İnşaat Kazı Yöntemleri Nelerdir?

İnşaat Kazı Yöntemleri Nelerdir?

Bu yazımızda sizin için inşaatlarda gerçekleştirilen kazıların yöntemlerini inceleyip ele alacağız.

1.1 Derin Kazı Yöntemleri

Bir çok yöntemle oluşturulan derin kazı ve destekleme sistemlerinin seçiminde, mimari detaylar, saha jeolojisi, çevre ve iklim koşulları, malzeme ve ekipman varlığı, genel jeoloji ve bütçe konuları birlikte ele alınmalı ve tüm koşullara uygun seçenekler oluşturulmalıdır. Açık kazı, içten iksalı kazı, ada kazı yöntemi, ankrajlı kazı, yukarıdan aşağıya ve anolu kazı en çok tercih edilen derin kazı iksa yöntemleridir.

1.1.1 Açık Kazı Yöntemleri

Açık kazı yöntemi, en çok tercih edilen kazı yöntemidir. Eğimli açık kazı ve konsol iksalı olarak farklı tiplerde uygulanabilmektedir. Eğimli açık kazı yönteminde kazı için herhangi bir iksa elemanı veya istinat yapısı gerekmemektedir. İnşaat alanı belirli bir eğimle istenilen derinliğe kadar kazılır.
Eğimli açılan kazı çukurundan çıkan malzeme miktarının azaltılması için yatay iksa elemanlarına gerek olmadan belirli derinliklere kadar konsol çalışabilen düşey elemanlarla oluşturulan konsol iksalı kazı yöntemi seçilir. Bu yöntem kazı yüksekliğinin nispeten az olduğu durumlarda tercih edilir.

1.1.2 İçten İksalı Kazı Yöntemleri

Kazıdan dolayı oluşacak yatay toprak basıncının kazı aynası önüne yapılacak yatay iksa elemanları ile desteklenmesi yoluyla oluşturulan sistemler içten iksalı sistemlere örnek teşkil eder. İçten iksalı kazı sistemleri iksa elemanı, göğüsleme kirişi, köşebent ve dikme gibi elemanlardan oluşur.

Bu tür kazılar için önerilen imalat safhaları aşağıdaki gibi sıralanabilir;

1. Düşey iksa elemanları (kazık, diyafram duvar vb.) yapılır
2. İlk kademe kazı yapılır
3. Kazı çevresine kuşaklama kirişleri yapılır, yatay iksalarla birleştirilerek yük alması sağlanır
4. Hedeflenen kazı derinliğine kadar 2. ve 3. aşamalar tekrarlanır
5. Yapı temeli inşa edilir
6. Temel üzerinde kalan iksa elemanları sökülür
7. Yapı döşemesi yapılır
8. Tabii zemin kotuna kadar 6. ve 7. aşamalar tekrarlanır. İnşaat sonunda kazı çukurunda kalan boşluklar doldurulur.

İçten iksalı kazı yönteminin en büyük avantajlarından biri, her derinlik ve genişlikteki kazıda uygulanabilir olmasıdır. Ancak kazı çukuru içerisinde yer alan yatay ve düşey elemanlar sebebiyle kazı isleri yavaş ve zor olmaktadır.

1.1.3 Ada Kazı Yöntemleri

Bu yöntemde yatay toprak itkilerini almak üzere düşey ve yatay iksa elemanları birlikte kullanılır. Kazı alanının tamamının kazılması yerine, çekirdek kısmı kazılır ve düşey iksa elemanlarına yakın kısımlar topuk vazifesi görmek üzere şevli şekilde bırakılır. Binanın çekirdek kısmı yapıldıktan sonra şevli kısımlar alınarak düşey iksa elemanları ve bina arasında iksa elemanları oluşturulur. Binanın diğer kısımları yapılırken içten iksalar sırasıyla sokulur.

Bu yöntemin içten iksalı kazı yöntemine göre en büyük avantajı, daha az iksa elemanı, dolayısıyla daha az maliyet ve isçilik gerektirmesidir. Ayrıca geniş kazı çukurlarında içten iksa elemanlarının boyunun artacağı ve veriminin düşeceği dikkate alınırsa ada kazı yönteminin bu tür projelerde verimliliği daha da iyi anlaşılmaktadır. Yeterince iyi yapılmamış bina ve iksa elamanı bağlantıları bu sistemde kurulum ve söküm aşamasında sorun çıkmasına sebep olabilir. Ayrıca yeterince pasif direnç oluşturmayacak şekilde bırakılan topuk, aşırı deplasmanlara ve özellikle yumuşak zeminlerde göçmelere neden olabilir. Bu yöntem, hafriyat, iksa ve üst yapı işlerinin birlikte yürütülmesi gerekliliği sebebiyle pek tercih edilmemektedir.

1.1.4 Yukarıdan Aşağıya Kazı Yöntemileri

Yeraltı yapılarında alışılagelmiş yöntem, yapının temelden başlayarak yukarı doğru yapılmasıdır. Bu yöntemde izlenmesi gereken yol aşağıda sıralandığı gibidir.

Düşey iksa elemanı (kazık, diyafram duvar vb.) inşa edilir

1. Taban kazıkları yapılır ve üzerlerine gelecek çelik düşey iksalar oluşturulur
2. Birinci kademe kazı yapılır
3. Birinci kat döşemesi yapılır
4. Birinci katın taşıyıcı sistemi yapılır
5. İkinci kademe kazı yapılır ve bu katın döşemesi yapılır
6. Tasarlanan derinliğe kadar aynı işlemler tekrarlanır
7. Temel tamamlanır.

Yukarıdan aşağıya kazı yöntemi metro istasyonu gibi yer altı yapılarının inşasında sıkça tercih edilmektedir. Diğer yöntemlere göre daha özel projeler için tercih edilen bu yöntemin avantaj ve dezavantajları aşağıdaki gibidir.

• Taşıyıcı sistem, döşeme ve kazının aynı zamanda yapılması toplam inşaat suresini azaltmaktadır.
• Çelik iksa elemanlarına göre daha rijit olan döşemeler sayesinde güvenilir kazılar yapılmaktadır.
• Kat döşemelerinin rijit olması sebebiyle geniş açıklıklı, çok yönlü kullanıma açık alanlar elde edilebilmektedir.
• Diğer yöntemlere kıyasla bu yöntem daha pahalı olabilir.
• İnşaat sırasında aydınlatma ve havalandırma konularında zorluklar olabilir.

1.1.5 Anolu Kazı Yöntemleri

Derin kazılarda kazı aynasının açıklığı ne kadar fazla olursa, kazı aynasında oluşacak deplasman da o kadar fazla olacaktır. Derin kazı sistemlerinde oluşacak deplasmanların azaltılması amacıyla özellikle geniş kazı çukurlarında kazının tamamının bir anda yapılması yerine, kazı alanı birkaç parçaya bölünür ve değişik zamanlarda kazı yapılır. Böylece kazı aynasının boyutları ve dolayısıyla oluşacak deplasmanlar azaltılmış olur.

1.1.6 Ankrajlı Kazı Yöntemleri

İçten iksalı kazılarda kullanılan yatay iksa elemanları yerine bu sistemde ankrajlar kullanılmaktadır. Ankrajlar öngermeli ve pasif olarak sınıflandırılmaktadır.

Pasif Ankrajlı (zemin çivili) Kazı Yöntemi: Ankraj elemanlarına herhangi bir öngerme uygulanmayan bir yöntemdir. Ankrajlı sistemler gibi aktif olarak yüklenmedikleri için pasif ankraj olarak da isimlendirilirler. Bu yöntemde öngermeli ankraj elemanları yerine zemin hareketi vasıtasıyla yüklenmesi beklenen donatılar kullanılır.

Zemin çivili iksalarda imalat akışı aşağıdaki gibidir;

1. İlk kademe kazı aynası oluşturulduktan sonra yatay zemin çivisi delgisi yapılır
2. Delikler içerisine projesinde belirtilen boy ve çaplarda donatılar yerleştirilir ve enjeksiyonlanır
3. Kazı yüzeyine projesinde belirtilen ebat ve sayıda hasır çelikler yerleştirilir ve çivi kafalarına montajlanır
4. Kazı aynası püskürtme beton (shot-crete) ile kaplanır
5. Alt kademe için aynı işlemler tekrarlanır.

Pasif ankrajlı iksa, yatay donatılar, hasır çelik, püskürtme beton, kafa plakası ve kuyu içi sarf malzemelerin birlikte kullanılması ile oluşmaktadır.

Zemin çivisine ait bileşenler

Öngermeli Ankrajlı Kazı Yöntemi: Bu yöntemde yatay toprak itkileri öngermeli ankrajlar ile karşılanır. Kademeli ankrajlı kazılarda izlenmesi gereken yol aşağıda sıralandığı gibidir.

1. Birinci kademe kazı gerçekleştirilir
2. Ankraj delgisi yapılır
3. Ankraj halatı deliklere yerleştirilir
4. Ankraj delikleri enjeksiyonlanır
5. Ankrajlara öngerme uygulanır ve istenilen yükte kilitlenir
6. İkinci kademe kazı yapılır
7. Kazı derinliği boyunca 3., 4., 5. ve 6. aşamalar tekrarlanır
8. Yapı temeli inşa edilir
9. Tabii zemin kotuna kadar kat döşemeleri yapılır ve geri kalan boşluklar doldurulur.

Ankrajlı kazı yönteminin başlıca avantajları ve dezavantajları aşağıdaki gibi sıralanabilir.

• Kazı çukurunda herhangi bir elemanın olmaması sebebiyle inşaat işlerinde yüksek verimlilik sağlar.
• Kısa sürede yapılabilir.
• Zayıf zeminlerde uygulanması zordur.
• Yeraltı suyunun altında yapılan imalatlarda azami dikkat gerektirir.
• Yetersiz tasarımlarda kazı çevresinde büyük deplasmanlar oluşabilir.

1.1.7 Aç–Kapa Kazı Yöntemleri

Aç–kapa kazı yöntemi, tünel gibi dar ve uzun yapıların inşasında kullanılmaktadır. Bu yöntemde önce istinat yapısı inşa edildikten sonra kazı yapılır.

Aç-kapa yöntemiyle yapılan bir kazı

Bir sonraki yazıda kazıları destekleyecek destek sistemlerinden bahsedilecektir.

KAYNAK 

Aslan, V. (2017). Derin Kazıların Sayısal Analizi İçin Parametrik Bir Çalışma. Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Geoteknik Anabilim Dalı, Balıkesir.

Vedat ASLAN

İnşaat Y. Mühendisi