Derin kazılarda zemin çivisi ile ankrajlı destek sistemlerinin karşılaştırmalı analizi

Abstract

Derin kazılar günümüz şehirciliğinde mühendislik açısından önemli bir yer tutmaktadır. Yüksek katlı yapıların yerleşimini sağlayabilmek, metro tünel gibi yapıları hayata geçirebilmek için inşaat mühendisleri derin kazılar sırasında zemini denge halinde tutmak zorundadırlar. Bu çalışmada, derin kazılarda zemin çivili ve ankrajlı iksa yöntemleri incelenerek, zemin çivili ve ankrajlı destekleme sistemleri önce klasik analiz yöntemleri ile projelendirilmiş, daha sonra tasarlanan sistemlerin deformasyon davranışı sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analiz edilmistir. Destekli kazıların nümerik analizlerinde dört farklı zemin türünden oluşan homojen zemin yapıları seçilmiştir. Bu geoteknik modeller sırasıyla Model 1, Model 2, Model3 ve Model 4 olarak tanımlanmıştır. Her bir geoteknik model için kazı derinliği H=8, 10, 12ve 15m olacak şekilde kazı modelleri oluşturularak, zemin çivisi ve ankrajlar ile desteklenen iksa sistemleri için nümerik analizler Plaxis 7.2 sonlu elemanlar programı ile yapılmıştır. Analizlerden, duvarların deplasman değerleri ile toptan göçmeye karsı güvenlik sayıları belirlenmiştir. Ayrıca, zemin çivili ve ankrajlı sistemlerin stabilite analizleri limit denge analizi ile çözüm yapan Talren 4 programı ile de çözülerek güvenlik sayıları karşılaştırılmıştır. Böylece, iki farklı iksa sisteminin benzer zemin koşullarında davranışı karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Killi zemin modellerinde kazı derinliğinin az olduğu durumlarda zemin çivili sistemler ekonomik iken 10m kazı derinliğinden sonra ankrajlı sistemler ekonomik hale gelmiştir. Kumlu zemin modellerinde ise ankrajlı sistemlerin uygulanmasının daha ekonomik olduğu belirlenmiştir. Doğal olarak, bu karşılaştırmalara temel olan birim fiyatların piyasa koşullarına göre güncel değerleri, hangi destek sisteminin daha ekonomik olacağını büyük oranda değiştirebilecektir. Uygulamalarda, göçmeye karsı güvenlik sayıları, zemin deplasmanları ve maliyet karşılaştırması sonuçları göz önünde bulundurulmalıdır. Arazi ve yakın çevresinin durumuna göre çivili veya ankrajlı destek sistemlerinden birinin seçilmesi gerekmektedir.