Şev Duraylılığı | 1

Şev Duraylılığı

İnsan eliyle veya doğal yollar ile oluşturulmuş eğimli yüzeylere şev adı verilmektedir (Şekil 1) (Özaydın, 2016). Şev problemlerinde belirlenmesi gereken ilk durum şev duraylılığının sağlanıp sağlanmadığıdır.

Şekil 1. Örnek bir şev yapısı

Şevlerde duraylılık yer çekimi kuvveti dışında şev kütlesine etki edebilecek diğer kuvvetlerin önlenmesi ile sağlanmaktadır. Yer çekimi kuvveti dışında şeve etki edebilecek ve şev duraylılığını azaltacak diğer kuvvetlere:

  • Doğal şev açısının dış etkenler ile arttırılması
  • Şev yüksekliğinin arttırılması
  • Şev üzerine dış yük eklenmesi sonucu yükün arttırılması
  • Şev bölgesine yakın alanlarda veya şev bölgesinde dinamik yüklerin oluşması
  • Şev bölgesi alanındaki yüzey sularının azalması veya artması
  • Şev bölgesindeki boşluk suyu basıncının artması örnek olarak verilebilir.

Şev duraylılığının bozulmasının (Şekil 2) temelinde iki ana temel problem vardır. Bunlar;

  1. Kayma gerilmelerinin, kaydırıcı kuvvetlerin artması
  2. Kayma mukavemetinin azalmasıdır.
Şev duraylılığı
Şekil 2. Şev kaymalarının meydana gelme döngüsü

Şev açısının artması ve şev üzerine dış yük eklenmesi kayma doğrultusundaki kuvvet bileşenlerini ve kayma gerilmelerini arttırarak şev duraylılığını bozan durumlara örnek olarak verilebilir. Şev yüzeyinde olası durumda bulunabilecek çatlaklar ve bu çatlaklardan içeriye sızan sular kayma doğrultusunda hidrostatik basınç meydana getirir ve sızan bu suların drene olamaması durumunda boşluk suyu basınçları artar, buna paralel olarak efektif gerilmeler azalır. Efektif gerilmelerin azalması da kayma mukavemetini azaltan bir durum olarak şev duraylılığını bozan durumlara örnek olarak verilebilir.

Şevde kazı yapılması gerilmeleri değiştiren bir etkendir. Özellikle şev topuğuna yakın yapılan kazılarda kaymaya karşı koyan kuvvet azalır ve bu durumda şev duraylılığını bozan (kayma direncini azaltarak) duruma bir diğer örnektir.

Şev duraylılığının bozulması zemin ve kaya ortamına bağlı olarak akma, kayma, devrilme ve düşme şeklinde meydana gelebilmektedir (Şekil 3).

Şev duraylılığı
Şekil 3. Şev oluşum türleri

Şev duraylılığının bozulma durumları Varnes (1978) tarafından sınıflandırılmış ve sınıflandırma tablosu Şekil 4 de gösterilmiştir.

Şev duraysızlık tablosu
Şekil 4. Şev duraysızlık sınıflandırması (Varnes, 1978)

Şev duraylılığını sağlayabilmek için meydana gelecek göçme risklerini ortadan kaldırarak önlemler almak gerekmektedir. Şev göçmelerinin önlenmesi için bu olayı meydana getiren sebepleri yok edilmeli, şevin kaymasına neden olan kuvvetleri azaltmalı ve / veya şeve karşı direnen kuvvetler artırılmalıdır. Bu amaçlar neticesinde stabiliteyi sağlamak için yapılabilecek önlemler dört ana kategoride toplanabilir.

  1. Şev geometrisinin düzenlenmesi
  2. Şev alanında drenaj önlemleri alınması
  3. Şev bölgesinde destekleme yapıları yapılması
  4. Bitkilendirme

1.1 Şev Geometrisinin Düzenlenmesi

Şevlerde duraylılığı; şev geometrisine bağlı olarak dört farklı şekilde arttırabiliriz. Bu durumlar:

  1. Şev üzerinden yük kaldırılması ile kaydırıcı kuvvetlerin azalması (Şekil 5)
Şev duraylılığını arttırmak için yük kaldırılması
Şekil 5. Şev duraylılığını arttırmak için yük kaldırılması (Huang, 2014)

2. Şevde kademelendirme yapılması sonucu eğim açısı ve yükün azaltılması (Şekil 6)

 Şev stabilitesini arttırmak için kademelendirme yapılması
Şekil 6. Şev stabilitesini arttırmak için kademelendirme yapılması

3. Topuk kısmına yük eklenmesi ile kaymaya karşı koyan kuvvetlerin arttırılması

4. Şev eğim açısının tepe kazısı veya palye kazısı ile azaltılmasıdır (Şekil 7).

Şekil 7. Şev stabilitesini arttırmak eğim azaltılması (Duncan ve Wright, 2005)

1.2 Drenaj Önlemleri

Drenaj şev stabilitesini sağlamak amacıyla en sık tercih edilen yöntemdir. Şev stabilite problemleri, genellikle yeraltı su seviyesi ve boşluk suyu basınçlarının ani olarak yükselmesi sonucu meydana gelmektedir. Bu durumu önlemek adına yüzeysel ve derin drenaj yöntemleri geliştirilmiş ve bu yöntemler sonucunda yüksek verimlilik elde edilmiştir. Drenaj ile stabiliteyi artırmak (Şekil 8) diğer şev stabilizasyon yöntemlerine göre daha kolay ve düşük maliyetlidir.

Şekil 8. Şev stabilitesini arttırmak için yapılabilecek drenaj önlemleri

1.3 Şev Bölgesinde Destekleme Yapıları

Şev kaymalarını önlemek ve şev duraylılığını sağlamak amacıyla, destekleme elemanı olarak (Şekil 9); pasif kazık, istinat yapıları, ankrajlı sistemler ve donatılı zemin uygulamaları yapılabilmektedir. Bu destekleme elemanları genellikle şev geometrisinin değiştirilmesi ve drenaj yöntemleri ile birlikte de uygulanmaktadır.

Şekil 9. Şev duraylılığını sağlamak amacıyla yapılan destekleme elemanları

Yapısal güçlendirme elemanları düzgün tasarlanıp inşa edildiğinde şevde direnen kuvvetlere ilave kuvvet sağlamaktadır. Bu şekilde yüksek kayma potansiyeli olan zeminlerde kaymanın engellenmesi sağlanmış olmaktadır. Diğer önlemler nazaran daha maliyetli bir uygulamadır.

1.4 Bitkilendirme

Bitkilendirme yöntemi, yüzeysel erozyonu ve sığ zemin hareketini önlemek için tercih edilebilmektedir. Bitkilendirme (Şekil 10), canlı bitki sap ve dalları ile yapılabilmekte ve desteklem yapıları ile birlikte tercih edilmektedir.

Şekil 10. Şev duraylılığını sağlamak amacıyla yapılan bitkilendirme

Bitki örtüsü yağışların kesilmesi ve yeraltı suyunun terletilmesi süreçlerinde şev stabilitesi üzerinde faydalı bir etkiye sahiptir, böylece daha kuru topraklar oluşur ve yeraltı suyu basınçlarında bir miktar azalma sağlanmış olur. Bu hidrolik etkilere ek olarak bitki kökleri zemin kayma mukavemetini arttırarak, zemini güçlendirir.

Şev konusuna genel bir giriş yaptığım ve şev duraylılığından bahsettiğim yazımın sonuna gelmiş bulunmaktayız. Soru ve önerilerle geri dönüşleriniziçin teşekkür ederim..

Sevgiyle kalın 🙂

Kaynaklar:

  • Özaydın, K., (2016). “Zemin mekaniği”, Birsen yayınevi, Genişletilmiş baskı, İstanbul.
  • Duncan J.M. ve Wright, S.G., (2005). Soil Strength and Slope Stability, John Wiley and Sons, Hobaken, N.J.
  • Huang, Y. H. (2014). Slope Stability Analysis by the Limit Equilibrium Method: Fundamentals and Methods, ASCE Press.
  • Huvaj, N. (2017). “Şev Stabilitesi”, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası sunumu, İstanbul. (link)

No Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir