceden hazırlanmış tel kalıplar içerisine doldurularak üst üste yerleştirilmesi ile inşa edilirler. GABİON Nedir? Dünyada çok yaygın olarak kullanılan GABİON ağırlık sepetleri kaya ve taş ile doldurmak amacıyla imal edilmiş punta kaynaklı hasırtel altıgen çelik tel örgüden mamul kutulardır. GABİON sepetlerle özellikle taş ve parça kayaların kolay bulunduğu yerlerde son derece ekonomik, doğal görünümlü ve çevreye zarar vermeyecek çözümler üretmek mümkündür. GABİON Nerelerde Kullanılır? Kıyı Korumasında, Dere Yatağı Islahında, Şev Rehabilitasyonunda, Erozyonla Mücadelede, Havza Rehabilitasyonlarında, Demiryolu ve Karayolu Uygulamalarında, İstinat yapılarında, Sınır Tahkimatlarında, Köprü Yaklaşımlarında, Menfezlerde, Kaya Düşme Korumasında gabin uygulamaları etkin olarak kullanılmaktadır.
D. Gabion Duvar
E. Toprakarme Duvar (Donatılı Zemin Duvarları) Henri Vidal adına patentli bir uygulama olan donatılı zemin duvarı, içerisine şerit şeklinde yatay konumlu donatı elemanları yerleştirilmiş, sıkıştırılmış dolgudan oluşur. Dolgunun dökülmesini önlemek ve estetik bir görüntü oluşturmak üzere donatı elamanlarının dış uçlarına irtibatlı yüzey elemanları yerleştirilir. Özellikle viyadük yaklaşım dolgularında sıklıkla kullanılır.
E. Toprakarme Duvar (Donatılı Zemin Duvarları)
F. Diyafram Duvar Derin kazı çukuru yan yüzlerinin stabilitesini sağlamakta yararlanılan diyafram duvar, kenar yüzeyleri sondaj çamuru hidrostatik basıncı ile desteklenen derin hendek içerisinde bütünüyle zemine gömülü olarak oluşturulan bir betonarme membran perdedir. Palplanş çakımının aşırı titreşimden veya zemin özelliklerinden dolayı mümkün olmadığı durumlarda uygulanabilir. Palplanş kesitinin hesaplanan eğilme momenti ve kesme kuvvetini karşılayamadığı durumda ve genelde büyük bütçeli projelerde uygulanır.
F. Diyafram Duvar
G. Palplanş Perdeler Kıyı yapılarında ve temel kazılarında kullanılırlar. Özel en kesitleri olan çelik veya ahşap elemanlardır. Her iki yandaki soket bağlantıları vasıtasıyla birbirine geçmeli olarak zemine çakılırlar ve sürekli bir perde duvar oluştururlar. Amaç zemin ve/veya su yüklerini karşılamaktır. Genellikle geçici dayanma yapıları oluştururlar ve işin tamamlanmasından sonra kazı çukurundan çekilerek tekrar kullanılırlar.
G. Palplanş Perdeler
İstinat Yapılarında Stabilite
Başlıca Destek Elemanları Atkı Kirişleri Ankrajlar Zemin Çivisi
Atkı Kirişi - Ankraj
Z E M İN ÇİVİSİ
Ankraj Düşey yer değiştirmelerin önlenmesinde, Yapıların dönmeye karşı güvenceye alınmasında, Yapıların kritik yüzeyler boyunca kaymaya karşı emniyetinin sağlanmasında, Yeraltı yapılarının stabilitelerinin arttırılmasında, kullanılır.
Zemin Çivisi Zemin çivileme tekniğinin temel düşüncesi zemine sık aralıklarla donatılar yerleştirilerek kazı süresince ve sonrasında oluşan deplasmanları engellemek ve yanal zemin basıncını sınırlamaktır. Yöntemin kullanılmasını çekici kılan en büyük etken ekonomik oluşu, inşaata esneklik kazandırması ve özellikle kentsel bölgelerde küçük aygıtla çalışma olanağı vermesi olarak sıralanabilir.
Diyafram Duvar ve Fore Kazık Karşılaştırılması FORE KAZIK; 65, 80, 100 cm uygulandığında, 45, 60, 80 cm de bir düşey ek (BİRLEŞİM) yapılması gerekmektedir. DİYAFRAM DUVAR; kalınlıktan bağımsız olarak 250, 280, 600 cm anolar halinde yapılabilmektedir. Zemin granüler yapıda ise tek ano ile çalışılmalı, kohezyonlu (%30, 40 KİL) ise 6 m lik anolar halinde imalat yapılabilmektedir. Bu nedenle diyafram duvarda bir ek varken, aynı boydaki fore kazıkta birden fazla ek yeri vardır ve bu bir risk taşımaktadır.bu yüzden fore kazık yerine diyafram duvar tercih edilmelidir.
Fore Kazık Diyafram Duvar
İstinat Yapılarının Çökmesi Sonucu Oluşan Kazalar
İstinat Yapılarının Çökmesi Sonucu Oluşan Kazalar
İstinat Yapılarının Çökmesi Sonucu Oluşan Kazalar