İstinat Duvarları Dizayn ve Uygulama Rehberi G-TREND MÜH.İNŞ.SAN.VE TİC.LTD.ŞTİ. Konrad Adenauer Caddesi No:75/6 06550 Yıldız/Çankaya/ANKARA 1 S a y f a G - T R E N D Tel: L(312) T D. 490 05 06 2011 Geo Products, Fax: (312) LLC 491 33 99 www.g-trend.com.tr
İstinat Duvarlarının Mekaniği 3-4 Envirogrid Çözümü 5 Dizaynda Dikkat Edilecek Hususlar 6-9 Ekonomi 10 Estetik 11 Uygulama 12-16 2 S a y f a G - T R E N D L T D.
İstinat Duvarlarının Mekaniği Üzerine yapı kurulması düşük maliyetli ve kolay olan arazilerin zor bulunur olması mühendisler, müteahhitler ve şehir planlamacılarının daha az talep gören arazi parçalarını kullanmak için yeni yollar bulmasına yol açmaktadır. Engebeli arazi ve/veya dik yamaçlardan oluşan alanların bir zamanlar imar amaçlı olarak kullanılamayacağı sanılıyordu. İstinat duvarları ve dikleştirilmiş şevler gibi yapılardan yararlanarak artık bu alanların çoğu neredeyse dümdüz ve kullanılabilir hale getirilebiliyor. Ağırlık tipi istinat duvarları esasında EnviroGrid gibi insan yapısı malzemelerle stabilize edilmiş topraktan inşa edilmektedir. Bu tipteki yapılar kendi ağırlığı sayesinde toprağı yapının arkasında tutabilecek niteliktedir. Ağırlık tipi istinat duvarlarının inşası genel olarak ucuz ve hemen hemen her türlü hava koşullarında inşa edilebilir. Buna ek olarak yapısal hasar görmeden küçük miktarlarda farklı oturmaya göre yapıyı düzenlemeye olanak sağlayacak derecede bir esnekliğe sahiptir. İstinat duvarları konsol tipi ve ağırlık tipi olmak üzere iki çeşittir. Konsol tipi istinat duvarlarının çoğu yerinde dökme, çelik donatılı betondan yapılır. Bu yapı tipi iç mukavemeti ve sağlamlığı sayesinde toprağı yapının arkasında tutabilecek niteliktedir. Betonarme istinat duvarlarını yapmak çok pahalıdır, çok soğuk havalarda inşa edilemez ve esasında ilgi çekici değildir. Bu duvarlar kırılgandır ve eğer farklı oturmadan kaynaklanan gerilmeler betonun mukavemetini aşarsa, yapının stabilite ve görünümünü etkileyen çatlaklar oluşur. 3 S a y f a G - T R E N D L T D.
EnviroGrid dikleştirilmiş bir şev oluşturmak için de kullanılabilir. Dikleştirilmiş şevler, tek başına toprağın yapabileceğinden çok daha dik olarak inşa edilmiş şevlerdir. EnviroGrid uygulanarak dikleştirilmiş bir şev 25 den büyük yüzey eğimli bir istinat duvarı olarak değerlendirilir. 4 S a y f a G - T R E N D L T D.
Envirogrid Çözümü EnviroGrid istinat duvarı veya dikleştirilmiş şev, kotun hızlı bir şekilde değiştirildiği hemen hemen her türlü durumda inşa edilebilir. EnviroGrid, toprağı veya diğer dolgu malzemelerini takviyeli bir kütle gibi davranmasına olanak sağlayacak şekilde hapseder. EnviroGrid hem dolgu hem de kazı uygulamalarında kullanılabilir. Yapının dolgu malzemesiyle inşa edildiği bir projede, EnviroGrid in jeogrid ile birlikte kullanılması genellikle daha maliyet etkin bir çözümdür. Jeogrid, takviyeli alanda bir perde bağı olarak işlev görür. EnviroGrid, modüler bir istinat duvarındaki beton bloklar gibi, kaplama unsurunun görevini üstlenmektedir. Modüler bloğun aksine EnviroGrid in kullanılması kolay ve esnek olup, cepheye doğal bir görünüm kazandırmak için çim veya çalılık ekilebilir. Kazı uygulamalarında ise, açıkta kalan cepheyi yerinde tutan toprak kazılarak çıkarıldığı için bu cephenin dengesi bozulur. Bu ağırlığın bir kısmının çok daha küçük bir alanda değiştirilmesi gerekir. Böyle bir durumda gabyon kafesleri gibi diğer yöntemler yerine EnviroGrid kullanılması genellikle daha ekonomik bir çözümdür. Bu şekilde kullanıldığında, dolgulu EnviroGrid panellerinden oluşan yığın, dikeye yakın, ağır, takviyeli bir kütle gibi işlev görür. 5 S a y f a G - T R E N D L T D.
Dizaynda Dikkat Edilecek Hususlar Ağırlık tipi bir istinat duvarı yeterli ağırlık ve genişliğe sahip olmak veya aksi takdirde üzerine uygulanmakta olan dış kuvvetler nedeniyle devrilmeyecek veya öne doğru kaymayacak şekilde desteklenmek zorundadır. Duvarın işlev görmek için tek bir birim olarak ayrılmaması şarttır. Bir başka deyişle, duvarın yıkılmasına neden olabilecek dış kuvvetler ve duvarın şeklinin bozulmasına ve/veya ayrılmasına yol açabilecek iç kuvvetlere karşı dengeli olması gerekir. Dış Stabilite EnviroGrid istinat duvarları dört potansiyel dış bozulma modunda dengeli olacak şekilde dizayn edilmelidir: genel stabilite, taban kayması, devrilme ve taşıma kapasitesi. GENEL STABİLİTE; duvarın, arkasındaki ve altındaki toprağın dengesini ifade eder. Tasarım mühendisi, duvarı da içine alan tüm alanın çökmeyeceğinden emin olmak zorundadır. Genel çökme olasılığını ortadan kaldırmak için kapsamlı bir zemin etüdü yapılmalıdır. 6 S a y f a G - T R E N D L T D.
TABAN KAYMASI, toprak basıncının ve varsa su basıncının oluşturduğu yanal kuvvetler neticesinde istinat duvarının altının dışa doğru hareket etmesidir. Taban kaymasına mukavemet gösteren kuvvet, EnviroGrid in alt tabakasındaki dolgu ile alt tabakanın altındaki temel toprağı arasındaki sürtünmedir. Hesaplamalar direnç kuvvetinin gerekenden düşük olduğunu gösterirse, tasarımcı duvarın ön-arka boyutunu artırabilir. Bu, direnç kuvvetini yükseltmek için sağlanan alanı artıracaktır. İkinci seçenek ise, daha büyük sürtünme özellikleri olan bir dolgu kullanılmasıdır. DEVRİLME, yapının ucuna yakın yerde dönerken istinat duvarının devrilmesini ifade eder. Devrilme kuvveti, dengeyi bozan her kuvvetin moment kolu ile çarpılmasından çıkan sonuçtur. Dengeleyici kuvvet veya düzeltme momenti, istinat duvarının ağırlık merkezinden uca kadar olan yatay mesafeyi ifade eden moment kolu ile istinat duvarının ağırlığının çarpımıdır. Hesaplamalar düzeltme momentinin gerekenden daha küçük olduğunu gösterirse, seçeneklerden biri duvarın ön-arka boyutunu büyüterek genel ağırlığını ve moment kolunun büyüklüğünü artırmaktır. 7 S a y f a G - T R E N D L T D.
TAŞIMA KAPASİTESİ; temel toprağının, üzerine yerleştirilmiş istinat duvarının ağırlığını destekleme kabiliyetini ifade eder. Sığ temeller için yine aynı analiz yapılır. Hesaplamalar duvarın arkasındaki toprağın çok zayıf olduğunu gösterirse taban alanını artırmak gerekir. Bu, temel üzerindeki basıncı (birim alan başına kuvvet) azaltacaktır. Bir diğer seçenek ise, istinat duvarının tabanına kadar inen derinliği artırarak, temelin yüklenen ağırlığa mukavemet gösterme kabiliyetini yükseltmektir. Direnç gösteren veya dengeleyen kuvvetler bu hususların her biri için önceden belirlenmiş bir emniyet faktörüyle çökmeye neden olacak kuvvetleri aşmak zorundadır. Seçilen emniyet faktörleri, çökmenin sonuçlarını ve tasarımcının giriş parametrelerinin doğruluğuna olan güvenini yansıtmalıdır. Ağırlık tipi istinat duvarlarının dizaynında normalde aşağıdaki emniyet faktörleri kullanılır: Genel Stabilite FS gl = 1.3 Taban Kayması FS sl = 1.5 Devrilme FS ot = 2.0 Taşıma Kapasitesi FS bc = 2.0 EnviroGrid kullanılan bir duvarın minimum ön-arka boyutu en azından duvar yüksekliğinin 0.6 katı ise, hemen hemen her tasarımda yukarıdaki emniyet faktörlerine ulaşılacaktır. 8 S a y f a G - T R E N D L T D.
İç Stabilite İç stabilite, duvarın münferit parçalarının tek bir birim olarak işlev görme kabiliyetini ifade eder. Duvar; münferit parçaları dışa çekilmeyecek, ayrılmayacak veya bağımsız olarak kaymayacak şekilde dizayn edilmek zorundadır. Modüler blok bir duvarda, tasarımcının; perde bağının gerilim altında çökme veya toprak ya da sargıdan çıkma olasılığıyla ilgilenmesi şarttır. Ayrıca sargının pırtlaması halinde çökme yaşanabilir. EnviroGrid ve toprak kullanılan duvarlar için geçerli olabilecek tek iç stabilite sorunu paneller arasındaki kayma olasılığıdır. İlk tasarımda 1.5 veya üzerinde bir emniyet faktörüne ulaşılamazsa, yüzey alanını büyütmek veya dolgu malzemesini daha büyük sürtünme özellikli malzeme ile değiştirmek için kesitlerin daha uzun yapılması gerekir. NOT: EnviroGrid kullanılan istinat duvarlarına ait detaylı dizayn rehberi için yerel EnviroGrid distribütörünüz veya Geo Products, LLC ile irtibat kurabilirsiniz. İstinat duvarının nihai dizaynı projenin yürütüldüğü bölgede kayıtlı bir mühendis tarafından yapılmak zorundadır. 9 S a y f a G - T R E N D L T D.
Ekonomi Yol genişletme gibi birçok projede kotta hızlı değişimler gerekli olabilir. Sarp bir yamaçtaki veya dik şevlerde yapılacak apartman komplekslerinde mevcut imar alanının, kullanımının artırılarak arazinin ekonomik şekilde kullanılabilmesinin en etkin yoludur. Kotta hızlı bir değişiklik yapmanın en etkili yöntemi takviyeli bir toprak ağırlık istinat duvarı veya şev inşa etmektir. EnviroGrid, kendi başına veya Geo Grid ile birlikte kullanıldığında; yerinde dökme, çelik donatılı beton istinat duvarları, modüler blok duvarları veya gabyon kafesleri gibi daha pahalı alternatifler kadar etkili olabilir. EnviroGrid hafiftir, kullanımı kolaydır, sahadaki malzemelerle doldurulabilir ve kurulum için herhangi bir özel teçhizat gerektirmez. Arazileri Ekonomik Kullanıma Açmak İçin Dolgu ve Kazı İşlemi 10 S a y f a G - T R E N D L T D.
Estetik Bir EnviroGrid panelinin dış hücrelerine üst toprak doldurulabilir ve çim, çalılık ya da çiçek ekilebilir. Bitki örtüsüyle kaplanmış bir EnviroGrid duvarı veya dikleştirilmiş bir şev yerel ortama karışarak, alana renk katarak ve duvar cephesinin görünüşünü yumuşatarak uyumlu bir görünüm kazanabilir. Buna ek olarak, bitki örtüsüyle kaplanmış olan bir duvar yamaçtan aşağı akan suyun büyük bölümünü ve kuvvetinin çoğunu emecektir. Böylece dik bir duvar cephesinden büyük miktara su dökülmesinin getirebileceği potansiyel sonuçlar üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. 11 S a y f a G - T R E N D L T D.
Uygulama Prosedürleri Başlamadan Önce 1. Saha koşullarının ve EnviroGrid toprak tutma sistem planının yapı teknik çizimlerinde gösterildiği gibi olduğundan emin olun. 2. Belirtilen tüm malzemelerin ve sistem elemanlarının sahaya getirildiğinden emin olun. Saha ve Alt Zemin Hazırlığı 1. EnviroGrid toprak tutma sisteminin kurulması için döküntüleri ve bitki örtüsünü uygulama alanından temizleyerek saha hazırlık işlemlerine başlayın. 2. İlk hafriyat işleri, kazı işleri veya dolguları plana göre tamamlayın. 3. EnviroGrid toprak tutma sisteminin temeli için uygun olmayan toprakları kaldırın ve uygun malzemelerle değiştirin. 4. Temel malzemesinin yerleştirilmesinden önce temel zeminini belirtildiği gibi hazırlayın. Temel Uygulaması 1. Belirtilen EnviroGrid temel kesitini belirlenen konuma doğru genişletin. 2. Genişletilen EnviroGrid temel kesitini aşağıdaki seçeneklerden birini uygulayarak açık tutun. Diğer seçenekler de uygulanabilir. Düz kazıklar ve J kamaları. İskelet 3. EnviroGrid temel kesitini, belirtilen dolgu malzemesini kullanarak hücre duvarının yaklaşık 50 mm (2 inç) yukarısına kadar doldurun ve düzleyin. 4. Dolgu malzemesini EnviroGrid temel kesiti etrafına yerleştirin. Bu malzemenin yerleşiminin drenaj sistemi tesisatıyla çakışmamasına dikkat edin. 5. Geleneksel teçhizatlar ve malzemeler kullanarak dolgu malzemesini %95 SPD oranına kadar sıkıştırın. 12 S a y f a G - T R E N D L T D.
Drenaj Sisteminin Kurulması 1. Serbest çıkışların tümüne minimum %2 lik eğim vermeye dikkat ederek, belirtilen alt drenaj borusunu yapı teknik çizimlerinde gösterilen konum ve kot seviyesine kurun. 2. Tüm boru bağlantılarının uygun şekilde yapılmasını ve alt drenaj borusunun boşaltma borularına veya mevcut ve çalışır durumdaki bir yer altı drenaj sistemine bağlanmasını sağlayın. 3. Planda belirtiliyorsa, alt drenaj borusunu jeotekstil sargılı bir tabakalaşma malzemesiyle sarmalayın (örn. kum, ince çakıl, temiz taş, vb.). 4. Hücre dolgu malzemesinin kaybını önlemek için duvar cephesinden geçen tüm boşaltma borularının yolunu uygun bir jeotekstil ile saptırın. 5. Çıkış ucu deşarjının, EnviroGrid duvarının stabilitesini etkileyebilecek lokal bir erozyona neden olmamasına dikkat edin. Hafriyat Koruması ve Drenaj 1. Planda belirtiliyorsa, temel ve EnviroGrid duvarının arkasındaki kesik şev üzerine uygun bir jeotekstil serin. 2. Planda belirtiliyorsa, uygun drenaj kompozit malzemelerini yerleştirin. Sistemin çalışır durumda olmasına ve uygun bir çıkış ya da alt drenaj sistemine bağlanmasına dikkat edin. 13 S a y f a G - T R E N D L T D.
EnviroGrid Kesitlerinin Uygulanması 1. Belirtilen EnviroGrid duvar kesitini belirlenen konuma doğru genişletin. 2. EnviroGrid duvar kesitini aşağıdaki seçeneklerden birini uygulayarak açık tutun. Diğer seçenekler de uygulanabilir. Düz kazıklar veya J kamaları (daimi veya geçici) İskelet 3. Her EnviroGrid duvar kesitinin tamamen genişlemiş olduğundan emin olmak için kontrol yapın. 4. Bitişik EnviroGrid duvar kesitlerinin kenarlarını doğru bir şekilde hizalayın ve bitişik kesitlerin üst yüzeyinin eşit seviyede olmasına dikkat edin. 5. EnviroGrid duvar kesitlerini zımba kullanarak veya yapı teknik çizimlerinde belirtildiği şekilde birleştirin. 6. EnviroGrid duvar kesitini, belirtilen dolgu malzemesini kullanarak hücre duvarının yaklaşık 50 mm (2 inç) yukarısına kadar doldurun ve düzleyin. 7. Geleneksel teçhizatlar ve malzemeler kullanarak dolgu malzemesini %95 SPD oranına kadar sıkıştırın. 8. Belirtilen dolgu malzemesini EnviroGrid duvar kesitlerinin arkasına yerleştirin ve %95 SPD oranına kadar sıkıştırın. Kazılan alanlarda dolgu malzemelerini kazı şevine geri yayın. Dolgu alanlarında dolgu malzemelerini yapı teknik çizimlerinde belirtildiği şekilde yerleştirin. 9. Dolgu malzemelerini EnviroGrid duvar kesitlerinin 1 metre (3 feet) içine kadar sıkıştırmak için ağır sıkıştırma makineleri kullanılabilir. Dolgu malzemelerini doğrudan duvar kesitlerinin arkasına sıkıştırmak amacıyla hafif, arkasından yürünen sıkıştırma makineleri kullanın. 10. Her tabaka sıkıştırma işleminden sonra EnviroGrid duvar kesitinin üstündeki fazlalık malzemeleri temizleyerek hücresel yapının görünür hale gelmesini sağlayın. 11. Bir sonraki tabakayı yerleştirmeden önce: Her tabakanın uygun şekilde çekilmesini sağlayın ve yapın. Hücre dolgu malzemesinin kaybını önlemek için uygun yan yana hücre hizalamasını 14 S a y f a G - T R E N D L T D.
12. Kendi başına duran veya çok dik EnviroGrid duvar yapılarını kurarken, dolgu malzemesi kaybını önlemek amacıyla hücrelerin dış sırasının üstüne 40 cm (10 inç) uzunluğunda dokuma olmayan bir jeotekstil şeridi yerleştirilmelidir. 13. Cephe hücrelerinin açıkta kalan sırasında özel bir dolgu malzemesi (üst toprak gibi) gerekirse aşağıdaki yapı tekniklerinden yararlanılabilir: İç hücre dolgu malzemesinin özel dolgu gerektiren hücrelerin içine sızmasını önlemek için dış hücreleri taşınabilir levhalarla kaplayın. Sıkıştırma işleminin tamamlanmasından sonra levhaları çıkarın ve boş hücreleri özel dolguyla doldurun. Dış hücre sırası katlanabilir ve tek bir zımba teli ile kapatılabilir. Dolgu ve sıkıştırma aşamalarından sonra dış hücreler tekrar açılarak özel dolgu malzemesiyle doldurulabilir. Her tabaka en alt tabakadan başlayarak üst tabakalara doğru ilerlemek suretiyle ayrı ayrı açılıp doldurulmalıdır. 15 S a y f a G - T R E N D L T D.
Jeosentetik Takviye Uygulaması (dizaynın gerektirmesi halinde) 1. Jeosentetik takviyenin (dokuma jeotekstil veya jeogridler) önceden hazırlanmış olan kesitlerini belirtilen EnviroGrid tabakalarının arasına yerleştirin. Takviye tabakalarının: Yüksek mukavemetli eksı duvar yüzeyine dik olacak şekilde yatay olarak yerleştirilmesi Yerleştirme işleminden sonra düz ve kırışıksız olması ve Ön taraftaki kenarın duvar cephesinden minimum 150 mm (6 inç) mesafe içinde kalacak şekilde yerleştirilmesi ve sıkıştırılan dolgu alanına yatay olarak yayılması önemlidir. Sıradaki EnviroGrid duvar kesiti tabakasını yerleştirin ve doldurun. Dolgulu EnviroGrid duvar kesitlerinden çekerek takviyeyi manüel olarak gerdirin. Takviye tabakasının gergin olmasını ve gevşek kıvrımlar oluşturmamasını sağlayacak şekilde arka kenarını tutturun. Paletli makineler takviyeli dolgu alanı içinde yalnızca her takviye tabakası üzerine minimum 150 mm (6 inç) dolgu yerleştirildikten sonra çalıştırılmalıdır. Lastik tekerlekli makineler ani duruş ve keskin manevralardan sakınmak suretiyle doğrudan takviye üzerinde çalışabilir. EnviroGrid duvar kesitlerinin arkasından başlayarak ve dolguyu takviyeli alanın arkasına doğru yayarak 250 mm (10 inç) yükseltideki takviye üzerine dolgu yerleştirin. Dolgu yerleştirme işlemi sırasında takviyenin fazla yer değiştirmemesine dikkat edin. Dolgu malzemesini geleneksel makine ve yöntemler kullanarak biçimlendirin ve %95 SPD oranına göre sıkıştırın. EnviroGrid istinat duvarı tamamlanana kadar bu sırayı takip edin. Geo Products, LLC ve G-TREND LTD. bu bilgileri müşterilerine yalnızca kolaylık amaçlı olarak vermektedir. Her kurulumun kendisine özgü gereklilikleri olduğundan ve bunlar genelleştirilmiş olan bu dokümanda göz önünde bulundurulmamış olabileceğinden dolayı, uygulama prosedürünün uygun olup olmadığına ilişkin herhangi bir garanti veya sair beyanda bulunulmamaktadır. Geo Products, LLC EnviroGrid ürününün özel kullanımlar veya uygulamalara uygunluğu hakkında hiçbir garanti vermez veya bu yönde bir beyanda bulunmaz. Sorumluluğumuz, normal kullanım veya hizmet koşullarında kusurlu olduğu kanıtlanan EnviroGrid ürününün bedelsiz olarak 16 S a y f a G - T R E N D L T D. değiştirilmesi ile sınırlıdır.