ANKRAJLI İKSA SİSTEMLERİ İÇİN ZEMİN ETÜDÜ, TASARIM VE PROJELENDİRME …imoistanbul.org/imoarsiv/seminer-notlari-ekim-2016/ozan... · 2017-01-20 · 1 ankrajli İksa sİstemlerİ

1

ANKRAJLI İKSA SİSTEMLERİ İÇİN ZEMİN ETÜDÜ, TASARIM VE PROJELENDİRME ESASLARI

Ozan DADAŞBİLGE, İnş. Y. Müh.

GEOCON ZEMİN UZMANLARI

TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASIİSTANBUL ŞUBESİ

MESLEK İÇİ EĞİTİM SEMİNERLERİ17-19 Ocak 2017

İÇERİK

1. Tanım Ve Kavramlar

2. Taraflar

3. Zemin Etüdü

4. Geoteknik Tasarım

5. Projelendirme

6. Vaka Analizleri

2

“Ankrajlı İksa Sistemleri İçin Zemin Etüdü, Tasarım Ve Projelendirme Esasları”, 17-19 Ocak 2017, İMO İstanbul, O. DADAŞBILGE

2

1- TANIM VE KAVRAMLAR

İksa Sistemi: Herhangi bir yapının toprak altındaki kısmının yeterli güvenlik marjlarına sahip olarak inşa edilebilmesi için, gerek çevre yapıları ve üçüncü şahısları, gerekse inşaatta çalışan ekipleri koruma amacıyla yapılan, çoğunlukla geçici fonksiyonlu toprak tutma yapısı.

İksa Sistem Elemanları:

Düşey Elemanlar: BA Kazık, BA Perde, Palplanş, Çelik Kazık vb.

Yatay Elemanlar: Öngermeli Ankraj, Pasif Ankraj/Çivi, Boru Destek, BA Destek

Birleştirme Elemanları: Başlık Kirişi, Kuşak Kirişi, BA Perde

“GEOTEKNİK PROJE” kavramı sektörde henüz son birkaç yıldır konuşulmaya başlanmıştır.

Sisteme etkiyen yanal toprak itkileri düşey ve yatay elemanlar tarafından birlikte taşınır. Bunların birbirleriyle bağlantısı ise birleştirme elemanları ile sağlanır.

3


2- TARAFLAR

Yatırımcı / Mal Sahibi: Basiretli İş Adamı

Mimar: Yapının yaratıcısı

Zemin Etüd Raporu Müellifi: Geoteknik çalışmaların ilk ayağı

Tasarımcı: Geoteknik proje müellifi

Diğer Proje Müellifleri: Statik, Mekanik, Elektrik, Altyapı, Peyzaj

Oda: Denetim ve Adil Rekabet

Ana Yüklenici: Kaba – ince inşaat

İksa Alt Yüklenicisi: Uzman ekip

Proje Yönetimi: İş programı ve bütçeye uyum

Yapı Denetim: Üstyapı proje ve imalat kontrolü

Geoteknik Danışman: Proje ve saha kontrolü, değerlendirme,

revizyon kararları ve yönlendirme

Sağlıklı bir proje tasarımı ve uygulaması için tüm tarafların projeye yeterli düzeyde katkı vermesi gerekir.

4


3

3- ZEMİN ETÜDÜ

5

Amaç: İksa elemanlarıyla etkileşime giren (yük veren ve taşıyan) tüm zemin tabakaları hakkında bilgi toplamak: Topoğrafya, tabakalanma,

yeraltı suyu, özel durumları içeren yerel koşullar.

Kapsam: Arazi keşfi, yeraltı araştırmaları, arazi deneyleri, laboratuvar deneyleri.

1. Arazi Keşfi: Yüzey topoğrafyası, saha ulaşım şartları, drenaj olanakları, jeolojik

yüzeylemeler (mostra veya diğer oluşumlar) ve mevcut kazılar, yeraltı altyapı hatları ve yapıları, parsel ve yapı yaklaşma sınırları, potansiyel stabilite düşüklüğü gösteren alanlar (organik zeminler, yamaç molozu, yüksek YASS vb).

2. Yeraltı Araştırmaları: Sondajlar, muayene kuyuları ve jeofizik deneyler ile

tabakalanma ve yeraltı suyu hakkında bilgi toplanır ve numuneler alınır. Boşluklar, ezik zonlar, yüksek plastisiteli killer, gevşek kumların tesbit edilmesi önemlidir. Araştırmalar iksa hattı boyunca, önünde ve arkasında (ankraj kök bölgesini de içerecek şekilde) yapılmalıdır.Yeraltı suyunun varlığı yatay toprak basınçlarını arttırır ve iksa sistem seçimini doğrudan etkiler. Yapı elemanları ile zemin arasındaki arayüzey sürtünme dayanımı azalır. YASS ölçümü için sondaj kuyusu içine piyezometre borusu yerleştirilmeli, kuyudaki su tamamen çekilmeli ve statik seviyeye yükselmesi beklenmelidir.


6

3. Arazi Deneyleri: Standart Penetrasyon Testi (SPT),

Koni Penetrasyon Testi (CPT),

Kanatlı Kesici (Vane),

Pressiyometre (PMT),

Dinamik Sondalama (DS) ve

Dilatometre (DMT)

deneyleri ile zeminin örselenmemiş durumdaki mühendislik özellikleri belirlenir. SPT deneyi ile örselenmiş numune de alınır.

4. Laboratuvar Deneyleri: İsimlendirme/sınıflandırma ve endeks özellikleri,

Kayma mukavameti,

Konsolidasyon karakteristiği,

Drenaj ve sıkışabilirlik karakteristikleri,

Elektrokimyasal özellikler (zemin ve yeraltı suyu için)

çeşitli laboratuvar deneyleriyle belirlenerek tasarıma esas olacak değerler seçilir.

Zemin etüdlerinin planlaması (araştırma noktalarının sayısı, yerleri ve derinliklerinin, arazi ve laboratuvar deney programının belirlenmesi) ve sonuçların değerlendirilmesi (tasarıma esas geoteknik parametrelerin ve proje esaslarının belirlenmesi) geoteknik alanında uzman bir inşaat mühendisince yapılmalıdır.


4

4- GEOTEKNİK TASARIM

4.1. Tasarım Esasları

İşin önemi tüm taraflarına yeterli açıklıkta anlatılmalı (proje koordinasyon toplantıları),

Geoteknik problem doğru teşhis edilmeli (taşıma gücü, oturma, yanal basınçlar, sıvılaşma, heyelan vb.),

Üretilen çözümler Emniyet / Maliyet / Uygulanabilirlik şartlarını optimum düzeyde dengelemeli,

Uygulama esasları verilmeli (teknik şartname),

Kontrol esasları belirlenmeli ve detayları verilmeli (teknik şartname),

Performans Değerlendirme kriterleri ortaya koyulmalı,

Hedeflenen performansın sağlanamadığı durumlarda başvurulacak B planlarını uygulamaya ortam yaratan çözümler projelendirilmeli.

7


1. Verilerin Toplanması: Geoteknik, Jeolojik ve Topoğrafik veriler,Yapı özellikleri,Çevre koşullarının durumu

Eksik verilerle projeye başlanmamalı.

2. Geometrik Modelin Oluşturulması

3. Geoteknik Parametrelerin Belirlenmesi:Zemin raporundaki tanımlamalarla uyumlu olmayan parametrelersorgulanmalı, gerekirse mutlaka ilave etütler yaptırılmalı.

4. İdealize Zemin Profilinin Oluşturulması:Pilot Kazı

Tasarım süreci sahada başlar, ofiste devam eder, sahada biter.

8

4.2. Tasarım Aşamaları


5

4. Analizi Yapılacak Kesitlerin Belirlenmesi:Zemin profili,Geometri (mimari),Yükleme durumu

5. Ön Analizler Ve Avan ProjeDeplasmanlar,Kesit tesirleri,Ön boyutlandırma

6. Mimari Onay:Diğer disiplinlerle uyumun kontrolü

7. Detaylı Analizler ve Uygulama ProjesiDeplasmanlar,Kesit tesirleriAnkraj yükleri,Ankraj kök deplasmanı,Ara kazı kademeleri,Deprem durumu,Toptan göçme,Boyutlandırma

9


8. Teknik Şartnameİksa elemanlarının tanımı,Malzeme seçimi,Makina-Ekipman seçimi,Uygulama esasları,Kalite/Kontrol esasları,Performans ölçüm deneyleri

9. Proje RevizyonlarıYaşayan Projeler

10


6

4.3. Tasarım Gereklilikleri

Projeye hak ettiği zaman verilmeli.

Mimari proje hazırlanırken iksa için yer bırakılmış olmalı.

Sahanın mevcut durumu iyi bilinmeli, mutlaka saha incelemesi yapılmalı (mimari proje - bitmiş durum).

Norm ve Standartların gerekleri dikkate alınmalı.

Mertebe hissi gelişmeli, bilgisayar analizi sonuçları yorumlanmadan proje sonlandırılmamalı.

İksa güvenliğiyle ilgili taleplerde ısrarcı olunmalı. Özellikle kazık imalatlarının geri dönüşü, telafisi çok zor.

Projenin mutlaka uygulanacağı ve iyi bir performans göstermek zorunda olduğu unutulmamalı, her türlü olumsuz etken dikkate alınmalı.

Tasarım revizyona müsait olacak şekilde yapılmalı.

11


4.4. Tasarımla İlgili Önemli Noktalar

Zemine uygun olmayan tasarım Kötü işçilik Göçme

Enstrumantasyona önem verilmeli ve çapraz ölçümler yaptırılmalı. Aletsel ölçüm dışında görsel incelemelere de önem verilmeli. Ölçümler yeterli sayı ve sıklıkta olmalı.

Tüm inşaat aşamaları (kazı ve dolgu) dikkate alınmalı. Kuşak kirişlerinin kırılması gerekiyorsa daha olumsuz durumlar ortaya çıkabilir.

Parametrik çalışma yapılmalı => Emin değilsen dene!

Diğer disiplinlerle uyum için mimarın liderliğinde proje koordinasyon toplantıları düzenlenmeli, varsa uyumsuzluklar bu aşamada düzeltilmeli (drenaj için kanal kazısı vb.).

Kontrol ve performans deneylerinin sonuçları talep edilmeli ve öngörülerle karşılaştırılmalı.

Yüklenici seçiminde uzmanlık derecesi ve makine/ekipman kapasitesi dikkate alınmalı.

12


7

13

4.5. Muhtelif Problemler

Çok fazla deneyimsiz / yetersiz yüklenici firma var.

Seçilen yüklenici firmanın tecrübesi / makine kapasitesi çözümü etkileyebiliyor.

Mevzuatla ilgili sıkıntılar var: Ankrajlara inşaat ruhsatı alınamıyor.

Tasarımcının kontrolü dışında olan çok faktör var.

Zemin etüdü saha içinde yapılıyor. Halbuki iksa sistemine itki veren zemin ve ankraj köklerinin tutunduğu zemin sahanın dışında.

Projeler bugün verilip düne isteniyor.

Uygulama kalitesi mevsim şartlarına, çevre koşullarına ve bölgesel imkanlara doğrudan bağlı.

Sistemin çoğunlukla «geçici» olması projenin diğer taraflarının gözünde işin önemini azaltıyor.

Tarafların çoğunun konu hakkında az bilgisi ama çokça fikri var.


14

5- PROJELENDİRME

5.1. Pafta İçeriği Ve Düzeni

Paftaların hepsinin mümkünse aynı boyutta (A1 veya A0) olmasına özen gösterilmelidir.

Rahat okunabilir bir ölçekle tek paftaya sığmayan çizimler bütün gösterimin dışında bölgelere ayrılarak birkaç paftada ayrıca verilmelidir.

İksa elemanları yerleşim planı, plan detayları, tipik kesitler, cephe görünüşleri, donatı detayları ve ankraj detayları çizim paftalarında yer almalıdır.

Kesit ve detay yerleri planda ve cephe görünüşlerinde gösterilmelidir. Hangi kesitin hangi bölgede geçerli olduğu belirtilmelidir.

Planda ve kesitlerde arazi yüzeyi, parsel sınırı, yapı yaklaşma sınırı ve inşa edilecek bina temeli ile bodrum kat dış perdesi gösterilmelidir.

Planda ve kesitlerde komşu parsellerdeki yeraltı ve yerüstü yapıları ile ankraj veya kazık imalatını etkileyebilecek altyapı hatları kotlarıyla birlikte gösterilmelidir.


8

5.1. Pafta İçeriği Ve Düzeni (devam)

Kesitlerde ankraj test yükü, kilit yükü ve proje yükü ayrı ayrı gösterilmelidir.

Geoteknik enstrumantasyon (inklinometre, loadcell, ekstansometre, piyezometre vb.) noktaları plan ve cephe görünüşlerinde gösterilmeli ve ölçüm periyodu notlarda belirtilmelidir.

Donatı ve ankraj detaylarıyla ilgili gerekli açıklamalar yapılmalıdır.

Tüm iksa elemanları numaralandırılmalıdır.

Proje notlarında her bir iksa elemanı tipi için gerekli uygulama kriterleri belirtilmelidir.

Çizimler diğer proje disiplinlerinin çizimleriyle uyum içinde olmalı ve aynı kot sistemi kullanılmalıdır.

İksa üst kotları belirlenirken hem mevcut arazi kotları, hem de nihai peyzaj kotları dikkate alınmalıdır.

15


5.2. Proje Kontrolleri

Sahada uygulamaya başlamadan önce proje üzerinde ve sahada gerekli kontroller yapılmalıdır.

Proje kotlarıyla arazi kotlarının uyumu : Başlık kirişi, arazi yüzeyi,

çevre yollar ve çevre yapılar

Proje disiplinleri arasındaki uyum (mimari – statik –geoteknik – altyapı): Temel taban kotu, nihai kazı kotu, temel altı detayı,

Plan boyutlarının araziye uyumu: Bina ve iksa sistemi arsaya sığıyor

mu?

Bina ile parsel sınırı arasındaki mesafe: İksa sistemi için yeterli

gabari var mı?

Çevre yapıların yatay mesafesi ve temel taban kotları: Bodrum kat, yeraltı çıkmaları var mı, ankrajlar bunlara denk geliyor mu?

İksa önü ve arkası altyapı hatları ve kotları: Ankrajlar bunlara

denk geliyor mu?

Ankrajların ömrü: Geçici mi, kalıcı mı?

Plan, kesitler ve cephe görünüşleri arasındaki uyum: Hangi

kesit hangi bölgede uygulanacak?

16


9

5.2. Proje Kontrolleri (devam)

Ankraj öngerme test ve kilit yükleri: Her kesit için verilmiş olmalı

Kazıklar arasındaki net açıklık: Ne az ne fazla olmalı

YASS – Kazı Tabanı ilişkisi: Geçirimsizlik ihtiyacı var mı?

Geoteknik ölçüm noktaları ve sıklığı: İnklinometre, loadcell,

ekstansometre,

İnklinometre borusu dip kotları: Kazık arkasında / kazık içinde

Ankraj Uygunluk Testi: Her cephede ve farklı zeminlerde en az 1’er adet

Ankraj yerleşimi: Şaşırtma, ilave ankraj için boşluk

Ankraj kafa detayı: Açılı kafa kullanılmamalı

Kuşak kirişi askı filizleri: Kazıklara asılarak kendini taşımalı

Plandaki kırıklıklar: b açısı ile imal edilecek ankraj var mı?

17


5.2. Proje Kontrolleri (devam)

İksa arkasında izin verilen sürşarj yükü: Demir ve ağır vasıta yükleri

Hafriyat kamyonu giriş – çıkış rampası: Bu bölgede kazıklar nasıl

çözülmüş?

Kazık ve ankraj numaraları: Uygulama sırasında tutulacak kayıtlar açısından

önemli

BU HUSUSLAR SAHADA İMALATA BAŞLAMADAN ÖNCE KONTROL EDİLMELİ VE GEREKLİ REVİZYONLAR PROJE MÜELLİFİNCE YAPILMALIDIR!...

18


10

Her işin bir inceliği vardır!(İnklinometre Borusu Ekleme Detayı)

19


6. VAKA ANALİZLERİ

İksa plan uzunluğu: 750 m

Bina Oturum Alanı: 86.000 m2

Kazı derinliği: 12 – 21,70 m

Zemin Profili: 0 – 3 m Dolgu5 – 10 m Kireçtaşı (Bakırköy Fm)9 - >17m Çok Katı Kil

Çözülen sistem: BA Fore kazık, öngermeli ankraj (geçici ve kalıcı), BA kuşak kirişi

Vurgu: Yatırımcı, proje yönetim teşkilatı ve yapı denetim firmasının işin önemini kavramasının/kavramamasının projeye etkisi.

Vaka-1: ALIŞVERİŞ MERKEZİ

20


11

İksa Vaziyet Planı

21

Kontrol teşkilatının ankraj germe sorusu / 2 ay danışmanlık


1 Yıl Sonra...

22


12

23

23


Uygulamadan Birkaç Fotoğraf

24


13


25



26


14

Sonuçlar

27

İksa sisteminde görülen eksik ve kusurlu imalatlar stabilite açısından kritik önemdedir ve gelinen aşamada tamiri / tamamlanması mümkün değildir.

Deplasman ölçümleri kritik duruma gelindiğini göstermekle birlikte sayıca yeterli olmadığı için değerlendirme yapılmasını güçleştirmektedir.

Gelinen noktada hem kalıcı hem de geçici durum için ciddi riskler mevcuttur.

Kalıcı iksa olarak projelendirilen kısımlar geçici kabul edilmeli ve yükler sistemin her tarafında rijit elemanlarla binaya aktarılmalıdır.

Sonuçların Projeye Yansıması

Statik proje revizyonu (kalıcı bölgede de toprak yükleri binaya)

Mimari proje revizyonu

Mahallerin kullanımında kısıtlama

Projenin satış değerinin düşmesi



Bina oturum alanı: 25.000 m2

Kazı derinliği: 3,0 – 8,50 m

Zemin Profili: 1 – 7 m Dolgu2 – 5 m Katı Kil4 – >15m Çok Katı Kil (Güngören Fm)

Çözülen sistem: BA Fore kazık, öngermeli ankraj (geçici ve kalıcı), BA kuşak kirişi, jetgrout

Vurgu: Önemsiz görülen bölgede karşılaşılan sorunlar ve aletsel gözlemin önemi

Vaka-2: ALIŞVERİŞ MERKEZİ

28


15

Sondaj Vaziyet Planı

29


Zemin Kesitleri

30


16

İksa Vaziyet Planı

31


İnklinometre Kuyuları Yerleşim Planı Ve Yatay Deplasman Grafiği

32


17

Optik Okuma Noktaları Yerleşim Planı Ve Yatay Deplasman Grafiği

33


Kesit-5

34


18

İksa Arkası Sürşarj Durumu

35


Deplasman – Zaman Grafiği

36


19

Deplasman – İnşaat Aşaması İlişkisi

37


Kazık Süreklilik Deney Grafikleri - 225

38


20

Kazık Süreklilik Deney Grafikleri – 226, 227

39



40


21


41


Revize İksa Sistemi - Plan

42


22

Sonuçlar

Revize İksa Sistemi - Kesit

• Projeye aykırı sürşarj yüklemesi ve kazık imalatındaki kalitesiz/yetersiz işçilik nedeniyle, en problemsiz gözüken bölümde aşırı miktarda deplasmanlar meydana gelmiştir.

• Kurulan deplasman ölçüm sistemi sayesinde aşırı deplasmanlar iksa sistemi göçme durumuna ulaşmadan önce tespit edilebilmiş ve acil müdahale ile gerekli kısa ve uzun vadeli tedbirler alınmıştır.

• Meydana gelen bu olumsuzluk mimari projede herhangi bir değişikliğe neden olmamış, ancak ciddi bir ilave maliyet getirmiştir.

43



Bina oturum alanı: 49.000 m2

Kazı derinliği: 9,5 – 21,0 m (ön kazı dahil)

Zemin Profili: 2,0 – 3,0 m Kontrolsüz Dolgu5,0 – 6,5 m Katı – Çok Katı Kil7,0 – 8,0 m Sert Kil

>10 m Çok Zayıf Killi Kireçtaşı (Ceylan/Kırklareli Fm)

Çözülen sistem: BA Fore kazık, öngermeli ankraj, zemin çivisi, BA kuşak kirişi, BA perde

Vurgu: Zemin parametrelerinin seçimi

Vaka-3: Yaşam Kompleksi

44


23

Kesit-5 Bölgesi Sondaj Vaziyet Planı

45


Zemin Kesiti

46


24

İksa Analizi Geoteknik Parametreleri – İlk Çözüm

47


Sistem Kesiti – İlk Çözüm

48


25

Sonlu Elemanlar Modeli – İlk Çözüm

49


Beklenen Yatay Deplasman – İlk Çözüm

50


26

İksa Analizi Geoteknik Parametreleri – İkinci Çözüm

51


Sistem Kesiti – İkinci Çözüm

52


27

Sonlu Elemanlar Modeli ve Beklenen Yatay Deplasman – İkinci Çözüm

53


Birinci Çözüm İkinci Çözüm

SİSTEM KARŞILAŞTIRMASI

54


28

Ölçülen Deplasmanlar(Nihai kazı aşaması)

55


DEPLASMAN KARŞILAŞTIRMASI

Tahmin Edilen: 90 mm

Ölçülen: 87 mm

56


29

Sonuçlar:

Hafriyat Durumu – 20 Mayıs 2014

• Ölçülen deplasman değerleri drenajlı parametrelerin dikkate alındığı ilk çözümün gerçek davranışa uygun olmadığını göstermiştir.

• Kilin drenajlı duruma geçene kadarki davranışı oldukça hızlı ilerleyen geçici iksa uygulamalarında öncelikli olarak dikkate alınmalıdır.

• Zemin ne kadar iyi bilinirse bilinsin aletsel ölçümler ve görsel incelemeler yapılan kabullerin doğruluğunun ve sistemin performansının tek ölçütüdür.

57


SON SÖZ

“İyi bir mühendislik muhakemesiyle bir zarfın arka yüzünde bile yapılabilen tasarım, muhakeme yeteneği olmadan tonlarca bilgisayar çıktısı olsa da ortaya çıkartılamaz”Anonim

TEŞEKKÜRLEROzan Dadaşbilge, İnş.Y.Müh.GEOCON ZEMİN UZMANLARI

58

ANKRAJLI İKSA SİSTEMLERİ İÇİN ZEMİN ETÜDÜ, TASARIM VE PROJELENDİRME …imoistanbul.org/imoarsiv/seminer-notlari-ekim-2016/ozan... · 2017-01-20 · 1 ankrajli İksa sİstemlerİ

Documents