Karayolu projelerinde inşa edilen konsol istinat duvarlarının incelenmesi
Investigation of the cantilever retaining walls constructed within highway projects
Yazar: ŞULE ACARCA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK EVİRGEN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tez kapsamında öncelikle Türkiye'nin İç Anadolu, Marmara ve Karadeniz bölgeleri başta olmak üzere altı bölgesinde inşa edilen 28 adet istinat duvarı projesi incelenerek, proje verileri doğrultusunda doğal zemin ve dolgu zeminlere ait içsel parametreler ile duvar yüksekliği ve sürşarj yükü gibi dış etkenlerin sınır değerleri belirlenmiştir. Söz konusu sınır değerler göz önünde bulundurularak teorik hesaplamalar doğrultusunda bir genelleme yapılmış ve sürşarj yükü, don seviyesi, yer altı su seviyesi ile yüzey eğimi gibi tasarım parametrelerinin istinat duvarına etkilerini incelemek amacıyla sonlu elemanlar yazılımı sayesinde modellemeler gerçekleştirilmiştir. Sınır değerlere göre 4'm den başlayarak birer metre artışla 19 m'ye kadar yüksekliklere sahip betonarme konsol istinat duvarlarının modellemesi, tasarımı ve yaklaşık maliyet hesabı yapılmıştır. Tasarımda Rankine aktif basınç teorisi kullanılarak ölçülendirmeler yapılmıştır. Tasarımlar doğrultusunda sürşarj yükü, don seviyesi yer altı su seviyesi, yüzey eğimi ve duvar yüksekliği değişken veriler seçilirken; temel altı zemini, dolgu arkası doğal zemin ve granüler dolguya ait parametreler ise sabit alınarak Plaxis 2D yazılımında analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlerin sonucunda değişken parametrelerin etkisiyle istinat duvarlarında oluşan yatay, düşey ve toplam deformasyon değerlerine ek olarak duvarlara etkiyen eksenel kuvvet, kesme kuvveti ve eğilme momenti değerleri karşılaştırılıp, parametrelerin etkileri yorumlanmıştır. Duvar yüksekliği (H: 4-19 m), sürşarj yükü (q: 0 - 20 kN/m2), don seviyesi veya temel derinliği (Df: 0 - 1,5) m, şev açısı (α: 0o -18o) ve yer altı su seviyesi (taban seviyesi ve duvar seviyesi) olmak üzere gerçek projelere ait istinat yapılarının sınır değerleri dahilinde toplam 1280 adet tasarım kombinasyonu oluşturulmuştur. Ayrıca yaklaşık maliyet hesabı için Sta4cad programında da modellemeler yapılmıştır.
Elde edilen veriler, değer tabloları ve grafikler ile yorumlanan geniş parametre kombinasyonları sonucunda ilgili sınır koşullarda istinat duvarının doğru tasarım olasılığını artırmaya yönelik ön planlanma yapılmasına imkan sağlayacağı düşünülmektedir. Ayrıca istinat duvarlarının inşasının daha hızlı ve ekonomik olmasını sağlaması planlanmaktadır.

Abstract:
In this thesis, the limit values of internal parameters of natural soil layers and fill materials as well as external factors such as wall height and surcharge load were determined according to twenty-eight real retaining wall project data built in six regions of Turkey as Central Anatolia, Marmara and Black Sea regions mainly. A generalization was made with respect to theoretical calculations of mentioned limit values and finite element modelling was carried out in order to investing the effects of design parameters such as surcharge load, depth of frozen, groundwater level and surface slope on a retaining wall. Reinforced concrete cantilever retaining walls were designed and modelled according to boundary conditions, which they have a wall height starting from 4 m to 19 m with an increase of one meter. Besides, the approximate cost of the walls has been calculated using Sta4cad program. Dimensioning were performed within Rankine active pressure theory in design process. Analyzes were performed in Plaxis 2D software by taking the constant parameters of subbase soil, natural soil behind fill and granular backfill in line with design, while the surcharge load, depth of frozen, groundwater level, surface slope and wall height were selected as variables. The axial force, shear force and bending moment values acting on the retaining walls are compared and the effect of the parameters are interpreted due to variable parameters as a result of the analysis in addition to the horizontal, vertical and total deformation values that occur on the retaining walls. A total of 1280 design combinations were created within the limit values of real retaining structures, which are including wall height (H: 4-19 m), surcharge load (q: 0 - 20 kN/m2), depth of frozen or foundation depth (Df: 0 - 1.5 m), angle of surface slope (α: 0°- 18°) and ground water level (bottom level and top level of wall).
It is thought that this thesis will provide an opportunity for preliminary planning to increase the correct design possibility of the retaining wall under the relevant boundary conditions as a result of the wide range of interpreted parameter combinations with data, tables and graphs. Moreover, it is also planned to make the construction of retaining walls faster and more economical.