Karayolu projelerinde inşa edilen istinat duvarların ve donatılı zemin yapıların incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, karayollarında kullanılan konsol istinat duvarı ve donatılı zemin istinat duvarları gerçek proje verilerine göre incelenmiştir. Konsol istinat duvar tasarım sürecinde, duvar arkasındaki dolgunun içsel sürtünme açısı (Ø), duvar arkasındaki zeminin içsel sürtünme açısı (Ø) ve kohezyon değeri (c), tabii zemin eğimi (α), duvar yüksekliği (H), sürşarj yükü (q) ve yeraltı su seviyesi değişimleri göz önüne alınmıştır. Gerçek sınırları temsil etmek için istinat duvar yükseklikleri birer metre arayla 4 m'den 19 m'ye kadar değişirken, duvar arkası tabii zemin eğimi 0o ve 18o alınmıştır. Çeşitli don derinlikleri (0,5 m, 1,0 m, 1,5 m) kabulünün yanı sıra yüksüz duruma ek olarak 5 kN/m2'den 20 kN/m2'ye kadar sürşarj yükü uygulanmış. Konsol istinat duvarının statik analizleri Rankine aktif ve pasif teorileri kullanılarak yapılmıştır. İstinat duvarlarının devrilmeye karşı, kaymaya karşı ve taşımaya karşı limit güvenlik katsayıları sırasıyla 2,0, 1,5 ve 3,0 alınmıştır. Tahkiklere göre sürşarj yükü, duvar arkası tabii zemin eğimi, duvar yüksekliği ve yeraltı su seviyesinin artmasıyla devrilme, kayma ve taşıma kapasitesine karşı güvenlik katsayılarının azaldığı belirlenmiştir. Don derinliğinin artışı taşıma kapasitesi ve kaymaya karşı güvenlik katsayıları üzerinde olumlu bir etki oluştururken, devrilmeye karşı herhangi bir etkisi olmamıştır. Donatılı zemin istinat duvarlarında çelik şerit donatılar ve yukarıda belirtilen gerçek proje parametreleri kullanılmıştır. Benzer şekilde, 1 m'den 19 m'ye kadar birer metre aralıklarla değişen duvar yükseklikleri ile 0,25, 0,50, 0,75 ve 1,00 metre çelik şeritler arası yatay uzaklık alınmıştır. Yapılan analizler sonucunda, çelik şerit servis ömrünün artması şerit kalınlığını artırırken, şerit uzunluğuna etki etmediği belirlenmiştir.

In this study, retaining wall and reinforced earth structures used at highways were investigated according the real project values. The change in internal friction angle of backfill material behind the wall (Ø), internal friction angle (Ø) and cohesion (c) of natural soil behind the wall, natural soil slope (α), height of wall (H), surcharge load (q), ground water level were considered during the design stage of cantilever wall. While the height of retaining wall changes between 4 m and 19 m with a one meter intervals, natural soil slope behind the wall was taken as 0o and 18o to represent the real ranges. A surcharge load was applied from 5 kN/m2 to 20 kN/m2 in addition to unloaded case as well as the assumption of various frost depth values ( 0,5 m, 1,0 m, 1,5 m). Rankine active and passive earth pressure theories were used to make static analysis of cantilever walls. The limit factor of safeties of retaining walls against overturning, sliding and bearing capacity were considered as 2.0, 1.5 and 3.0, respectively. Increasing of surcharge load, natural soil slope, wall height and ground water level decreases the factor of safeties against overturning, sliding and bearing capacity of retaining wall. While frost depth increment increases factor of safeties against sliding and bearing capacity, it does not effect that of overturning. Steel strip reinforcements and real project parameters mentioned above were used to design of reinforced earth structures. Similarly, wall heights were taken from 1 m to 19 m with a one meter intervals and horizontal distance of strips were taken as 0.25, 0.50, 0.75 and 1.00 meters. While increments of life span of strips increase the thickness of strips, it does not affect the length of strips.