Toprakarme ve zemin çivili bir derin kazı uygulamasının örnek bir proje üzerinde nümerik analizlerinin yapılması

Bu çalışmada, Ankara OSB bölgesinde alanında bulunan bir derin kazı sahasındaki kompozit bir dayanma yapısının detaylı nümerik analizleri ele alınmıştır. Derin kazı alanı zemin çivisi/geosentetik duvar kompozisyonu olarak bütünleşik tasarlanmıştır. Tasarımda birbirinden farklı davranış sergileyen dayanma elemanlarının eşgüdümlü olarak derin kazı güvenliğini sağlamadaki performansları incelenmiştir. Zemin kayma mukavemet değerleri sahada yapılmış olan derin saha sondajlarından temin edilmiş ve bu değerler sonlu elemanlar programında kullanılmıştır. Zemin çivisi ve geosentetik malzemeler için mühendislik parametreleri imalatçı firmalardan alınan ve standartlara uygun olan değerler çerçevesinde kullanılmıştır. Analizlerde geçici derin kazı süresi dikkate alınarak, Pekleşen Zemin modeli kullanılmıştır. Derin kazı modellemesinde kademeli inşa yöntemi esas alınmıştır. Bu sayede imalat süre ve adımları nümerik modelde birebir senaryolaştırılmıştır. Derin kazının nihai derinliğine ulaşıldığında bütün kesit için şev stabilitesi analizi yapılmış olup analiz için modelde Phi/C reduction yöntemi dikkate alınmıştır. Şev ortamındaki olası kayma kesitinde plastik deformasyon noktaları tespit edilmiş sonra göçme kaması elde edilmiştir. Analizlerde hassaslık sağlamak adına zemin çivisi ve geosentetik malzemeler için zemin – yapı arayüzeyleri tanımlanmış ve modelde ağ yoğunlaştırması ile belirginleştirilmiştir. Yapılan analizler çerçevesinde iki farklı derin kazı uygulama yönteminin birlikte yer aldığı bu saha çalışmasında derin kazının güvenli bir biçimde inşa edilebileceği görülmüştür. Çekme gerilmelerine maruz kalan zemin ortamında hem geosentetik donatının hem de zemin çivisi malzemesinin mobilize olma ihtimali olan aktif kamayı stabil zemin kesitine başarı ile bağladığı görülmüştür. Nümerik analizler ile hesaplanan yanal deformasyonların %1 kazı derinliğinden daha küçük değerlerde olduğunda, kazı kesitinde göçme mekanizmasının görülmediği, şev stabilitesi problemi görülmediği, çivi ve geosentetik malzemede sıyrılma ve kopma problemlerinin ortaya çıkmadığı görülmüştür. Nümerik modelin kompozit iyileştirme metotlarında kullanılabileceği anlaşılmıştır.