Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onbeşinci Ulusal Kongresi
16 - 17 Ekim 2014, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara
YUMUŞAK ZEMİN ÜZERİNDE YER ALAN KÖPRÜ
YAKLAŞIM DOLGULARI OTURMALARININ
KAZIKLAR İLE AZALTILMASI
MITIGATION OF BRIDGE APPROACH EMBANKMENT
SETTLEMENTS ON SOFT SOILS
Özgen KÖKTEN1
Sami Oğuzhan AKBAŞ 2
ABSTRACT
For transportation routes on soft soils, occurrence of significant differential settlements
between approach embankments and piled superstructures frequently results in the
reduction of the comfort of the vehicle ride and even occasionally in bridge distress. Along
with the usual methods of ground improvement and utilization of a concrete cushion slab,
the use of settlement-reduction piles has recently been increasingly popular in practice for
the mitigation of this problem. Within this context, this study focuses on the estimation of
the effectiveness of settlement-reduction piles for the mitigation of differential settlements
between approach embankments and piled bridge piers through the analytical evaluation of
a case history. The results are presented in the form of design recommendations.
Keywords: Approach embankments, differential settlements, consolidation settlements,
settlement-reduction piles.
ÖZET
Yumuşak zeminlerin geçildiği güzergâhlarda, yaklaşım dolguları ve genellikle kazıklı
olarak projelendirilen köprü kenar ayakları arasında ortaya çıkabilen ciddi boyuttaki farklı
oturmalar sürüş kalitesini olumsuz etkilemekte ve bazı durumlarda köprü üst yapısında
onarım veya yenileme ihtiyacı doğurabilen hasarlara yol açabilmektedir. Söz konusu
problemin dolgu temel zemininin iyileştirilmesi veya betonarme plakların kullanılması gibi
klasik yöntemler haricinde oturma azaltıcı kazıklar vasıtası ile çözümü uygulamada
yaygınlaşmaktadır. Bu çalışmada, oturma azaltıcı kazıkların köprü yaklaşım dolgularının
geoteknik tasarımında kullanımının etkinliği bir vaka analizi çerçevesinde analitik olarak
değerlendirilmiş ve sonuçlar tasarıma yönelik öneriler şeklinde sunulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Yaklaşım dolguları, farklı oturmalar, konsolidasyon oturması, oturma
azaltıcı kazıklar
1
2
İnşaat Yük. Müh., Temelsu Uluslararası Mühendislik Hizmetleri A.Ş., [email protected]
Doç. Dr., Gazi Üniversitesi, [email protected]
1. GİRİŞ
Köprülerin ulaşıma uzun süreler hizmet verebilmesinde, köprü ayaklarının rölatif
oturmalarının ve dönmelerinin, açıklık miktarı ve mesnetlenme koşullarına bağlı olarak ön
görülen sınırlar içinde kalması önemli etkenlerin başında gelmektedir. Bu nedenle genel
yaklaşım, köprü ayak temellerinin yüzeysel veya derin temeller ile sağlam zeminler
üzerinde tasarlanarak, toplam oturmaların proje kriterlerine uygun olarak azaltılması ve
sınırlandırılmasıdır (Briaud vd.,1997). Ancak, yol güzergâhının fiziki ve kamusal sınır
şartları nedeni ile değiştirilemediği bazı hallerde, köprü kenar ayakları ve yaklaşım
dolgularının yumuşak zeminler üzerinde projelendirilmesi gerekmektedir. Yumuşak
zeminler üzerinde yer alan yaklaşım dolguları ile söz konusu koşullarda genellikle kazıklar
üzerinde imal edilen köprü kenar ayakları arasında, kalıcı ve hareketli trafik yüklerinin
tesiri altında önemli miktarda farklı oturmaların ortaya çıkması kaçınılmaz hale
gelebilmektedir. Bu da sürüş kalitesinin düşmesine, yol üst yapısında hasarlar oluşmasına,
köprü bakım masraflarının artmasına ve köprü hizmet süresinin olumsuz olarak
etkilenmesine yol açmaktadır (Stark vd.,1995).
Yaklaşım dolguları temel zemini oturmalarının engellenmesinde, dolgu temel zemininin ön
yükleme gibi uygun yöntemlerle iyileştirilmesi ve betonarme köprü yaklaşım plaklarının
kullanılması yaygın olarak seçilen yöntemleri teşkil etmektedir. Söz konusu yöntemler ile
birlikte dolgu temel zeminlerinde oturmaları azaltıcı kazıkların teşkil edilmesi de son
dönemde artan sıklıkla uygulanan başka bir alternatifi oluşturmaktadır.
Yukarıda özetlenen noktalardan hareket ile bu çalışmada yumuşak kil zemin üzerine oturan
bir köprü kenar ayağı ve yaklaşım dolgusu taban zemini için, dolgu temel zeminlerinde
oturmaları azaltıcı kazıkların kullanılmasının farklı oturmalar üzerindeki etkinliği üç
boyutlu sonlu elemanlar analizleri vasıtası ile incelenmiştir.
Bu maksatla, İngiltere’de Tees Nehri üzerinde 1981 yılında inşa edilmiş olan ve farklı
oturmalar sebebi ile hasar görmüş bulunan Surtees Köprüsü bir vaka analizi olarak ele
alınmıştır. Söz konusu köprünün seçilmesindeki ana sebep köprüde meydana gelen
performans eksikliği sebebinin belirlenmesi amacı ile sahanın geoteknik açıdan son derece
detaylı biçimde incelenmiş olmasıdır (Jones vd., 2008).
Mevcut çalışmada, seçilen geoteknik parametrelerin uygun olarak seçilip seçilmediği ve
bununla bağlantılı olarak kullanılan sonlu eleman analizlerinin yapı-zemin etkileşimini ne
derece doğru biçimde benzeştirdiği ancak saha ölçümleri ve analitik çözümden elde edilen
sonuçların karşılaştırılması yolu ile belirlenebileceğinden, uygun bir vaka analizinin
seçilmesinin büyük önem taşıdığı açıktır. Analizlerde özellikle iki önemli tasarım
parametresi olan kazık boyu ve bu boyun köprü ayağına olan mesafe ile değişimi üzerinde
durulmuş olup, elde edilen sonuçların tasarımda kullanılabilecek öneriler şeklinde
sunulması hedeflenmiştir.
2. VAKA ANALİZİNE DAİR BİLGİLER
Tees Nehri üzerinde bulunan ve A66 otoyolunun bir parçası olan dört ayaklı ve 125 m
toplam açıklığa sahip Surtees Köprüsü’nün inşaatı 1980-1982 yılları arasında
gerçekleştirilmiş, fakat batı yaklaşım dolgusu, ön yükleme de uygulanarak köprü
inşaatından iki yıl önce tamamlanmıştır. 1982’de gerçekleştirilen ilk incelemeden itibaren,
köprüde beklenenin üstünde zemin deformasyonlarından bahsedildiği bilinmekle birlikte,
1992 yılında, köprü ile eş zamanlı inşa edilen doğu yaklaşım dolgusundaki
deformasyonların yeni bir zemin araştırması gerçekleştirilmesine karar verilmesine sebep
olacak seviyeye yükseldiği anlaşılmaktadır (Jones vd., 2008).
Köprünün, hasarın yoğunlaştığı doğu yönündeki ayağı üç sırada toplam 51 adet Herkules
800 tipi çakma kazık üzerinde yer almakta olup, üç sıranın ikisindeki kazıklar eğimli
(1Y:3D) olarak inşa edilmiştir. Kazıklar 30 m ve 33 m uzunlukta ve ana kayaya soketlidir.
2005 yılında yapılan bir gözlem çalışmasında, söz konusu deformasyonların yaya yolu ile
köprü arasında 0.2 m yükseklikte bir basamak meydana getirdiği, en doğuda yer alan
mesnetin yaklaşık 100-150 mm yanal deplasmana uğradığı ve yol yüzeyinde, defalarca
tekrar asfaltlama gerçekleştirildiği halde çekme çatlaklarının artan sıklıkla gözlendiği
bildirilmiştir. Bu durum, yumuşak zemin üzerine oturan yaklaşım dolgularında kenar ayak
kazıklarına, taban zemininde iki boyutta oluşan düşey oturmaların yanında yanal itkilerin
ve deplasmanların etkidiğini göstermektedir. Ancak bu çalışmada, yumuşak taban
zemininde eski ve yeni çalışmalarda elde edilen verilerin tek boyutlu konsolidasyona ait
olması ve çoğunlukla düşey oturmaların izlenmiş olması nedeni ile yalnızca düşey
oturmalar irdelenmiştir.
1973 yılından itibaren Surtees Köprüsü sahasında, toplam 49 sondaj gerçekleştirilirken,
CPT ve SPT saha deneylerinin uygulandığı, en az altı farklı zemin araştırma çalışması
yapıldığı kayıtlıdır. Bunlardan iki adedi inşaat öncesi rutin araştırmalar olmakla birlikte,
diğer dördü yaklaşım dolgusunda beklenmedik şekilde ortaya çıkan ve sürmekte olan
oturmaların incelenmesine yönelik biçimde planlanmıştır.
Saha, genel itibariye, buzul devri sonrası erozyonu ile Devensian dönemi buzul çökelleri
içerisinde oluşan bir vadiyi dolduran alüvyal tabakalardan - kahverengi ve gri alüvyondanmeydana gelmektedir. Buzul çökelleri orta ve çok sıkı kum – çakıl tabaksından
oluşmaktadır. Alivyon tabakaları genel olarak yumuşak ve orta katı kıvamda bulunan siltli
kumlu kilden müteşekkildir. Hemen hemen tüm sahada ana kaya olan Sherwood kumtaşına
22 m derinlikte rastlanılmaktadır. Kaya tabakası çok zayıf ve orta dayanımlıdır. Her iki
yaklaşım dolgusu altında da, demiryolu inşaat atığını da içeren dolgu tabakaları
bulunmaktadır. Bu araştırmalar sonucu ortaya çıkarılan zemin profili Şekil 1’de
gösterilmektedir.
Şekil 1. Ortaya çıkarılan zemin profili (Jones vd., 2008’den değiştirilerek)
On adet sondaja dayalı inşaat öncesi zemin mekaniği raporu (Soil Mechanics, 1976), doğu
ve batı yaklaşım dolguları altında, sırası ile yaklaşık 12 m ve 14 m kalınlıkta alüvyal kil
tabakalarını işaret etmekte olup, tabaka kalınlıklarındaki bu önemli farkın batı yaklaşım
dolgusunun köprü inşaatından önce imal edilmesini açıkladığı düşünülebilir.
Sahada doğu yaklaşım dolgusu deformasyonlarına yol açan en önemli sıkışabilir tabaka
olan gri alüvyon tabakasına ait inşaat öncesi (iki konsolidasyon deneyi) ve sonrası (51
konsolidasyon deneyi) zemin etütleri sonucu elde edilen konsolidasyon parametreleri
Çizelge 1’de karşılaştırmalı olarak gösterilmektedir.
mv (m2/MN)
cv (m2/yıl)
Cc
Cr
Çizelge 1. Konsolidasyon parametreleri
İnşaat Öncesi Data
Tüm Data
Ortalama
Ortalama
0.08
0.22
10.90
12.31
0.22
0.29
0.03
0.04
Medyan
0.22
2.74
0.26
0.03
Burada dikkat edilmesi gereken bir husus, herhangi bir geoteknik parametre için ortalama
ve medyan değerleri arasındaki önemli derecedeki farkın, simetriklikten uzak bir veri setini
temsil ettiği ve bu durumda tasarım parametresi seçiminde medyanın daha doğru bir tercih
olacağıdır.
Çizelge 1’de hacimsel sıkışma katsayısı (mv) değerlerinde açıkça görülen büyük farklılığın,
inşaat öncesi laboratuar serisinde kullanılan gerilme artışı değerinin, hafifçe ön konsolide
olan gri alüvyal kilin ön konsolidasyon basıncını aşmayacak biçimde seçilmesi kaynaklı
olduğu anlaşılmaktadır (Jones vd., 2008). Sıkışma ve yeniden sıkışma indisleri, inşaat
öncesi ve sonrası araştırmalarda benzer değerler almakla birlikte, konsolidasyon
katsayısının (cv) medyan değerinin, tasarımda kullanılan, fakat temsil yeteneği sınırlı
ortalama değerin yaklaşık dörtte biri olduğu görülmektedir.
Yukarıda özetlenen hususlar göz önünde bulundurularak ve zemin tabakaları idealize
edilerek gerçekleştirilen bir boyutlu konsolidasyon hesaplarında, inşaat öncesi ve sonrası
(daha kalın kil tabakası, daha yüksek mv, daha düşük cv) yapılan zemin etüt
çalışmalarından elde edilen parametreler (Çizelge 1) kullanıldığında sırası ile 0.28 m ve
0.71 m konsolidasyon oturması değerleri ortaya çıkmaktadır. Ayrıca, oturmaların %95’inin
yine sırası ile 1.5 ve 28 yıl gibi oldukça farklı iki zaman diliminde tamamlanacağı
öngörülmektedir. Bu değerler, doğu yaklaşım dolgusunda beklenmeyen büyüklükte ve süre
boyunca gözlenen oturmaları ve deformasyon kaynaklı hasarları büyük oranda
açıklamaktadır.
3. MODELLEME VE PARAMETRİK ÇALIŞMA
Surtees Köprüsü doğu yaklaşım dolgusu ve kazık ayağı, mevcut bilgiler dahilinde sonlu
elemanlar yöntemi ile modellenerek, öncelikle mevcut halde gözlenmiş olan davranış,
ardından da yukarıda belirtilmiş olan hasara yol açan deformasyonların oturma azaltıcı
kazıklar vasıtası ile kabul edilebilir seviyelere çekilebilmesi için uygun tasarım
parametreleri irdelenmiştir.
Midas GTS 3D programı kullanılarak yapılan sonlu elemanlar analizlerinde, kenar ayak ve
yaklaşım dolgusu temel zeminine ait parametreler, köprünün yapımı öncesinde ve
sonrasında rehabilitasyonu kapsamında gerçekleştirilen sondaja dayalı saha
araştırmalarından elde edilen veriler kullanılarak belirlenmiş olup, bu parametreler Çizelge
2’de özetlenmektedir.
Sonlu elemanlar analizlerinde kil, çökel ve dolgu tabakaları için, konsolidasyon deneyi
kullanılarak elde edilen hacimsel sıkışma modülü değerleri esas alınmış, elastisite teorisi
kullanılarak deney sonucu elde edilen rijitlik modülüne karşılık gelen elastisite modülü ve
Poisson Oranı değerleri hesaplanmıştır. Kil tabakası için Poisson Oranı ν, sıfır olarak
kabül edilmiştir. Bu durum, rijitlik modülü ve elastisite modülü arasındaki bağıntının özel
bir hali olup, bu durumda zemin elastisite modülü, zemin rijitlik modülüne eşit olmaktadır
(Poulos ve Mayne, 1999). Böylelikle tek boyutlu konsolidasyon teorisi kullanılarak
hesaplanan kil tabakası oturmaları ile sonlu elemanlar analizlerinden elde edilen kil
tabakası oturmaları karşılaştırılabilmiştir. Sonlu elamanlar analizlerinin yapıldığı program
kapsamında zemin, Mohr – Coulomb, Modifiye Mohr Coulomb, Von Misses, Cam Clay
gibi elastoplastik ve / veya plastik malzeme modelleri ile modellenebilmektedir. Ancak bu
çalışma kapsamında, yalnızca dolgu tabanında yer alan kil tabakasında oluşacak tek
boyutlu düşey konsolidasyon oturmaları incelendiğinden, toplam oturmalar kapsamında
plastik itkiler göz ardı edilerek zemin Doğrusal Elastik olarak modellenmiştir.
Çizelge 2. Sonlu eleman analizi parametreleri
Kil
Çökel
Malzeme Tipi
Doğrusal Elastik Doğrusal Elastik
Elastisite Modülü(MPa)
4.5
9.0
Poisson Oranı
0
0.35
Doğal Birim
18
20
Hacim Ağırlık, kN/m3
Kumtaşı
Doğrusal Elastik
100
0.30
22
Analizlerde, köprü kenar ayak ve yaklaşım dolgusu temel zemini basitleştirilerek,
yüzeyden itibaren 15 m kalınlıkta alüvyal yumuşak kil tabakası, bu tabakanın altında buzul
kaynaklı 3 m kalınlıkta çakıllı kum ve en altta ise ayrışmış kumtaşı tabakaları ile idealize
edilmiştir. Yapılan sonlu eleman analizlerinde, mevcut kazıklı köprü kenar ayağı, 51 adet
Herkules 800 tipi kazık göz önünde bulundurularak modellenmiştir.
Köprünün mevcut hali için gerçekleştirilen analizler aşamalı olarak Midas GTS 3D sonlu
elemanlar programı kullanılarak modellenmiştir. Mevcut kenar ayak temelinde yer alan
kazıklar, kazık elemanları olarak modele dahil edilmiştir. Nihai model aşamasında dolgu
yüklemesi nedeni ile kenar ayak temel zemini ve yaklaşım dolgusu zemininde oluşan
deplasmanlar hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Hazırlanan sonlu elemanlar modeli aşamaları
ile birlikte aşağıda Şekil 2’de sunulmuştur.
Şekil 2. Sonlu elemanlar modeli aşamaları
Mevcut durum için sonlu elemanlar analizleri sonuçlarına göre, yaklaşım dolgusu temel
zemininde hesaplanan maksimum oturma miktarı olan 0.74 m, Jones vd. (2008)’de sunulan
0.71 m konsolidasyon oturması ile önemli ölçüde uyum içerisindedir. Analiz sonuçlarına
göre, kenar ayak temelinde yer alan ana kaya tabakasına soketli kazıklar kenar ayak temel
zemini oturmalarını sınırlamaktadır. Ancak, dolgu yüklemesi nedeni ile yumuşak kil
tabakasında oluşan önemli büyüklükteki oturmalar nedeni ile kazıklar ciddi yanal yüklere
de maruz kalmaktadır. Bu nedenle, kazıklı köprü kenar ayağı ile doğu yaklaşım dolgusu
arasında belirlenen yaklaşık 35 cm mertebesindeki farklı oturma, gözlenen hasarları da
açıklayıcı niteliktedir. Sonuçlar, hazırlanan sonlu eleman modelinin köprü-dolgu-zemin
etkileşimini yeterince başarılı biçimde temsil ettiğini göstermektedir.
Analizlerin ikinci kısmında, güvenilir sonuçlara ulaşılmasını sağladığı ispatlanan sonlu
eleman modeli kullanılarak, Surtees Köprüsü doğu yaklaşım dolgusu ile kazıklı köprü
kenar ayağı arasında ortaya çıkan farklı deformasyonların, oturma azaltıcı (basp) kazıklar
yardımı ile kabul edilebilir seviyelere indirilmesi hususu parametrik olarak irdelenmiştir.
Söz konusu kazıkların tasarımında Shen vd. (2007) tarafından önerilen “kolon yaklaşımı”
yöntemi kullanılmıştır. Söz konusu yöntemde, köprü ayağından itibaren yaklaşım dolgusu
boyunca kazık yerleştirilmesi planlanan uzunluk, La, sadece kazıksız haldeki dolgu farklı
oturması miktarına bağlı olan ampirik formül ile belirlenmektedir Shen vd. (2007).
Sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen farklı oturma miktarı yaklaşık 0.50 m olarak
kabul edilerek, oturma azaltıcı kazıkların (basp) yaklaşım dolgusunda, kenar ayaktan
itibaren 14 m boyunca oluşturulması gerektiği belirlenmiştir. Ardından basp kazıklarının
kare paternde yerleştirilmesi ve kenar ayak temelinde kullanılan 0.50 m çapındaki
Herkules 800 tipi kazıkların burada da kullanılacağı kabulü ile, birim hücre yaklaşımı
kullanılarak merkezden merkeze 1.5 m kazık aralığına uygun basp kazık plakası kalınlığı,
Shen vd. (2007) tarafından sunulan abaklar yardımı ile 0.50 m olarak tasarlanmıştır. Kazık
başlık plakasının kalınlığının belirlenmesinde basp kazıklarını yüzen ya da ana kayaya
soketli olması ve dolgu yüksekliği belirleyici rol oynamaktadır.
Oturma azaltıcı kazıkların (basp) yaklaşım dolgusunda, kenar ayaktan itibaren La = 14 m
boyunca oluşturulması gerektiğinin hesaplanmasının ardından, oluşturulan sonlu elemanlar
modellerinde dolgunun boyuna yöndeki uzunluğu başlık plakası uzunluğu La ile aynı
olacak şekilde model revize edilmiştir. Bu durumda başlangıç analizlerinde elde edilen
basp kazıksız durumdaki yaklaşım dolgusu düşey oturması yaklaşık 0.70 m değerinden
0.50 m değerlerine inmektedir. Ortaya çıkan bu fark, dolguların üç boyutlu olarak
modellenmesinde dolgunun uzun yöndeki boyutunun sınır şartlarından etkilenmeyecek
mertebede seçilmesi gerektiğini göstermektedir.
Farklı oturmaların yumuşak bir geçişle azaltılması ve ekonomik açıdan yarar sağlaması
sebebi ile, köprü yaklaşım dolgularında oturma azaltımı amaçlı kullanılan kazıkların
boyları genellikle köprü ayağından son kazık sırasına dek doğrusal biçimde
azaltılmaktadır. Bu noktadan hareket ile, daha önce belirlenmiş olan temel tasarım
parametrelerinin seçilmesinin ardından, her birinde merkezden merkeze 1.5 m aralıklı 231
adet basp kazığı yer alan, fakat kazık maksimum ve minimum boylarının değişken olduğu
dört farklı tasarım için değerlendirilmiştir. Dört farklı tasarım için belirlenen maksimum ve
minimum basp kazığı boyutları Çizelge 3’te özetlenmiştir. Farklı tasarımlar için
oluşturulan sonlu elemanlar modeli ve düşey oturmaların kenar ayak ile yaklaşım dolgusu
temel zemininde yer alan kil tabakası üzerindeki dağılımı ise Şekil 3’te gösterilmektedir.
a) Mevut kenar ayak
b) Basp kazıklı-1
c) Basp kazıklı-2
d) Basp kazıklı-3
e) Basp kazıklı-4
Şekil 3. Sonlu elemanlar modeli ve düşey oturmaların dağılımı
Çizelge 3. Parametrik analiz için seçilen maksimum ve minimum basp kazığı boyları
Tasarım
Basp Kazıklı-1
Basp Kazıklı-2
Basp Kazıklı-3
Basp Kazıklı-4
Lmin
(m)
2
6
12
20
Lmax
(m)
12
16
16
20
Farklı tasarım tipleri için yapılan sonlu elemanlar analizlerinin sonuçlarına göre, elde
edilen kenar ayak ve yaklaşım dolgusu oturmaları ile farklı oturmalar Çizelge 4’te
özetlenmiştir.
Tasarım
Mevcut Kazıklı
Kenar Ayak
Basp Kazıklı-1
Basp Kazıklı-2
Basp Kazıklı-3
Basp Kazıklı-4
Çizelge 4.Analiz sonuçları
Lmin Lmax
Sv-ayak Sv-dolgu
(m) (m)
(mm)
(mm)
Sv-diff
(mm)
Sv-dolgu/Sv-ayak
-
-
402
740
338
3.86
2
6
12
20
12
16
16
20
102
91
78
51
277
211
156
62
175
120
78
11
2.72
2.32
2.00
1.22
Analiz sonuçlarına göre hazırlanan tablodan görülebileceği üzere, mevcut geoteknik
koşullar altında, kabul edilebilir farklı oturmalar (WSDOT, 2013), ancak tüm kazıkların
20.0 m boyda imal edildiği dördüncü yerleşimde elde edilebilmektedir.
4. SONUÇLAR VE ÖNERİLER
Bu çalışmada yumuşak kil zemin üzerine oturan bir köprü kenar ayağı ve yaklaşım dolgusu
taban zemini için, dolgu temel zeminlerinde oturmaları azaltıcı kazıkların teşkil
edilmesinin farklı oturmalar üzerindeki etkinliği üç boyutlu sonlu elemanlar analizleri ile
yapılan parametrik çalışma ile incelenmiştir.
Yaklaşım dolgusu oturma azaltıcı kazıklarının tasarlanmasında kazıkların temel zemini
özellikleri göz önüne alınarak yüzen ya da ana kayaya soketli uç kazığı olarak
tasarlanmasının seçimi başlık plakasının kalınlığının belirlenmesinde ve oturmaların doğru
olarak sınırlandırılmasında etkin rol oynamaktadır.
Basp kazıklarının başlık plakalarının tasarımında, geosentetik donatılar da kullanılabileceği
gibi bu bildiride kabul edildiği üzere betonarme plaklarda kullanılabilmektedir.
Analiz sonuçlarına göre, bu bildiriye vaka analizi olarak esas teşkil eden Surtees Köprüsü
doğu tarafı kenar ayağı için yapılan öncül nümerik analizlerle elde edilen ve yaklaşım
dolgusunda yerinde ölçülen yaklaşık 0.7 m mertebelerindeki düşey deplasmanın oldukça
uyumlu olduğu anlaşılmaktadır.
Sonlu elemanlar analizi sonuçları, tamamı yüzen kazık tipindeki oturma azaltıcı
kazıklarının boyunun sabit olarak 20 m uygulanması durumunda yaklaşım dolgusu
oturmaları ve kenar ayak oturmaları arasındaki farkın kabul edilebilir sınırlar içerisine
girdiğini göstermektedir.
Seçilen vaka analizine uygun geoteknik parametreler çerçevesinde, Shen vd. (2007)
tarafından önerilen tasarım basamakları kullanılarak belirlenen değişken boydaki
kazıkların deformasyonları yeterince düşük seviyelere indiremediği anlaşılmıştır.
Söz konusu tasarım basamaklarının, yapılacak çalışmalar ile basp kazıklarını bir kısmının
ya da tamamının ana kayaya soketli olması durumunda ne ölçüde geçerli olduğu
araştırılması gereken bir konudur. Burada not edilmesi gereken bir husus, Shen vd. (2007)
yönteminin spesifik olarak yüzen ya da kayaya soketli kazıklar için geliştirilmemiş
olduğudur.
KAYNAKLAR
American Association of Highway and Transportation, AASHTO (2007), “Standart
Specifications for Highway Bridges”.
Briaud, J.L., James, R.W., Hoffman, S.B. (1997), “Settlement of Bridge Approaches (The
Bump at the End of the Bridge)”, NCHRP Synthesis of Highway Practice 234,
Transportation Research Board, Washington, DC.
Jones, C.A., Stewart, D.I., Danilewicz, C.J. (2008), “Bridge Distress Caused By Approach
Embankment Settlement”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers
Geotechnical Engineering 161, Issue GE2, 63-74.
Soil Mechanics, (1976). Site Investigation T.R. A66 Stockton–Thornaby By-pass. Soil
Mechanics, Bracknell, Report, No. 6627.
Stark, T.D., Olson, S.M., Long, J.H. (1995), “Differential Movement at the
Embankment/Structure Interface: Mitigation and Rehabilitation” , Report No.
IAB-H1, FY 93 , Illinois Department of Transportation, Springfield.
Shen, S.L., Hong, Z.S., Xu,Y.S. (2007), “Reducing Differential Settlements of Approach
Embankments”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers Geotechnical
Engineering 160, Issue GE2, 215-226.
Wahls, H.E. (1990), “Design and Construction of Bridge Approaches” , NCHRP Synthesis
of Highway Practice 159. Transportation Research Board, Washington, DC.
Washington State Department of Transportation, WSDOT (2013), “Geotechnical Design
Manual”, M 46-03.09.
U.S. Department of Transportation, FHWA (1985), “Tolerable Movement Criteria For
Highway Bridges” , Report No: FHWA/RD-85/107.
U.S. Department of Transportation, FHWA (2010), “Drilled Shafts: Construction
Procedures and LRFD Design Methods” , Publication No. FHWA-NHI-10-016.
Download

yumuşak zemin üzerinde yer alan köprü yaklaşım