Kazı Şevi Tayini ve İstinat Problemleri

Bu yazıda özellikle hafriyat aşamasında kazı şevinin ne olması gerektiği hususunda biraz bilgi vereceğim, ayrıca  istinat ve iksa göçmeleri neden olabilir onlara değineceğim.

Hafriyatta en büyük problem kazı aşamasında yüzeylerin göçmesi ve komşu binalara ya da yollara zarar verilmesi olası can/mal kaybıdır. Eğer hafriyat yaparken doğru şev uygularsanız problem yasamazsınız. Hafriyata girilmemiş bir yer düşünelim. Yer düzlemi bu halde “0” derece eğime sahip. Yani dümdüz. Sonra 5 derece eğimle hafriyata girin. Sonra bu 5 dereceyi 10 dereceye çıkarın. Tam 90 derece olduğunda ise dimdik bir hafriyat yapmış olursunuz. Simdi mekanizma nasıl isliyor ona bakalım. Diyelim yer düzleminden 10 derece eğimle hafriyata başladınız.  Bu durumda bu eğimli yüzeyde 1mx1mx1m’lik bir küp inceleyelim, bunun bir kütlesi var. Bu kütle yerçekimi yönünde bir kuvvet oluşturuyor ve sizin kazı yüzeyinize de bir izdüşümü var (10 derece). Nedir bu kütlenin kazı yüzeyine izdüşümü,  yani bu kütleyi eğim düzleminde kaydıracak kuvvet W.sin10  kadar bir kuvvet (eğimli yüzeydeki kuvvet)(üçgenlerden buluyoruz)

W ağırlığına sahip bu toprak kütlesi  W.sin10 kuvvetiyle aşağı kaymak istiyor (eğimli yüzeyde). Peki, buna karşı koyan bir kuvvet var mı? Var o da sürtünme kuvveti yani bu W kütlesinin altındaki sürtünme kuvveti. Onun büyüklüğü nedir?

Sürtünme kuvveti neydi?

Sürtünme kuvveti=sürtünme katsayısı x normal kuvvet(hatırlayın (mü x N)

O halde şev yüzeyine dik kuvveti bulalım/normal kuvvet)

1. Cos10(üçgenlerden)

Sürtünme katsayısı ne? Tg(fi). Buradaki (fi) içsel sürtünme acısı, yani toprağın içsel sürtünme acısı.

Kuvvetler belli şimdi sonuca bakalım. Eğer toprağın sev eğimindeki izdüşümü kuvveti, sürtünmeden büyükse toprak kayar, küçükse kaymaz.

Dolayisiyle W.cos10.tg(fi)=W.sin10 tam dengedeki kuvvet halidir. (10 derecelik şev açısında)

(W.cos10. Tg(fi)) / (W.sin10)=1  olur

Yani tg(fi)/tg10=1

Yani bu durumda (fi)=10 sinir durumdur.
Yani sizin sev acınız içsel sürtünme acınıza eşit olduğunda tam kaymaya başlayacak andır.

İçsel sürtünme acısı 30 derece verilmiş bir yerde yapacağınız kazı Şevi en fazla 29 derece olmalıdır. Yer düzleminden 29 derece acı ile kazı yapabilirsiniz. 31 derece ile yaparsanız kayar.

Kısacası şev acınız her zaman zemin etüdünde verilen içsel sürtünmeden biraz düşük olmalıdır.

Bir hatırlatma yapalım zemin etütlerindeki içsel sürtünme açısında araziden alınan numuneler üzerinde yapılan laboratuvar deneyine göre buldurmalısınız, jeoloji mühendisinden bunu istemelisiniz. Abaklardan tablolardan bu is olmaz.

Gelelim  istinat ve iksa problemlerine.

İstinat ile iksa arasındaki farkı yazarak başlayalım. İstinat kalıcı dayanma yapısıdır, iksa ise geçici. Dolayısıyla iksa da deprem hesabi yapılmaz istinatta yapılır, iste fark bu.

İstinatlarda yıkılmanın sebeplerinden biri barbakan bırakılmaması ya da barbakanların tıkanmasıdır. İstinat yüzeyine belirli aralıklarla dairesel delikler bırakılır ve diğer taraftaki su buralardan akar eğer bu delikleri bırakmazsanız su arkada birikir ve basınç yapar duvarı yıkabilir. Sadece barbakan bırakılması da yetmez,  duvarın dolgu tarafına duvar yüksekliği boyunca iri malzemenin yığılması gerekir, bu malzeme boşluklu olduğundan su geçer ve barbakanlardan basınç yapmadan diğer taraftan akar. Dolgu tarafına iri malzeme yığılmadan barbakan bırakmanın bir anlamı yoktur. İstinatlarda yıkılmanın bir değer sebepte İstinat temelinin  seviyesinin altına hafriyat yapılmasıdır. Eğer yapacağınız hafriyat istinat temelinin daha alt kotuna  iniyorsa arkadaki toprak buradan boşalır ve istinat temelinin sürtünme kuvveti yok olur duvar topyekun bir bütün halinde aşağı iner, günümüzde bu tür göçmelere rastlanmaktadır. İksa problemlerinde en önemli hususu yatay toprak itkisinin karşılanamaması oluşturur. Özellikle yatay ankrajlı iksalarda halat kök boylarının yetersiz olması ve öngerilmeye dikkat edilmemesi iksanın göçmesine sebebiyet verebilir.

Ahmet CELIKKOLLU
İnşaat Mühendisi
ESKISEHIR

0545 4019515