Donatılı istinat duvarı nasıl çalışır?
Desteklenmeyen dik bir dolgu, arka tarafta oluşan bir kayma kaması boyunca öne doğru göçmeye çalışır. Donatılı duvarda, belirli aralıklarla serilen geogrid katmanları bu olası kayma yüzeyini keser ve arkadaki sabit zemine kadar uzanır. Geogrid, kama tarafındaki çekme kuvvetini, arka bölgede zeminle arasındaki sürtünme ve kilitlenme sayesinde taşır.
Sonuçta donatı ile dolgu birlikte, tek parça çalışan kalın bir blok oluşturur. Bu blok, arkasındaki toprağın itkisine kendi ağırlığıyla karşı koyar; yani betonarme bir duvarın yaptığı işi, donatılmış zeminin kendisi yapar.
Tasarımda üç düzeyde güvenlik kontrol edilir:
- İç stabilite: Donatının kopmaması ve zeminden sıyrılmaması; donatı aralıkları ve boyları bu kontrolle belirlenir.
- Dış stabilite: Donatılı bloğun bütün olarak kaymaması, devrilmemesi ve temel zemininin bu yükü taşıması.
- Genel (global) stabilite: Duvarı da içine alan daha derin bir kayma yüzeyine karşı güvenlik.
Bileşenler
- Donatı: Tek eksenli polyester geogrid, tek yönlü ekstrüde geogrid, çelik geogrid veya yüksek mukavemetli geotekstil.
- Dolgu: Tercihen iyi derecelenmiş, suyu kolay drene eden granüler malzeme.
- Ön yüz: Modüler beton blok, prekast panel, geocell, gabion veya geogridin dolguyu sararak oluşturduğu bitkili yüz.
- Drenaj: Dolgunun arkasında ve tabanında suyu uzaklaştıran drenaj sistemi.
- Tesviye tabanı: Ön yüzün oturduğu düzgün ve sağlam temel.
Ön yüz seçenekleri
| Ön yüz | Görünüm | Tipik kullanım |
|---|---|---|
| Modüler beton blok | Düzenli, mimari | Yol ve site düzenlemeleri, ticari alanlar |
| Prekast beton panel | Büyük yüzeyli, düz | Köprü yaklaşım dolguları, otoyollar |
| Geocell | Kademeli, bitkilendirilebilir | Peyzaj, şev ve yol kenarları |
| Gabion | Taş dolgulu tel kafes | Dere kenarları, kırsal alanlar |
| Sarmalı (bitkili) yüz | Doğal, yeşil | Dik şevler, doğal görünüm istenen alanlar |
Betonarme istinat duvarıyla karşılaştırma
| Konu | Donatılı zemin duvarı | Betonarme konsol duvar |
|---|---|---|
| Çalışma şekli | Donatılı dolgu, esnek ağırlık duvarı | Rijit betonarme gövde ve temel |
| Oturmalara tolerans | Yüksek; esnek yapı uyum sağlar | Düşük; farklı oturmalar çatlatabilir |
| Yapım süresi | Genellikle kısa; dolguyla birlikte yükselir | Kalıp, donatı, beton ve kür süresi gerekir |
| Yükseklik ve maliyet | Yükseklik arttıkça genellikle daha ekonomik | Yükseklik arttıkça maliyet hızla artar |
| Görünüm | Blok, panel, geocell veya bitkili seçenekler | Beton yüzey |
| Alan ihtiyacı | Donatı boyu kadar arkada dolgu alanı gerekir | Arkada daha dar bir çalışma alanı yeterli olabilir |
Donatılı duvarın en önemli kısıtı alan ihtiyacıdır: donatıların duvarın arkasına doğru belirli bir boyda uzanması gerekir. Arkasında yer olmayan, örneğin mevcut bir binaya bitişik kazı destekleri için başka sistemler daha uygun olabilir.
Nerelerde kullanılır?
- Köprü yaklaşım dolguları
- Yol genişletme ve kavşak dolguları
- Dik şevler ve arazi düzenlemeleri
- Endüstriyel platformlar ve depolama alanları
- Konut ve site projelerinde kademeli bahçe duvarları
Tasarımda dikkat edilenler
- Tasarım standardı: Donatılı zemin yapılarında yaygın olarak BS 8006-1 esas alınır.
- Uzun süreli tasarım dayanımı: Geogridin kısa süreli dayanımı; sünme, kurulum hasarı ve çevresel etkiler için azaltma katsayılarıyla düşürülerek kullanılır.
- Donatı boyu ve aralığı: Duvar yüksekliği, dolgu özellikleri ve yüklere göre hesaplanır.
- Dolgu ve drenaj: Su basıncı istinat yapılarında en sık görülen sorunlardan biridir; dolgunun drene olabilmesi ve drenaj sistemi kritik önemdedir.
- Deprem: Türkiye'nin büyük bölümü deprem bölgesidir; sismik yükler tasarımda ilgili yönetmeliklere göre dikkate alınmalıdır.
- Üst yükler: Duvar üzerindeki yol, yapı veya depolama yükleri hesaba katılır.
Yapım adımları
- Temel kazısı yapılır, tesviye tabanı hazırlanır ve ön yüzün ilk sırası yerleştirilir.
- Dolgu, projedeki kalınlıkta katmanlar halinde serilip sıkıştırılır.
- Geogrid, projedeki seviyede, ana dayanım yönü duvar yüzüne dik olacak şekilde serilir, gerdirilir ve ön yüze bağlanır.
- Geogridin üzerine dolgu, araçlar doğrudan geogrid üzerinde dolaşmadan serilir.
- Ön yüze yakın bölgede hafif sıkıştırma ekipmanı kullanılır; ağır silindirler yüzden uzak tutulur.
- Drenaj elemanları dolguyla birlikte yerleştirilir; işlem duvar tamamlanana kadar katman katman tekrarlanır.
Sık yapılan hatalar
- Geogridi ters yönde, yani dayanımsız yönü duvar yüzüne dik gelecek şekilde sermek.
- Drene olmayan killi malzemeyi dolgu olarak kullanmak.
- Drenajı ihmal etmek.
- Ön yüze yakın bölgede ağır silindir kullanmak.
- Projedeki donatı boyunu veya aralığını sahada değiştirmek.
