Ankrajlı Fore Kazıklı İksa Sistemlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi ve İnklinometre Ölçümleri ile Karşılaştırılması

Öz

İnşaat projelerinde derin kazıların yapılması, günümüzde çeşitli faktörler nedeniyle kaçınılmaz hale gelmiştir. Bu tür kazılarda zemin stabilitesini sağlamak amacıyla iksa sistemleri kullanılmakta olup, özellikle eğimli arazilerde, kayma ve göçme riski taşıyan zeminlerin korunması ve bodrum katlı yapıların temellerinin güvenli bir şekilde yerleştirilmesi için oldukça büyük öneme sahiptir. Bu çalışma, ankrajlı fore kazıklı derin kazı destekleme sisteminin etkin kullanımını ve zemin deformasyonlarının izlenmesinin önemini incelemektedir. Sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile modellenen sistemdeki potansiyel deformasyonlar, saha inklinometre ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Zemin verileri, raporlardan ve laboratuvar deneylerinden alınarak belirlenen parametrelerle tasarımda kullanılmış, iksa sistemi PLAXIS programı üzerinden modellenmiştir. Zeminin malzeme modelleri oluşturulmuş ve yatay deformasyonlar ile saha ölçümleri arasındaki farkların sebepleri araştırılmış, bu farkların nedenleri geri analizler aracılığıyla ortaya konulmuştur. Sayısal analiz ve saha ölçümleri, iksa sisteminin yatay deformasyonları etkin bir şekilde kontrol altında tuttuğunu ve güvenli bir tasarım sağladığını ortaya koymuştur. İnklinometre ölçümleri, deformasyonların izlenmesi konusunda önemli bir doğrulama aracı olmuştur. Elde edilen bulgular, derin kazı uygulamalarında iksa sistemlerinin başarısını ve zemin parametrelerinin tasarımda ne kadar önemli olduğunu vurgulamaktadır. Sonuçlar, iksa sistemlerinin tasarımında ve inşaat sürecinde güvenliği artıran önemli bilgiler sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Ankraj
• İnklinometre
• Yatay Deplasman
• Sonlu Elemanlar Yöntemi
• Fore Kazık

Analysis of Anchored Bored Pile Shoring Systems Using the Finite Element Method and Comparison with Inclinometer Measurements

Öz

In construction projects, deep excavations have become unavoidable due to various factors. To ensure soil stability in such excavations, shoring systems are used, which are particularly important for protecting slopes and preventing the collapse of soils prone to sliding and settlement, especially in sloped terrains, as well as for the safe placement of foundations for basement structures. This study examines the effective use of anchored bored pile shoring systems and the importance of monitoring soil deformations. Potential deformations in the system, modeled using the Finite Element Method (FEM), were compared with inclinometer measurements taken during field applications. Soil parameters, determined from reports and laboratory experiments, were incorporated into the design, and the shoring system was modeled using the PLAXIS software. Material models for the soil were created, and the causes of the differences between calculated horizontal deformations and field measurements were investigated through back-analysis. The numerical analysis and field measurements showed that the shoring system effectively controlled horizontal deformations and provided a safe design. Inclinometer measurements proved to be an important verification tool for monitoring deformations. The findings emphasize the success of shoring systems in deep excavation applications and highlight the significance of soil parameters in design. The results offer valuable insights that enhance safety during the design and construction process of shoring systems.

Anahtar Kelimeler

• Anchor
• Inclinometer
• Horizontal Displacement
• finite Element Method
• Bored Pile

Kaynakça

1. Aktan, E., (2014). Öngermeli Ankrajlı Kazıklı Duvar Nümerik Analizi: Hilton İstanbul Bomenti Hotel Ve Konferans Merkezi Projesi Kapsamında Yer Alan Tarihi Bina Önü İksa Sistemi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
2. ASTM A416 (1997). Annual Book of ASTM Standards, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Penn.
3. Bowles, J. E. (1998). Foundation Analysis and Design. McGraw-Hill, ISBN: 0-07-912247-7.
4. Carder, D. R. (1995). Ground movements caused by different embedded retaining wall construction techniques. Transport Research Laboratory Report (No. 172). Berkshire, U.K.
5. CEN. (2004). Eurocode 7: Geotechnical design – Part 1: General rules (EN 1997-1:2004). European Committee for Standardization.
6. Cengiz, A.D. (2008) ‘‘Bir Diyafram Duvarda Tahmin Edilen Ve Ölçülen Yer Değiştirmelerin Karşılaştırılması’’ Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
7. Clough, G. W. and O’Rourke, T. D. (1990). Construction-inducedmovements on in-situwalls. In Proceedings of the ASCE Conference on Design andPerformance of Earth RetainingStructures (Geotechnical Special Publication No. 25, pp. 439-470). ASCE.
8. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. (2018). Kazı Güvenliği ve Alınacak Önlemler, 31.08.2018 tarih ve 105340 sayılı Genelge.

9. Fernie, R., and Suckling, T. (1996). Simplifiedapproachforestimating lateral movement of embeddedwalls in U.K. ground. In Proceedings of the International Symposium on Geo-Aspects of Underground Construction in Soft Ground (pp. 131-136). City University, London.
10. FHWA (1999)- Federal Highway Administration. Geotechnical Engineering Circular NO. 4- Ground Anchors and Anchored Systems IF-99-015
11. Rahmani G.Y. and Laman M. (2016) yeraltı su seviyesı yüksek olan zeminlerde iksa sistemlerinin analizi, ç.ü. fen ve mühendislik bilimleri dergisi. 34-2.
12. Goldberg, (1976) Goldberg, D.T., Jaworski, W.E., Gordon, M.D. 1976. Lateral Support Systems and Underpinning. Report FHWA-RD75- 128, Vol. 1, Federal Highway Administration, Washington D.C.
13. Hwang, R.N., Lee, T., Chou., C.R., Su., T.C. (2012). Evaluation of Performance of Diaphragm Walls by Walls by Wall Deflection Paths, Journal of GeoEngineering, Vol. 7 (1), pp. 001-012
14. Mana, A. I., Clough, G. W. (1981). Prediction of movementsforbracedcuts in clay. Journal of GeotechnicalEngineeringDivision, 107(6), 759-777.
15. Moormann, C (2004). Soils and Foundations, Japanese Geotechnical Society- Analysis of wall and ground movements due to deep excavations in soft soil based on a new worldwide database Vol. 44, No. 1, 87-98, Feb.
16. Ou, C. Y. (2006). Deep excavation theory and practice. Taylor & Francis, London.
17. Peck, R. B. (1969). Deep excavation sand tunneling in softground. In Proceedings of the 7th International Conference on Soil Mechanicsand Foundation Engineering. University Nacional Autónoma de México Instituto de Ingeniería.
18. Plaxisbv. (2018). Plaxis 2D (Version 2018). Plaxisbv. https://www.plaxis.com
19. Steiner; W., Pedrozzi, G. (2001), Risk analysis of tunnel systems in urban areas with variable ground conditions
20. Swanson, P.G., Larson, T.W., “Shoring failure on soft clay” Design and Performance of Earth Retaining Structures, ASCE GSP 25 , 1990
21. Terzaghi, K., Peck, R. B. (1967). Soilmechanics in engineering practice (2nd ed.). Wiley.
22. Tschebotarioff, G.P. (1951). Foundations, Retaining and Earth Structures, McGraw-Hill Book Co. Inc., Newyork,.