SEDDE İNŞAATI
Prof. Dr.Ergün Toğrol Fazıl Kıran BSc.(Jeoloji),MBA STFA
Özet
Dalgakıran ve mendirekler, gemilerin güvenle sığınabilecekleri limanların oluşturulmasında önemli yapılardır. Özellikle kayma mukavemeti düşük, büyük oturmalar meydana gelebilecek zeminler üstünde dalgakıran ve mendireklerin yapımı, zemin özelliklerini ve davranışını göz önünde tutarak hazırlanacak bir yapım programına ihtiyaç göstermektedir. Bildiride, kalın sıkışabilir ve taşıma gücü düşük bir yerde mendirek yapımı ile ilgi bir uygulama anlatılmaktadır.
Anahtar Kelimeler:Liman inşaatı, Dalgakıran, Mendirek, Kademeli inşaat
EMBANKMENT CONSTRUCTION
Abstract
Breakwaters are structures constructed for the purpose of forming a safe area for ships. An important element of breakwater construction is the character of the sea bottom. Soil properties and behaviour of the bottom may well be the determining factor in the type of breakwater selected. In the paper details of a breakwater construction on soft soils are given and the importance of a contruction programme is emphasized.
Key Words:
Ports, Brakwater, Stage construction Giriş
Mendirek inşaatı
Mendireğin en derin yerinde su derinliği -13.90 m dir. Bu kesitte 0.60 m kalınlıktaki bir kum tabakası altında, -26.00 metreye kadar devam eden çok yumuşak/yumuşak kıvamda killi silt tabakası (Tabaka I), -26.00 m ile -35.00 m derinlikleri arasında orta kıvamda ikinci bir killi silt tabakası (Tabaka II) bulunmaktadır. Bu ikinci tabaka altında 35.00 m ile -37.50 m arasında siltli kavkı tabakası yer almaktadır. Gerek konsolidasyon oturmaları gerek taşıma gücü yönünden killi silt tabakaları mendireğin yapımı bakımından önemlidir. Bu tabakalardan alınan numuneler üstünde laboratuvarda konsolidasyon deneyleri yapılmış, çeşitli yük kademeleri için hacimsel sıkışma sayısı (mv) ve konsolidasyon katsayısı (cv) değerleri belirlenmiştir.
Her iki killi silt tabakasının likit limitleri ortalama, (1) wL = 0.40;
ortalama plastisite endisleri, (2) Ip = 0.10;
tabii birim hacim ağırlıkları, (3) ɣn = 19 kN/m3
değerindedir. Dane çapı dağılımları, kum tabakasının ince kum, killi silt tabakasının ise %70 – 90 silt olduğunu göstermiştir.
Bu noktada mendirek dolgusunun taban genişliği 78 m, yüksekliği 17.50 m olacaktır. Dolgunun 5 metrelik kısmı su üstünde, 12.50 metrelik kısmı su altında kalacaktır. Deniz seviyesinde dolgu genişliği 27.50 m olacaktır. Dolgu tabanı seviyesinde, dolgudan kaynaklanan gerilme artışı,
(4) ο ൌ ͳʹͲ݇ܲܽ
olarak hesaplanmıştır. Dolgu yapımından ötürü üstteki killi silt tabakasında ortalama gerilme artışı 120 kPa, bu tabakaya etkiyen düşey gerilme 180 kPa değerine yükselmiş olacaktır. Bu gerilme aralığı için tabakanın hacimsal sıkışma sayısı,
(5) ݉௩ൌ ͲǤͲͲͲͶͻ݉ଶȀ݇ܰ
bulunmuştur. Böylece üstteki killi silt tabakasının (Tabaka I) toplam oturması, (6) οܪூൌ ͲǤͳ݉
olacaktır. Bu oturmanın %50 sinin tamamlanması için geçmesi gereken süre, (7) t50 = 133 gün
olarak hesaplanmıştır. II No.lu tabakadaki ortalama gerilme artışı 100 kPa olduğundan, bu tabakanın 150 kPa ile 250 kPa gerilme aralığındaki hacimsal sıkışma sayısı,
(8) ݉௩ൌ ͲǤͲͲͲͳͺ݉ଶȀ݇ܰ
değeri kullanılarak bu tabakanın toplam oturması, (9) οܪூூ ൌ ͲǤͳ݉
Bu oturmanın %50 sinin tamamlanması için geçmesi gereken süre, (10) ݐହ ൌ ͵݃ò݊
olarak hesaplanmıştır.
Derine gidildikçe, dolgudan ötürü meydana gelecek gerilme artışının daha az olması, diğer yandan zeminin daha katı kıvamda oluşu meydana gelecek konsolidasyon oturması değerini sınırlayan faktörlerdir. Bu nedenlerle kavkılı silt tabakası altındaki tabakalarda meydana gelebilecek oturmanın 0.15 m değerinde olabileceği tahmin edilmiştir. Böylece, mendirek dolgusunun yapılması nedeni ile zeminde meydana gelecek oturma,
(11) οܪ ൌ ܪூ ܪூூ ͲǤͳͷ ൌ ͲǤͳ ͲǤͳ ͲǤͳͷ ൌ ͳǤͲʹ݉
olarak hesaplanmaktadır.
Yapım yöntemi
Dolgu, zeminde aşırı boşluk suyu basıncı uyandırmayacak kadar yavaş yapılırsa konsolidasyon oturması kontrol edilebilir. Buna karşılık yüklemenin ani veya hızlı yapılması durumunda, dolgu altındaki zeminde plastik deformasyonlar meydana gelmesi ve dolgunun bütünün veya bir kısmının göçmesi beklenebilir. Bu yüzden dolgunun belirli bir program içinde, kademeli olarak yapılması ve her kademe arasında belli bir süre beklenmesi gerekir.
I No.lu tabakanın ortalama drenajsız kayma mukavemeti, su = 27 kPa, olmakla birlikte bu tabakanın üst kısımlarında kayma mukavemeti su = 10 kPa civarındadır. Bu yüzden dolgu tabanında taşıma gücü olarak, en fazla,
(12) ݍௗ= ͷ כ ݏ௨ൌ ͷͲ݇ܲܽ
değeri alınabilir. O halde, ilk dolgu kademesi zemine 50 kPa’dan daha büyük bir taban gerilmesi aktarmamalıdır.
50 kPa değerindeki bir gerilme altında konsolide edilen zeminin kayma mukavemeti, en az,
(13) ݏ௨ൌ ʹͲ݇ܲܽ
olacak, taşıma gücü ise, en fazla, (14) ݍௗൌ ͳͲͲ݇ܲܽ
değerine ulaşabilecektir. Dolgu inşaatı ve zeminin konsolidasyonu tamamlandıktan sonra zeminin kayma mukavemeti en az,
(15) ݏ௨ൌ ͶͲ݇ܲܽ
değerine ulaşmış olacaktır.
Dolgu kademeler halinde inşa edilecek, her kademenin tamamlanmasından sonra en az 4 ay beklenecek, yeni kademe bu sürenin sonunda dökülmeye başlanılmıştır.
Dolgu kesiti üç parça halinde, önce dış üçte biri, 5 metreden yüksek olmayacak şekilde doldurulmuştur. Birinci kademenin teşkili sırasında, emniyetli tarafta bulunmak amacı ile, dolgu gövdesinin her iki tarafında eni, dolgu gövdesinin yarı eninde olacak şekilde ve 2.5 m yükseklikte etek karşı ağırlığı olarak kum serilmiştir.
Yapımın izlenmesi ve sonuçlar
Mendirek gövdesinin yapılması sırasında devamlı olarak zeminin kayma mukavemetinin artışı ölçülmüş, böylece konsolidasyonun tamamlanıp tamamlanmadığı izlenmiştir. Zeminin konsolide olması sonunda kayma mukavemetinin arttığı olgusundan yararlanılarak her dolgu kademesinden sonra konsolidasyon oturmasının tamamlanması beklenmiş, kayma mukavemetinin artışı arazi vane deneyleri ile belirlenmiştir. Bu vane deneyi sonuçları kullanılarak, her aşamada toptan göçme tahkiki yapılmıştır. Gerek dolgu üstünde gerekse mendireğe paralel zemin şeritlerinde sürekli oturma ölçmeleri alınmıştır.
Uygulama, öngörülen sınırlar içinde başarı ile tamamlanmıştır.
Uygulamada karşılaşılan güçlükler, genellikle zeminin, inceleme sondajları sonuçlarına bakılarak idealize edilenden farklı oluşu, bazen döküm işlerinin aceleye getirilmesinden kaynaklanmıştır. Dolgunun temelini oluşturan tabakaların drenajsız kayma mukavemeti 10 kPa ile 27 kPa arasında değişmekte, bu yüzden dolgu kademeli olarak yapılırken, mendirek eteklerinde ilave kum şilteler oluşturulması gerekmekteydi. Dikkat edilmesi gereken diğer bir konu, böyle bir inşaatta zeminin, taşıma gücü yönünden kritik duruma çok yakın oluşu, bu yüzden her kademenin özenle izlenmesi gereğidir. Yakından izlemenin bir yararı, bütün uyarılara rağmen acele dolgu yapılmasına karşı çareler üretilmiş ve mendireğin güvenilir bir şekilde tamamlanması sağlanmıştır.
Kaynaklar
Stark, T.D. H.T. Eid (1997) “Slope stability analyses in stiff fissured clays”
j.Geotech. Geoenviron. Eng. 123 (4) pp. 335-343.
Stark, T.D., M.Hussain, (2013) “ Emprical Correlations Drained Shear Strength for Slope Stability Analyses” j.Geotech. Geoenviron.Eng., 139 (6) pp.853-862.
Tiwari, B., H.Marui (2005) “A new method fort he correlation of residual shear strength of the soil with mineralogical composition” J.Geotech.Geoenviron.
Eng.131(9) 1139-1150.
Toğrol, E. (1965) “ The effect of overconsolidation on the development of pore pressure in saturated clays”. Proc.6th ICSMFE, Montreal, 2, pp 382-384.
Wood, D.M. (1990) Soil Behavour and Critical State Soil Mechanics. Cambridge
Roscoe, K.H., A.N.Schofield, C.P. Wroth (19589 “On yielding of soils”
Geotechnique 8(1), pp 22-52.
Skempton, A.W. (1964) “Long term stability of clay slopes” Geotechnique, 14 (2) pp 77-101.
Stark, T.D., H.T. Eid (1994) “Drained residual strength of cohesive soils”
J.Geotech. Geoenviron. Eng.120(5) pp 856-871.
