Block Wall Applications
MSE (Mechanically Stabilized Earth) donatılı duvarlar dünyada hızla yaygınlaşıyor. İlk örnekleri FHWA (ABD Karayolları İdaresi) tarafından uygulanan, Amerika ve Avrupa başta olmak üzere hızla yaygınlaşan bir sistem olan “MSE” sistemi ülkemizde de gün geçtikçe yaygınlaşmaktadır. Kavram olarak donatılı zemin kavramına dayanan bu teknoloji bu konuda gelişmiş ilk teknoloji olan demir donatı ve beton ön panelli sistemin yerini almaktadır. Getirdiği avantajların en önemlisi ise metal donatının yerini geosentetik donatının almasıdır. Metal donatı iki dezavantaj yaratmaktadır. Birinci ve en önemli dezavantajı korozyon tehlikesidir. Bu tehlikeyi bertaraf etmek için başlıca iki yöntem kullanılmaktadır. Donatılar galvaniz ile korunmakta, donatılandırılmış bölgenin dolgusunda içinde hiç kil ihtiva etmeyen bir dolgu malzemesi kullanılması önerilmekte, böylece zemin içinde su tutulmaması amaçlanmaktadır. Ancak Avrupa’da ilk yapılmış uygulamalar bütün bu önlemlere rağmen korozyonu engellemenin mümkün olmadığını göstermiş ve bu teknoloji ile ilk yapılan duvarların rehabilitasyonu projelerine başlanılmıştır. İkinci dezavantaj da donatının ön panele noktasal olarak bağlanması ve bu bağlantının esasında bir zayıf nokta oluşturmasıdır. Oysa geosentetik donatılı MSE duvarlarda kullanılan donatı teorik olarak sonsuz ömürlüdür ve ön elemanlara büyük yüzeylerde bağlandığı için olabilecek noktasal zayıflıklar bir önem taşımamaktadır. MSE duvarların klasik betonarme sistemlere göre en büyük avantajları ise şöyle sıralanabilir:
▫ MSE duvarların en büyük avantajı mühendislik olarak son derece emniyetli yapılar olmalarıdır. MSE duvarların gerek statik yükler altında, gerekse de deprem yükleri altında çok daha sağlıklı bir davranış verdiği bilinen bir gerçektir. Özellikle zayıf temel zemini koşularında temele betonarme istinat duvarlarına göre çok daha az yük aktardıkları, ve dönmeye karşı büyük dirençleri olması sebebi ile büyük emniyet sağlamaktadırlar.
▫ MSE duvarların bir diğer avantajı da yapım kolaylığı ve hızıdır. Bu ise hem projenin hızla gerçekleştirilmesini sağlamakta hem de doğaldır ki, kısa sürede tamamlanmaya bağlı olarak ekonomi sağlamaktadır. ▫ Bu tip duvarlar son derece estetik görünümlüdür. Bunda ön cephe elemanlarına verilebilecek çeşitli geometrik şekil, doku ve renk etkili olmaktadır. Bu duvarlar ayrıca çok çeşitli geometrik şekillere kolayca uydurulabilmekte, iç ve dış kurbları kolayca dönebilmekte, tam düşey veya istenilen ön cephe eğiminde oluşturulabilmekte ve istenildiği gibi kademelendirilebilmektedir.
▫ Lokal olarak temin edilebilen, herhangi bir yol dolgusunda kullanılabilecek özellikte olan bir malzeme, dolgu malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Demir donatılı sistemlerde olduğu gibi dolgunun tamamen temiz çakıl olması gerekli değildir. Bu sebeple hem nakliye hem dolgu malzemesi bedelinden büyük ekonomi sağlanabilmektedir.
▫ Betonarme istinat duvarları belirli bir yükseklikten sonra hemen hemen teşkil edilemez duruma gelmesine karşılık, MSE duvarların böyle bir üst sınırı bulunmamaktadır. Ayrıca MSE duvarlar artan duvar yüksekliği ile daha da ekonomik olmaktadır.
Uygulama Yöntemi: Geosentetik Donatılı İstinat Duvarı inşa edilecek yere, yapı blokların yatay tabakalar halinde yerleştirilebilmesi için düzeltilmiş doğal zemin üzerine 35 cm genişliğinde ve 10 cm kalınlığında demirsiz bir taban düzleme betonu (grobeton) dökülür. Böylece düzgün, yatay bir çalışma düzlemi elde edilir.
Geosentetik donatı, zemin üzerine duvar yüksekliğine bağlı olarak hesaplanan genişlik ve uzunluklarda kesilerek serilir. Geosentetik, yapı blokların üzerini örtecek, ancak dış yüzeyden görülmeyecek şekilde yerleştirilir. Serim esnasında donatılar, esas gerilme aldığı duvar yüzeyine dik yönde ve gergin olacak şekilde serilir.
Daha sonra 19 x 19 x 39 cm ebatlarındaki yapı bloklar, duvarın geometrisine uygun olacak şekilde duvar dış sınırına yerleştirilir. Diğer istinat duvarlarında olduğu gibi duvarın düşeyle bir açı yapması istenildiğinde her blok sırası biraz içeriye çekilerek istenen eğim verilir. Örneğin; her blok sırasında 1 cm.lik bir içeri çekme duvar yüzünde 3 derecelik bir açı oluşturur. Geotekstilin üzerine dolgu malzemesinin serilmesinden ve sıkıştırılmasından sonra yapı bloğun boşluklarına ince dolgu malzemesi doldurularak sıkıştırılır. Dolgunun sağlıklı teşkili için sıkıştırma işlemi kenarlardan başlayarak gövdeye doğru yapılır. Bu işlem tabakalar halinde istenen yüksekliğe kadar devam eder.
Gerekli görüldüğü takdirde istinat duvarı bünyesine yerleştirilmesi düşünülen her türlü merdiven yapısının da aynı sistem ve malzemeyle yapılması oldukça kolaydır.
Geosentetik Donatılı İstinat Duvarlarında merdiven yapısı, ana gövdedeki donatılı dolgu sisteminin bir uzantısı olarak yapılabilmektedir. Böylelikle estetik ve ekonomik avantajlar sağlanmaktadır. Ayrıca yolların kurplu kısmında, peyzaj uygulamalarında ve her türlü duvarda kolaylıkla uygulanabilir. Uygulama örneklerine ait fotoğraflardan da görüldüğü gibi çok güzel estetik görünüm sağlamak mümkün olmaktadır.
Tasarım: Dolgu içinde düşey yönde sık aralıklarla (sv= 20-40 cm) kullanılan geosentetik donatılar (geotekstil veya geogrid), dolgu malzemesinin duvar yönünde yaptığı yatay zemin yüklerini, çekme kuvveti olarak içine almaktadır. Dolayısıyla dolgunun kenarlarına konan yapı bloklar üzerine çok düşük yatay yükler gelmektedir. Bu şekilde, yapı bloklar düşey veya yatay yönde birbirine herhangi bir şekilde tutturulmadan harçsız olarak durabilmektedir. Ayrıca geosentetiklerle mukavemetlendirilmiş dolgu malzemesi kayma yüzeylerini engelleyerek, çok dik dolgu şevlerine imkan vermektedir. Böylelikle 90o diklikte 20-30 m yükseklikte istinat duvarları yapılabilmektedir. Dolgu şevine izin verilmeyen, kamulaştırma sınırı problemi yaşanan ve dar alanlarda gerçekleştirilmesi düşünülen her türlü istinat yapısı için ideal bir sistem olup, bu tip duvarların geoteknik ve yol mühendisliğinde sıkça rastlanan şev stabilitesi ve temel sorunlarına da tipik betonarme istinat yapılarına oranla çok daha ekonomik çözümler getirdiği bilinmektedir.
Diğer istinat duvarlarında olduğu gibi tasarım dış ve iç stabilite hesaplamalarını kapsar. Özellikle betonarme sistemlere göre deprem etkisine karşı son derece güvenli olan bu sistemin hesaplarının yapılmasında, dış stabilite analizlerinde geleneksel şekilde kayma, devrilme ve taşıma gücüne karşı güvenlik sayıları depremli ve depremsiz durum için ayrı ayrı hesaplanır. Tasarımda donatı sıklığı; duvar yüksekliğine, dolgu malzemesinin içsel sürtünme açısına (), donatının emniyetli çekme mukavemetine (Tall) ve inşaat yapılacak bölgenin depremselliğine bağlı olarak hesaplanmaktadır. İç stabilite analizlerinde her bir donatı tabakası için depremli ve depremsiz durumda donatı uzunlukları belirlenir. Donatı üzerine gelecek çekme gerilmesi, müsaade edilen çekme gerilmesi ile karşılaştırılır. Her donatı için çekme gerilmesi kontrolü yapılır. Yine her donatı tabakası için sıyrılmaya karşı güvenlik kontrol edilir. Ayrıca donatıların gerekli minimum uzunluk ve donatı boyu/duvar yüksekliği oranı kontrol edilir. İç stabilite analizleri bu hesapların yanı sıra ön cephe elemanlarının analizini de kapsamaktadır. Her yapı blok sırası için devrilme ve kaymaya karşı güvenlik katsayıları hesaplanır ve donatı ile yapı blok arasındaki bağlanma güvenlik sayıları tahkik edilir. Bütün bu tahkiklerin yapılmasında özel olarak bu amaçla geliştirilmiş bilgisayar programlarından yararlanılmaktadır.
Türkiye’deki uygulamalarımızdan bazı örnekler:
▫ MSE duvarların en büyük avantajı mühendislik olarak son derece emniyetli yapılar olmalarıdır. MSE duvarların gerek statik yükler altında, gerekse de deprem yükleri altında çok daha sağlıklı bir davranış verdiği bilinen bir gerçektir. Özellikle zayıf temel zemini koşularında temele betonarme istinat duvarlarına göre çok daha az yük aktardıkları, ve dönmeye karşı büyük dirençleri olması sebebi ile büyük emniyet sağlamaktadırlar.
▫ MSE duvarların bir diğer avantajı da yapım kolaylığı ve hızıdır. Bu ise hem projenin hızla gerçekleştirilmesini sağlamakta hem de doğaldır ki, kısa sürede tamamlanmaya bağlı olarak ekonomi sağlamaktadır. ▫ Bu tip duvarlar son derece estetik görünümlüdür. Bunda ön cephe elemanlarına verilebilecek çeşitli geometrik şekil, doku ve renk etkili olmaktadır. Bu duvarlar ayrıca çok çeşitli geometrik şekillere kolayca uydurulabilmekte, iç ve dış kurbları kolayca dönebilmekte, tam düşey veya istenilen ön cephe eğiminde oluşturulabilmekte ve istenildiği gibi kademelendirilebilmektedir.
▫ Lokal olarak temin edilebilen, herhangi bir yol dolgusunda kullanılabilecek özellikte olan bir malzeme, dolgu malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Demir donatılı sistemlerde olduğu gibi dolgunun tamamen temiz çakıl olması gerekli değildir. Bu sebeple hem nakliye hem dolgu malzemesi bedelinden büyük ekonomi sağlanabilmektedir.
▫ Betonarme istinat duvarları belirli bir yükseklikten sonra hemen hemen teşkil edilemez duruma gelmesine karşılık, MSE duvarların böyle bir üst sınırı bulunmamaktadır. Ayrıca MSE duvarlar artan duvar yüksekliği ile daha da ekonomik olmaktadır.
Uygulama Yöntemi: Geosentetik Donatılı İstinat Duvarı inşa edilecek yere, yapı blokların yatay tabakalar halinde yerleştirilebilmesi için düzeltilmiş doğal zemin üzerine 35 cm genişliğinde ve 10 cm kalınlığında demirsiz bir taban düzleme betonu (grobeton) dökülür. Böylece düzgün, yatay bir çalışma düzlemi elde edilir.
Geosentetik donatı, zemin üzerine duvar yüksekliğine bağlı olarak hesaplanan genişlik ve uzunluklarda kesilerek serilir. Geosentetik, yapı blokların üzerini örtecek, ancak dış yüzeyden görülmeyecek şekilde yerleştirilir. Serim esnasında donatılar, esas gerilme aldığı duvar yüzeyine dik yönde ve gergin olacak şekilde serilir.
Daha sonra 19 x 19 x 39 cm ebatlarındaki yapı bloklar, duvarın geometrisine uygun olacak şekilde duvar dış sınırına yerleştirilir. Diğer istinat duvarlarında olduğu gibi duvarın düşeyle bir açı yapması istenildiğinde her blok sırası biraz içeriye çekilerek istenen eğim verilir. Örneğin; her blok sırasında 1 cm.lik bir içeri çekme duvar yüzünde 3 derecelik bir açı oluşturur. Geotekstilin üzerine dolgu malzemesinin serilmesinden ve sıkıştırılmasından sonra yapı bloğun boşluklarına ince dolgu malzemesi doldurularak sıkıştırılır. Dolgunun sağlıklı teşkili için sıkıştırma işlemi kenarlardan başlayarak gövdeye doğru yapılır. Bu işlem tabakalar halinde istenen yüksekliğe kadar devam eder.
Gerekli görüldüğü takdirde istinat duvarı bünyesine yerleştirilmesi düşünülen her türlü merdiven yapısının da aynı sistem ve malzemeyle yapılması oldukça kolaydır.
Geosentetik Donatılı İstinat Duvarlarında merdiven yapısı, ana gövdedeki donatılı dolgu sisteminin bir uzantısı olarak yapılabilmektedir. Böylelikle estetik ve ekonomik avantajlar sağlanmaktadır. Ayrıca yolların kurplu kısmında, peyzaj uygulamalarında ve her türlü duvarda kolaylıkla uygulanabilir. Uygulama örneklerine ait fotoğraflardan da görüldüğü gibi çok güzel estetik görünüm sağlamak mümkün olmaktadır.
Tasarım: Dolgu içinde düşey yönde sık aralıklarla (sv= 20-40 cm) kullanılan geosentetik donatılar (geotekstil veya geogrid), dolgu malzemesinin duvar yönünde yaptığı yatay zemin yüklerini, çekme kuvveti olarak içine almaktadır. Dolayısıyla dolgunun kenarlarına konan yapı bloklar üzerine çok düşük yatay yükler gelmektedir. Bu şekilde, yapı bloklar düşey veya yatay yönde birbirine herhangi bir şekilde tutturulmadan harçsız olarak durabilmektedir. Ayrıca geosentetiklerle mukavemetlendirilmiş dolgu malzemesi kayma yüzeylerini engelleyerek, çok dik dolgu şevlerine imkan vermektedir. Böylelikle 90o diklikte 20-30 m yükseklikte istinat duvarları yapılabilmektedir. Dolgu şevine izin verilmeyen, kamulaştırma sınırı problemi yaşanan ve dar alanlarda gerçekleştirilmesi düşünülen her türlü istinat yapısı için ideal bir sistem olup, bu tip duvarların geoteknik ve yol mühendisliğinde sıkça rastlanan şev stabilitesi ve temel sorunlarına da tipik betonarme istinat yapılarına oranla çok daha ekonomik çözümler getirdiği bilinmektedir.
Diğer istinat duvarlarında olduğu gibi tasarım dış ve iç stabilite hesaplamalarını kapsar. Özellikle betonarme sistemlere göre deprem etkisine karşı son derece güvenli olan bu sistemin hesaplarının yapılmasında, dış stabilite analizlerinde geleneksel şekilde kayma, devrilme ve taşıma gücüne karşı güvenlik sayıları depremli ve depremsiz durum için ayrı ayrı hesaplanır. Tasarımda donatı sıklığı; duvar yüksekliğine, dolgu malzemesinin içsel sürtünme açısına (), donatının emniyetli çekme mukavemetine (Tall) ve inşaat yapılacak bölgenin depremselliğine bağlı olarak hesaplanmaktadır. İç stabilite analizlerinde her bir donatı tabakası için depremli ve depremsiz durumda donatı uzunlukları belirlenir. Donatı üzerine gelecek çekme gerilmesi, müsaade edilen çekme gerilmesi ile karşılaştırılır. Her donatı için çekme gerilmesi kontrolü yapılır. Yine her donatı tabakası için sıyrılmaya karşı güvenlik kontrol edilir. Ayrıca donatıların gerekli minimum uzunluk ve donatı boyu/duvar yüksekliği oranı kontrol edilir. İç stabilite analizleri bu hesapların yanı sıra ön cephe elemanlarının analizini de kapsamaktadır. Her yapı blok sırası için devrilme ve kaymaya karşı güvenlik katsayıları hesaplanır ve donatı ile yapı blok arasındaki bağlanma güvenlik sayıları tahkik edilir. Bütün bu tahkiklerin yapılmasında özel olarak bu amaçla geliştirilmiş bilgisayar programlarından yararlanılmaktadır.
Türkiye’deki uygulamalarımızdan bazı örnekler:
-
- Dolgunun sıkıştırılması (Ordu Kentiçi uygulaması)
