KARSTİK ORTAMDA İNŞA EDİLEN BİR VİYADÜK TEMELİNDEKİ MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ SORUNLARININ VE MÜHENDİSLİK ÇÖZÜMLERİNİN ARAŞTIRILMASI
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET GÜLTEKİN
Danışman: Adil Binal
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Mühendislik jeolojisi uygulamalarında karstik ortamlar; oturma, ani göçme, su kaçakları, çatlaklar, obruk oluşumları ve beklenmedik deformasyonlar şeklinde problemlere neden olmaktadır. Bu tür problemler özellikle otoyol, demiryolu, boru hatları gibi mühendislik yapılarında büyük can ve mal kayıplarına neden olma potansiyeline sahiptir. Türkiye’nin hem aktif deprem kuşağında yer alması hem de coğrafik olarak geçiş iklimine sahip olması nedeniyle, özellikle karstlaşma sonucu oluşan yeraltı boşluklarının çökmesi ile meydana gelen obruklar mühendislik yapıları açısından kritiktir. Bu nedenle anılan sorunların çözümü için problemin doğru tariflenmesi ve doğru mühendislik önlemlerinin alınması, mühendislik yapısının güvenliği açısından hayati öneme sahiptir. Karstik ortamla karşılaşılması durumunda yer değişikliği yapılamıyorsa, iyileştirme yöntemleri kullanılmaktadır. Bu önlemler arasında enjeksiyon, fore kazık, jet grout sayılabilir.
Ülkemizin en önemli yatırımların biri olan Ankara-İzmir Yüksek Hızlı Demiryolu Projesi 250 km/saat hıza göre tasarlanmıştır. Bu tasarımda en düşük kurp yarıçapı 3000 m, boyuna eğim ise %0,2’dir. Bu durum, inşaat aşamasında karşılaşılan mühendislik sorunlarında yer değiştirme seçeneğini neredeyse yok etmektedir. Bu durumda karşılaşılan sorunlar için özel mühendislik çözümleri getirilmektedir. Ankara-İzmir Hızlı Tren Projesi Banaz-Eşme güzergâhında yer alan V16 Viyadüğü kesiminde karstik yapılarla karşılaşılmıştır. Dolayısıyla bu tezin amacı, yüksek hızlı demiryolu projelerinin kritik ve yüksek ağırlıktaki sanat yapılarından biri olan viyadük temelini oluşturan karstik birimdeki mühendislik jeolojisi sorunlarını tariflemek ve bu sorunların çözümüne yönelik optimum mühendislik önlemlerini ortaya koymaktır. Bu amaçla viyadük güzergâhında yapılan sondaj verileri, jeofizik ölçüm verileri, kaya malzemesinin ve kütlesinin jeomekanik parametreleri, jeolojik kesit ile sahaya ait tüm veriler birlikte değerlendirilerek karstik boşlukların oluşturduğu seviyeler belirlenmiştir. Jeofizik çalışmalar kapsamında Yer Radarı ve Elektrik Özdirenç Tomografi ölçümleri yapılmış ancak yer radarından yeterli veri elde edilemediği için daha iyi sonuçlar elde edilen ERT ölçümlerinin sayısı artırılarak araştırma detaylandırılmıştır.
Sondaj verileri ve jeofizik ölçümlerinden elde edilen veriler yardımıyla belirlenen boşluklu seviyeler için enjeksiyon çalışması yapılmasına karar verilmiştir. Toplamda 748 adet enjeksiyon noktasında, 20870 metre delgi ve 1339.018 m³ enjeksiyon basım işi yapılmıştır. Yapılan enjeksiyonların boşlukları doldurduğunu kontrol etmek amacıyla fore kazıkların yanlarından verev yönlü sondajlar yapılmıştır. Karotlar incelendiğinde enjeksiyon izlerinin belirgin şekilde gözlendiği ve boşlukların dolduğu anlaşılmıştır. Viyadükler yapısı gereği zemine oldukça yüksek gerilmeler uygulamaktadır. Bu gerilmeler, temeli oluşturan birimlerde boşluk veya boşluklar bulunması halinde, tümüyle göçmelere neden olma potansiyeline sahiptir. Bu nedenle V16 Viyadüğü fore kazıklı temel olarak tasarlanmıştır. Fore kazıkların maruz kalacağı çekme, basınç ve yanal yükleri taşıyıp taşıyamadığını, uygulanacak yüke karşı oturma davranışı gösterip göstermeyeceğini sahada test etmek amacıyla kazık yükleme deneyleri yapılmış, deney kolonlarında herhangi bir ani oturma ve çökme gözlenmediği, deformasyonların elastik sınırlar içerisinde gerçekleştiği belirtilmiştir.