ECAS Uluslararası Yapı ve Deprem Mühendisliği Sempozyumu, Ekim, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, Türkiye Kazıkların Yanal Yüklensi ve Deprem Etkisi U. Ergun Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Ankara ÖZET: Ambarlı-İstanbul sahilinde ana tabii gaz boru hattını heyelan itki ve deplasmanlarından korumak amacı ile yapılan betonar yerinde dök kazıklardan bazıları derinlikle yatay deplasman değişimini ve donatıda birim boy değiştirlerini takip etk amacı ile aletsel gözle alınmıştır. Tebliğde gözlemler sonucu yükleler değerlendirilktedir. Ağustos Kocaeli depreminin kazıklara yaptığı yükle belirgin şekilde gözlenktedir. Anahtar Keliler: Aletsel gözlem, deprem yüklesi, heyelan, yanal yüklü kazıklar ABSTRACT: So the reinforced concrete bored piles constructed on the Ambarlı- İstanbul coast to protect the main natural gas pipelines from the thrust and displacents of a landslide were instrunted for monitoring in-depth lateral displacent profile and strains on the reinforcent. The loading on the piles are evaluated based on the observations. The loading on the piles due to the August Kocaeli earthquake is clearly observed. Giriş Ambarlı-İstanbul sahilinde Trakya dan gelen ana doğalgaz boru hattı Marmara Denizi ne girerek Pendik ten tekrar karaya çıkmaktadır. Denize giriş mahallinde boru hattı bir heyelan kütlesinin üzerinden geçktedir. Yapılan saha gözlemleri, etüd ve inklinotrik ölçümler sonucunda heyelanın çok büyük olduğu, boru mahallinin heyelanın kenarı olduğu ve kayan kütlenin denize girdiği tespit edilmiştir. Sahilde kayma yüzeyi - m derinliktedir. Şev yukarı kayma yüzeyi derinlikleri azalmaktadır. Heyelanın aşırı büyük olması nedeniyle doğrudan stabilizasyonu mümkün görülmiş ve kenar kısmındaki ikiz boru hattını koruma amaçlı bir kazıklı dayanma yapısı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Bazı kazıklarda aletsel gözlemler yapılmış ve yüklen seviyeleri takip edilmiştir.
Aletsel Gözlemler Deprem yapısındaki. m çaplı kazıklar çoğu kesimde. m ara ile tasarlanmıştır. m başlık genişliği ile çift sıra planlanmış sadece denize uzanan tekli sırada kazık araları.m dir. Kazık boyları üst sıralarda m altta m dir. Kazıklı dayanma yapısının performansını takip ve kontrol etk için bazı kazıkların içine inklinotre boruları ve donatı üzerine belli aralarla zorlanma beklenen taraflarda (titreşimli tel tekniği ile çalışan) birim uzama ölçerler monte edilmiştir. Sahaya ayrıca piyezotreler ve inklinotre boruları yerleştirilmiştir. Aşağıda kazıkların yatay yüklenleri sonucu oluşan deplasmanlar ve birim boy değiştirleri birkaç kazıkta gösterilktedir. Aletsel gözlemlerin başladığı Temmuz den itibaren yaklaşık aylık periyodlarla yapılan ölçümler Şekil, ve te de görülktedir. Şekil ve de de sırasıyla m uzunlukta A kazığı ile m uzunlukta B kazığı boyunca oluşan yatay deplasmanlar ve çeşitli derinliklerde ölçülen birim boy uzama değerleri görülktedir. C, D ve E kazıklarında ise (Şekil ) sadece birim boy uzama profilleri görülktedir. Kasım depremi öncesi ve sonrası değerlere bakıldığında statik yüklelere göre daha büyük bir dinamik yükle ve beraberinde kalıcı deformasyon açıklıkla farkedilktedir. Deprem sonrası statik yükleler adeta durmuş görünktedir ve deprem yükü sanki bir ön yükle görevi görmüştür. Montler ve Kazıkların Durumu Konvansiyonel olarak yanal yüklü kazıklar kazık başına etkiyen yatay kuvvet ve/veya mont nedeniyle yüklenirler ve kazıkta zeminin derinliği boyunca oluşan defleksiyon, kes ve mont etkileri genellikle p-y (zemin reaksiyon basıncı yanal deplasman) çözümü denilen yöntemlerle bulunur. Yanal zemin basınçları yatak katsayısı kullanılarak (zemin yaylar ile temsil edilerek) temsil edilir. Elastik teori ile yapılan çözümler de vardır. Zemin hareketlerinden kaynaklanan (pasif) kazık problemlerinde ise yanal kazığın yüklensi yanal yönde ve belirli bir derinlikte deplasman gösteren zeminin kazıklara yük bindirsi şeklindedir. Üzerinde eksenel yük bulunmayan ve zemin hareketleri ile yüklenen bir kazıkta d y () EI = p( z) dz ifadesi mont, kes, deplasman ve yük ilişkileri için yazılabilir. Kayma yüzeyi üst ve altı için p (z) ve p (z) şeklinde iki ayrı bağıntı ele alınmalıdır. Zemin tipine göre p (z) ve p (z) den biri veya her ikisi sabit olabilir. Burada z; derinlik, y; yanal deplasman, EI; kazığın rijitliğidir. Aletsel gözle alınan kazıklarda gözlenen deplasman özellikleri ve birim boy değiştirler kullanılarak kazıkların eğil monti eğrileri çizilmiştir. (Şekil ). Mont diyagramları, deplasman eğrileri ikili türev alınarak, birim boy uzama diyagramları ise doğrudan kullanılarak elde edilmiştir. Kazıklara etkiyecek en fazla montler m uzunlukta olanlarda kayma yüzeyi altında kn*m, üstünde kn*m, m liklerde ise sırasıyla ve kn*m hesaplanmış ve gerekli donatı yerleştirilmiştir.
Derinlik (m) Derinlik (m) (A) Yanal Deplasman (mm) (B) Yanal Deplasman (mm) Şekil (a). A Kazığı, İki yönde inklinotrik profiller
Birim Boy Değişimi -, -, -, -, -, -,,,,,,,,.Kas..Oca..Haz..Ağu..Oca..Haz..Oca..Haz..Oca..Haz. Şekil (b) A Kazığı, Derinlik-donatıda birim boy değişimi profili (µε)
Derinlik (m) Derinlik (m) (A) Yanal Deplasman (mm) (B) Yanal Deplasman (mm) Şekil (a). B Kazığı, İki yönde inklinotrik profiller
Birim boy değişimi -, -, -, -, -, -,,,,,,,,.Ara..Tem..Ağu..Oca..Haz..Oca..Haz..Oca..Haz. Şekil (b). B Kazığı, Derinlik-donatıda birim boy değişimi profili (µε)
Birim Boy Değişimi Birim Boy Değişimi Birim Boy Değişimi -, -, -, -,,,,,,.Kas..Oca..Haz..Ağu..Oca..Haz..Oca..Haz..Oca..Haz. -, -, -, -, -,,,,,,,.Kas..Oca..Haz..Ağu..Oca..Haz..Oca..Haz..Oca..Haz. -, -, -, -,,,,,,.Kas..Oca..Haz..Ağu..Oca..Haz..Oca..Haz..Oca..Haz. KAZIK C KAZIK D KAZIK E Şekil. C, D ve E Kazıklarında derinlik ile birim boy değişimi profili
Görüldüğü gibi mont yükleleri müsaade edilen seviyelerin en fazla yarısına erişmiştir. Değinilsi gereken diğer bir husus ise birim ölçerlerin konumudur. Her ne kadar kayma hareketi doğrultusunda yerleştirilye çalışılmışsa da - m boyunda donatı kafesinin foraj kuyusuna indirilsi sırasında dön yapması kaçınılmazdır. Bu bakımdan birim deformasyon ölçerler en fazla zorlanan doğrultuda olmayabilir. Ayrıca genelde düşey yönde. m de bir (bazen m) yerleştirilen ölçerler en fazla değerleri yine atlayabilir. Sonuç Boru hatlarını heyelan itkisinden korumak amacıyla inşa edilen dayanma yapısında bulunan. m çaplı betonar fore kazıklardan bazıları inklinotrik borular ve birim uzama ölçerler ile aletsel gözle alınmış ve geriller-deplasmanlar izlenmiştir. Yükleler halen tasarlanan kapasitelerin en fazla yarısı rtebesindedir. Diğer ilgi çekici husus ise Ağustos Kocaeli depreminin kazıkları nasıl yüklediğinin bariz şekilde takip edilsi olmuştur. Birim Boy Değişimi Ölçümünden Birim Boy Değişimi Ölçümünden İnklinotrik Deplasman Eğrilerinden İnklinotrik Deplasman Eğrilerinden A Kazığı Mont Diyagramı B Kazığı Mont Diyagramı - - - - - - - - Kazık Derinliği (m) Kazık Derinliği (m) Mont (kn*m) Mont (kn*m) C Kazığı D Kazığı E Kazığı Kazıkların Mont Diyagramı - - - Kazık Derinliği (m) Mont (kn*m) Şekil. Aletsel gözle alınan kazıkların mont yüklesi