Sıkışan zeminlerde açılan tünellerde uzun dönemde karşılaşılan deformasyonlar tünel stabilitesi açısından ciddi sorunlar oluşturmaktadır. Yeni Avusturya Tünelcilik Yöntemine göre projelendirilen tünellerde, iç kaplama betonu taşıyıcı eleman olarak düşünülmemektedir. Ancak sıkışan zeminlerde uzun dönemde oluşan yükler iç kaplama betonunu da etkilemektedir. İç kaplama betonunu sıkışmaya bağlı olarak oluşacak yükleri de taşıyacak şekilde tasarımı yapılmadığı durumda ise iç kaplamada yenilmeler meydana gelmektedir.
Doç. Dr. Ebu Bekir Aygar / Fugro Sial Yerbilimleri Müşavirlik ve Müh. Ltd. Şti.
1. TÜNELLERDE SIKIŞMA DURUMU
Tünellerde destek sistemi tasarımında yaşanan en büyük sorunlardan birisi, uzun dönemde sıkışmaya bağlı olarak gelişen deformasyonlardır. Tünel kazısı sonrası ring kapandıktan sonra tünellerde deformasyonlar stabil olarak kalsa dahi, iç kaplamanın yapılmadan uzun dönem beklenildiği durumda deformasyonlarda tekrar artış gözlenmektedir. Bu durumlarda sıkışmaya bağlı olarak oluşan yükler dış kaplamada yenilmelere neden olmaktadır. Bu sebeple tünellerde ring kapamasından ve deformasyonların belirli bir seviyeye inmesinden sonra iç kaplama vakit kaybedilmeden yapılmalıdır. İç kaplama betonu da oluşacak bu yeni yüklere karşı koyacak şekilde tasarlanmalıdır.
Sıkışma mekanizması farklı araştırmacılar (“Sakurai, 1983”, “Jethwa vd., 1984”, “Goel vd.,
1995”, “Aydan vd., 1993”, “Hoek ve Marinos, 2000”) tarafından incelenmiştir. Bu çalışmalarda temel olarak kaya kütlesinin sıkışma dayanımı ile yerinde gerilmelerin sıkışma deformasyon davranışını etkileyen temel faktörler olarak belirtmişlerdir.
Jethwa vd. (1984) yaptıkları çalışmada kaya kütlesinin sıkışma dayanımının yerinde gerilmeye oranına bağlı olarak hesapladığı katsayı (Nc) ile sıkışmayı tanımlamıştır.
Burada
σcm (MPa): kaya kütlesinin sıkışma dayanımı
h (m): örtü yüksekliği
p0 (MPa): yerinde gerilme
γ (kN/m3): birim hacim ağırlık, olarak tanımlanmaktadır.
Hoek ve Marinos (2000) ise sıkışma derecesini kaya kütlesinin sıkışma dayanımının arazi gerilmesine oranı ile tüneldeki birim yer değiştirmeye (Ɛ) bağlı olarak tanımlamıştır. Burada birim yerdeğiştirme Eşitlik 2’deki bağıntı ile hesaplanmaktadır.
Ɛ.2*(σcm/p0)-2
σcm (MPa): kaya kütlesinin sıkışma dayanımı
p0 (MPa): yerinde gerilme
Sıkışan zeminlerde destek sistemi belirlenmesinde temelde iki ana yaklaşım vardır. Bunlar aktif ve pasif yaklaşım olarak belirtilmektedir (Brady ve Brown, 1985). Aktif yaklaşımda kazı sonrasında rijit bir destek sistemi uygulanması ile tünelde deformasyonlara müsaade edilmemektedir. Pasif yaklaşımda ise tünel kazısından sonra tünelde deformasyonlara müsaade edilerek esnek bir dış kemer ile tünel stabilitesinin sağlanabileceği belirtilmiştir.
Pasif yaklaşım ise tünelde deformasyonlara müsaade edilerek destek basınçlarını azaltma prensibine dayanmaktadır. Esnek bir dış kemer ilkesi uyarınca deformasyonlara izin verilerek tünel çevresinde kemerlenmenin oluşturulması ile dağın taşıma kapasitesinin maksimum düzeye çıkarılmasını savunan Yeni Avusturya Tünelcilik Yöntemi (NATM) (“Rabcewicz 1964, 1965a, b”, “Rabcewicz ve Golser, 1973”, “Müller, 1978”) örnek gösterilebilir.
Deformasyonlara izin verilmesi için TH tipi kayar iksa ile deformasyon boşlukları bırakılması önerilmektedir (Schubert, 1996). Ancak zayıf zeminlerde zemin destek etkileşiminin çoğu zaman tam olarak tanımlanması sebebi ile deformasyonlar çok hızlı bir şekilde artmakta ve oluşan deformasyonlar tünelde ciddi boyutlara çıkabilmektedir. Bu sebeple son dönemlerde yapılan çalışmalarda (“Aygar, 2000,2007, 2020”, “Aygar vd., 2022”, “Aygar ve Gokceoglu, 2020, 2021”, “Aksoy vd., 2012”, “Kovari, 1998”) zayıf zeminlerde aktif yaklaşımını tavsiye etmektedirler.
2. BOLU TÜNELi
Bolu Tüneli Ankara-İstanbul Otoyolu üzerinde yer almakta olup, kazı işlemleri 1993 yılında başlamış, 2007 yılında trafiğe açılmıştır. Tünel projelendirilmesi Yeni Avusturya Tünelcilik
Yöntemi (NATM) prensiplerine göre yapılmıştır. Tünel kazısına başlanıldığı dönemden itibaren tünelde ciddi sorunlarla karşılaşılmıştır. Filiş serileri ile kısa fay zonlarında 1.5 m’yi aşan deformasyonlar ile karşılaşılmıştır (Aygar, 2000, 2007, 2020). Ayrıca tünelin Elmalık girişinde yer alan fay zonu kazısı sırasında 1997 yılında göçük meydana gelmiştir. 12 Kasım
1999 Düzce Depremi sonrasında ise Elmalık girişinde meydana gelen ikinci göçük sonrasında ise tünel güzergahı değiştirilmiştir (Aygar, 2007, 2020). Tünelde meydana gelen bu sorunların
NATM prensiplerine göre esnek bir dış kemer ilkesine göre projelendirilen noktalarda oluştuğu görülmüştür. Yapılan revizyonlar sonucunda esnek bir dış kemer ilkesi (pasif yaklaşım) yerine tamamen rijit (aktif yaklaşım) destek elemanları ile projelendirilmesi yapılarak tünel kazısı başarılı bir şekilde tamamlanmıştır.
Sorunların yaşandığı kesimlerde 25 cm kalınlığında püskürtme beton kaplaması ile projelendirilen kesimler, yaşanan sorunlar neticesinde ara kaplama ve alt yarı pilot tünel yöntemlerine geçilmiştir. Ara kaplamalı sistemde 40 cm püskürtme betona ek olarak 60 cm kalınlığında ara kaplama yapılmıştır. Alt yarı pilot tünel yönteminde ise, alt yarı kesimlerinde 5 m çaplı pilot tüneller açılarak içi donatılı beton ile sağlamlaştırılmış üst yarı kesiminde de ara kaplama yapılarak sistem rijit bir hale getirilmiştir (Şekil 1).
NOT: Bu makale, medya sponsoru olduğumuz ve 5-7 Haziran 2023 tarihlerinde Maden Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi ve İBB Raylı Sistem Daire Başkanlığı birlikteliğiyle İstanbul’da düzenlenen 5. Yeraltı Kazıları Sempozyumu’ndan derlenmiştir.
11 Ağustos 2024
Türkiye'nin en ESKİ ve en çok ZİYARET EDİLEN şantiyesi: ŞANTİYE®...
İnşaata dair "KAYDADEĞER" ne varsa... 1988'den bu yana...
Şantiye®nin ürettiği, derlediği ve yayınladığı içeriklerde öncelik “KAMUSAL YARAR”dır...
Ve yayınlanan içeriğin “ÖZEL” olmasına özen gösterilir...
BASILI DERGİ + E-DERGİ + SANTİYE.COM.TR + SOSYAL MEDYA + DİJİTAL PLATFORMLAR...
İnşaat sektörünün buluşma noktası Şantiye®, “Güven”i temsil eden “Basılı bir Yayın” olma özelliğinin yanı sıra yenilenen web sitesi, Turkcell Dergilik ve Türk Telekom E-Dergi gibi mobil uygulamalardaki varlığı, 42 bin E-Bülten abonesi ve 85 bin sosyal medya takipçisi-bağlantısıyla inşaat sektörünün en önemli iletişim platformlarından biri olmaya her ortamda devam ediyor... 1988'den bu yana...
Şantiye® ayrıca yapı sektörüne "Şantiye'nin Yıldızı Ödülü", "Yılın Yeşil Yapı Malzemesi / Teknolojisi Ödülü" ve "Şantiyeden Kareler Fotoğraf Yarışması" gibi farklı organizasyonlarla da katkı sunuyor.
Şantiye®nin son sayısı da dahil 1988 yılından bugüne kadar yayınlanan TÜM SAYILARINA E-Dergi olarak göz atmak için lütfen tıklayın...
Şantiye®, başta ABONELERİ olmak üzere 2020-2024 yıllarında ilan veren firmalar ABS Yapı, Akyapı, Alumil, Anadolu Motor (Honda), Alkur, Ak-İzo, Altensis, Arbiogaz, Aremas, Arfen, Assan Panel, Asteknik, Atos, Batıçim, Baumit, Betek, Betonblock, Borusan CAT, Bosch Termoteknik, Bostik, BTM, Buderus, Bureau Veritas, Çimsa, Çuhadaroğlu, Çukurova Isı, Duyar Vana, DYO, Efectis ERA, Ekomaxi, Elkon, Emülzer, Eryap, Filli Boya, Fixa, Fullboard, Form Endüstri Ürünleri, Form Endüstri Tesisleri, Form MHI (Mitsubishi Heavy Industries) Klima, Garanti Leasing, GF Hakan Plastik, Gökçe Brülör, Grundfos, Hilti, IQ Alüminyum (by Deceuninck), İNKA, İntek, İpragaz, İstanbul Teknik, İzocam, İzoser, Kalekim, Knauf, Knauf Insulation, Komatsu, Köster, Kuzu Grup, LG, Marubeni, Masdaf, Master Builders Solutions, MBI Braas, Meiller Kipper (Doğuş Otomotiv), Messe Frankfurt, Messe München/Agora Tur., Mekon, Mitsubishi Chemical, Nalburdayim.com, NETCAD, ODE, Ökotek, Özler Kalıp, Özpor, Panasonic, PERI, Pimakina, Polyfibers, Polyfin, Prometeon, Ravago, Rehau, Saint Gobain Türkiye, Saray Alüminyum, Schüco, Selena (Tytan), Sentez Mekanik, Serge Ferrari, Shell, Siemens, Sistem İnşaat, Soudal, Sika, Şişecam, Temsa, TMS, Tekno Yapı, Türk Ytong, Tremco illbruck, Vaillant, Vekon, Wermut, Wilo ve Xylem’in değerli katkılarıyla hazırlanmaktadır.
ABONE OLMAK İÇİN
Bir yıllık abonelik bedelimiz olan 1200 TL (6 Sayı, KDV Dahil)'yi TR70 0001 0008 5291 9602 1550 01 IBAN no’lu hesabımıza (Ekosistem Medya) yatırıp; ardından dekontu, açık adresinizi ve fatura bilgilerinizi (şahıs ise TC kimlik no; firma ise vergi dairesi-numarası) santiye@santiye.com.tr adresine e-posta veya 0532 516 03 29 no’lu telefona WhatsApp / SMS aracılığıyla ulaştırabilirsiniz.
