Geosentetik donatılı MSE (Mechanically Stabilized Earth) duvarlar dünyada hızla yaygınlaşıyor. İlk örnekleri FHWA (ABD Karayolları İdaresi) tarafından uygulanan, Amerika ve Avrupa başta olmak üzere hızla yaygınlaşan bir sistem olan “Geoduvar” sistemi ülkemizde de gün geçtikçe daha fazla tercih edilmeye başlandı. Kavram olarak donatılı zemin kavramına dayanan bu teknoloji, bu konuda gelişmiş ilk teknoloji olan demir donatı ve beton ön panelli sistemin yerini alıyor. Geoduvar’ın getirdiği avantajların en önemlisi ise metal donatının yerini geosentetik donatının alması.
Uygulama Alanları
Karayolları
Toplu konutlar
Bahçeler
Üst geçitler
Siteler
Parklar
Yaklaşım köprüleri
Konut Villalar
Avantajları
- Metal donatı yerine geosentetik donatı kullanılır.
- Korozyona karşı dayanıklıdır.
- Esnek mimari alternatifler üretilebilir.
- Ön cephe elemanlarına çeşitli geometrik şekil, renk ve doku verilebilir.
- İç ve dış kurbları kolayca dönebilir, istenilen eğimde inşa edilebilir, kademelendirilebilir.
- Güvenlidir. Statik ve deprem yükleri altında betonarme duvarlara oranla çok daha sağlıklı bir davranış gösterir.
- Özellikle zayıf temel zeminlerinde betonarme istinat duvarlarına oranla temele çok daha az yük aktarır, dönmeye karşı emniyet sağlar.
- Bakım, boya, sıva gerektirmez.
- Teraslama yapılarak yeşillendirmek mümkündür.
Diğer Bilgiler
Metal donatı iki dezavantaj yaratır. Birinci ve en önemli dezavantajı “korozyon” tehlikesidir. Bu tehlikeyi bertaraf etmek için başlıca iki yöntem kullanılır: Donatılar galvaniz ile korunur; donatılandırılmış bölgenin dolgusunda içinde ise zeminde su tutulmaması için hiç kil ihtiva etmeyen bir dolgu malzemesi kullanılması önerilir. Ancak ilk olarak Avrupa’da yapılmış olan uygulamalar bütün bu önlemlere rağmen korozyonu engellemenin mümkün olmadığını göstermiş ve bu teknolojiyle inşa edilen ilk duvarların rehabilitasyonu projelerine başlanılmıştır.
İkinci dezavantaj da donatının ön panele noktasal olarak bağlanması ve bu bağlantının esasında bir zayıf nokta oluşturmasıdır. Oysa geosentetik donatılı MSE duvarlarda kullanılan donatı teorik olarak sonsuz ömürlüdür ve ön elemanlara büyük yüzeylerde bağlandığı için olabilecek noktasal zayıflıklar bir önem taşımaz.
Geosentetik donatılı MSE duvarların klasik betonarme sistemlere göre en büyük avantajları ise şöyle sıralanabilir:
MSE duvarların en büyük avantajı mühendislik olarak son derece emniyetli yapılar olmalarıdır. MSE duvarların gerek statik yükler altında gerekse de deprem yükleri altında çok daha sağlıklı bir davranış verdiği bilinen bir gerçektir. Özellikle zayıf temel zemini koşularında temele betonarme istinat duvarlarına göre çok daha az yük aktardıkları ve dönmeye karşı büyük dirençleri olduğu için büyük emniyet sağlarlar.
MSE duvarların bir diğer avantajı da yapım kolaylığı ve hızıdır. Bu da hem projenin hızla gerçekleştirilmesini sağlamakta hem de projenin hızla tamamlanmasına bağlı olarak ekonomi sağlar.
MSE duvarlar ön cephe elemanlarına verilebilecek çeşitli geometrik şekil, doku ve renk etkisiyle son derece estetik görünümlüdür. Bu duvarlar çok çeşitli geometrik şekillere kolayca uydurulabilir, iç ve dış kurbları kolayca dönebilir, tam düşey veya istenilen ön cephe eğiminde oluşturulabilmekte ve istenildiği gibi kademelendirilir.
Lokal olarak temin edilebilen, herhangi bir yol dolgusunda kullanılabilecek özellikte olan bir malzeme, dolgu malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Demir donatılı sistemlerde olduğu gibi dolgunun tamamen temiz çakıl olması gerekli değildir. Bu sebeple hem nakliye hem dolgu malzemesi bedelinden büyük ekonomi sağlanır.
Betonarme istinat duvarları belirli bir yükseklikten sonra hemen hemen teşkil edilemez duruma gelmesine karşılık, MSE duvarların böyle bir üst sınırı bulunmaz. Üstelik MSE duvarlar, duvar yüksekliği artıkça daha da ekonomik olur.
Geosentetik Donatılı İstinat Duvarı inşa edilecek yere, yapı blokların yatay tabakalar halinde yerleştirilebilmesi için düzeltilmiş doğal zemin üzerine 35 cm genişliğinde ve 10 cm kalınlığında demirsiz bir taban düzleme betonu (grobeton) dökülür. Böylece düzgün, yatay bir çalışma düzlemi elde edilir.
Geosentetik donatı, zemin üzerine duvar yüksekliğine bağlı olarak hesaplanan genişlik ve uzunluklarda kesilerek serilir. Geosentetik yapı blokların üzerini örtecek ancak dış yüzeyden görülmeyecek şekilde yerleştirilir. Serim esnasında donatılar, esas gerilme aldığı duvar yüzeyine dik yönde ve gergin olacak şekilde serilir.
Daha sonra yapı bloklar duvar geometrisine uygun olacak şekilde duvar dış sınırına yerleştirilir. Duvarın düşeyle bir açı yapması istendiğinde her blok sırası 1 cm içeri çekilerek istenen eğim verilir. Yapı bloğun boşluklarına ince dolgu malzemesi doldurularak sıkıştırılır. Bu işlem tabakalar halinde istenen yüksekliğe kadar devam eder.
Geosentetik donatılı istinat Duvarlarında merdiven yapısı, ana gövdedeki donatılı dolgu sisteminin bir uzantısı olarak yapılabilir. Böylelikle hem estetik ve hem de ekonomik avantajlar sağlanır. Ayrıca yolların kurplu kısmında, peyzaj uygulamalarında ve her türlü duvarda kolaylıkla uygulanabilir.
Dolgu içinde düşey yönde sık aralıklarla kullanılan geosentetik donatılar (geotekstil veya geogrid), dolgu malzemesinin duvar yönünde yaptığı yatay zemin yüklerini, çekme kuvveti olarak içine alır. Dolayısıyla dolgunun kenarlarına konan yapı bloklar üzerine çok düşük yatay yükler gelir Bu şekilde yapı bloklar düşey veya yatay yönde birbirine herhangi bir şekilde tutturulmadan harçsız olarak durabilir. Ayrıca geosentetiklerle güçlendirilmiş dolgu malzemesi kayma yüzeylerini engelleyerek, çok dik dolgu şevlerine olanak sağlar. Böylece 90 derece diklikte 20–30 m yükseklikte istinat duvarları yapılabilir.
Geosentetik donatılı MSE duvar dolgu şevine izin verilmeyen, kamulaştırma sınırı problemi yaşanan ve dar alanlarda gerçekleştirilmesi düşünülen her türlü istinat yapısı için ideal bir sistemdir ve bu tip duvarların geoteknik ve yol mühendisliğinde sıkça rastlanan şev stabilitesi ve temel sorunlarına da tipik betonarme istinat yapılarına oranla çok daha ekonomik çözümler getirmektedir.
Diğer istinat duvarlarında olduğu gibi geosentetik donatılı MSE duvar tasarımı da dış ve iç stabilite hesaplamalarını kapsar. Özellikle betonarme sistemlere göre deprem etkisine karşı son derece güvenli olan bu sistemin hesaplarının yapılmasında, dış stabilite analizlerinde geleneksel şekilde kayma, devrilme ve taşıma gücüne karşı güvenlik sayıları depremli ve depremsiz durum için ayrı ayrı hesaplanır. Tasarımda donatı sıklığının hesaplaması duvar yüksekliğine, dolgu malzemesinin içsel sürtünme açısına, donatının emniyetli çekme mukavemetine (Tall) ve inşaat yapılacak bölgenin depremselliğine bağlı olarak gerçekleştirilir. İç stabilite analizlerinde her bir donatı tabakası için depremli ve depremsiz durumda donatı uzunlukları belirlenir. Donatı üzerine gelecek çekme gerilmesi, müsaade edilen çekme gerilmesi ile karşılaştırılır. Her donatı için çekme gerilmesi kontrolü yapılır. Yine her donatı tabakası için sıyrılmaya karşı güvenlik kontrol edilir. Ayrıca donatıların gerekli minimum uzunluk ve donatı boyu/duvar yüksekliği oranı kontrol edilir.
İç stabilite analizleri bu hesapların yanı sıra ön cephe elemanlarının analizini de kapsar. Her yapı blok sırası için devrilme ve kaymaya karşı güvenlik katsayıları hesaplanır ve donatı ile yapı blok arasındaki bağlanma güvenlik sayıları tahkik edilir. Bütün bu tahkiklerin yapılmasında özel olarak bu amaçla geliştirilmiş bilgisayar programlarından yararlanılır.
