Su koruma projelerinde geogrid uygulamasının temel teknik noktaları

GeogridlerGeosentetik bir malzeme olarak toprağı güçlendirmek, mukavemetini arttırmak ve geoteknik yapıların stabilitesini ve taşıma kapasitesini arttırmak için kullanılır. Karayolu ulaşım mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar ve su koruma mühendisliğinde nehir kıyısı ve istinat duvarı projelerinde yavaş yavaş ortaya çıkmışlardır. Bu nedenle, bu makale, temel teknik noktalarını kapsamlı bir şekilde anlamak ve kavramak için uygulamalarını sistematik olarak gözden geçirmekte ve özetlemektedir.

Güçlendirilmiş Mühendisliğin Tasarım Hizmet Ömrü

Geogridler güçlendirilmiş toprak kategorisine aittir. Donatı, geosentetik malzemelerin çekme dayanımından yararlanılarak zeminin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi işlevi olarak tanımlanmaktadır.

Şu anda ülkemde güçlendirilmiş mühendislik için tasarım hizmet ömrü bulunmamaktadır. İngiliz standardı "Geosentetiklerin Uygulamasına İlişkin Teknik Şartname"nin (GB50290-2014) Madde 7.1'inde verilmiştir.

Güçlendirilmiş Zemin Dolgu Malzemesi İçin Temel Gereksinimler

Güçlendirilmiş toprak dolgu malzemesi ideal olarak iyi geçirgenliğe sahip granüler toprak kullanmalıdır:

• İnce-taneli toprak (partikül boyutu<0.075mm) content ≤15%, and plasticity index <6.
• Bunun nedeni, bu tür toprağın yüksek sürtünme direncine, nispeten kararlı özelliklere, düşük veya hatta sıfır boşluk suyu basıncına ve düşük sünmeye sahip olması ve güçlendirilmiş toprağın uzun-dönemli stabilitesini sağlamasıdır.
• Kohezyonlu toprak kullanılıyorsa tasarım sürecinde seçilen özelliklerin stabilitesine özel dikkat gösterilmelidir. Aşırı yüksek su içeriğine sahip kohezyonlu dolgu için, boşluk suyu basıncının donatının sürtünme direnci üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak amacıyla drenaj fonksiyonlu donatı malzemelerinin kullanılmasının değerlendirilmesi bile tavsiye edilir.

Geosentetik Geçirgen Malzeme Türleri-Esnek Güçlendirme ve Sert Güçlendirme

Geosentetik malzemeler iki gruba ayrılır. esnek takviye ve sert takviye. Tasarım kurallarına göre:

(1) Geogridler ve jeotekstil gibi kopma uzaması oranı %10 veya daha fazla olan malzemeler esnek malzemeler olarak kabul edilir;

(2) Takviye şeritleri gibi kopma uzaması oranı yalnızca %3 ila %4 olan malzemeler, sert malzemeler olarak kabul edilir.

Not: Yukarıda geosentetiklerin geçirgen malzeme kısmı açıklanmaktadır. Kompozit geomembranlar ve sodyum bentonit su yalıtım battaniyeleri gibi geçirimsiz kısımdan, yani sızıntıyı-geçirmeyen malzemeden önceki makalelerde bahsedilmişti. Bu belgenin sonundaki orijinal makale bağlantısına bakın.

Geogridlerin Bileşimi ve Sınıflandırılması

Kompozisyon:Gerilebilir şerit birimlerinin dolgu malzemesini barındıracak açıklıklarla birleştirilmesiyle oluşturulan düzenli bir ızgara desenine sahip güçlendirilmiş geosentetikler.

Sınıflandırma:Plastik geogridler, fiberglas geogridler, polyester çözgü{0}}örme geogridler ve birbirine bağlanmış veya kaynaklanmış birden fazla kompozit takviye şeridinden oluşan çelik-plastik geogridler.

Uzunluk:Geogridlerin uzunlukları proje ihtiyaçlarına göre genellikle 3m ile 6m arasında belirlenebilmektedir.

Genişlik:Geogridlerin genişliği genellikle 1m ile 4m arasındadır, genel özellikler ise 2m ve 3,5m'dir. Genişlik yetersizse ve bindirme gerekiyorsa bindirme uzunluğu 30 cm'den az olmamalı ve çivi veya yer kazıkları ile sabitlenmelidir.

Güçlendirilmiş Zemin Yapılarının Tasarım Hesabı

Güçlendirilmiş zemin yapılarının tasarım hesaplaması temel olarak iki bölümden oluşur: dış genel stabilite doğrulaması ve iç stabilite doğrulaması.

Harici Genel Stabilite Doğrulaması

Örnek olarak güçlendirilmiş bir toprak istinat duvarının hesaplanmasını ele alırsak, bu, yatay kayma stabilitesine karşı direnci, derin kayma stabilitesine direnci ve temel taşıma kapasitesini içerir. Devrilme direncinin doğrulanması gerekli değildir ancak duvarın alt yüzeyinde bileşke kuvvetin uygulama noktası, alt yüzeyin orta üçte birlik kısmı içinde olmalı ve duvarın arkasındaki toprak basıncı Rankine'nin toprak basıncı teorisine göre belirlenmelidir.

Takviye malzemesinin uzunluğunu belirlemek için kayma kırılma yüzeyini belirleyin.

Dahili Stabilite Doğrulaması

Buna, takviye malzemelerinin her katmanı için ayrı ayrı hesaplanması gereken, takviye malzemelerinin çekme ve çekme mukavemetleri de dahildir.

• Çekme Stabilite Hesabı

Takviye malzemesinin izin verilen çekme mukavemetinin, her bir takviye malzemesi tabakası tarafından taşınan yatay çekme kuvvetine oranı 1'den büyük veya 1'e eşitse, gereklilik karşılanır; aksi takdirde donatı aralığı ayarlanmalı veya donatı malzemesi değiştirilmeli ve hesaplama yeniden hesaplanmalıdır. (Takviye malzemesinin izin verilen çekme mukavemeti değeri, saha testlerine veya üretici tarafından sağlanan ürün verilerine dayanmaktadır.) – Ayrıntılar için "Geosentetiklerin Uygulanmasına İlişkin Teknik Şartname"nin (GB50290-2014) Madde 7.3.5'ine bakın.

• Stabilite Hesaplamasını-çıkarın

Her bir takviye malzemesi katmanının dışarı çekme kuvvetinin, her bir takviye malzemesi katmanı tarafından taşınan yatay çekme kuvvetine oranı 1,5'tan büyük veya buna eşitse, gereklilik karşılanır; aksi takdirde donatı malzemesinin uzatılması veya donatı miktarının arttırılması ve hesaplamanın yeniden yapılması gerekir. – Ayrıntılar için "Geosentetiklerin Uygulanmasına İlişkin Teknik Şartname"nin (GB50290-2014) Madde 7.3.5'ine bakın.

Takviye Malzemesinin Uzunluğu

Her bir takviye malzemesi katmanının uzunluğu tasarıma göre toplanır.

Her bir takviye malzemesi katmanının uzunluğu=kırılma yüzeyi içindeki uzunluk + kırılma yüzeyi dışındaki uzunluk (etkili uzunluk) + takviye malzemesinin uçlarının toprağı sarması için gereken uzunluk veya duvara bağlanan uzunluk (genellikle 1,2 m'den az değildir).

İnşaat kolaylığı açısından, takviye malzemesinin (bu makaledeki geogrid) genel olarak her katman için yukarıdan aşağıya eşit uzunluklara sahip olması gerekir. İstinat duvarı yüksek ise kesitlerde farklı uzunluklar kullanılabilir.

Geogridler için Piyasa Fiyatı Referansı

• Plastik Geogrid: 1,2-2,0 RMB/㎡
• Fiberglas Geogrid: 1,2-2,0 RMB/㎡
• Polyester Çözgü-örme Geogrid: 1,5-2,5 RMB/㎡
• Çelik-Plastik Geogrid: 1,5-3,5 RMB/㎡