Derin kazılarda zemin çivisi ile ankrajlı destek sistemlerinin karşılaştırmalı analizi
Comparison of analyses of soil nailed and anchored support systems in deep excavations
Yazar: AYŞEGÜL DEMİRKOÇ
Danışman: PROF. DR. İ. KUTAY ÖZAYDIN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Derin kazı = Deep excavation

Özet:
Derin kazılar günümüz sehirciliğinde mühendislik açısından önemli bir yer tutmaktadır.Yüksek katlı yapıların yerlesimini sağlayabilmek, metro tünel gibi yapıları hayatageçirebilmek için insaat mühendisleri derin kazılar sırasında zemini denge halinde tutmakzorundadırlar.Bu çalısmada, derin kazılarda zemin çivili ve ankrajlı iksa yöntemleri incelenerek, zeminçivili ve ankrajlı destekleme sistemleri önce klasik analiz yöntemleri ile projelendirilmis, dahasonra tasarlanan sistemlerin deformasyon davranısı sonlu elemanlar yöntemi kullanılarakanaliz edilmistir. Destekli kazıların nümerik analizlerinde dört farklı zemin türünden olusanhomojen zemin yapıları seçilmistir. Bu geoteknik modeller sırasıyla Model 1, Model 2, Model3 ve Model 4 olarak tanımlanmıstır. Her bir geoteknik model için kazı derinliği H=8, 10, 12ve 15m olacak sekilde kazı modelleri olusturularak, zemin çivisi ve ankrajlar ile destekleneniksa sistemleri için nümerik analizler Plaxis 7.2 sonlu elemanlar programı ile yapılmıstır.Analizlerden, duvarların deplasman değerleri ile toptan göçmeye karsı güvenlik sayılarıbelirlenmistir. Ayrıca, zemin çivili ve ankrajlı sistemlerin stabilite analizleri limit dengeanalizi ile çözüm yapan Talren 4 programı ile de çözülerek güvenlik sayılarıkarsılastırılmıstır. Böylece, iki farklı iksa sisteminin benzer zemin kosullarında davranısıkarsılastırmalı olarak incelenmistir. Killi zemin modellerinde kazı derinliğinin az olduğudurumlarda zemin çivili sistemler ekonomik iken 10m kazı derinliğinden sonra ankrajlısistemler ekonomik hale gelmistir. Kumlu zemin modellerinde ise ankrajlı sistemlerinuygulanmasının daha ekonomik olduğu belirlenmistir. Doğal olarak, bu karsılastırmalaratemel olan birim fiyatların piyasa kosullarına göre güncel değerleri, hangi destek sisteminindaha ekonomik olacağını büyük oranda değistirebilecektir. Uygulamalarda, göçmeye karsıgüvenlik sayıları, zemin deplasmanları ve maliyet karsılastırması sonuçları göz önündebulundurulmalıdır. Arazi ve yakın çevresinin durumuna göre çivili veya ankrajlı desteksistemlerinden birinin seçilmesi gerekmektedir.Anahtar kelimeler: Derin kazılar, Zemin çivisi, Ankraj, Gerilme dağılımı, Yer değistirme(deplasman), Plaxis 7.2, Talren 4.

Abstract:
Deep excavations play an important role in the modern civil engineering practices in bigcities. Civil engineers have to keep the ground in balance during deep excavations to providefor the development of high storey buildings, and realize the constructions such as subwaysand tunnels.It is aimed within the context of this thesis to compare the deep excavation support systemscomprising soil nail systems soil anchors. The Plaxis 7.2 program utilizing the finite elementsmethod is being widely used for the numeric analysis of the geotechnical engineeringproblems. In this study its used to analyse the behavior of soil nailed and anchoredexcavation support systems which are initially designed by classical methods. Typicalexcavation in four different soil models of for different heights (8, 10, 12 and 15 m) have beenanalysed. The stability of the excavations is also analysed with the computer code Talren,which is a limiting equilibrium slope stability analysis program. The computed factor ofsafety values are compared with the results of Plaxis analysis and observed to be close toeach other. Finite elements analysis also yield deformations to be expected in both excavationsupport system which are also compared. Cost comparisons are also made for the excavationsupport systems that have been studied, and it is noticed. That in clayey soils, for excavationsdepths up to 10 m soil nail systems are more economical, beyond which anchored systemsbecome more economical. Anchored systems are found to be more economical in sandy soilsfor all excavation depths studied. The choice of excavation support system willl also dependon site and soil conditions, including the existence of neighbouring structures which might beadversely attected from soil displacements.Keywords : Deep excavation, Soil nail, Anchor, Effective stress, Displacements, Plaxis 7.2,Talren 4.