Tünel kazı - desteklemeleri ve hasır çelik yerine sentetik fiber donatı kullanımı
Supporting systems of tunnel excavation and using synthetic fibre instead of mesh reinforcement
Yazar: ALİCAN BİRİNCİOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ZEKAİ ANGIN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tüneller, dünyada olduğu gibi ülkemizde de karayolu ulaşımının iyileştirilmesi ve geliştirilmesini sağlamakta ve birçok alanda bizlere çözüm üretmektedir. Tünelcilik geçmişten bugüne uygulanan yapım metodu olmakla birlikte gelişen teknolojiye ve geliştirilen yapım metotlarıyla birlikte vazgeçilmez sanat yapıları haline gelmiştir.
Bu tez çalışmasında, ilk olarak tünelcilikle ilgili literatür çalışması yapılmış olup Tünel Çeşitleri, Tünel Kazı Tipleri, Tünel Açma Yöntemleri, Yeni Avusturya Tünel Açma Yöntemi(NATM), Püskürtme Beton, Kaya Sınıflandırma Sistemi, Tünel Desteklemesi, Profil Kontrolü ve Toleranslar konuları anlatılmıştır. Bu çalışma kapsamında jeolojik ve jeoteknik yapısı incelenmiş ve tünel açımı için gerekli kaya kütle sınıflaması, iksa metodu belirlenmiş B1, B2, B3 zemin sınıflarında belirlenen hasır çelik yerine sentetik fiber kullanımı için yapısal tasarım yapılmış ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Yapılan yapısal tasarım sonucunda B1, B2, B3 zemin sınıflarında oluşabilecek gerilmeler sentetik fiber kullanılarak karşılanmıştır.
Tünelin destekleme sistemleri kritik kesimlerde oluşacak olan maksimum ve minimum kuvvetler, momentler düşünülerek tasarlanmıştır. Bu değerler jeolojik ve jeoteknik raporlardan alınarak kullanılmıştır. Burada hasır çelik takviyeli püskürtme beton ile bu gerilmelere karşı gelinmiştir. Bu çalışma içinde hasır çelik yerine sentetik fiber kullanılarak bu gerilmeler karşılanmış ve hasır çelik yerine kullanılacak sentetik fiber incelenmiştir. Güzergah boyunca farklı kuvvet ve momentler olduğundan kritik kesimler incelenerek optimum miktarlarda sentetik fiberle B1, B2, B3 zemin sınıflarında uygulama gerçekleştirilerek gerilmelere karşı yeterli dayanım elde edilmiştir. Uygun zemin sınıflarında püskürtme betonunda oluşacak kesit tesirlerini karşılayabilecek sentetik lifli fiber donatı dozajının belirlenmesi halinde hasır çelik olmadan püskürtme betonunda oluşabilecek kesit tesirlerini sentetik lifli fiber donatının karşılayabileceği sonucuna varılmıştır.
Sentetik fiber donatının uygulama aşamasında karşılaşılan problemler, çözümleri, avantaj ve dezavantajları incelenmiş olup maliyet karşılaştırılması yapılmıştır. Yapılan uygulama ve testlerle bu öngörülmenin yerinde oluğu ve istenilen proje değerlerine ulaşıldığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Tunnels which improve road transport in our country, as in the whole world work out for us in numerous fields. Tunneling method is one of the construction method applied to the present from the past. It has also become an indispensable engineering structure with the developing technology and advanced construction method.
In this thesis, firstly a literature study on tunneling has been done and the topics of Tunnel Excavation Trenches, Tunneling Methods, New Austrian Tunneling Method (NATM), Shotcrete and Tunnel Types have been explained. Moreover, in this study geological and geotechnical structures were investigated. According to these structures, rock mass classification required to tunnel excavation and support systems are determined. Structural design has been made for using synthetic fiber instead of mesh reinforcement in B1, B2 and B3 soil classification and the application were carried out.As a result of the structural design made, the stresses which may occur in the B1, B2 and B3 soil classes are met by using synthetic fiber.
Supporting systems of the tunnel are designed by considering the maximum and minimum forces and moments that will occur in the critical sections. These values are taken from the geological and geotechnical reports. These stresses have been met with steel reinforced shotcrete. In this study, these stresses were met by using synthetic fiber instead of mesh reinforcement and synthetic fiber to be used instead of steel mesh has been investigated. Since there are different forces and moments along the route, critical sections were examined and adequate strength was obtained by applying the optimum amounts of synthetic fibers to B1, B2, B3 soil classes. In case of determining the dosage of synthetic fiber reinforcement which can meet the cross-sectional effects in shotcrete in suitable ground classes, it is concluded that cross-sectional effects which may occur in shotcrete without mesh reinforcement are met by synthetic fiber reinforcement.