Daha önceki yazımda kazı yöntemleri ile ilgili bilgiler vermiştim. Bu yazıda bu kazıları destekleyecek destek sistemlerinden bahsetmek istiyorum.
1. Destek Sistemleri
Günümüzde bir derin kazının desteklenmesi konusunda alternatif olabilecek çok sayıda destek yöntemi geliştirilmiş bulunmaktadır. Bu yöntemler şu şekilde sıralanabilir;
- Palplanş Duvarlar
- Mini Kazık Duvarlar
- Fore Kazık Duvarlar
- Kesişen Kazık Duvarlar
- Kuyu Tipi Betonarme Perdeler
- Diyafram Duvarlar
- Ankrajlı Duvarlar
Palplanş duvarlar bir zemin itkisini veya bir su itkisini karşılamak amacıyla yan yana sıra ile çakılan palplanş elemanlarıyla oluşturulan düşey bir settir. Palplanş duvarlar genel olarak, inşa esnasında yapıya hasar verecek yatay zemin itkilerinden korunmak ve/veya su tutma yapılarında suyu inşaat sahasından uzaklaştırmak amacıyla kullanılır. Palplanş duvarlar genel olarak üç grupta toplanır:
- Yapının bir bölümünü oluşturulan palplanş duvarlar
- Yapıda yardımcı eleman olarak oluşturulan palplanş perdeler
- Başlı başına yapı olan palplanş duvarlar.
Palplanş duvar elemanları genellikle üç tipte imal edilir: Ahşap palplanş duvarlar, betonarme palplanş duvarlar ve çelik palplanş duvarlar.
Ahşap Palplanşlar: Ahşaptan oluşan bu elemanlar zaman içerisinde zemin şartlarından büyük hasarlar görebildiklerinden sadece geçici amaçlar için kullanılırlar. Genel olarak yükseklikleri en fazla 5 m civarındadır. Genişlikleri ise 2 m yüksekliğe kadar 8 cm olup, bundan sonraki her yükseklik için genişliğe 1 cm eklenerek hesaplanabilirler.
Betonarme Palplanşlar: Betonarme palplanşlar servis yüksekliklerine karşı dayanabilecek şekilde istenilen kesit ve boyda imal edilebilirler.
Çelik Palplanşlar: Çelik palplanşlar dökme demirden birbirine geçmeli olarak imal edilirler. Bütün çelik palplanşlar zemine genellikle çakılarak yerleştirilir.
Mini kazık sistemi daha çok normal kazık ekipmanının yaklaşamadığı tavan yüksekliği sınırlı bodrum katları, temel yanları vb. yerlerde kullanılıyordu. Mini kazıklar genelde 10 cm ile 30 cm arasında çaplarda çimento şerbeti enjeksiyonu ile hazırlanmaktadır. Donatı olarak beton çeliği veya özel çelik profiller kullanılabilmektedir. Yatayla 10 derece eğimden düşey doğrultuya kadar çeşitli eğimlerde imal edilmektedir. Kuyunun açılmasında darbeli rotary ve diğer sistemlerle çalışan makineler kullanılabilmektedir.
Mini kazıkların imalat safhaları Şekilde gösterilmiştir.
Fore kazıklar kazıklı temel uygulamalarında sık sık kullanılan bir yöntem olduğu gibi zemin destekleme amacıyla da kullanılabilmektedirler. Bu uygulama pek çok zemin ve saha koşullarında gerçekleştirilmektedir. Bir fore kazık duvar şu şekillerde dizayn edilebilir:
- Kazıklar birbirine teğet olurlar.
- Kazıklar birbirini teğet keserler.
- Zemin kendisini tutabiliyorsa kazıklar arasında kazık çapından biraz daha geniş bir boşluk bırakılarak imal edilirler.
Desteksiz durumdaki ankastre duvarlar için kazı derinliği 8 m’ye kadar olabilir fakat bu derinlikte yatay hareketleri sınırlamak için duvarın desteklenmesi tavsiye edilmektedir. Eğer destek zemin ankrajlarıyla sağlanacaksa kazı ilerledikçe bir kuşak kiriş imal edilerek birbirine bağlanmalıdır.
Kesişen kazık duvarlar diyafram duvarların bir önceki modelidir denilebilir; lineer paneller kazabilen makinelerin geliştirilmesi kesişim yapan kuyuların yerine düzgün duvarların imal edilmesini mümkün kılmıştır. Kesişen kazık duvarlar zemini destek amacıyla kullanılırlar, teğet kazıkların esneklik özelliğine onlar da sahiptirler ama onların istenmeyen özelliklerini taşımazlar.
Minimum duvar kalınlığı, yani kazık çapı, yaklaşık 45 cm’dir ama bu daha çok kesişme miktarına bağlıdır. Kesişme miktarı genellikle 10-15 cm olarak seçilmektedir. Sonuçta eğer düşeyden kaçan kazıklar yan yana gelmezse su sızdırmazlığı yüksek bir duvar ortaya çıkmaktadır.
Kuyu tipi betonarme perdeler zemin destekleme yöntemlerinden sıkça kullanılan bir diğeridir. Bu tip perdenin yapımı kısaca şöyle özetlenebilir: Perde kalınlığına ek olarak bir inşanın çalışabileceği kadar bir genişlik de eklenerek açılacak kuyunun genişliği belirlenir. Sonra zemin belli bir yükseklik boyunca desteksiz olarak göçmeden durabilecek yükseklikte kazılır. Ardından stabiliteyi sağlamak için yatay destekler yerleştirilir ve bu işleme kuyu tabanına ulaşılana dek devam edilir. Kuyu açıldıktan sonra kuyunun içinde perde beton dökülür. Eğer sistem ankajlarla desteklenecekse beton içine plastik borular yerleştirilerek ankraj yerleri hazırlanır. Kazı bölgesi çevresince genellikle bir kuyu genişliği kadar bir genişlik atlayarak perde inşa edilir. Perde genişliği genellikle 1,5-3 m civarında seçilmektedir. Eğer statik hesaplar kuyuların aralıklı yapılmasına izin veriyorsa bu yol izlemeli ancak kuyular tamamladıktan ve kazı yapılmaya başladıktan sonra kuyuların araları da betonarme duvar yapılarak kapatılmalıdır.
Diyafram duvarlar genellikle geçirimsizlik perdesi veya bir kazıyı tutan yapı elemanı olarak ya da her iki fonksiyonu bir arada sağlayan yapı elemanı olarak projelendirilirler. Diyafram duvarlarının imalat sırası şu şekilde olmaktadır;
- Kazı makinesi ile istenilen derinlikte düşey bir kuyu kazılır. Kuyu kazısı devam ederken kuyunun stabilitesini sağlamak için kuyunun içine uygun karışımda bir bentonit çamuru pompalanır.
- Kazı işlemi tamamlandıktan sonra paneller arası bileşimi sağlamak için kuyunun kenarına stop-end ismi verilen dairesel bir boru indirilir.
- Bentonit çamuru dolu kuyunun içerisine diyafram duvarın donatısı indirilir (dışarıda hazırlanmış ve bağlanmış olarak).
- Tremi boruları kullanılarak kuyuya taze beton dökülür. Kuyunun kenarına yerleştirilen dairesel boru beton prizini almaya başladıkça kademeli olarak çekilir ve beton kesiti oluşur.
Ankrajlı duvarlar kazıların desteklenmesinde çok yaygın kullanım alanı bulmuşlardır. Bunun sebepleri; Ankraj tekniğindeki büyük gelişmeler ile yüksek kapasiteli ankrajların imal edilebiliyor olması ve kazı sahasında çalışma yapılmasına hiçbir mâni teşkil etmemesi sonucu rahatlıkla kazı yapılmasına olanak vermesidir.
Ankrajlar kullanım amaçlarına göre ikiye ayrılırlar. Birincisi kalıcı ankrajlardır. Bunlar uzun vadeli olarak çalışırlar ve dizayn edilirken emniyet faktörü de ona göre belirlenir. Diğer tip ise geçici ankrajlardır. Bu tip ankrajların ömrü yaklaşık 2 sene olarak kabul edilir. Emniyet katsayısı yükleme koşullarına da bağlı olarak 1.5 alınabilir. Bu tip ankrajların yapı tamamlanıp diyafram duvarın yapı tarafından desteklenmesinden sonra bir fonksiyonu kalmamaktadır. Bu nedenle bu tip ankrajlar sonradan gevşetilebilecek bir şekilde de imal edilebilirler.
Vedat ASLAN
İnşaat Y. Mühendisi