1.
TANIMLAR
1.1.
Ankrajlar Ankrajlar tendonlar vasıtasıyla kuvvetleri toprak yada kayaya ileten birimlerdir.
1.2.
Ankraj elemanları Ankrajlar aşağıdaki üç bölümden oluşurlar. : - Ankraj başı : Ankrajı ankrajlanmış yapıya bağlar. - Tendon : Kuvveti ankraj başından ankraj köküne aktarır. - Ankraj kökü : Kuvveti tendondan zemine iletir. Diğer kısımlar şu şekilde tanımlanır. - Ankraj ayağı : Ankrajın zemin içindeki bitim noktası. - Ankraj uzunluğu ( l ) : Ankraj ayağı ile ankraj başı arasındaki mesafe. - Ankraj kökü uzunluğu ( lv ) : Üzerinden gücün zemine aktarıldığı uzunluk. Serbest bölge uzunluğu. 1.3.4.'teki gibi açıklanan ankrajlarda, ayrıca aşağıdaki tanımlardanda yararlanılabilir. Etkiyen serbest bölge uzunluğu ( lf ) : Gerdirilme anında tendonun üzerinden serbestçe genişleyebileceği uzunluk. Hesaplanan serbest bölge uzunluğu ( lfr ) : Statik ve zemin mekaniği hesaplarıyla bulunan, ankraj başı ile ankrajın ankraj alanına girdiği nokta arasındaki uzaklık. Şekil 1 1.3.
Ankraj türleri Aşağıdaki temel farklı karakteristikler, ankrajları daha yakından tanımlamak için kullanılır 1.3.1. Ankraj bölgesi türleri Ankrajlar, köklerinin toprağa yada kayaya sabitlenme durumuna göre, toprak ankrajları ve kaya ankrajları olarak ikiye ayrılır. 1.3.2. Uygulama türleri Kalıcı ankrajlar görevlerini yapının ömrü boyunca sürdürürler ve özel dizayn ve takip gerektirirler. Geçici ankrajların görevleri kısa sürelidir, genelde üç seneden daha uzun değildir. Test ankrajları ( bkz. 2.4. ) ankraj türünü seçmekte ve ankraj kökü dizaynını belirlemek için yoğun testlerden geçirilen ankrajlardır. Şekline ve yerine mühendis karar verir. Kontrol ankrajları uzun vadeli gözlemler için yapının içinde ve yanında kullanılan ankrajlardır. 1.3.3. Ankrajı kuyuda sabitleme türleri Bağlayıcı elemanların genleşmesiyle sabitleme. Tapıştırıcının içine gömerek sabitleme. 1.3.4. Uygulanacak hareketin türleri Tamamı bağlı ankrajlar tüm ankraj uzunluğu çevresindeki zemin veya kaya ile temas halinde bulunan ankrajlardır. Bu tür sadece ölü ankrajlar için uygundur. Serbest bölgeli ankrajlar, zemine yalnızca ankraj kökleri ile bağlıdır. 1.3.5. Tendonların gerilme türleri Önceden gerilmeli ankrajlar dinamik yükler nedeniyle ön germe kuvvetinin belirli limitler arasında ufak değişimler gösterebildiği ankrajlardır. Uygulanan yük V0 taşınabilir yük kapasitesi Vu , t = 0 iken 0.50 < V0 < 0.75 Vu Gerilmeli ankrajlar; başlangıçta ( t = 0 ) mümkün gerilme kuvvetinin sadece bir kısmının uygulandiğı dolayısıyla tensile kuvveti ve strainde büyük değişiklikler yapılabilir, t=0 iken,
0.25 < V0 < 0.50 Vu Pasif ankraj; başlangıçta ( t = 0 ) ya hiç yada çok az gerilme kuvvetinin uygulandığı ankrajlar 0.00 < V0 < 0.25 Vu 1.4. Ankrajların sınıflandırılması Ankrajlar ömürleri ve risk derecelerine göre sınıflandırılır ve gerekli güvenlik katsayısı belirlemekte kullanılır. Ankrajın iflas etmesi halinde meydana gelecek hasarın büyüklüğüne göre de sınıflandırılır. 1.5.
Ankrajların isimlendirilmesi Ankrajlar azami test yükü Vp ve yapı türüne göre isimlendirilir.
1.6.
Hesaplamalarda kullanılan terimler
1.6.1. Ankraj kuvvetleri V Vu < Vz < VV Vz =Fe . z Vv Vp = Fe . p Vg = Fe . g V0 = FE . 0 Vs = Fe . 2.0 VA Fe .
Ankraj kuvveti Ankrajın taşınabilir yük kapasitesi Vz veya Vu 'den küçük olanlar kullanılır. Tendonun kopma yükü Ankraj kökünün limit yükü Ankraj ve gerilme testlerindeki test yükü Hesaplanan dinamik yük. . t=0 iken gerilme yükü Tendondaki gerilme s2.0 ikenki yük ( sözde akma sınırı ). Ankraj ve gerilme testlerimde başlangıçta uygulanan yük. Tendonun kesit alanı
1.6.2. Güvenlik katsayıları S : Ankraj güvenlik katsayısı
S = VU / VG
F : Ankrajlı yapının kaymaya karşı güvenlik katsayısı F = Kesme kuvveti / Kayma gerilmesi 1.6.3. Gerilmeler p G 0
Tendondaki test gerilimi. Tendondaki dinamik gerilme. t = 0 iken tendondaki gerilme
1.6.4. Yükler Bu terimler SIA Standart 160'da açıklanmıştır. Bunlara ek olarak la : Yatay aktif zemin basıncı. 1.6.5.
Malzemeler Bu terimler SIA Standart 162'de açıklanmıştır.Bunlar arasında Ee : Tendonun elastiklik modülü z : Germe kuvveti. 2.0 : Akma sınırı ( kalıcı deformasyonun % 0.2'si )
1.6.6. Deformasyonlar le : lbl : lr : l: lk :
Elastik deformasyon. Plastik deformasyon. Vp yükü altında hesaplanan elastik deformasyon. lr = VP.lfr / Ee . Fe Ankraj kafasının hareketi Piston darbesi ( vuruş tesiri )
s: Ankraj plakasının hareketi. 1.6.7. Toprak ve kayaların karakteristik değerleri c Ka
Bulk ( içindeki boşluklar hesaba katılmadan ) yoğunluk. Bulk yoğunluk ivme g İç sürtünme açısı Kohezyon Aktif zemin basıncı katsayısı
1.7.
Testler Ankraj testleri ( bkz.) Özel bu amaç için yapılmış ve bir daha kullanılmayacak test ankrajları üzerinde yapılır. Gerilme testleri (bkz.) Yapı ankrajlarında ( ör. Yapının içinde kalacak ankrajlar ) yapılan kısa vadeli testler. Uzun vadeli kontroller ( bkz.) Kontrol ankrajlarının gözetimi ve uzun vadeli testler. 1.8.
Ölçümlerdeki doğruluk Ölçüm aletleri kalibre edilmeli ve doğruluk bilinmeli ( gerçek değerden sapma = mutlak doğruluk ). Ankraj testlerinde ve gerilme testlerinde ölçülen miktarlar arasındaki ufak farklılıklar ölçülürken ( D l' , D V' ) ölçümünün doğruluğu belirleyici noktalardır ( izafi doğruluk ). 1.9.
Birimler Bu şartnamede SI birimleri kullanılmıştır.
2
PLANLAMA
2.1.
Genel
2.1.1. Bir tasarı için aşağıdakiler gereklidir. - İnşaatın projesi - Zeminin jeoteknik yapısı hakkında bilgi. - Kısıtlayıcı durumlar ve ankrajların yerine getirmesi gerekenler hakkında bilgi. 2.1.2. Dizayn işi,planlama ve araştırmaların ilgi alanı yapılacak işin büyüklüğü ve içerdiği risk oranı ile bağlantılıdır. 2.2.
Zeminin durumu
2.2.1. Ankrajlar ancak yapı projesine ve zeminin jeoteknik özellikleri hakkında elde bulunan bilgilere göre dizayn edilebilir. 2.2.2. Jeoteknik bilgi araştırmaları yapı ve ankrajlar tarafından etkilenecek her alan için yapılmalıdır.Bunlar zeminin yapısını (yerel tabakalanmalar,hidrojeolajik durumlar, vs)belirtilmeli ve eğer mümkünse hesaplanan jeoteknik değerlerin ortalamaları ve dağılımları hakkında bilgi vermeli. Bu araştırmalar bir uzman denetiminde yürütülmeli ve gözlem ve sonuçlar tarihi atılmış ve imzalanmış bir raporda toplanmalıdır. 2.3.
Ek teknik ve yasal gereklilikler
2.3.1. Ankrajlar seçilirken ve dizaynı yapılırken
Yapıların ankrajları planlanırken ankraj seçimine ve dizaynına ek olarak şu teknik detaylar üzerindede düşünülmelidir. Ön gerilme yükü V0 Civardaki yapı ve yollardaki oturma veya yükselmeve sabitlikleri Ankrajların zemindeki tesisat borularından uzaklıkları. Sıvamanın yapılar ve bu tesisat boruları üzerindeki etkileri Malzemanin kaldırılması ( ör. Delgi ) Ankrajların imalatında uygun görülen toleranslar. 2.3.2.Bunlara ek olarak yaşanabilecek bazı yasal sorunlarda göz önünde bulundurulmalıdır. Komşu yapıların üzerinde gözüken etkilerin doğuracağı sonuçlar. Gerilmiş veya gerilmemiş ankrajların komşu alanlardaki konumu ile ilgili anlaşmalar. Kalıcı ankrajların kaydı. 2.4. Test ankrajları 2.4.1. Genel Ankraj seçimi ve ankraj dizeynı hakkında temel bilgiler edinmek amacıyla 5.7.'ye uygun olarak test ankrajları üzerinde detaylı testler yapılmalıdır. Bunlar genelde ankraj kökü için gerekli güvenlik katsayısının ispatıdır. Dolayısıyla test ankrajı tendonu gerekli şekilde dizayn edilmelidir. Ankrajların imalatı vr testlerin uygulanması proje mühendisinin sürekli gözetimi altında olmalıdır.Test ankrajlarını hiçbir teste tabi tutulmamışankrajlarla kıyaslıyabilmek için her testteki delgi ve sıvamaların dikkatli bir şekilde kaydı yapılmalıdır.Eğer bu kıyasta büyük farklılıklar ortaya çıkarsa test ankrajlarını tekrar imal etmek gerekli olabilir. 2.4.2.
Test ankrajlarının sayısı Bir projede uygulanması gereken test ankrajı sayısı proje büyüklüğüne zeminin farklı oluşumlarına ( heterojenik ) risk derecesi ( bkz. 3.4.1.) benzeri şartlar altında gerçekleştirilmiş projelerden edinilmiş tecrübeye bağlıdır. Eğer daha önce benzeri bir proje üzerinde çalışılmamıisa aynı jeoteknik özelliklere sahip toprak veya kayalı alanlardaki ( temel alanı ) test ankraj sayısı tablo 1'de gösterildiği gibi uygulanmalıdır. Tablo 1: Önerilen test ankrajı sayısı Ankraj kökü temel alanında bulunan ankraj sayısı <20
>20
Her temel alanı için test ankraj sayısı.Ankraj sınıfları için 3.4.1’e bakınız. Sınıf 1 Sınıf 2 ve 4 Sınıf 3,5,6 Hiç
Hiç
3
3’ten az olmamakla birlikte ankraj sayısının % 1’i
3’ten az olmamakla birlikte ankraj sayı. % 1,5’i
3’ten az olmamakla birlikte ankraj sayısının % 2’i
2.4.3. Testlerin zamanlaması Ankraj testleri birleştirici eleman yeterli mukavemet kazanmaden yapılmamalıdır. Kum-çimento karışımı ile tuğla örmenin ve sıvanın yapıldığı durumlarda örme işleminden sonra en az bir hafta. Sentetik reçine ile yapılan sıvalarda ise testlere gerekli sertliğe ulaştığına inanılana kadar beklenmeli. Dolayısıyla örnekler ankraj kökünün etrafındaki ısıda saklanmalıdır. 2.4.4. Ölçülen değişiklikler ve doğruluk gereklilikleri Ankraj testleri sırasında ankraj kafalarını eksenler hareketi, ankraj plakalarının hareketi ve tendondaki akma kuvveti aşağıdaki doğruluk payları ile ölçülmelidir. l , ankraj kafasının ve ankraj plakasının ( lk ) eksensel doğrultuda hareketi.
mutlak doğruluk lr 'nin % 2'si izafi doğruluk lr 'nin % 0.5'i s , ankraj plakasının hareketleri ( zeminin yada ankraj kafası desteğinin deformasyonu ) mutlak doğruluk lr 'nin % 2'si izafi doğruluk lr 'nin % 0.5'i Tendondaki ankraj kuvveti ( ankraj kafası arkasında ) mutlak doğruluk Vp' nin % 3'ü izafi doğruluk Vp' nin % 0.5'I 2.5.
Kalıcı ankrajlar için özel gereklilikler
2.5.1. Genel Ankrajın ömrünü uzatabilmek amacıyla geçici ankrajlara yapılandan daha yoğun ve ciddi ölçümler yapılmalıdır. Bu ölçümler şunlarla ilgilidir. Ankrajı yeni ankrajlarla tamamlama ihtimali. Yapıdaki yerdeğiştirme ölçümleri ve uzun vadeli kontroller ile ankrajların kontrol edilmesi. Geçici ankrajlara oranla daha düşük dinamik yük. Korozyona karşı koruma. 2.5.2. Değiştirilebilme - Yerine konma Yapı, kopan ankrajların her an değiştirilebilmesine veya eşit değerde ölçüleri uyguluyabilme imkanı verecek şekilde dizayn edilmelidir. 2.5.3. Deformasyonları takip etme - gözlemleme Yapıdaki hareketler jeodetik veya diğer uygun ölçümler şekilleriyle tablo 2'ye uyularak düzenli aralıklarla kontrol edilmelidir. Dizaynda kritik deformasyonlar ( ör. Çökme tehlikesi )belirtilmeli. Bu değerler aşıldığı takdirde daha sıkı kontroller gerekir. 2.5.4. Kontrol ankrajları Bazı ankrajlar kontrol ankrajları olarak adlandırılır ve düzenli aralıklarla gözlenmelidir. 2.5.5. Güvenlik Kalıcı ankrajlar dizayn edilirken arttırılmış güvenlik katsayılarına uyulmalıdır ( bkz.3.4. ) 2.5.6. Korozyona karşı koruma Özellikle toprak ankrajlarında günümüz korozyon koruma elemanlarının uygunluğu ve uzun vadeli performansı hakkında çok az bilgiye sahip olunduğundan tesisatın en azından rastgele bir kontrole tabi tutulması gerekir. ( ör. Bir ankrajı yerinden çıkarıp tümünün incelenmesi ). Tablo 2.Kalıcı ankrajlar için özel istek listesi. Gereklilik Değiştirilebilirlik Deformasyonların takibi Ölçüm için kontrol edilecek ankrajların yüzdesi Güvenlik katsayısı
Sınıf 4 Gerekli
Sınıf 5 Gerekli
Sınıf 6 Gerekli
Önerilir
Gerekli
Gerekli
Hiç
%5
% 10
Bkz. 3.4.
Bkz. 3.4.
Bkz. 3.4.
2.6. Proje mühendisinin görevleri 2.6.1. Proje mühendisi gerekli dökümanları toplar, tarihleri belirler ve gerekli araştırmaları 2.1. ,2.2. , ve 2.3.'e göre yürütür.
2.6.2. 3.4.'e uygun olarak ankraj sınıfı ve güvenlik katsayısını belirler. 2.6.3. İnşaatın başını ve sonunu içeren gerekli statik zemin ve kaya mekaniği hesaplamalarını yapar ve şunları tayin eder. Ankraj kuvvetleri VG , V0 , VP Hesaplanan serbest bölge uzunluğu Ankraj eğimi ve konumu Ölçümlerdeki tolerans ( ör. Serbest bölge uzunluğu, eğim vb. ) Yapıda müsade edilen deformasyon. 2.6.4. Test ve kontrol ankrajları sayılarını belirler. 2.6.5. Germe programını tayin eder ( bkz. 5.6.3. ) 2.6.6. Gerekli kontrol ölçümlerini belirler ( deformasyon ve kuvvet ölçümleri ). 2.7.
Müteahhitin görevleri
2.7.1.Müteahhit, ankraj bölümlerini dizayn eder, ankraj kökü uzunluğunu belirler ve korozyondan koruma yolu önerir. 2.7.2. Ankraj malzemeleri ve kullanılan malzemelerden sorumludur. 2.7.3. Ankraj kuvvetinin ankraj bölgesine iletildiğinden emin olur.Eğer ankrajlar 5.8. Dahilindeki gerilme testlerinden geçemezse,sorumluluk onun üzerindedir. 2.7.4. Önceden belirlenmiş ankrajın serbest uzynluğuna uymak zorundadır 2.7.5. 5.9.4.'te belirtilen kayıtları temin eder.
3. 3.1
DİZAYN Genel
3.1.1. Proje mühendisi malzeme teknolojisi, zemin ve kaya mekaniği hakkında etraflı bilgiye sahip olmalıdır. 3.1.2. Dizayn aşamasında kullanılan temel veriler ; Başlık 2'de belirtilen plan belgeleri Malzemelerin özellikleri, zeminde ve yapılarda tahammül edilen deformasyonlar ve yüklemeler. 3.1.3. Ankraj dizaynı yapılırken ankrajın işlevi gözönünde bulundurulmalıdır. Bunun için ; Dinamik yük VG belirlenmelidir. Ankrajın serbest bölge uzunluğu lfr belirlenmelidir. Gerilme yükü V0 seçilmelidir. Ayrıca göz önünde bulundurulması gerekenler : Yapının hareket ihtimali. Yapının rijitliği. Ankrajların ve ankraj alanının hareketlerinin uygunluğu. Toprak ankrajı kullanılan durumlarda öngerme sırasında killi zeminin davranışı. Kaya ankrajı kullanılan durumlarda kayanın anisotropi , homojensizlik ve devamsızlıkları. 3.1.4. Aşağıdaki yükler gözönünde bulundurulmalısır. İstinat yapısının ve zeminin pasif yükü Su basıncı Kalıcı yükler ( ör. binalar ) Dinamik yükler.
3.1.5. Yapının stabilitesi veya hafriyat,inşaatın ilgili aşamalarında onaylanmalı. 3.1.6. Hesaplamalar düzenli bir şekilde gösterilmeli , imzalanmalı ve tarih atılmalıdır. 3.2.
Toprak ankrajları için kullanılan metodlar.
3.2.1. Dinamik yükler Dinamik yük VG ankrajın yerine getirmesi gereken görevin bir fonksiyonu olarak belirlenir. Dolayısıyla bilinen bir güvenlik katsayısı F için ankraj kuvveti V < F . VG ( bkz. 3.2.2.) stabilite hesaplarından bulunabilir. Dinamik yük VG ise hasaplanan zemin ve su basıncının toplamından bulunur. Su basıncı hesaplanırken her seviyedeki su incelenir. 3.2.1.1. Yamaçları - şevleri sabitlemek için Ankrajın dinamik yükü stabilite hasaplarıyla bulunur. Bu hesaplamalarda sadece kaygan zeminin üstündeki serbest bölge uzunluğuna etkiyen kuvvetler hesaba katılabilir. 3.2.1.2. Tek ve çok ankrajlı duvarlar için Bu şartname dinamik yükün hesaplanması için toprağın neden olduğu zemin basıncı ve uniform dinamik yük p'nin h derinliği üzerine uniform bir şekilde dağılmışolmasını öngörür ( bkz. Şekil 2 ). Su basıncı bundan etkilenmez. Tekil ve bileşke kuvvetlerden oluşan zemin basıncı da kazı derinliği boyunca uniform bir şekilde dağılmıştır. Ayrıca ankrajlar gerilirken üst kısımlarında pasif zeminin itkisi ile karşılaşmak gibi bir problemin meydana gelebileceği unutulmamalıdır. Bazı özel durumlarda zemin basıncı farklı zemin mekaniği metodları kullanılarak belirlenebilir. Buna ek olarak büyük tekil ve bileşke yükler de hesaba katılmalı. Metod seçimine karar verilmeli ve sonuç bu şartnamede öngörülen metodun verdiği sonuç ile kıyaslanmalıdır. SI Sistemi
Techn. Sistemi
e = 1.3 ( 0.5 K . d . g . h + K . p ) e K g h p
e = 1.3 ( 0.5 K . g . h + K . p )
Yatay zemin basıncı Aktif zemin basıncı katsayısı Islak yoğunluk İvme ( ~ 10 ms-2 ) Varsayılan temel derinlik Uniform dinamik yük Islak yoğunluk . ivme g
3.2.2.
Hesaplanan ankraj serbest bölge uzunluğu l fr Serbest bölgenin dizaynı ankraj alanının işlevine bağlıdır. - Kaymaya karşı güvenlik katsayıosını ( F ) arttırılmalı. - Ankrajlı duvarlara " önceden gerilmiş" sabit bir yapı oluşturma. - Yükselmelere karşı yeterli büyüklükte ağırlık uygulama. Serbest bölge uzunluğu stabilite durumlarına göre hesaplanır. Ankrajlı alanın ( bkz. Şekil 1 ) kaygan zemin olması durumunda kN / m veya t / m birimli ankraj yükleri, V, hesaba katılmalıdır. Ankraj yükleri V proje mühendisi tarafından her durum ve koşullara göre belirlenmelidir.Bu halde azmi değerleri şöyledir. V < VS V < VV V < F . VG Ankraj kökü durumunun kaygan olması durumunda hiçbir ankraj kuvveti stabilite hesaplarına katılmamalıdır. 3.2.3. Ankraj Kökü Ankraj kökü tendon iflas edene kadar tendon kuvvetlerini zemine iletebilmelidir.
Seçilen ankraj sistemleri ve yerleştirme metodları genelde uygunluk için bahsi geçen zeminde test ankrajlarıyla test edilmelidir. Eğer test ankrajı yoksa veya önceden tecrübe edinilmemişse aşağıdaki yaklaşık değerler kullanılabilir. Tablo 3 :Kaldırılabilir azami yük ve zemindeki anktaj kökü uzunlukları Zemin türü Kumlu gravel Siltli kum
Taşınabilir yük kapasitesi Gevşek durum Yoğun durum 600 kN’ye kadar 1000 kN’ye ( 60 ton ) ( 100 ton ) 400 kN’ye kadar 600 kN’ye kadar ( 40 ton ) ( 60 ton )
Ankraj kökü uzunluğu lv 4 ……7 m. 4 ……7 m.
3.3. Kaya ankrajları için kullanılan metodlar Kaya ankrajının ekilme yönüyle bağlantılı hareketi yalnızca kayanın mukavemetiyle değil aynı zamanda tabakalanma,çatlaklar vb. Ile de ilgilidir. Test yükü Vp 200 kN'nin ( 20 ton ) altında olan kaya sabitleyici ankrajlar genelde statik hesaplara değil tecrübeye dayanılarak hesaplanır. Bu tür ankrajlarda bu başlık altındaki gerekli hesaplamalara boş verilebilir. 3.3.1.
Dinamik yük Dinamik yükler kayanın söz konusu bölümü sabit kalacak şekilde seçilir.
3.3.1.1. Yamaç sabitleyici ankrajlar için : Toprak anktrajları için kullanılan yöntemin aynısı ( bkz. 3.2.1.1.). Yalnız bu durumda kayan zeminler genelde tabakalanma ve çatlaklar tarafından belirlenir. 3.3.1.2. Oyuklar için ( tünel ve büyük mağara ) : Ankraj kuvvetleri ve uzunlukları birlikte, birbirleriyle bağlantılı bir şekilde hesaplanmalıdır. Her ikisi de önceden belirlenmeli, ard arda test edilmeli ve eşleştirilmelidir ki oyuğun etrafındaki kaya sabit kalsın ve tahammül edilmez deformasyonlar meydana gelmesin. 3.3.2. Hesaplanan serbest bölge uzunluğu lfr Ankraj kuvvetleriyle birlikte hesaplanmadığı sürece ( bkz."oyuklar" 3.3.1) serbest bölge uzunluğunun hesaplanması toprak ankrajlarıyla aynıdır ( bkz. 3.2.2). 3.3.3. Ankraj Kökü Ankraj kökü tendon iflas edene dektendon kuvvetlerini kayaya iletebilmelidir. Seçilen ankraj sistemleri ve yerleştirme metodları genelde uygunluk için bahsi geçen kayada test ankrajlarıyla test adilmelidir. Eğer test ankrajı yoksa veya veya önceden tecrübe edilmemişse aşağıdaki yaklaşık değerler kullanılabilir Tablo 4 : Kaldırılabilir azami yük ve kayadaki kökü uzunlukları Taşınabilir yük kapasitesi Zemin türü Gevşek durum Yoğun durum Granit, gnays, bazalt 4000 kN’ye kadar 2000 kN’ye kadar Sert kireçtaşı ( 400 ton ) ( 200 ton ) Sert dolomit Yumuşak kireçtaşı 1200 kN’ye kadar 400 kN’ye kadar Yumuşak dolomit ( 120 ton ) ( 40 ton ) Sert kumtaşı 3.4.
Ankraj kökü uzunluğu lv 4…..7 m 4…..7 m
Güvenlik Katsayıları Ankraj türünü belirlemek için aşağıdaki risk dereceleri kullanılır ve bunlar ankrajın kopması durumunda meydana gelecek hasarın büyüklüğüne göre sınıflandırılırlar.
3.4.1.
Ankraj Güvenlik Sayısı( S ) Ankraj güvenlik katsayısı taşınabilir yük kapasitesinin dinamik yüklere oranıdır. S = Vu / VG
Tablo 5: Ankrajın ömrü ve risk derecesine bağlı olarak güvenlik katsayıları, S. Geçici Ankrajlar Ankraj S sınıfı
Risk derecesi Kopması durumunda az ciddi sonuç doğuracak ve kamunun güvenliğini ve düzenini bozmayacak ankraj. Kopması durumunda ciddi sonuç doğuracak ama kamunun güvenliğini ve düzenini bozmayacak ankraj. Kopması durumunda oldukça ciddi sonuç doğuracak ve muhtemelen kamunun güvenliğini ve düzenini bozacak ankraj.
Kalıcı Ankrajlar Ankraj S sınıfı
1
1,3
4
1,6
2
1,5
5
1,8
3
1,8
6
2,0
Aşağıdaki ankraj yüklerinin bağlantılarına uyulmalıdır. Geçici Ankrajlar VP < 0.95 . VS VP > 1.15 . VG VG < 1 / 5 . V U V0 < 0.75 . VU
Kalıcı Ankrajlar VP < 0.95 . VS VP > 1.40 . VG VG < 1 / 5 . V U V0 < 0.75 . VU
3.4.2. Ankrajlı yapının kaymaya karşı güvenlik katsayısı ( F ) Zeminin kesme kuvvetinin kayma gerilmesine oranıdır. Proje mühendisi kaymaya karşı güvenlik katsayısını her ayrı durum için belirtmelidir. Tablo 6 : Zemindeki istinat duvarları : Ömür ve risk derecesinin fonksiyonu olarak güvenlik katsayısı Risk derecesi Kopması durumunda az ciddi sonuç doğuracak ve kamunun güvenliğini ve düzenini bozmayacak ankraj. Kopması durumunda az ciddi sonuç doğuracak ve kamunun güvenliğini ve düzenini bozmayacak ankraj. Kopması durumunda az ciddi sonuç doğuracak ve kamunun güvenliğini ve düzenini bozmayacak ankraj.
Geçici ankrajlar Ank.Sın. F
Kalıcı ankrajlar Ank. Sın. F
1
1,2
4
1,4
2
1,3
5
1,4
3
1,4
6
1,5
Tablo 6'de verilen güvenlik katsayıları F, toprakta kullanılan istinat duvarları için olağan değerlerdir ve bu değerler ancak F = 1 iken yapının kaydığı hesaplamalarda kullanılabilir.
4. MALZEMELER 4.1. Ankraj Kafası Ankraj kafası, tendonun sıkılacak olan kısmı , ankraj yükünü ankrajlanan yapıya ileten mekanizması ve ankraj plakasından oluşur. 4.1.1. Her çeşit ankraj için kafa dizaynında uyulması gerekenler Ankraj kafası tendona VA – VP arasındaki yükü rahatlıkla yükleyebilecek, istenilen değer sabitlenebilecek ve eğer gerekirse kaldırılıp tekrar yerleştirilebilecek şekilde dizayn edilmelidir. Ankraj kafasının statik kopma yükü tendonun kopma yükünden V Z daha az olmalıdır. V0 yükü ve kopma yükü VZ uygulanırken tendonun ankraj kafası içindeki kayması bilinmeli. Ankraj plakası, VA-VZ arasındaki yüklerde uğradığı deformasyonun ankraj mekanizmasını bozmayacağı,zayıflatmayacağı şekilde yerleştirilmelidir. Eğer özel bir durum söz konusu değil ve önceden farklı bir şey belirtilmemişse ankraj plakası tendonlara düşey ve ortalayacak şekilde dizayn edilmelidir. 4.1.2. VP > 200 kN ( 20 t ) olan önceden gerilmiş ve gerilim ankrajları için özel gereklilikler Ankraj kafası gerilmiş olan tendonun 0,65 –0,70 VZ yüklemeleri arasında 2 milyon yük
5.7. Ankraj testi 5.7.1. Genel 5.7.1.1. Ankraj testi, ankrajın seçimi ve dizaynı konusunda yardımcı olur. Ayrıca ankraj çalışmalarının sayısal değerlerinin verilmesi ve ankraj kabulü için bir temel oluşturur. Test ankrajının tendonunun VV limit yükü belirlenirken takviye yapılabilir,ancak ankrajın diğer özellikleri değerlendirme boyunca değiştirilmemelidir. 5.7.1.2. Ankraj testi sırasında test ankrajı kademeler halinde gerdirilir ve yük/deformasyon eğrisi çizilir.Eğer mümkünse testten sonra ankraj sökülüp çıkarılır. 5.7.2. Testin yapılışı Ankraj testi aşağıda belirtilen şekilde yapılır ( bkz. Şekil 3.4.) 5.7.2.1. Bir başlangıç yükü belirlenir. VA = ( 0,1 . . . . . 0,2 ) VP 5.7.2.2. VA ile VP aralığı V denilen 6 ila 19 eşit parçaya ayrılır. Ölçüm aletinin mutlak doğruluğu ( kalibrasyon ) VP ‘nin % 3’ünden iyi olmalıdır. 5.7.2.3. Deformasyon ölçümleri için sabit bir nokta belirlenmelidir. l = le + lbl. l’nin mutlak doğruluğu lr’nin %2’sinden daha iyi olmalıdır. Bu noktanın hareketi hesaplanan ankraj uzaması lr’nin %5’inden daha az olmalıdır. 5.7.2.4. Bundan sonra yükleme ve ölçme programı azami yüke kadar uygulanır. Her yükleme aşamasında n t süresince ( n = 1,3 veya 10 ) bkz. 5.7.3.1.2 gözlemler yapılır.
5.7.2.5. Zemin türü t A -Kaya ve kohezyonsuz zemin En az 5 dakika B - Az kohezyonlu zemin ve aşırı konsolide En az 15 dakika olmuş killer C - Normal komsilide olmuş killer ve killi Birkaç saatten birkaç güne kadar. siltler Tablo 7 : Kaya ve çeşitli zeminler için t gözlemleme zamanı 5.7.2.6. Her kademeden sonra yük VA’ya düşürülür ve deformasyon lbl ölçülür. 5.7.2.7. Her seferinde yük tekrar uygulanır ve yük deformasyon eğrisinin ara noktaları kaydedilir. 5.7.3.Test yükü VP > 200 kN ( 20 ton ) dan yüksek ankrajların değerlendirilmesi. 5.7.3.1. LİMİT YÜK VV BELİRLEME 5.7.3.1.1. Limit yük aşağıdaki 1. Ve 2. Koşulların hala geçerliliğini koruduğu yüktür. 5.7.3.1.2. Koşul ( 1 ) : Deformasyon yükü veya yük aşağıdaki sınırlayıcı değerleri geçmemelidir. Limit değerler Gözlem zamanı Koşul Deformasyon artışı l Yük kaybı V’ ( 5.7.2.5 ‘e göre ) ( A) (B) ( 1a ) 0 ….. t Max. lr’nin %2’si Max. lr’nin %2’si ( 1b ) t …… 3t Max. lr’nin %1’si Max. lr’nin %1’si ( 1c ) 3t….. 10t Max. lr’nin %1’si Max. lr’nin %1’si ( A ) eğer gözlem boyunca yük sabit tutulmuşsa ( B ) eğer gözlem boyunca deformasyon sabit tutulmuşsa Tablo 8 : Yük kaybıylabağlantılı olarak deformasyon artışının limit değerleri. Eğer koşul 1a sağlanmamışsa gözleme zamanı 3t’ye yükseltilmelidir. Ayrıca koşul 1b sağlanmamışsa, o zamanda gözleme zamanı 10t’ye yükseltilmelidir. 5.7.3.1.3. Koşul ( 2 ) Aşağıdaki orantıya uyulmalıdır. ( bkz. Şekil 3-4 ) 1 : Yükü boşaltma eğrisinin açısı 2 : tekrar yükleme eğrisinin açısı
tg 2 / tg1 >0.90
5.7.3.2. ANKRAJ SERBEST BÖLDE UZUNLUĞUNU BELİRLEME ( lf ) lf = ( le (X) . Fe / V (X) – VA - R
Fe Ee le (X) VA R
) . Ee
: Tendon kasit alanı : Tendonun elastisite modülü : Tendonun V (X) yükü altındaki elastik deformasyono : Başlangıç yükü : Sürtünme kuvveti ( A – A’ mesafesi)
5.7.3.2.2. Etkili serbest bölge uzunluğu lf aşağıdaki koşulu sağlamak durumundadır. Koşul ( 3 ) :
Etkili serbest bölge uzunluğu VV’ye kadar aşağıdaki limitler arasında olmalıdır. lf > 0,9 lfr lf < lfr + k . lv k = 0.5 kuvvetin ankraja, ankraj uzunluğu boyunca tendon aracılığıyla iletildiği sistemde k = 1.1 .kuvvetin sadece ankrajın bitimine etki ettiği sistemler 5.7.3.3. KALICI DEFORMASYON BELİRLEME LBL Şekil5’e uygun olarak belirlenir. Müsaade edilebilecek değeri germe testleri ile müteahhit ve proje mühendisi tarafından belirlenir ve germe kayıtlarına kaydedilir. Bu değere uymak germe testinin 4. koşuludur. 5.7.4. Test yükü VP < 200 kN ( 200 ton ) olan ankrajların değerlendirilişi 5.7.4.1. VP < 200 kN ( rock bolt ) ankrajlar için değerlendirme basitleştirilebilir. 5.7.4.2. Ankraj testinde test yükü VS aşılmamalıdır. Mümkünse kopma görülene kadar yük uygulanmalıdır. 5.7.4.3. Üç yükleme siklusu ( boşaltma ve tekrar yükleme ) boyunca tg2 / tg1 oranının ortalama değeri 0.80’e eşit veya yüksek olmalıdır. 5.7.4.4. Test yükü VP’ye ulaşıldığında plastik deformasyonun ankraj plakalarındaki deformasyon çıkarıldığı zamanki değerleri geçmemeli. Genleşerek sabitlenen ankrajlar lbl = 18 mm Enjeksiyonla sabitlenen ankrajlar lbl = 3 mm 5.7.4.5. Eğer lf önceden dizayn ile belirlenmiş ise,5.7.3.2’deki hesaplar boş verilebilir. 5.7.5 Kayıtlar Ankrajlar testleri sırasında ölçülen değerler diğer önemli belgelerle birlikte saklanmalıdır. 5.7.6. Ölçümdeki doğruluk 2.4.4’te belirtilen doğruluklar ankraj testlerinde de uygulanmalıdır. 5.7.7. Uzun vadeli testler Toprak veya kayanın durumuna bağlı olarak uzun vededeki davranışı görebilmek amacıyla uzun vadeli testlere başvurulabilir. Ölçüm aletleri ve yöntemleri proje mühendisi tarafından gerekliliklere göre her durum için belirtilmelidir. 5.8. Germe deneyi 5.8.1. Genel 5.8.1.1. Germe deneyi ankrajın görevini sınamak içindir. Deney için temeli, daha önce uygulanmış testleteşkil eder. Daha önce testin uygulanmış olduğu durumlarda temel veriler test yükünün VP = 0.95 VS olarak alındığı kapsamlı germe testlerinden elde edilir. 5.8.1.2. Test yükü > 200 kN ( 20 ton ) olan her ankraj basit germe deneyine, belirli sayıda ankraj ise kapsamlı germe testine tabi tutulmalıdır. 5.8.1.3. Kapsamlı germe testinde ankraj kademe kademe gerilir. Ankrajın davranışı ara kademeler , boşaltma dönemleri ve test yükü V P uygulandığı zaman gözlenir. Germe / deformasyon VP’ye ulaşana kadar çizilir. 5.8.1.4. Germe / deformasyon eğrisi değerlendirilirken germe aletindeki deformasyonda göz önünde bulundurulmalıdır. 5.8.1.5. Basit germe deneyinde ankrajın test yükü VP altındaki davranışı bir müddet izlenir.
5.8.1.6. Test yükü VP < 200 kN ( 20 ton ) olan ankrajlarda test rastgele numunelerle ( 5.8.2.1) sınırlıdır. 5.8.2. Kapsamlı germe testinin uygulanışı ( bkz. Şekil 6-7) 5.8.2.1. Kapsamlı germe testine tabi tutulacak minimum ankraj sayısı aşağıdaki tabloya göre belirlenir. Test yükü Vp Ankraj sınıfları1,2,4,5 Ankraj sınıfları3 ve 6 > 200 kN ( 20 ton ) % 3’ü ama en az 2 %6’sı ama en az 4 ≤ 200 kN ( 20 ton ) %5’I ama en az 12 % 5’I ama en az 12 Tablo 9 : Kapsamlı germe testine tabi tutulacak ankraj sayısının toplam ankraj sayısının yüzdesi olarak ifadesi 5.8.2.2. Başlangıç yükü VA = ( 0.1 ….. 0.2 ) VP seçilir. 5.8.2.3. VA - VP aralığı yaklaşık eşit olan üç V aralığına bölünür. 5.8.2.4. Gertme / deformasyon eğrisinin ara bölümleri düzgün bir şekilde geçirilir. 5.8.2.5. Her kademede yük V veya deformasyon l ( veya piston vuruşu lk ) gözlem zamanı olan n. Dt boyunca sabit tutulur ve deformasyon artışı l’ veya yük azalışı V’ gözlemlenir. ( gözlem zamanları t için bkz. Tablo 7 ). N= 1, 3 veya 10 ( bkz. 5.7.2.1.2 ). 5.8.2.6. Her kademeden sonra yük VA ‘ya düşürülür ve deformasyon lbl ölçülür. 5.8.2.7. Yüktekrar uygulandığında germe / deformasyon eğrisinin ara noktaları kaydedilir. 5.8.2.8. Son kademe olan VP uygulandıktan sonra ankraj germe yükü V 0’da kilitlenir. Eğer gerekliyse yük tamamen boşaltılabilir. Sekil 6 : Sabit deformasyonlu kapsamlı germe testi Şekil 7 : Sabit yüklü kapsamlı germe testi. 5.8.3. Kapsamlı germe testinin değerlendirilmesi Aşağıdaki koşullara uyulmalıdır. Koşul ( 1 ) : Gözlem zamanı olan n. t geçtikten sonra deformasyondaki değişiklik veya yük 5.7.3.1.2’de verilen limitleri aşmamalıdır. Koşul ( 2 ) : tg 2 / tg1 ≥ 0.90 veya 0.80 oranı 5.7.3.1.3 ve 5.7.4.3 ile uygun düşmelidir. Koşul ( 3 ) : Serbest bölge uzunluğu lf 5.7.3.2.2.’de belirtilen limitler dahilinde olmalıdır. Koşul ( 4 ) : Kalıcı deformasyon l bl ankraj testleriyle belirlenen sınırlayıcı değerlerden daha ufak olmalıdır ( bkz.5.7.3.3). 5.8.4. Basit germe deneyi 5.8.4.1. Test yükü VP ‘nin belli bir yüzdesi olarak bir başlangıç yükü seçilir V A = ( 0.1 -0.2 ) VP 5.8.4.2. Ankraj yükü VP ‘ye kadar gerilir. 5.8.4.3. VA ile VP. arasındaki germesırasında halat uzaması l ölçülür. 5.8.4.4. Test yükü VP veya uzama l gözlem zamanı n .t süresince sabit tutul arak yük azalmasıV’P veya uzamadaki artış l’P gözlenir. 5.8.4.5. Yük VA ‘ya azaltılır ve plastik deformasyon lbl kontrol edilir. 5.8.4.6. Ankraj germe yükü V0’a kilitlenir. Şekil 8 : Sabit deformasyonlu basit germe deneyi Şekil 9 : Sabit yüklü basit germe deneyi
5.8.5. Basit germe testinin yorumlanması Aşağıdaki koşullar sağlanmalıdır. Koşul ( 1 ) : Gözlem zamanı dolduktan sonra deformasyon veya yükteki değişiklikler 5.7.3.1.2’de verilen sınırları aşmamalıdır. Koşul ( 3 ) : 5.7.3.2.1’de verilen hesaplamalarda ankraj testleri veya kapsamlı germe testlerine bağlı olarak ortalama bir sürtünme kuvveti F varsayılabilir. Koşul ( 4 ) : Plastik deformasyon lbl’teki ankraj testlerine dayanılarak bulunan değerlerden daha düşük olmalıdır. 5.8.6. Kayıtlar Basit ve kapsamlı germe testlerinde yapılan ölçümler germe kayıtlarına geçirilmelidir. 5.8.7. Ölçüm doğruluğu 5.8.7.1. Ankraj testlerindde de olduğu gibi kapsamlı germe testinde de 2.4.4’te belirtilen gereklilikler uygulanmalıdır. 5.8.7.2. Basit germe testi için ölçüm doğruluğu kapsamlı germe deneylerine dayanarak proje mühendisi ve müteahhit tarafından belirlenmelidir. 5.9. Koşullar ve işin kaydı, kontroller 5.9.1. Eğer koşullar gereklilik oluşturursa aşağıdaki kayıtlar bulunabilmeli ; Ankrajlama işine başlanmaden öncesine ait komşu zeminin ( bina, sokak vs dahil ) durumunu belirten onaylanmış rapor Ankrajlama işi tamamlandıktan sonra son kontrolün sonucunu içeren onaylanmış kabul raporu. 5.9.2. Ankrajlama işlemi süresince saha mühendisi düzenli olarak zemindeki kaymaları kontrol eder. 5.9.3. Eğer zemin şartları kabul edilmiş olandan sapma gösterirse müteahhit bunu derhal proje mühendisine bildirmelidir. 5.9.4. Müteahhit delgi, enjeksiyonve germeye ait sürekli kayıtları elinde bulundurmalı.
7. HİZMETLER VE TEDARİKLER 7.1. Teklif ve fiyat vermenin temel prensipleri ve şartları SIA Standart 118’de verilen genel şartlara uygulanır. Ankrajlar için teklif ve fiyat verme aşağıdaki temel prensiplerle tamamlanmıştır. 7.1.1. Teklif çeşitleri Yazılı teklif çeşitleri aşağıdaki gibi olabilir : 7.1.1.1. Proje mühendisi tümüyle 7.1.2,2.6,2.7’de belirtilen teklif belgesini yerine getirir. Müteahhit değişmeyen fiyatları teklif eder. Müteahhit kıyaslanabilir bir fiyat teklif etme hakkına sahiptir. Fakat bu teklif bütün sınır koşullarını ve harcamaları dikkate almalıdır. 7.1.1.2. Mal sahibi 7.1.2.1,7.1.2.2. ve 7.1.2.3.1’de belirtilen bütün dökümanları halka acık hale getirir.Müteahhit bu detaylara dayanarak projenin tasarısı dahil ( 7.1.2.3.3 ) fiyat teklif
eder.Müteahhit plan ve tasarım işinin bir kısmını gerçekleştirir ve masraf ödeme yolları fiyat teklifinde belirtilir. 7.1.1.3. Önceden normal olarak yapıldığı gibi test ankrajları için ayrı fiyatlar teklif edilir. 7.1.2. Teklif belgeleri 7.1.2.1. Yerel şartlar Mal sahibi tarafından bu konuda verilen bilgiler aşağıdakiler hakkında detaylı bilgi içermelidir. Jeoloji Jeoteknik koşullar Yeraltı araştırmaları ( sondaj gibi ) Su seviyesi ( herhangi bir yeraltı suyu akışı ) Suyun sertliği Buna ilaveten aşağıdakiler hakkında detaylı bilgiler zorunludur. Çalışma alanından etkilenebilecekvar olan yapıların temel durumları Yeraltı yapıları dahil yeraltı ve yerüstündeki kablolar ve her çeşit hizmetler Herhangi d.c. akım kaynakları ve frekansından sapmış akımlar Gaz depoları Radyo aktivite Toprak kaymaları,kaya ve buz düşmeleri Kayan bölgeler. 7.1.2.2. Şantiyeyi hazırlamak, İnşaat işini tamamlamak Bu konuda müteahhite yeterli bilgi verilecektirç İnşaat işinin tamamlanması için resmi işlerin düzenlenmesi İzin verilebilir ses ve titreşim limitleri, yeraltı suyunun kontrolü vs., bunlarla beraber iş ve hizmetleri kısıtlayan bütün şartlar. Giriş yolları Trafik değişiklikleri ve kontroller 7.2. Teklifin içerdiği hizmetler ve sunumlar Aşağıdaki hizmetler uzman işçiliğin standart bir parçası olup herhangi bir özel tanımlama olmaksızın birim fiyatlara dahildir. 5 ve 8 de tanımlanan germe testlerinin uygulanması Arazi bilgilerine dayanarak ankraj delgilerinin pozisyon ve yönlerinin belirtilmesi 5.9.4’e dayanarak delgi, şerbetleme ve germe kayıtlarının tedarik edilmesi ( bkz 2.7.5,5.1.1,5.4.1.3,5.6.4,5.7.5 ) 5.3.1,5.4.3 ve 5.5’e dayanarak ankrajların iklim koşullarına ve atıklara karşı korunması 7.3. Teklifin içermediği hizmetler ve sunumlar Aşağıdaki servisler ve hizmetler 7.1.3’e dayanarak faturanın ilgili bölümlerinda belirtilmelidir. Aksi takdirde önceden kabul edilmeli ve sonra yerleştirilmelidir. Test ankrajlarının imalatı ne takip edilmesi Uygun deformasyon ölçümleriyle yapının takip edilmesi Ankraj eksenine dik olan basınç dağılım plakalarının yerleştirilmesi işi Dayanıklı olmayan zeminlerde ankraj yerleştirilmesi 7.4. Miktar ölçüm şartları 7.4.1 Delgiler için 7.4.1.1. Hesaplanan serbest ankraj bölgesindeki,lf, delgiler metre başına efektif delgi uzunluğu olarak hesaplanmıştır ve ayrı düşünülen ankrajlı binalardaki topluluğu içermez. 7.4.1.2. Sabit ankraj uzunluğu, lv, bölgedeki delgiler madde başına hesaplanmıştır.
7.4.2. Ankrajlar için 7.4.2.1. Teslim, yerleştirme, şerbetleme ve germe miktar ölçümlerinde belirtilmiştir. 7.4.2.2. Ankraj plakasının dış kenarından sabit ankrajın başlangıç noktasına hesaplanan serbest ankraj uzunluğu metre başına ölçülmüştür. 7.4.2.3. Sabit ankraj uzunluğu, ıv, madde başına ölçülmüştür.( uzunluklarla ilgili detaylar müteahhitten alınabilir). 7.4.2.3. Ankraj başı, ankrajların gerilmesi ve basit germe testi madde başına hesaplanmıştır. 7.5. Tasdik 7.5.1. Germe test kayıtlarının onaylanması tasdik olarak sayılır 7.5.2. En son ankraj tastik edilmesi, tasdik tarihi ve garanti süresinin başlangıcı olarak kabul edilir.
