Hafriyat işleri için en uygun iş makinesi kombinasyonunun oluşturulması
Constitution of optimum construction machine combination for earthworks
Yazar: ALPER ÇIRAK
Danışman: DOÇ. DR. ÖNDER HALİS BETTEMİR
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Optimizasyon = Optimization ; Toprak işleri hesabı = Earthworks calculation ; İş makineleri = Work machinery

Özet:
Hafriyat ve toprak işleri özellikle yol ve baraj inşaatları ile açık madenler gibi işletmelerde uygulanan çok büyük 
hacimli işlerden biridir. Hafriyat ve toprak işlerinde kullanılan iş makineleri yükleniciler için yüksek maliyetli 
harcama kalemlerinden biridir. İş planlaması sürecinde hedeflenen proje maliyeti ve süresini gerçekleştirmek 
için kullanılacak ekipman ve kamyon filosu seçimi büyük önem arz etmektedir. Seçim kriterleri olarak iş 
makinelerinin birim işi en düşük maliyetle yapması ve sözleşmede taahhüt edilen sürede işin tamamlanması yer 
almaktadır. Fakat işin başlamasından önce yoğun tasarım ve metraj hesaplamalarına ağırlık verilmesi nedeniyle 
toprak işleri genellikle en uygun iş makinesi yerine en kolay temin edilebilen iş makineleri ile 
gerçekleştirilmektedir. 
Tez çalışmasında gerçek bir hafriyat güzergâhının gerçek zamanlı gözlemi ve ölçümü gerçekleştirilmiş olup 
hafriyat güzergâhı üzerinde çeşitli ekskavatör ve kamyon modellerinin kapasite, motor gücü ile diğer teknik ve 
mekanik özellikleri modellenerek iş makinelerinin birim süredeki üretim miktarları ile maliyetlerini hesaplayıp 
en uygun iş makinesi kombinasyonunu belirleyen bir hafriyat çerçeve sistemi geliştirilmiştir. Ölçümü 
gerçekleştirilen hafriyat güzergahı üzerinde sistemde bulunan her kamyon modeli simüle edilerek yol yapısı ve 
koşullarına göre her ölçüm noktasında kamyonların oluşturduğu hız ve emniyetli geçişi sağlayacak olan kritik 
mesafe değerleri hesaplanıp analiz edilmiştir. Gerçekleştirilen hesaplamalar ile birlikte kamyonların her ölçüm 
noktasına göre motor gücü kontrolü, toplam gidiş - dönüş süreleri ve tur başına harcadığı yakıt miktarı 
belirlenmiştir Taşıma işlemini gerçekleştiren kamyonların damper uzunluklarına göre optimizasyon işlemi 
gerçekleştirilmiş ve bu sayede en düşük maliyet ile en çok iş verimini sağlayacak olan kamyon modeli ve
damper uzunluğu olasılığı belirlenmiştir. Ayrıca iş makineleri kombinasyonlarının oluşturduğu boşta kalma süre
olasılıkları belirlenerek gerçekleştirilen hafriyat çerçeve sistemi ile birlikte en yüksek iş verimini en kısa süre ve 
en düşük maliyette sağlayan iş makinesi kombinasyonları bekleme süresi, saatlik taşınan kapasite, harcanan 
birim yakıt ve toplam birim maliyet parametreleri analiz edilerek belirlenmiştir.
Tez çalışması kapsamında oluşturulan algoritma sistematik biçimde Excel Makro aracılığıyla kodlanarak toprak 
işi yapan yüklenicilerin kullanabileceği ve kolaylıkla anlayabileceği şekilde geliştirilmiştir. Bu sayede tez 
çalışmasının teorik katkısının yanı sıra uygulamaya yönelik katkısı da olacaktır.

Abstract:
Excavation and earthworks are very large-volume works applied in enterprises such as road and dam 
constructions and open mines. Construction machinery used in excavation and earthworks is one of the high-cost 
expenditure items for contractors. The selection of equipment and truck fleet to be used to realize the targeted 
project cost and duration in the business planning process is of great importance. The selection criteria include 
the construction equipment to perform the unit work at the lowest cost and the completion of the work within the 
time promised in the contract. However, due to the heavy design and quantity calculations before the start of the 
work, earthworks are generally carried out with the most easily available machines instead of the most suitable 
ones.
In the thesis study, real-time observation and measurement of a real excavation route have been carried out, and 
an excavation frame system has been developed that calculates the production quantities and costs of 
construction machines per unit of time by modeling the capacity, engine power, and other technical and 
mechanical properties of various excavator and truck models on the excavation route. By simulating each truck 
model in the system on the excavation route, which was measured, the speed of the trucks at each measurement 
point and the critical distance values that will ensure safe passage was calculated and analyzed according to the 
road structure and conditions. With the calculations carried out, the engine power control of the trucks according 
to each measurement point, the total round-trip time, and the amount of fuel consumed per tour was determined. 
In addition, together with the excavation frame system realized by determining the idle time probabilities created 
by the combinations of construction equipment, the combinations of construction equipment that provide the 
highest work efficiency in the shortest time and at the lowest cost were determined by analyzing the parameters 
of waiting time, hourly transported capacity, spent unit fuel and total unit cost.
The algorithm created within the scope of the thesis study was systematically coded through Excel Macro and 
developed in a way that earth workers can use and easily understand. In this way, besides the theoretical 
contribution of the thesis study, it will also contribute to the practical application.