Derin Kazı Destekleme (İksa) Sistemleri Nelerdir ?
• Fore Kazık Ve Ankrajlı İstinat
Fore kazık ve ankrajlı istinat yapısı; düşey yönde fore kazıklar ve yatayda öngermeli ankrajlar ile desteklenmiş bir yapıdır. Ankraj sistemleri; zemin, çevre yükler, zemin suyu, deformasyon kriterleri vb. faktörlere bağlı olarak göğüsleme kirişleri üzerinden ön germe uygulayarak fore kazıkların duraylılığını sağlar.
İksa sisteminin inşasına öncelikle düşey elemanlar olan forekazıkların imalatı ile başlanır. Fore kazıklar farklı kapasite ve boyuttta makine ve ekipmanlar kullanılarak inşa edilebilir. Delgi esnasında zemin şartlarına, yer altı su durumuna, kazık boyuna ve kullanılan ekipman kapasitesine bağlı olarak muhafaza (kılıf) borusu kullanılarak veya bentonit çamuru kullanılarak yapılabilir.
Fore kazıkların inşası tamamlandıktan sonra fore kazıklar en üst seviyede bir başlık kirişi ile birbirine bağlanır. Başlık kirişi boyutları proje gereksinimleri ve fore kazık çapına göre değişken olabilir. Daha sonra kademeler halinde kazı yapılarak geoteknik projeye uygun seviyeler ve aralıklarda ankrajlar ve kuşaklama kirişleri inşa edilir. Böylece yukarıdan aşağıya doğru iksa sistemi kazıya paralel olarak imal edilir.
Çevre şartlarına bağlı olarak öngermeli ankrajların uygulanamayacağı durumlarda, düşey fore kazık elemanları kazı içerisinden kademeler halinde göğüsleme kirişlerine dayanan destek boruları veya kirişleri (strut) ile de desteklenebilir.
• Mini Kazık Ve Ankrajlı İstinat
Mini kazıklı ankrajlı bir istinat yapısında fore kazıklı ankrajlı bir iksa sistemine göre tek fark düşey yöndeki elemanların daha küçük çaplı mini kazıklar ile oluşmasıdır. Bu sistemde de fore kazıklı ankraj sistemine benzer olarak mini kazıklar yatayda ön germeli ankrajlar ile desteklenir.
Mini kazıklar tipik olarak çapları 25cm ile 40cm arasında olan düşey elemanlardır. Mini kazıklar
- Delgi
- Donatının yerleştirilmesi ve
- Beton dökülmesi
sıralaması ile inşa edilir. Mini kazıkların inşası tamamlandıktan sonra; mini kazıklar en üst seviyede bir başlık kirişi ile birbirine bağlanır. Başlık kirişi boyutları proje gereksinimleri ve mini kazık çapına göre değişken olabilir. Daha sonra kademeler halinde kazı yapılarak geoteknik projeye uygun seviyeler ve aralıklarda ankrajlar ve kuşaklama kirişleri inşa edilir. Böylece yukarıdan aşağıya doğru iksa sistemi kazıya paralel olarak imal edilir.
• Zemin Çivili Esnek Duvar
Zemin çivili ya da pasif ankrajlı iksa sistemi, yukarıdan aşağıya doğru kademeler halinde inşa edilir. Bu sistemde öncelikle düşeyde 1.5m ile 2.0m kademeler halinde yapılan kazıya paralel olarak zemin çivileri inşası tamamlanır. Zemin yüzeyine çelik hasır donatı yerleştirilerek, zemin çivilerinin kafaları plaka ve somunlar ile bağlanır. Daha sonra kazı kademesi ikinci tabaka püskürtme beton ile kaplanır ve bir sonraki kazı kademesine geçilir.
Kazı derinliği, çevre yükler, yer altı suyu durumu, zemin koşulları gibi koşullara bağlı olarak zemin çivisi boy ve aralıkları değişkenlik gösterir.
• Püskürtme Beton (Shotcrete)
Püskürtme beton, yüksek hava basıncı ile bir yüzeye püskürtülen ve kendi kendine sıkışan betondur. İksa sistemlerinde zemin yüzeyine serilen çelik hasır donatının zemin çivileri ya da pasif ankrajlar ile desteklenmesinin ardından üzerine serilen püskürtme beton ile sistem tamamlanmış olur. Uygulama hızı ve ekonomik olması sebebiyle zemin koşullarına bağlı olarak tercih edilen bir derin kazı destekleme sistemidir.
Derin Kazı Destekleme (İksa) Yöntemleri Nelerdir ?
Forekazıklar zemin içerisinde dairesel kesitli bir delgi yapılması ve bu delgi içerisine demir donatı ve beton yerleştirilmesi ile inşa edilmektedir.
Zemin şartları, yeraltı suyu seviyesi, kazık boyu ve çapı gibi faktörlere bağlı olarak farklı kapasite ve boyutta makine ve ekipmanlar kullanılarak inşa edilebilir. Delgi esnasında zemin ve yeraltı suyu şartlarına, kazık boyuna ve kullanılan ekipman kapasitesine bağlı olarak muhafaza (kılıf) borusu kullanılarak veya bentonit çamuru kullanılarak imal edilir. Fore kazık delgi çapları 65 cm ila 300cm arasında yapılır.
Donatının yerleştirilmesi sonrasında betonlama tremi boruları kullanılarak kazığın alt ucundan yüzeye doğru yapılır.
Yapım esnasında düşey derinlik ve çap kontrolü, donatının konumlandırılması, dökülen beton hacmi; yapım sonrasında ise süreklilik (integrity) deneyleri ve yükleme deneyleri (statik, dinamik, veya Oesterberg cell) ile kontroller sağlanmaktadır.
Mini kazıklar fore kazıklara göre daha küçük çaplı kazıklardır. Kazık çapları genelde 15-40cm civarındadır. Mini kazıklar fore kazıklara nazaran daha düşük mertebedeki düşey ve yatay yükleri taşımaya yönelik imal edilmektedir. Mini kazıklar imalatında beton sürekliliğinin sağlanabilmesi için kazıkların boyu sınırlanmakta ve özel ince dane çaplı beton kullanılmaktadır.
Ankraj en basit şekliyle, istinat yapıları, kazıklı temeller, köprü yaklaşımları, şevler, kıyı yapıları veya diğer mühendislik yapıların yatay ve düşey hareketi engelleyerek stabilizasyonunu sağlayan, zemin veya kayaya sabitlenerek yerleştirilen, çekme kuvvetlerine maruz kalan elemanlar olarak tanımlanabilir. Kısa bir tanımla ise yapılarda çekme ve basınç kuvvetlerinden dolayı oluşabilecek devrilme momentlerini karşılayarak zemine veya kayaya aktaran elemanlar olarak da tanımlanabilir.
Zemin çivileri, derin kazı ile yapılan yapılarda, kazı durabilite uygulamalarında ve şev stabilitesinin desteklenmesinde zemin yüzeyinden zemine yük aktarımını sağlayan bir destekleme elemanıdır. Zemin çivileri genellikle çelik çubuk veya fiber halat donatılardan oluşmaktadır, zemine yük aktarımını güvenli bir şekilde yapmak ve korozyona karşı koruma sağlayabilmek amacıyla genellikle delik içerisindeki boşluklar çimento enjeksiyonu ile doldurulmaktadır. Aynı zamanda, delik içerisine doldurulan enjeksiyon çevre etki alanını genişleterek birim boyda etkili olan çevresel etki kuvvetini arttırmaktadır.
Toprakarme duvar diğer adıyla donatılı zemin duvarı olarak adlandırılan bir tür iksa sistemidir. Tasarımsal olarak zemin çivisine benzese de, imalat ve kullanım açısından farklılık gösteren, klasik donatı veya fiber donatılar kullanılarak imal edilen istinat duvarlarıdır. Yollar, köprüler, demiryolları, havalimanları, rıhtım duvarları gibi pek çok farklı alanda ve farklı tipte uygulanması mümkündür.