Donatılı zemin dayanma duvarlarının projelendirilmesi

Abstract

Zemin nispeten ucuz ve bolca bulunan bir yapı malzemesidir ve bu onu inşaatta kullanımı için ideal yapmaktadır. Zemin sadece basınç gerilmelerini taşıyan bir malzemedir. Donatılı zemin ise çekme gerilmelerine dayanabilen ve zeminle sürtünme veya adbezyon yoluyla etkileşen bir malzeme ile güçlendirilmiş zemin anlamına gelir. Betonarme yapılarda beton ile çelik bir kompozit sistem oluştururken, donatılı zeminde ise çelik yerine donatı olarak metalik veya polimerik malzemeler kullanılmaktadır. Böylece zemin ve çeşitli metalik veya polimerik donatıların birlikte çalışması ile donatılı zemin sistemi oluşmaktadır. İstinat yapılarının geosentetik donatılı olarak tasarlanması özellikle son yıllarda geoteknik mühendisliği alanlarında geniş uygulama alam bulan bir tasarım yöntemidir. Donatılı zemin istinat yapıları, yaygın bir şekilde mekanik olarak stabilize edilmiş zemin (MSE) istinat yapılan olarak anılmaktadır. MSE istinat yapısı uygulamaları yeni bir teknoloji olmasına rağmen bu yöntemin kullanıldığı bir çok yapı mevcuttur. Bu çalışmada; donatılı zeminin gelişimi, değişik mühendislik alanlarındaki uygulamaları, donatılı zemini oluşturan ana malzeme çeşitleri, donatılı zeminin üstünlükleri ve sakıncaları, Türkiye'deki önemli donatılı zemin uygulamaları incelenmiştir. Ayrıca geosentetik donatılı zemin istinat duvarlarının projelendirme adımları ve geotekstil donatılı zemin istinat duvarı uygulama örneği verilmiştir. Son olarak geogrid donatılı zemin istinat duvarı ve betonarme konsol istinat duvarı üzerine bir maliyet değerlendirme ve karşılaştırma çalışması sunulmuştur. Maliyet analizi sonuçlarının değerlendirilmesi, geosentetik donatılı zemin istinat duvarının teknik üstünlükleri yanında oldukça ekonomik bir çözüm olduğunu ortaya koymaktadır. Design of Reinforced Earth Retaining Walls Soil is a relatively inexpensive and abundant construction material, which makes it ideal for use in construction. Soil is a material capable of bearing only compression stresses but reinforced soil refers to a soil strengthened by a material able to resist tensile stresses and interacts with the soil through friction and adhesion. While concrete and steel form a composite system in reinforced concrete structures, in reinforced soil metallic and polymeric materials are used for the purpose of the reinforcement instead of steel. Thus, reinforced soil system is formed with the cooperation of soil and various metallic or polymeric reinforcements. Especially, in the recent years, the design of retaining structures with geosynthetic reinforcement has become a widely used method in geotechnical engineering areas. Reinforced soil retaining structures are commonly referred as mechanically stabilized earth (MSE) retaining structures. Despite the fact that the applications of MSE retaining structure are based on a new technology, many structures are constructed by this method. In this study, the development of reinforced soil, its applications in different engineering areas, the main material types forming reinforced soil, the advantages and disadvantages of reinforced sou, important reinforced soil applications in Turkey have been investigated. Also the design procedures of geosynthetic reinforced earth retaining walls and the worked example of geotextile reinforced earth retaining wall were presented. Finally, a cost evaluation and comparison study on geogrid reinforced earth retaining wall and reinforced concrete retaining wall was presented. The evaluation of the results of cost analysis indicates that the geosynthetic reinforced earth retaining wall is a fairly economic solution beside its technical advantages.