Taş ve gabion istinat duvarı statik projesi; topografik eğimin yüksek olduğu şevli arazilerde, yarma veya dolgu şevlerinin göçmesini engellemek amacıyla zemin kütlesini kendi ölü ağırlığı (kütleçekim kuvveti) ile tutan esnek veya yarı-rijit geoteknik dayanma yapılarının mühendislik tasarımıdır. Bu yapılar; arkasında tuttuğu zeminin aktif (Ka) ve sismik (Kas) toprak basınçlarına, yeraltı suyu hidrostatik itkilerine ve şev üzerindeki sürşarj (trafik, bina vb.) yüklerine salt kütlesel reaksiyonla karşı koyar. Betonarme istinat duvarlarından farklı olarak taş ve gabion (çelik tel örgü kafes içi taş dolgu) yapılar, zemin deformasyonlarına uyum sağlayabilen esnek bir strüktürel davranış sergiler. Tasarımın özü; Coulomb veya Rankine zemin basıncı teorileri ile TBDY 2018 Mononobe-Okabe sismik zemin basıncı denklemlerini kullanarak, yapının devrilme, kayma ve zemin taşıma gücü göçmesi sınır durumlarını (Limit State) bertaraf edecek optimal kütle ve kesit geometrisini belirlemektir.

3194 sayılı İmar Kanunu ve ilgili yönetmelikler gereğince; can ve mal güvenliğini tehdit edebilecek, parsel sınırlarını belirleyen, yol veya altyapı tesislerini koruyan belirli bir yüksekliğin üzerindeki tüm toprak tutucu yapıların ruhsatlandırılması yasal bir zorunluluktur. Taş ve gabion duvarların tasarımı, tamamen zemin mekaniği disiplinine dayanır ve standart bir üst yapı statiğinden ayrı olarak, kayma yüzeyleri (slip circle) ve rölatif zemin parametreleri üzerinden kurgulanır. Gerekli statik ve geoteknik tahkikleri yapılmadan, ampirik "göz kararı" şantiye metotlarıyla inşa edilen yığma taş ve gabion yapılar; yeraltı suyunun drenajının sağlanamaması, içsel sürtünme açısının (ϕ) yanlış hesaplanması veya toptan göçme dairesinin duvarın altından geçmesi sonucu yıkıcı şev kaymalarına neden olur.

Yasal Mevzuat, İdari Standartlar ve İlgili Merci Onay Süreci

Taş ve gabion istinat duvarlarının geoteknik ve statik tasarımı; TBDY 2018 (Bölüm 16: Deprem Etkisi Altında Zeminlerin ve Temellerin Tasarımı), TS EN 1997-1 (Eurocode 7 - Geoteknik Tasarım), Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) İstinat Yapıları Tasarım Kılavuzu ve gabion sepetler için TS 7994 standartlarına tam uyumla gerçekleştirilir. Projeler, duvarın konumuna göre İl/İlçe Belediyesi İmar Müdürlükleri, İl Özel İdareleri, Karayolları veya Devlet Su İşleri (DSİ) tarafından denetlenir.

İlgili idarelerin projeyi onaylarken aradığı kırmızı çizgiler şunlardır:

• Bakanlık onaylı geoteknik raporda belirtilen efektif kohezyon (c'), efektif içsel sürtünme açısı (ϕ') ve birim hacim ağırlık (γ) parametrelerinin duvar analiz hesaplarında birebir kullanılması.

• Statik ve pseudo-statik (depremli) durumlarda, duvar tabanında çekme gerilmesi oluşmaması (bileşke kuvvetin orta 1/3'lük dilimde, yani e ≤ B/6 sınırı içinde kalması).

• Duvarın stabilitesinden bağımsız olarak, şevin bütünü için "Toptan Göçme" (Global Stability) analizinin sunulması ve güvenlik katsayılarının (Statik Fs ≥ 1.50, Dinamik Fs ≥ 1.10) ispatlanması.

• TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası (İMO) kayıtlı statik proje müellifliği ve zemin-yapı etkileşim paftalarının eksiksiz teslimi.

Yapısal Analiz, Zemin Etkileşimi ve Modelleme İş Akışı

Ağırlık tipi taş ve gabion istinat yapılarının projelendirilmesi, zeminin fiziksel özelliklerinden başlayıp şantiyedeki taş dizilimine kadar uzanan çok disiplinli bir geoteknik analiz sürecidir:

Zemin Verilerinin Modellenmesi ve Temel Tasarımı

Zemin etüt raporundan elde edilen sondaj ve laboratuvar verileri geoteknik analiz yazılımlarına aktarılır. Zeminin yatak katsayısı, yeraltı su seviyesi (YASS) ve tabakalaşma profili çıkarılır. Duvarın oturacağı temel (gömülme) derinliği (Df), don seviyesinin ve potansiyel kayma dairesinin altında kalacak şekilde belirlenir. Yetersiz taşıma gücüne sahip zeminlerde duvar tabanına geogrid donatılı granüler yastık veya çimento enjeksiyonu tasarlanır.

3 Boyutlu FEM Taşıyıcı Sistem Modellemesi

Betonarme karkas binaların aksine taş ve gabion yapılar, Limit Denge Yöntemi (Limit Equilibrium) veya 2/3 Boyutlu Sonlu Elemanlar (FEM - örneğin Plaxis 2D/3D) geoteknik yazılımları ile modellenir. Duvar kütlesi ve arkasındaki zemin ortamı süreklilik arz eden ağlar (mesh) halinde tanımlanır. Şev üzerindeki sürşarj yükleri ve deprem anında zemin kütlesine etkiyen yatay/düşey sismik ivmeler (kh, kv) kurgulanarak duvarın deformasyon ve gerilme dağılımları simüle edilir.

Kesit Kapasite, Süneklik ve İkinci Mertebe Tahkikleri

Ağırlık istinat duvarlarında betonarme gibi donatı sünekliği tahkiki yapılmaz; bunun yerine kütlesel stabilite limit durumları denetlenir. Kaymaya karşı güvenlik (Gk ≥ 1.5 statik, Gk ≥ 1.3 dinamik), devrilmeye karşı güvenlik (Gd ≥ 1.5 statik, Gd ≥ 1.3 dinamik) ve taban basıncının zemin emniyet gerilmesini (qa) aşmaması tahkik edilir. Gabion duvarlarda ayrıca tel kafesin çekme mukavemeti ve tel kopmasına karşı içsel stabilite kontrolleri gerçekleştirilir.

İdare Onaylı İmalat Paftalarının Çizimi

Hesaplanan optimize kesitlere göre; gabion sepetlerin kademelendirme (step) ölçüleri, taş duvar eğim açıları (şev açısı), geotekstil filtre tabakalarının pozisyonları ve barbakan (drenaj) borularının eğimleri milimetrik paftalara işlenir. Taş dolgu malzemesinin gradasyon (dane çapı dağılımı) özellikleri pafta üzerine işlenir.

Saha Aplikasyon ve İmalat Kontrol Kılavuzu

Sahada geri dolgu (backfill) imalatının rölatif sıkılığının sağlanması için kompaksiyon tabaka kalınlıkları belirtilir. Şantiyede kil gibi kohezyonlu zeminlerin dolgu malzemesi olarak kullanılmaması gerektiği ve drenaj çakılı yerleşimi uygulama notları olarak paftaya eklenir.

Ruhsat ve Statik Ön İnceleme İçin Gerekli Evraklar

İstinat duvarı ruhsatlandırması ve statik modelleme sürecinin eksiksiz başlayabilmesi için aşağıdaki evrakların iletilmesi gereklidir:

• Güncel İmar Durum Belgesi ve Parsel Aplikasyon Krokisi

• Haritacı Onaylı Ayrıntılı Plankote (Şev üstü, şev altı ve komşu parsel sınırlarını gösteren, 0.5m eşyükselti eğrili sayısal harita)

• İstinat Duvarı İçin Özel Hazırlanmış Geoteknik ve Zemin Etüt Raporu (Sondajlı ve laboratuvar testli)

• Mimari Vaziyet Planı (Duvar hattını, boy kesitini ve çevre yapıları gösteren DWG dosyası)

Taş / Gabion İstinat Duvarı İçin Kritik Statik Tahkikler ve Sahada Hata Önleme Parametreleri

Taş ve gabion duvarlarda mühendislik hatası, yapının tümden göçmesi ile sonuçlanır. Bu yapılarda iki temel mekanizma hayati önem taşır:

Hidrostatik Basınç ve Filtrasyon Kontrolü: İstinat duvarlarının yıkılma sebeplerinin %80'i arkada biriken suyun basıncıdır. Duvar arkasına yerleştirilen zemin, yağmur veya yeraltı suyu ile doygun hale geldiğinde, aktif toprak basıncına ek olarak yapısal stabiliteyi alt üst eden hidrostatik su itkisi oluşur. Mühendislik modellemesinde; duvar arkasına mutlaka granüler drenaj çakılı, suyun fines (ince dane) malzemeyi taşıyarak boşluk oluşturmasını (piping/borulanma) engelleyen geotekstil keçe ve suyu dışarı atacak uygun aralıklı barbakan boruları tasarlanmalıdır. Bu drenaj tasarımı eksik bırakılırsa, en kalın duvar dahi su yükü altında devrilir.

Toptan Göçme (Global Stability) Tahkiki: Yapı devrilmeye veya kaymaya karşı güvenli tasarlanmış olsa bile, eğer zemin tabakalaşmasında zayıf bir kil veya şist bandı varsa, tüm zemin kütlesi istinat duvarını da içine alarak derin bir dairesel yüzey boyunca kayabilir (Bishop veya Morgenstern-Price yöntemi). Bu nedenle sadece duvarı değil, şevin altından geçen derin kayma dairesi güvenlik katsayısı tahkik edilmelidir. Yetersiz kaldığı durumlarda duvarın temeli daha derine (kaymaya dirençli tabakaya) indirilmeli veya sistem zemin çivileriyle desteklenmelidir.

Değer Mühendisliği: İmalat Maliyetini Düşüren Mühendislik Optimizasyonu

İstinat yapılarında statik proje, aşırı maliyetli betonarme çözümler yerine sahaya en uygun rasyonel çözümü üretme sanatıdır. Klasik anlayışla her şeve yüksek dozajlı ve yoğun donatılı konsol betonarme duvar tasarlamak, yatırım maliyetlerini haksız yere şişirir. Değer mühendisliği prensipleriyle; eğimli ve oturma riski olan arazilerde esnek bir yapı olan gabion duvarlar tercih edildiğinde, pahalı zemin iyileştirme yöntemlerine veya derin kazıklı temellere ihtiyaç duyulmaz.

Ayrıca, kütle çekim duvarlarında duvar kesiti aşağıdan yukarıya doğru kademeli olarak daraltılarak (şevli kesit) kütle merkezi optimize edilir. Taş duvar yerine gabion sistem seçilmesi, temel kazı derinliğini ve kullanılacak iş makinesi süresini azaltır. Sahanın kendi hafriyatından çıkan uygun kayaçların gabion dolgusu olarak kullanılması taşıma (nakliye) maliyetlerini sıfıra yaklaştırır. Doğru bir geoteknik analiz, "güvenli bölgede" kalarak kaba inşaat istinat maliyetlerinde %30'a varan tonaj/metraj tasarrufu sağlar.

Statik Proje Kapsamı ve Teslim Bileşenleri

Ruhsat onayı ve sahada imalatın başlatılabilmesi için hazırladığımız proje teslim paketi şunları kapsar:

• Zemin & Temel Analiz Paketi: TBDY 2018 Bölüm 16 ve TS EN 1997 uyumlu Geoteknik Değerlendirme Raporu, Şev Stabilitesi ve Toptan Göçme Analizleri (Limit Denge/FEM çıktıları), Temel Aplikasyon Planı.

• Taşıyıcı Sistem Statik-Geoteknik Hesap Raporu: Aktif/Pasif/Sismik toprak basıncı diyagramları, devrilme, kayma ve taban taşıma gücü tahkik raporları.

• İdare ve Şantiye Uygulama Paftaları: Taş dizilim kademeleri veya gabion sepet montaj planları, duvar boy kesiti, drenaj/barbakan detay paftaları, geotekstil serim planı, metraj ve teknik şartname.

Sıkça Sorulan Sorular

Statik Proje Fiyatı Nasıl Belirlenir?

Taş ve gabion duvar statik proje hizmet bedeli; duvarın toplam metrekare alanına, maksimum kret yüksekliğine ve güzergah uzunluğuna göre belirlenir. TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası asgari tarifesi baz alınır. Şev açısının dikliği, sürşarj yüklerinin varlığı ve toptan göçme analizlerinin karmaşıklığı proje zorluk katsayısını doğrudan etkileyerek nihai mühendislik bedelini oluşturur.

Ruhsat ve İdare Onay Süreci Ne Kadar Sürer?

Haritacı onaylı plankote ve sondajlı zemin etüt raporunun tarafımıza eksiksiz iletilmesinden sonra geoteknik analizler ve çizim süreci duvarın uzunluğuna bağlı olarak 5 ila 10 iş günü sürer. İlgili Belediye veya İl Özel İdaresi'ndeki inceleme ve onay bürokrasisi ise kurumun yoğunluğuna bağlı olarak genellikle 2 ila 4 hafta arasında sonuçlanmaktadır.

Gabion veya taş duvarların arkasına toprak dolgu yapılırken geotekstil keçe kullanmak zorunlu mudur?

Evet, mühendislik açısından kesinlikle zorunludur. Geotekstil keçe filtre görevi görür; şevden veya arkadaki zemin kütlesinden gelen yeraltı suyunun duvardan geçerek drenajını sağlarken, suyun içindeki ince kum ve kil danelerinin (fines) taşların arasına akmasını engeller. Eğer keçe kullanılmazsa, su zamanla ince malzemeyi yıkayarak duvarın arkasında devasa boşluklar (borulanma) yaratır ve nihayetinde asfaltın/zeminin çökmesine ya da duvarın taşıma gücünü yitirip yıkılmasına neden olur.

Projeniz İçin Teknik Ön İnceleme ve Statik Metraj Teklifi Alın

Şev kayma riskini ortadan kaldıran, idare ruhsat onay süreçlerinden sorunsuz geçen ve zemin koşullarını optimum kütle hesabıyla maliyet avantajına çeviren taş ve gabion istinat duvarı statik projeniz için kıdemli geoteknik/statik mühendislik ekibimizle iletişime geçin. Harita plankotenizi, DWG avan çizimlerinizi veya zemin etüt verilerinizi bize ileterek duvarınızın geoteknik yapılabilirliğini öğrenebilir, metraj optimizasyonlu resmi projelendirme teklifimizi aynı gün içinde alabilirsiniz.