T.C. ÜSKÜDAR BELEDİYESİ İSTANBUL İLİ ÜSKÜDAR İLÇESİ 77 Pafta, 24 ADA, 11 Parsel 3A Mühendislik Müşavirlik ve Danışmanlık A.Ş. Adına Kayıtlı Parsel GEÇİCİ İKSA SİSTEMİ AVAN PROJESİ HAKKINDA TEKNİK RAPOR Geoproje Mühendislik, Proje Taahhüt ve Danışmanlık Hizmetleri Hasanpaşa Mah. Mahmutbaba Sok. Dilek İş Hanı No:13/29 Kadıköy-İstanbul www.geoproje.net / 0 216 450 54 36 EKİM 2015 1
İÇİNDEKİLER 1. GENEL BİLGİLER... 4 1.1. İnceleme Alannın Tanıtılması... 4 2. JEOLOJİ... 5 2.1. İnceleme Alanı Jeolojisi... 5 3. YERALTI VE YERÜSTÜ SULARI... 5 4. TASARIM KRİTERLERİ... 5 5. FORE KAZIKLI GEÇİCİ İKSA SİSTEMİ... 6 5.1. Betonarme Bilgileri... 6 5.2. Ankraj Halati Teknik Özellikleri... 7 5.3. Ankraj Kökü Taşıma Kapasitesi Hesabi... 7 6. ANALİZ SONUÇLARI... 9 7. SONUÇLAR... 17 2
TABLOLAR Tablo 4.1 Zemin Parametreleri... 6 Tablo 5.1 Strut Özellikleri... 7 Tablo 5.2 Ankraj Halatı Teknik Özellikleri... 7 Tablo 6.1 Ankraj kablolarında oluşan yükler (Kesit 1)... 11 Tablo 6.2 Strutlarda oluşan yükler... 17 ŞEKİLLER Şekil 1-1 İnceleme Alanı Yer Bulduru Haritası... 4 Şekil 5-1 Kritik yenilme yüzeyi ve minimum serbest ankraj boyu (NAVFAC, 1983)... 8 Şekil 6-1 Kesit 1 için Plaxis Modeli... 9 Şekil 6-2 Son aşamada sistemde oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 1)... 9 Şekil 6-3 Kazıkta oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 1)... 10 Şekil 6-4 Kazıkta oluşan kesme gerilmeleri (Kesit 1)... 10 Şekil 6-5 Kazıkta oluşan momentler (Kesit 1)... 11 Şekil 6-6 Kesit 2 için Plaxis Modeli... 12 Şekil 6-7 Son aşamada sistemde oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 2)... 12 Şekil 6-8 Kazıkta oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 2)... 13 Şekil 6-9 Kazıkta oluşan kesme gerilmeleri (Kesit 2)... 13 Şekil 6-10 Kazıkta oluşan momentler (Kesit 2)... 14 Şekil 6-11 Kesit 3 için Plaxis Modeli... 14 Şekil 6-12 Son aşamada sistemde oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 3)... 15 Şekil 6-13 Kazıkta oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 3)... 16 Şekil 6-14 Kazıkta oluşan kesme gerilmeleri (Kesit 3)... 16 Şekil 6-15 Kazıkta oluşan momentler (Kesit 3)... 16 3
3A Mühendislik Müşavirlik ve Danışmanlık A.Ş. Adına Kayıtlı Parsel GEÇİCİ İKSA SİSTEMİ AVAN PROJESİ HAKKINDA TEKNİK RAPOR 1. GENEL BİLGİLER Bu raporda; inceleme alanında yapılan zemin araştırmaları konu edildikten sonra sahanın mevcut zemin profili ve jeolojik özellikleri, inşa edilecek yapının mühendislik özellikleri, stabilite değerlendirmeleri, yapılacak derin temel kazısı için alınması gerekli önlemler ve iksa yöntemleri irdelenerek sonuç ve önerilere yer verilecektir. 1.1. İnceleme Alanının Tanıtılması İstanbul ili, Üsküdar ilçesi, Küçük Çamlıca Mahallesi, 77 Pafta, 24 Ada, 11 Parselde yer alan 3A Mühendislik Müşavirlik ve Danışmanlık A.Ş. ye inşaat sahasında restorasyonu planlanan 1 Bodrum Kat + 1 Zemin kat+ 1 Normal kattan oluşan (Küçük Tescilli Eski Eser) 1 adet bina, 1 Otopark kat+ 2 Bodrum kat + 1 Zemin kat+ 1 Normal kattan oluşan ( A blok) 1 adet bina, 1 Otopark kat+ 1 Bodrum kat+ 1 Zemin kat + 2 Normal kattan oluşan (Tescilli Eski Eser) 1 adet bina, 1 Bodrum kat, 1 Zemin kat+ 1 Normal Kattan oluşan (B Blok) 1 adet bina inşa edilecektir. A Blok ve Tescilli Eski Eserin taban oturumu 478 m 2 dir. Küçük Tescilli Eski Eserin taban oturumu 55.51 m 2 dir. B blok taban oturumu ise 50 m 2 dir. Bu amaçla Bulgu Mühendislik Mimarlık İnş. Tic. Ltd. Şti. tarafından yerinde yapılan parsel bazında zemin etüt raporundaki sondaj verileri kullanılarak değerlendirme yapılmıştır. Şekil 1-1 İnceleme Alanı Yer Bulduru Haritası 4
2. JEOLOJİ 2.1. İnceleme Alanı Jeolojisi Zemin Araştırmaları kapsamında gerçekleştirilen sondaj çalışmaları, sismik veriler ve jeoloji bilgilerine istinaden inceleme alanı üst kısımlarda yamaç molozu ve dolgu, orta tabakalarda killi silt, devamında ise Aydos Formasyonu ile Kurtköy Formasyonuna ait birimler yer almaktadır. 3. YERALTI VE YERÜSTÜ SULARI İnceleme sahasında yapılan sondajlardan, sondaj bitiminde yapılan yeraltı suyu gözlemlerinde yeraltı suyuna rastlanılmamıştır. İnşaat sırasında sahada yeni yapılanmaya uygun etkili bir yüzey drenajının uygulanmasının önemi büyüktür. Bununla birlikte her ne kadar yüzey drenaj sistemleri oluşturulsa dahi uzun vadede drenaj sisteminde meydana gelebilecek olumsuzluklar göz önünde tutularak projedeki bütün yapıların suya karşı yalıtılması gereklidir. Bu amaçla radye temellere taşıtılan tüm yapıların temel altında ve zemin ile teması olan yan cephelerinde HDPE türü yalıtım malzemesi ile sudan ve nemden korunması tarafımızca tavsiye edilmektedir. Ayrıca ayrışmış kaya birimleri ve bunların döküntülerinden oluşmuş olan yamaç moluzu birimlerinden sızıntı sularının temel kazısında önlem almayı gerektirecek geçirgenlikte olduğu bilinmelidir. 4. TASARIM KRİTERLERİ İnceleme alanında yapılması planlanan A Blok ve üst kotlarda yer alan tescilli eski eser restorasyonu için yapılacak temel kazılarının desteklenmesi gerekmektedir. Mimari projeye göre arsa sınırından yer kaybı olmaması ve çevre yapıların ve komşu yapıların hasar görmemesi için fore kazık + ankraj + strutlı olarak ve sadece fore kazıkla konsol olarak çalışacak sistemin projelendirilmesi öngörülmektedir. Sahadaki topografyanın eğim göstermesinden ötürü arazi kotlarından her ne kadar çok farklı bir kot farkı bulunmasa da çevre yapılarla ilişkileri göz önünde bulundurularak proje üzerinde kota göre düzenlemeler gerçekleştirilmiş, hesaplamalar ise en olumsuz koşulları temsil edecek kesitler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Cephelerde uygulanacak olan sistemler ile alakalı gerekli analizler ve hesaplamalar ilerleyen bölümlerde yer almaktadır. Tüm sistemlerin geçici durum (kısa dönem) için analizleri gerçekleştirilmiş olup güvenlik sayıları bulunmuştur. Hesap edilen yöntemler geçici durumu temsil ettiği için bodrum yapılarının ivedilikle imal edilip gerekli geri dolguların yapılması önemli bir husustur. 5
İksa sistemi proje ve hesaplarında aşağıda Tablo 5-1 de verilen, zemin etüd raporunda belirtilen laboratuvar deneylerine ve ampirik metotlara dayanılarak hesaplanan zemin parametreleri kullanılmıştır ayrıca iksa analizlerinde sondajlarda karşılaşılan zemin profilininin en olumsuz koşulu temsil edecek ayna kesitleri ve seçilen en olumsuz koşula göre kabul edilen kriterler maddeler halinde ilerleyen paragraflarda özetlenmiştir. Tablo 4.1 Zemin Parametreleri Dolgu Yamaç Molozu Ayrışmış Kaya Malzeme Modeli Hardening soil Hardening soil Hardening soil γ_unsat kn/m³ 17 19 20 γ_sat kn/m³ 18 20 21 E_50^ref kn/m² 10000 50000 70000 E_oed^ref kn/m² 10000 50000 70000 E_ur^ref kn/m² 30000 150000 210000 power (m) 1 1 0.5 c_ref kn/m² 1 5 5 φ (phi) 25 30 32 ψ (psi) 0 0 2 ν_ur 0.2 0.2 0.2 p_ref kn/m² 100 100 100 K_0^nc 0.5774 0.5000 0.4701 R_f 0.9 0.9 0.9 R_inter 1 1 1 5. FORE KAZIKLI GEÇİCİ İKSA SİSTEMİ 5.1. Betonarme Bilgileri B.A. Betonu : BS25 TS500/2000 B.A. Çeliği : S370 BÇ I S420 BÇ III Çimento : KPÇ 42.5 Pas Payları : 55/50 Başlık Kirişi : 5 cm 55 Fore Kazık : 5 cm 6
Tablo 5.1 Strut Özellikleri Strut Stabilite Kontrolü fy= 36 kn/cm2 As= 172 cm2 D= 406 mm I= 33159 cm4 t= 14 mm i= 13.9 cm d= 378 mm Açıklık= 1220 cm fyd= 24 kn/cm2 Eksenel Kapasite= 5586 kn φ= 1.27 λ= 88 λ E 76 EA= 3620623 kn λüssü= 1.16 χ= 0.56 Nb,rd= 2301.211 kn 5.2. Ankraj Halati Teknik Özellikleri Kazı derinliği ve zemin değerleri birlikte dikkate alınarak ankrajların emniyetli taşıma kapasiteleri 350 kn civarında seçilmiş olup 3x0.6 süpertendon ankraj halatı kullanılacaktır. Ankraj imalatı sırasında ankrajlar, geçici ankraj olacağı için, %133 ankraj yüküne gerilecek olup %100 ankraj yüküne kilitlenecektir. Kontrol testleri BS-8081 standardına göre gerçekleştirilecektir. Ankraj halatlarının teknik özellikleri şöyledir : Tablo 5.2 Ankraj Halatı Teknik Özellikleri Cinsi (Düşük Gevşemeli) Süper Tendon (SIA 191) Çapı 15.0 mm (0.6 ) Kesit Alanı 140 mm 2 Kopma Kuvveti 261 kn Elastisite Modülü 1.95 x 10 5 N/mm 2 Emniyetli Taşıma Kapasitesi 156 kn 5.3. Ankraj Kökü Taşıma Kapasitesi Hesabi Kil tabakasının emniyetle taşıyabileceği birim gerilme değeri : τ = 100 kn/m 2 Ankraj kökü alanı 0.150 * τ * 8 = 3.77 m 2 (Delgi çapı 15cm) Ankraj kökünün emniyetli taşıma kapasitesi (Pk) : A<Pk = τ * Ak = 3.77 m 2 x 100 kn/m 2 = 370 kn > 350 Kn 7
İksa sistemi Lisanslı Plaxis 2D AE 2015 Programıyla çözülmüştür. Modelleme yapılırken en olumsuz koşulları temsil edecek kesitler dikkate alınmıştır. İksa üzerinde, Kesit 1 de (H=11.0 m) q=15 kpa sürşarj etkidiği kabul edilmiş, yol ile bitişik olan kesitte (H=3.90 m) q=15 kpa yük uygulanmıştır. Geçici iksa sistemi projelendirilirken cm çaplı, fore kazıklar merkezleri arasında s=65 cm mesafe olacak şekilde projelendirilmiştir. Ankrajların boyları Şekil 5-1 de verilen kritik yenilme yüzeyinden (45-Ø/2) 5m offset yapılarak boyları hesaplanmıştır. H=11.00 için: 20-19-18-17 m dir. Şekil 5-1 Kritik yenilme yüzeyi ve minimum serbest ankraj boyu (NAVFAC, 1983) Başlık kirişi fore kazıklar için 55/50 seçilmiştir. İksa sisteminin düşey ve yatay elemanlarına etkiyen toprak basınçlarından hareketle betonarme elemanlara etkiyen kesme kuvvetleri ve eğilme momentleri sonlu eleman programıyla hesaplanmış ve betonarme kesitlere yerleştirilmesi gerekli donatı miktarları bulunmuştur. İksa sistemine gelecek toprak yükü hesaplandıktan sonra; ankraj demetinin kopma yükü ve aderans tahkiki (ankraj-enjeksiyon arası, enjeksiyon-zemin ortam arası) yapılarak ankraj yatay aralıkları hesaplanmıştır. (a=2.4) İksa sisteminde KPÇ 42.5 çimento, C25 beton, S420a betonarme çeliği kullanılmıştır. Deplasmanların kontrolü için iksa sistemine inklonometre ve/veya reflektör yerleştirilmelidir. İksa sistemini oluşturan yatay ve düşey elemanların betonarme ve statik hesapları raporun ilgili şekillerinde gösterilmiş olup fore kazık ve başlık kirişine ait betonarme hesaplar rapor ekinde verilmiştir. 8
6. ANALİZ SONUÇLARI Şekil 6-1 Kesit 1 için Plaxis Modeli Şekil 6-2 Son aşamada sistemde oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 1) 9
Şekil 6-3 Kazıkta oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 1) Şekil 6-4 Kazıkta oluşan kesme gerilmeleri (Kesit 1) 10
Şekil 6-5 Kazıkta oluşan momentler (Kesit 1) Tablo 6.1 Ankraj kablolarında oluşan yükler (Kesit 1) Ankraj No Node X [m] Y [m] N [kn] N_max [kn] 1882 56.00 48.00 349.07 350.00 1 10129 43.44 44.64 349.07 350.00 1964 56.00 45.50 355.26 355.26 2 10154 45.37 42.65 355.26 355.26 1985 56.00 43.00 359.87 359.87 3 10179 46.34 40.41 359.87 359.87 2113 56.00 40.50 362.01 362.01 4 10204 47.31 38.17 362.01 362.01 11
Şekil 6-6 Kesit 2 için Plaxis Modeli Şekil 6-7 Son aşamada sistemde oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 2) 12
Şekil 6-8 Kazıkta oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 2) Şekil 6-9 Kazıkta oluşan kesme gerilmeleri (Kesit 2) 13
Şekil 6-10 Kazıkta oluşan momentler (Kesit 2) Şekil 6-11 Kesit 3 için Plaxis Modeli 14
Şekil 6-12 Son aşamada sistemde oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 3) 15
Şekil 6-13 Kazıkta oluşan yatay deplasmanlar (Kesit 3) Şekil 6-14 Kazıkta oluşan kesme gerilmeleri (Kesit 3) Şekil 6-15 Kazıkta oluşan momentler (Kesit 3) 16
Tablo 6.2 Strutlarda oluşan yükler Strut No Node X [m] Y [m] N [kn] N_max [kn] Length [m] 1 1336 56.00 48.00-310.01-316.86 6 2 1369 56.00 45.50-561.66-561.66 6 3 1635 56.00 43.00-769.42-769.42 6 4 2313 56.00 40.50-682.58-682.58 6 7. SONUÇLAR İstanbul ili, Üsküdar ilçesi, Küçük Çamlıca Mahallesi nde 77 Pafta, 24 Ada, 11 Parsel de yer alan 3A Mühendislik Müşavirlik ve Danışmanlık A.Ş. ye inşaat sahasında restorasyonu planlanan yapılardan A Blok ve Tescilli Eser yapılarına ait bodrum katları için temel kazılarının desteklenmesi gerekmektedir. Söz konusu yapının temel kazısını ve inşaatını yapabilmek için geçici amaçlı bir iksa sistemi imal edilmesi zorunludur. Bu amaçla bodrum katları kazı çukurunun güvenle açılabilmesi, kazı işlerinin ve inşaat çalışmalarının güvenli bir şekilde yapılabilmesi için desteklenecek kazı yükseklikleri ve zemin koşullarına bağlı olarak A Blokve Tescilli Eser için fore kazıklı, ankrajlı(inceleme alanı içerisinde), çelik boru destekli(strut) ve konsol çalışacak bir proje hazırlanmıştır. Bu raporda iksa sistemi projeleri ve hesapları konu edilmiştir. Saygı ile sunulur. GEOPROJE Mühendislik Proje Taahhüt ve Danışmanlık Hizmetleri 17
YARARLANILAN KAYNAKLAR 1. İstanbul İli, Üsküdar İlçesi, Küçük Çamlıca Mahallesi, 77 Pafta, 24 Ada, 11 Parsel Sondaja Dayalı Jeolojik-Jeoteknik Zemin Etüd Raporu, Bulgu Müh. Mim. İnş. Tic. Ltd. Şti., 2015 2. BS 8081:1989, British Standart Code of Practice for Ground Anchorages 3. FHWA-IF-99-015, Geotechnical Engineering Circular No.4 Ground Anchors and Anchored Systems 4. NAVFAC, 1983. Department Of Defense Handbook, Soil Dynamics and Special Design Aspects 5. T.C. Ulaştırma Bakanlığı Demiryollar, Limanlar, Havameydanları İnşaatı Genel Müdürlüğü, Geoteknik Tasarım Esasları, Yüksel Proje, Ankara, 2007 18
BETONARME HESAPLAR 19
55cm FORE KAZIK BETONARME HESAPLARI MALZEME : ÇELİK BÇIII - C25 *fck = 250 kg/cm2 - fyk = 4200 kg/cm2 (*hesaplarda C25 dikkate alınmıştır) m = M / 2.pi.r 3. 0.85fcd ) As = m. r2. pi / (fyd/0.85fcd) Asmin = 0.01. pi. r2 h'/r=0.20 fywd r (cm) (kg/cm 2 fyk (kg/cm 2 ) fctd (kg/cm 2 ) fctk (kg/cm 2 ) fck (kg/cm 2 fcd min As ) ) (kg/cm2) (cm2/m) 27.5 3652 4200 11.67 18 250 167 19.01 KAZIK MOMENT DONATI HESABI KESİT NO ARALIĞI M (max[minx]) M As m m (m) (tonm/m) (tonm/m) (cm 2 SEÇİLEN /m) 1 0.65 51 33.15 0.179 0.100 19.01 10Φ16 max. V (Q) = 17 max. Vd= 16.58 ton Asw (etriye alanı) 0.79 Vcr = 0.65 x fctd x Ac = 18.02 ton d (2x5cm paspayı düşülecek) (m) 0.7 Vw = Asw x fyk x d/ s = 17.55 s (etriye adımı) (m) 0.2 Vr = 0.8Vcr + Vw = 31.97 fyk (kg/cm 2 ) (etriye) 3650 Vd < Vr O.K. SEÇİLEN ETRİYE 10/20 20
30/70cm KUŞAK KİRİŞİ DONATI HESAPLARI MALZEME : ÇELİK BÇIII - C25 *fck = 200 kg/cm 2 - fyk = 4200 kg/cm 2 (*hesaplarda C20 dikkate alınmıştır) Md = 1.5M m = Md / (b. h 2. fcd ) As = m. b. h. K. fcd / fyd (K=1) Asmin = 0.002. b. h (bir kenarda) fctd (kg/cm 2 ) fctk (kg/cm 2 fck fywd fyk h b min As ) fcd (kg/cm2) (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 ) (cm) (cm) (cm2/m) 11.67 18 166.7 250 3650 4200 4200 70 30 4.2 KUŞAK KESME KUVVETİ MOMENT DONATI HESABI ÜNİFORM YÜK - KESİT KADEME ANKRAJ ARALIĞI M Md min. As As (F+F) V Vd m m (tonm/m) (tonm/m) (cm 2 /m) (cm 2 SEÇİLEN NO /m) 1 1 35.00 1.95 17.50 26.25 16.64 22.46 0.092 0.100 4.20 8.79 2x5F16 max. Vd= 26.25 ton As0 (etriye alanı) 0.79 Vcr = 0.65 x fctd x Ac = 15.93 ton d (m) 0.2 Vw =Asw x fyk x d/ s = 15.38 s (etriye adımı) (m) 0.15 Vr = 0.8Vcr + Vw = 28.12 fyk (kg/cm 2 ) (etriye) 3650 Vd < Vr O.K. SEÇİLEN ETRİYE 2 10/15 21