Derin kazıların sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi ve analizi
Modelling and analysis of deep excavations with finite element method
Yazar: MUHAMMED SAİD HATİNOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. SABRİYE BANU İKİZLER
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geoteknik mühendisliğinin en önemli konularından biri olan derin kazılar, yapılaşmanın hızla arttığı günümüzde sıklıkla uygulanan bir yöntem haline gelmiştir. Bu türden kazıların yapılması sırasında zeminde ve kazı çevresinde düşey ve yatay yer değiştirmeler gerçekleşmekte, bu durum iksa sistemlerine ihtiyaç duyulmasına neden olmaktadır.
Bu çalışma kapsamında iksa sistemini oluşturan yatay ve düşey destek elemanları kısaca tanıtılmış, bu elemanlar üzerine gelen zemin yanal basınçlarının hesaplama kriterleri incelenmiştir.
Vaka analizi olarak Rize AVM ve Çok Katlı Konut Projesi'nin derin temel kazısı ele alınmıştır. İnşaatın yapılacağı sahada yüzeyde 1.50 m kalınlığında dolgu, hemen altında 11.00 m ile 18.00 m arası kalınlıkta değişen alüvyon ve devamında kiltaşı-marn biriminden oluşan tabakalar yer almaktadır. Sahada kazı derinliği 11.40 m ile 14.65 m arasında değişmektedir. İksa sistemi 3 ayrı kesit için modellenmiştir. Düşey destek elemanı, mevcut sahada yer altı su seviyesinin yüksek olması nedeniyle kazı çukuruna su akışını engellemek adına 80 cm çapında kesişen fore kazık sistemi olarak belirlenmiştir. Yatay destek elemanı olarak uzunlukları 19-27 m arasında değişen 3x0.6'' ve 4x0.6'' ankraj halatları ile Ø1016 mm çapında ve 14 mm kalınlığında boru destekler atanmıştır. Her kesit için yapılan analizler sonucunda sınır deplasman değerleri içerisinde kalınacak en uygun iksa sistemi seçilmiştir. Plaxis ile elde edilen değerler, imalat sonrasında elde edilen inklinometre ölçümleri ile karşılaştırılmış ve birbirine yakın değerlere sahip olduğu görülmüştür.
Sonuç olarak zemin modelinin gerçekçi bir şekilde oluşturulması ve zemine ait parametrelerin doğru seçilmesi durumunda iksa sisteminde oluşacak deformasyonların, sonlu elemanlar programları ile kabul edilebilir doğrulukla tahmin edilebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Deep excavations is one of the most significant topic in geotechnical engineering and it has become a frequently applied method in today's world where the structuring rapidly increases. During this type of excavations, there can occur vertical and horizontal displacements in ground and around of excavation, which leads to need the shoring systems.
In the present study, the vertical and horizontal support members which are constituent parts of shoring system is briefly introduced and calculation criteria of lateral gorund pressure is examined.
As a case study, the deep foundation excavation of Rize Shopping Center and Multi-Storey Housing Project was analyzed. There is a filling layer with 1.50 m thickness from the surface, aluvial layer under the first layer with thickness changes between 11 m and 18 m. The final layer continues with a combination of claystone-marl units. The depth of the excavation in construction area varies between 11.40 m and 14.64 m. The shoring system is modeled for 3 sections. The vertical support members was determined as a secant pile system with a diameter of 80 cm in order to prevent the flowing of water to the excavation pit due to the high level of underground water at the current site. Consequently, three and four wire ropes with 0.6" diameters were assigned for anchor lines with lengths which varies between 19 m and 27 m and also steel struts in diameter 1016 mm and with 14 m thick was used as horizontal supporting members. Based on the results of analysis of each sections, the optimum shoring system was determined within the boundary displacement values. The obtained analysis results from Plaxis were compared with the inclinometer measurements which were obtained after completing of shoring system process. It has been seen that the results close to each other. 
The results indicate that, if the soil model is set realistically and the soil parameters are correctly provided the deformations that will occur in shoring system can be predicted with acceptable accuracy with finite element programs.