Marmaray projesi Tuzla-Güzelyalı kesiminin (Km28.800-30.000) mühendislik jeolojisi ve kazı şevlerinin stabilitesi

Bu yüksek lisans tezinde, İstanbul İli, Tuzla ilçesi, 'Marmaray CR3 Projesi' kapsamında Güzelyalı mevkiinde 28.800-30.000 km' ler arasında banliyö hattı genişletme ve hızlı tren yolu yapımı kapsamında hatta bulunan şevlerin ve istinat yapılarının duraylılığı ile ilgili oluşabilecek problemler ve bunlara bağlı çözümler araştırılmıştır. İnceleme alanı Alt-Orta Devoniyen yaşlı Kartal formasyonunun seyrek-çok seyrek silttaşı ve kumtaşı araseviyeleri içeren şeyllerden oluşmaktadır. Şeyllerin üst kesimlerinde yer yer kırıntılı kireçtaşı seviyeleri bulunur. İncelenen güzergahta yapılan araştırma sondajlarında genel olarak üstte değişken kalınlıkta yapay dolgu, altında çeşitli özelliklere sahip ayrışmış kaya ve sağlam kaya tabakalarından oluşmaktadır. İncelenen hızlı tren güzergahı, 'Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik' ve Deprem bölgeleri Haritası'na göre Kuzey Anadolu Fayı (KAF)'na yakınlığı sebebiyle 1.Derece Deprem tehlikesi olan ve beklenen maksimum yatay ivme değerinin kayada A_0=0.4g olacağı bilinen bir bölgenin içindedir. Genişletilmesi planlanan demiryolu platformu kazı şevlerinden, etkilenebilecek bölgede üst yapılar ve çok yakınında İSKİ boru hattı bulunmaktadır. Güzergahta bulunan jeolojik birimler tektonik kuvvetlerin etkisinde çok yönlü olarak kırıklı çatlaklı bir yapı kazanmış, yapraklanma, makaslama ve ezilme zonları yaygın olarak gelişmiştir. Banliyö güzergahının 1/1000 ölçekli mühendislik jeolojisi haritası ve kesiti hazırlanmıştır. Kazı yöntemi ve destek ve destek sisteminin belirlenmesine yönelik olarak süreksizlik ölçümleri yapılmış ve araştırma kuyuları açılmıştır. Araştırma kuyularında delinen yapay dolgu ve ayrışmış kayada SPT yapılmış, sağlam temelde ise kaya kalitesini ve mühendislik özelliklerini belirlemeye yönelik karotlar alınmıştır. Zemin ve kayaların fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Arazi, laboratuvar ve büro çalışmaları sonucunda banliyö hattında duraylılık açısından kritik olabilecek şevler belirlenmiş, koruma ve sağlamlaştırma yöntemleri irdelenerek istinat yapıları seçenekleri önerilmiştir. Eski güzergahın taban kotu 23.98 m dolayındadır. Planlanan yeni hattın taban kotu yaklaşık 13.21 m'dir. Yeni güzergahta yapılacak olan kazı yükseklikleri 11-14 m arasında değişmektedir. Araştırma sondajlarından yeraltı su seviyesi ölçülmüş ve bölgesel hidrojeoloji haritalarından bölgenin yeraltı su durumu incelenmiştir. Buradan kil-çakıl-kum' dan oluşan yapay dolgunun gözeneklilik ve geçirimliliği yüksek, kumtaşı-şeyl birimlerinin gözeneklilik ve geçirimliliği düşük olarak bulunmuştur. Geçirimli birimler ile geçirimsiz birimlerinin ardalanması, tabaka süreksizlikleri boyunca yeraltısuyu boşalımları olmaktadır. Bu durum bölgede su ile ilgili bir problem yaratmamaktadır. İncelenen güzergahta 20 m. aralıklı 1/ 200 ölçekli 60 adet enine kesitinden yararlanılarak kazı ve olası duvar imalat seçeneklerinin ön değerlendirmesi yapılmış ve en olumsuz koşulda bulunan Km 29+060' daki şev kritik kazı bölgesi olarak değerlendirilmiştir. Km 29+060' daki kritik kesit farklı kazı, yüklenme ve imalat aşamaları ve koşulları için irdelenerek hesaplanmış ve bunlar için özel alternatifler geliştirilmiştir. Arazi incelemeleri, yerinde deneyler ve bununla birlikte gerilme, deformasyon analizi, statik ve dinamik hesaplar yapabilen ve kazı şevlerinin duraylılığını belirleyen Rocscience tarafından geliştirilen PHASE 2 Sürüm 8.012 iki boyutlu elasto- plastik sonlu elemanlar yazılım programı kullanılarak güvenlik parametreleri hesaplanmıştır. Arazi dayanım parametreleri olarak kullanılan değerlerin jeomekanik açıdan güvenli tarafta kaldığı saptanmıştır. Tek kademeli ve kademeli kalıcı istinat yapısı maksimum ve minumum deplasmanları ve bunların güvenlik sayıları deprem etkiside hesaba katılarak yapılmıştır. Çelik hasır, püskürtme beton ve ankrajlarlı tasarımlar incelendiğinde seçilen boyutlandırma ve malzemelerin destekleme amacı için yeterli ve uygun bulunduğu anlaşılmıştır.