istinat duvarları

İstinat Duvarları

Tabii zeminler ile toprak, kum, çakıl gibi malzemelerden oluşan dolgu zeminler, eğer farklı kottaki iki düzey arasında düşey bir düzlem halinde ise dengede duramaz ve göçerler. Göçmeyi önlemek, toprak nedeniyle oluşan yanal kuvvetleri engellemek için arazide ya düşük eğimde kademelendirme ile şevlendirme yapılır ya da istinat duvarları inşa edilir.

İstinat yapıları özellikle eğimli arazilerde zemini tabi şev açısından daha dik açılarda tutmak ve toprak kaymasını engellemek amacıyla imal edilen mühendislik yapılarıdır. İstinat yapıları kıyı bölgelerinde, dere ve kanal kenarlarında erozyon ve taşkından koruma, köprü ve yaklaşımlarında kenar ayak görevi yapma, derin kazıları ve yapıları tutma, eğimli arazilerde güvenli kademelendirme, şev stabilitesini arttırma gibi birçok fayda sağlarlar.

Genel tanım olarak ise bir istinat duvarları (dayanma duvarı) zemin yüzeyinde meydana gelen değişimleri düşeye yakın bir düzlemde tutan ve zeminin doğal şev açısı ile hareket etmesini engellemek için kullanılan yapılardır.

Betonarme İstinat Duvarı

Betonarme konsol dayanma yapısı

Klasik İstinat Duvarları

Klasik betonarme bir İstinat duvarlarının görünen yüzüne duvar önü, zeminle temas halindeki yüzüne duvar arkası denir. İstinat duvarı, yatay hareketlere karşı yeterli mesnet teşkil edecek bir taban ve buna ankastre bir gövdeden oluşur. Tabanın ön tarafındaki alt uca topuk adi verilir. Duvar gövdesinde drenaj katmanında gelen suyu dışarı atan ve tıkanmayı engelleyen yapılara ise barbakan denir.

İstinat duvarları devamlı olarak dış etkenlere maruzdur. Bu bakımdan duvarların yapımında dış etkenlere dayanıklı malzemeler kullanılmalıdır. İstinat yapılarının en büyük düşmanı olan yer altı suyu ve yağmur suyu bu yapıların tasarımında ve imalatında dikkate alınmalı, suyun dolgu zemini içerisinden hızlıca atılabilmesi için uygun dolgu malzemesi seçilmeli ve gerekli tedbirler alınmalıdır.

 

Günümüzde birçok değişik dayanma yapısı inşaa etmek mümkün olmakla birlikte genel olarak kullanılan istinat yapıları 4 ana başlık altında verilebilir;

Ağırlık(Masif) İstinat Duvarları

Genellikle taş duvar olarak anılan masif kütle istinat duvarları kendi ağırlıkları ile zeminden gelen yanal itkiyi kontrol etme prensibi ile çalışan yapılardır. Bu tür dayanma yapıları genellikle taş, kaya ve betondan yapılır. Çekme kuvvetlerine karşı dayanımları düşük olması nedeniyle 3-4 metreden fazla yüksekliklerde yapılması güvenlik açısından önerilmez. Genellikle harçlı ve harçsız olmak üzere büyük taşlardan ve kayalardan yapılmaktadır.

Taş Duvar Uygulaması

Taş Duvar Uygulaması

Taş Duvar İmalatı

Taş/Kaya İstinat Duvarları

Taş, pere kaplamalar genellikle görünümleri nedeniyle istinat duvarlarına benzetilse de bu yapılar genellikle şev yüzeyini kaplamak, hidrolik yapılarda erozyonu engellemek, mimari uygulamalarda estetik ve doğal bir görünüm sağlamak için imal edilen kaplama uygulamalarıdır. Bu yapılar toprak yüklerini taşıma amaçlı olarak yapılmazlar.

Betonarme İstinat Duvarları

Betonarme olarak imal edilen bu yapılar konsol mantığı ile çalışırlar. Demir donatılı olarak betonarme gövdeye sahip bu yapılarda toprak yükü önceden tasarlanmış bir temel üzerine yapılan gövdenin moment alması ve dönmeye karşı direnmesi ile taşınır.

Betonarme istinat yapıları ağırlık duvarlarına oranla daha narin kesitlere sahip, daha ekonomik ve güvenli mühendislik yapılarıdır. Dönmeye, kaymaya ve göçmeye karşı önceden projelendirilerek imal edilirler. Yüksekliğin fazla olduğu, duvar kalınlığının az ve sağlam olması istenilen yerlerde, elverişli taş temininin zor olduğu durumlarda istinat duvarları betonarme olarak inşa edilir.

Betonarme İstinat Duvarı

Betonarme istinat duvarı temel ve gövde imalatı

Beton İstinat Duvarı

Betonarme istinat duvarı

Betonarme istinat yapılarında yükseklik ile maliyet doğru orantılıdır. Yükseklik arttıkça duvar kesiti hızla kalınlaşır, gereken beton ve demir miktarı önemli oranda artar. Duvarın yüksekliği 8-9 m ve üzerine çıktığı takdirde ise sistem ekonomik olmaktan uzaklaşır.

Bu duvarlar genel olarak proje gereksinimlerine göre L ve ters L konsol, hafifletme konsollu duvarlar, nervürlü istinat duvarları gibi birçok farklı yapıda imal edilirler.

Toprakarme Duvarlar (Çelik Şeritli Duvarlar)

MSE (Mekanik olarak güçlendirilmiş Zemin) ilkesi ile çalışanprekast panelli toprakarme (donatılı zemin) sistemlerde zemin ile özel aderanslı çelik donatının birlikte kullanılması ile bu malzemeler arasında sürtünme yaratılır. Bu sistemlerde zemin kütlesinin içinde oluşan gerilmeler özel galvanizli çelik şerit donatılar tarafından karşılanır. Dolgunun akmasını engellemek ve estetik bir görüntü sağlamak amacı ile donatılı zemin bloğunun yüzünde prekast beton cephe elemanları kullanılır.

Toprakarme istinat duvarı

Vinç ile toprakarme duvar imalatı

Toprakarme Duvar

Toprakarme panelli duvar

Donatı elemanları yatayda projesine göre değişken boy ve ara mesafe ile kademeler halinde sıkıştırılarak inşa edilen dolgu içerisine yerleştirilir. Donatılar prekast yüzey elemanlarına bağlanır. Toprakarme yapılar esnek tipte istinat yapıları olmaları nedeniyle, dinamik yükleme altındaki performansları yüksektir. Bunun yanında geosentetik donatılı Flexi Geoduvarlara oranla daha nitelikli dolguya ihtiyaç duyarlar.

Toprakarme yapılar ekonomi, yüksek imalat hızı, estetik görünüm ve güvenilirliği kanıtlanmış deprem dayanımı gibi avantajları ile diğer imalat yöntemlerine kıyasla ön plana çıkmaktadır.

Geogrid Donatılı MSE Geo Duvarlar

Geosentetik donatılı duvarlar özellikle klasik istinat yapılarının ulaşamayacağı yüksekliklere rahatlıkla ulaşabilmeleri ve yüksek deprem yükleri altında mükemmel performans göstermeleri nedeniyle tercih edilirler.

Son 40 yıl içinde ABD’de MSE teknolojisi ile inşa edilen istinat duvarları, klasik betonarme ve toprakarme istinat duvarlarına alternatif olarak büyük bir uygulama alanı bulmuştur. Dolgu içinde projesinde belirlenen aralıklarla kullanılan geosentetik donatılar (geotekstil veya geogrid), dolgu malzemesinin duvar kenarlarına yaptığı yatay zemin yüklerini, çekme kuvveti olarak üzerine almaktadır.

Geosentetik donatılarla güçlendirilmiş dolgu malzemesi kayma yüzeylerini engelleyerek, çok dik dolgu şevlerine imkan vermektedir. Böylelikle 90°’ye yakın açılarda 20-30 m yüksekliğe ulaşabilen istinat duvarları imal edilebilmektedir.

Geogrid ve Geotekstil Donatı

Jeoduvarların (geoduvar) ortak özellikleri geosentetik donatılı (geotekstil ya da geogrid) olmalarıdır. Bu duvarları birbirinden ayıran en önemli özellikleri ise ön yüzlerinde kullanılan rijit ya da elastik malzemeler ve uygulama teknikleridir. Ön yüzey seçimi proje özellikleri ve müşteri istekleri doğrultusunda değişiklik göstermektedir. Bu yapıların günümüzde özellikle tercih edilmelerinin bir önemli sebebi ise klasik betonarme yapıların aksine imalatları tamamlandıklarında ön yüzlerinde ayrıca bir kaplama maliyeti getirmemeleridir. MSE duvar imalatı tamamlandığında son kullanıma hazır hale gelir.

Modüler Bloklu Geoduvar

Beton modüler bloklu geoduvar imalatı

Şeb bloklu geoduvar

Modüler şev beton bloklu yeşil geoduvar

MSE duvarlar son derece emniyetli yapılardır. Deprem yükleri altında enerji emebilen yapılarından dolayı mükemmel performans gösterirler. Gücü yapıya eşit olarak dağıtan bu sistemler, zayıf zeminlerde dahi dönmeye ve göçmeye karşı yüksek direnç gösterirler.

MSE Jeoduvar sistemler betonarme istinat yapılarından farklı olarak arkalarındaki toprağın yükünü moment ile taşımak yerine her kademede serilen geosentetik donatılara aktarılan çekme yükleri sayesinde önemli derecede moment almadan çalışırlar. Ayrıca rijit betonarme sistemlerin aksine bu sistemler elastik olmaları nedeniyle aşırı deprem yüklerinde dahi taşıma kapasitelerini yitirip ani göçmelere neden olmazlar.

Düz bloklu geoduvar

Düz bloklu geoduvar imalatı

Geogrid Donatılı Duvar

Yeşil ön yüzlü geoduvar

Bu tip istinat duvarlarında kullanılan donatı polipropilen/polyester esaslı olduğundan herhangi bir korozyon riski bulunmamaktadır. Bu tip duvarların yol mühendisliğinde sıkça rastlanan şev stabilitesi ve temel sorunlarına tipik betonarme istinat yapılarına oranla çok daha ekonomik çözümler getirdiği bilinmektedir. Ayrıca imalat hızı, istenilen geometriye uyum sağlaması, estetik görünüşü ve esnek bir yapıya sahip olmaları, deprem hareketlerine ve temel oturmalarına rijit bir yapıya oranla daha iyi karşılık vermeleri bu tarz duvarların başlıca üstünlüklerindendir.

Dünya üzerinde çeşitli ülkelerde ve ülkemizde yapılan akademik çalışmalar ve deprem yükleri altında yapılan tam ölçekli deneyler geosentetik donatılı duvarların performansının ne kadar başarılı olduğunu göstermektedir. Ayrıca önemli depremler sonrası yapılan gözlemler ve ölçümler geosentetik donatılı duvarların doğru projelendirildiğinde ve uygulandığında ne kadar başarılı olduklarını kanıtlamıştır.

İlgili Ürünler ve Uygulamalar


One Response to İstinat Duvarları ve Tipleri Nelerdir?
  1. […] Dayanma yapılarını içeren bu yazımda dayanma yapılarını tanımlayıp yaygın olarak bilinen türlerine değinmeye çalıştım. Bir sonraki yazılarımda bu dayanma yapılarına ayrı ayrı değinip tasarım aşamalarını anlatacağım. Sonraki yazılarımda görüşmek dileklerimle.. […]

Comments are closed.


[top]