Ankraj ve Zemin Çivisi | 3

Ankraj ve Zemin Çivisi

Ankraj ve zemin çivisi (Şekil 1), derin kazılarda düşey iksa sistemleri ile birlikte kullanılan yatay destek elemanlarını oluşturmaktadır. Arazi koşulları, çevre yapılar, alana etkiyen dış yükler ve alanda oluşan yanal toprak basınçlarına göre tasarımı yapılan ankraj ve zemin çivisi; düşey iksa sistemlerinde belirli düşey ve yatay aralıklar ile kullanılmaktadırlar.

Ankraj ve zemin çivisi
Şekil 1. Ankraj ve zemin çivisi

Bu yazı içeriğimde yatay derin kazılarda yatay destekleme elemanı olarak bilinen ankraj ve zemin çivisi özelliklerine değineceğim.

Zemin Çivisi

Zemin çivisi (Şekil 2), çubuk veya fiber halatlardan oluşan yatay destek elemanları olarak tanımlanmaktadır. Derin kazılarda stabiliteyi sağlamak veya deformasyonları önlemek amacı ile kullanılmaktadırlar. Zemin veya kaya ortamına açılan delik içerisine çelik halatın yerleşmesi ve bu bölgenin enjeksiyon ile doldurulması prensibi ile inşa edilmektedirler. Şevli açılan derin kazı yüzeyleri ve shotcrete kullanılan düşey destek elemanlarında yaygın olarak tercih edilmektedirler.

Ankraj ve zemin çivisi
Şekil 2. Zemin çivisi

Zemin çivileri:

Kullanım alanlarında ekonomik çözümler üretmesi
Farklı zemin koşullarında kullanılabilir olması
Kullanımı sırasında hafif ekipmanlar ile kolay uygulanabilir olması
Esnek bir davranış sergileyerek gelen yanal yükleri karşılayabilmesi yönlerinden avantaja sahiptirler (Özdemir, 2006).

Zemin çivileri uygulama detaylarına ait bilgileri içeren örnek bir görsel Şekil 3 de gösterilmiştir.

Ankraj ve zemin çivisi
Şekil 3. Zemin çivisi uygulama detayları

İksa sitemleri yazı içeriğimde de değindiğim gibi ankraj ve zemin çivisi derin kazılarda yatay destek elemanı olarak kullanılmaktadır. Yanal toprak basınçlarının artması ile oluşabilecek deformasyonların birçoğu bu yatay destek elemanları tarafından karşılandığından dolayı titizlikle ve özenle imal edilmeli, arazide gerekli kontrol testleri yapılmalıdır.

Ankraj

Ankraj, düşey destek elemanlarından alınan yükün aktif kamanın arkasında yer alan zemin/kaya tabakasına (pasif kamaya) aktaran yatay destek elemanı olarak tanımlanmaktadır. Ankrajlar derin kazı projelerinde yatay yer değiştirmeleri önleyen en önemli iksa elemanıdır. Derin kazı iksa sistemlerinde; yanal toprak basınçlarının oluşturacağı düşey yer değiştirmelerin önlenmesi, şev yapıları ve titreşimli yükler altında yer değiştirmelerin önlenmesi amacıyla inşa edilmektedirler (Yalçın, 2019). Ankraj kullanım amaçları Şekil 4 de verilmiştir.

Şekil 4. Ankraj uygulama alanları

Ankrajlar yaygın olarak derin kazı projelerinde kullanılmasına rağmen, derin kazı projeleri dışında da birçok farklı amaç için kullanılabilmektedir. Bu amaçlar;

  • Deprem ve titreşimli yükler altında sismik stabilitenin arttırılması
  • Baraj yapılarının yükseltilmesinde destek elemanı olarak kullanılması
  • Tünel, metro gibi yer altı yapılarının stabilitesinde
  • Kazı ile oluşabilecek düşey yer değiştirmelerin önlenmesinde
  • Kritik kayma yüzeyine sahip bölgelerde stabilitenin sağlanmasında
  • Uygulama alanında oluşabilecek dönmelerin engellemesi olarak sıralanabilir.

Ankrajlar uygulanan öngerme yükü ve kök bölgesine yapılan enjeksiyon ile zemin arasındaki sürtünme kuvveti ile yük taşımaktadırlar (Şekil 5).

Şekil 5. Ankraj bölgeleri

Ankrajlı sistemler Şekil 5 de de gösterildiği gibi serbest boy, kök boyu ve ankraj kafası olmak üzere 3 ana bölümden oluşmaktadır.

Ankraj serbest boyu (Şekil 6), aktif kama içerisinde kalan, ankrajın uç ve kafa kısımları arasında enjeksiyonun yapılmadığı kısımdır. Serbest boyda ankraj halatlardan oluşmaktadır. Ankraj serbest boyu, verilen ön germe yükününün kök bölgesine aktarılması açısından büyük bir öneme sahiptir. Ankraj serbest boy uzunlukları belirlenirken potansiyel kayma kaması göz önünde bulundurulmalı ve serbest boy bu bölgenin dışında olmalıdır.

Şekil 6. Ankraj serbest bölgesi

Ankraj kök boyu ise ankraj serbest boyunun son kısmı ile ankraj delgisinin yapıldığı son nokta arasındaki kısımdır. Ankraj kök kısmının en önemli özelliği bu bölgenin enjeksiyon ile kaplanmasıdır. Ankraj kök bölgesinde yapılan enjeksiyonun serbest boya etki etmemesi ve sızıntı ile dışarı çıkmaması gerekmektedir. Enjeksiyon ile zemin arasında oluşan sürtünme kuvveti, gelen yatay yüklerin karşılanmasında ve ankrajın alabileceği maksimum yükün belirlenmesinde en önemli durumdur.

Ankraj kafası (Şekil 7) ise düşey destek elemanlarının dışında kalan kısım olarak tanımlanmaktadır. Ankraj kafasının kullanım amacı öngerme yükünden dolayı oluşabilecek kuvvetlerin düşey iksa sisteminde yayılmasını sağlamaktır. Ankraj kafası, germe kafası (başlık), sıkıştırıcılar (kama) ve ankraj plakası olmak üzere üç farklı bileşenden oluşmaktadır.

Şekil 7. Ankraj kafası bileşenleri

Tüm bileşenleri göz önüne aldığımızda ankrajlar; tendon (halat), enjeksiyon, plaka, ankraj kaması ve ankraj başlığından oluşmaktadır. Tendon veya çelik halat, tek başına yada demet halinde kullanılan yük taşıma elemanı olarak tanımlanmaktadır. Çelik haltlar yedi telin birleşmesinden oluşan ve en düşük çekme dayanımı 1860 MPa olan ankraj elemanlarıdır.

Elastik geri dönmeyi engelleyen eleman olarak tanımlanan ankraj kaması, çelik halatları ankraj kafası içerisinde tutan yapı elemanıdır. Yüksek bir mukavemet değerine sahip olan kamalar özel bir geometride inşa edilirler. Kamaların kullanım amacı ankraja gelen yükün ankraj kafasına aktarılmasıdır.

Derin kazılarda yatay destekleme elemanları olan ankraj ve zemin çivisini ele aldığım yazımı okuduğunuz için teşekkür ederim.

Sevgiyle Kalın 🙂

Ankraj ve zemin çivisi uygulamalarını da içeren derin kazılarda yapılan kazı ve iksa uygulamalarına dair yönetmeliğe ulaşmak için linke tıklayabilirsiniz. Link

Kaynaklar:

  • Özdemir, O., (2006). ” Eğimli Yüzeylerde Zemin Çivisi Uygulamasıyla İlgili ile Bir İnceleme” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İTÜ, İstanbul.
  • Yalçın, G., (2019). “Derin Kazılarda Ankraj Parametrelerinin Sayısal Analizi” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erciyes Üniversitesi, Kayseri.
  • Yıldırım, S., 2009. “Zemin incelemesi ve temel tasarımı” Birsen yayınevi, İstanbul.

No Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir