Kazı

Derin kazı ve iksa sisteminde kullanılan ölçme aletleri


İksa Sisteminde Kullanılan Ölçme Aletleri

Derin temel kazılarında kullanılan iksa elemanlarının bazı yöntem ve ölçme aletleri ile takip edilmesi önemlidir. Gözlemler yardımı ile, kazı esnasında iksanın performansı ve davranışı yerinde belirlenebilir.

İksa sistemlerinde oluşan deplasman hareketlerinin gözlemler ile kontrol altında tutulması, kazı güvenliği ve kazının devam edilebilirliği açısından önemli veri sağlamaktadır. Kritik deplasman değerleri gözlemlenmiş ise, kazı esnasında göçme gerçekleşmeden önlemler alınabilir.

Kazı sırasında oluşacak yanal deplasmanlar, zemin kabarması ve zemin oturması takip edilir ise komşu yapılarda oluşabilecek hasarlar da engellenebilir.

İksa sisteminde kullanılan ölçme aletleri ve gözlem yöntemleri vasıtasıyla, tasarım esnasında kullanılan zemin parametrelerinin doğruluğu da sınanmış olunur. Eğer bir tutarsızlık var ise, gözlem verileri ile “geri analiz” yapılarak, daha doğru tasarım parametrelerine erişilebilir. Bu yeni parametreler ile kazının sonraki aşamalarında, iksa davranışları daha öngörülebilir hale getirilmiş olur.

Derin temel kazılarında kullanılan gözlem ölçme aletleri genel olarak;

  • Zemin, iksa ve komşu yapı hareketinin,
  • Zeminde, iksada ve komşu yapıda oluşan basınç ve deformasyon değişiminin,
  • Zemin suyu seviyesinin belirlenmesinde kullanılır.

Derin temel kazılarında yukarıda belirtilen bilgilerin belirlenmesinde kullanılan başlıca gözlem aletleri şunlardır; çatlak ölçer,eklem ölçer, deformasyon ölçer, yük ve basınç hücreleri, ekstansometre, piyezometre, reflektör, tiltmetre ve inklinometre.

  • Çatlak Ölçer (Crackmeter) –  İksa Ölçme Aletleri

Çatlak ölçer (Crackmeter) ölçme aletleri, betonarme bir elemanda veya zemin/kaya ortamındaki çatlakların ilerleme hızının ve miktarının ölçümünde kullanılır.

Çatlak ölçer, mevcut çatlağın ayırdığı iki yakada ankrajlanarak montajlanır. Çatlak mesafesi değişirken, ankraj noktaları arasında kalan bölümde deplasman hareketi hassas olarak okunabilir (Şekil 4.1).

iksa ölçme aletleri çatlak ölçer
Şekil 4.1: Çatlak ölçer (crackmeter)

Derin temel kazısı esnasında komşu yapılarda oluşabilecek çatlaklar, iksa elemanlarındaki çatlaklar ve kazı çevresinde bulunan yollarda oluşan çatlaklar, çatlak ölçerler ile kontrollü olarak gözlenmelidir.

Eklem Ölçer (Jointmeter) – İksa ölçme aletleri

Eklem ölçer (Jointmeter), beton bloklar arasındaki derz açılma ve kapanmalarını ölçmek için kullanılan ölçüm aletidir.

Eklem ölçerlerin, çalışma prensibi ve montaj yöntemi çatlak ölçerler ile aynıdır, fakat eklem ölçerlerde daha hassas okuma alınabilir.

Özellikle, düşey iksa elamanlarından olan betonarme kuyu perdelerde, diyafram perdelerde ve kademeli betonarme perdelerindeki ano birleşim noktaları bu ekipman ile kontrol edilmeli (Şekil 4.2).

iksa ölçme aletleri eklem ölçer
Şekil 4.2 : Eklem ölçer (jointmeter)

Deformasyon Ölçer (Strain-gage) – İksa ölçme aletleri

Deformasyon ölçer (Strain-gage) ölçme aletleri, iksa elemanlarını oluşturan çelik veya betonarme yapılardaki deformasyon veya büzülmeleri takip etmek için kullanılmaktadır.

Deformasyon ölçer, perde imalatı sırasında perdenin donatı kafesine kaynakla bağlanır. Perdenin betonlanması sonrasında, perdenin içinde kalan “deformasyon ölçer”den veriler perde dışına uzanan kablo bileşenlerinden sağlanır (Şekil 4.3).

Şekil 4.3 : Donatı kafesine kaynaklanmış bir deformasyon ölçer.

Deformasyon ölçer ile elde edilecek verilerle, iksa perdesinin ne yönde hareket yaptığı hakkında bir fikir elde edilebilir. Deformasyon ölçerin yerleştirildiği bölgedeki hakim gerilme davranışı belirlenebilir.

Yük Hücresi (Load Cell) ve Basınç Hücresi (Pressure Cell)

Yük hücreleri (Load Cell) ve Basınç hücreleri (Pressure Cell), iksa sistemlerinde kullanılan ankraj ve zemin çivilerinin taşıdığı yüklerin takibinde, iksa perdesine gelen yüklerin ölçümünde, kazık yükleme deneylerinde plakalara gelen yüklerin ölçülmesinde kullanılmaktadır.

Ankrajlı iksa perdelerinde kritik noktalarda ankrajlara yerleştirilecek “yük hücreleri” ile ankraj performansı düzenli olarak takip edilebilir. Kazı esnasında, incelenen ankraj üzerindeki yük artışı veya yük kaybı bu hücrelerden alınan okumalar ile izlenebilir (Şekil 4.4).

Şekil 4.4 : Zemin ankrajına yerleştirilmiş bir yük hücresi

Derin temel kazısı yapılırken iksa üzerine gelen yanal yükler “basınç hücreleri” ile belirlenebilir. Bu işlem için iki tip basınç hücresi kullanılabilir; doğrudan ve dolaylı basınç hücreleri (Şekil 4.5).

Doğrudan basınç hücreleri, perde içerisinde bırakılır ve hücre içerinde bulunan deformasyon ölçerlerden faydalanılır. Deformasyon ölçerler, perde içerisinde bulunan taşıma plağının yer değiştirmesini ölçer ve bu değer basınca çevrilir (Şekil 4.5a).

Dolaylı basınç hücreleri, perde ile zemin ara yüzünde yer alır. Bu sistemde, yağ veya civa ile doldurulmuş hücreler bulunur ve bu hücreler yanal basınçları taşıma plağına aktarır (Şekil 4.5b).

Şekil 4.5 : a) Direkt basınç hücresi b) Dolaylı basınç hücresi

Ekstansometre (Extensometer) – Ölçme Aletleri

Ekstansometre ölçme aleti, bulunduğu eksen üzerindeki kaya veya zeminde oluşabilecek hareketleri ölçmekte kullanılmaktadır. Düşey doğrultuda imal edilecek ekstansometre ile kazı tabanındaki oturma veya kabarmalar incelenebilir. İksa perdesi üzerinde eğimli olarak yapılacak ekstansometre ile kayıcı zemindeki kayma hareketleri gözlenebilir.

Çubuk ekstansometre

“Çubuk ekstansometreler” kullanılarak, delgi kuyusu içerisinde belirli aralıklarda bulunan ankraj halkalarından alınan düzenli okumalar ile delgi doğrultusundaki hareket belirlenir (Şekil 4.6). Kuyu dibinde sabitlenmiş ekstansometre kafası ölçümler için referans noktasıdır. Ankraj noktalarındaki deplasman ekstansometre kafasında bulunan sensörler vasıtasıyla ölçülür.

iksa ölçme aletleri çubuk ekstansometre
Şekil 4.6 : Çubuk ekstansometre bileşenleri

Manyetik ekstansometre

“Manyetik ekstansometreler”, delgi kuyusu içerisine indirilen koruma borusunun çeşitli noktalarında magnetlerin bulunduğu bir sistemdir (Şekil 4.7). Çeşitli seviyelerde bulunan magnetler zemin ile temas halindedir. Zeminde meydana gelecek kabarma veya oturma ile magnetler de hareket eder. Bu tip ekstansometrelerde okumalar, koruma borusuna indirilen “probe” yardımı ile alınır. Probe, çeşitli derinliklerde bulunan magnetleri yakaladığı zaman magnetin derinliği kaydedilir. Bu şekilde, magnetin hareketi ve o seviyedeki zemin hareketi belirlenmiş olur.

iksa ölçme aletleri manyetik ekstansometre
Şekil 4.7 : Manyetik ekstansometre bileşenleri

Piyezometre (Piezometer) Ölçme Aletleri

Temel kazısı esnasında belirli bir derinlikte etki eden su basıncı piyezometre ölçme aletleri ile belirlenir.

Piyezometreler, kazı sahasında, iksa perdesinde veya kazı sahası dışında konumlandırılabilir. İksa perdesinde yer alacak piyezometre, iksaya gelen yanal su basıncının belirlenmesinde de kullanılır. Kazı sahasında ve saha dışında yapılacak piyezometreler ile kazı sahası susuzlaştırma takibi yapılabilir.

Temel kazıları esnasında kullanılan en yaygın piyezometre tipleri; “açık standpipe”, “pinematik” ve “elektronik” piyezometrelerdir.

Şekil 4.8’de açık standpipe piyezometreye ait imalat bileşenleri görülmektedir. Bu tip piyezometrelerde ana kısım sistemin en altında bulunan geçirimli tüpdür. Geçirimli tüp, kuyunun üst kısımlarına doğru uzanan geçirimsiz PVC tüp ile bağlantılıdır. Zemin suyu, geçirimli tüpden geçince, geçirimsiz PVC tüpde yükselmeye başlar. Su seviyesi belli bir yükselmeden sonra sabitlenir. Bu su yüksekliği, geçirimli tüpün orta noktasına ait seviyedeki su basıncını vermektedir. Geçirimsiz tüpteki sabitlenen su seviyesi ise, kuyuya indirilen probe yardımı ile belirlenir.

Standpipe piyezometre güvenilir sonuçlar sunması, imalatının kolay olması ve basit bir prensibe sahip olması bakımından tercih edilir. Fakat killi zeminde geçirimsiz tüpde suyun yükselmesi yavaş olacağından, ölçüm için uzun bekleme süresi dezavantaj yaratmaktadır.

Pinematik piyezometreye “kapalı piyezometre” de denir. Şekil 4.9’da pinematik piyezometreye ait imalat bileşenleri görülmektedir. Bu sistemde, hava tüpündeki hava basıncı, su basıncından küçük ise atmosferdeki hava tüpe akmaya devam eder. Tüpteki hava basıncı, su basıncına eşitlendiği yada hafif aştığında, membran dışarı doğru hareket etmeye başlar. Membran dışarı doğru hareketini yaptıktan sonra hava basıncı düşmeye başlar. Neticede, basınç ölçerde okunan en büyük hava basıncı değeri su basıncına eşit olacaktır.

Pinematik piyezometre yönteminde ölçüm için her hangi bir bekleme süresi olmadığı için killi zeminlerde dahi hızlıca okuma alınmasını sağlamaktadır.

iksa ölçme aletleri stanpipe piyezometre
Şekil 4.8 : Açık standpipe piyezometre
iksa ölçme aletleri pinematik piyezometre
Şekil 4.9: Pinematik piyezometre

Elektronik piyezometrelerde, tek yüzünde geçirimli taş olan bir taşıma plağı bulunmaktadır. Zemine yada iksa-zemin arayüzeyine yerleştirilen bu taşıma plağına giren suyun, basınç değeri elektronik dönüştürücü ile okunur (Şekil 4.10).

iksa ölçme aletleri elektronik piyezometre
Şekil 4.10: Elektronik piyezometre

Zemine yerleştirilecek piyezometrenin montajı şu aşamalardan oluşur;

  • Öncelikle, ölçüm yapılması istenilen derinliğin en az 50 cm. altına kadar bir kuyu açılır.
  • Ne tip piyezometre kullanılırsa kullanılsın, piyezometrenin ana parçası kuyu dibine indirilir. İndirilecek derinlik, ölçüm yapılmak istenilen seviye olmalı.
  • Piyezometrenin ana parçası, kuyu içerisine atılan kum malzemesi ile örtülür. Böylece geçirimli bir ortam oluşturulur.
  • Kum malzemenin üzeri bentonit ile kaplanır.
  • Bentonit üzeri ise dolgu ile örtülür.

Reflektör (Reflector)

Derin temel kazısı yapılırken, iksa elemanlarının ve çevrede bulunan komşu binalarının hareketini gözlemlemekte kullanılan bir diğer yöntem “Reflektör” takibidir.

Sahada bulunan sabit bir nokta üzerine konulacak çelik çubuklu reflektör (hareketli reflektör) ile düzenli olarak optik okuma alınabilir. Bu şekilde sahadaki zemin hareketi incelenmiş olur. Ayrıca, iksa perdesi veya komşu binada çeşitli noktalara yapıştırılacak reflektör bantları (sabit reflektör) ile de optik okuma yapılabilir (Şekil 4.11). Böylece iksa perdesi veya komşu bina hareketleri kazı boyunca takip edilebilir.

Optik okuma esnasında incelenen noktanın hem yatayda doğrultuda hem de düşey doğrultuda hareketi incelenebilir.

Reflektör okumaları sahada haritacı tarafından düzenli olarak yapılır ve noktanın değişimi kıyaslanarak hareket hakkında bilgi edinilir.

Şekil 4.11 : İksa perdesi üzerine yerleştirilmiş sabit reflektör bantları

Tiltmetre (Tiltmeter) – Ölçme Aletleri

Derin temel kazısı esnasında, zemin yanal hareketleri, oturmalar ve kabarmalar sonucunda iksa yapılarında ve komşu yapılarda dönme hareketi gözlenebilir. Bu hareketi takip edebileceğimiz araçlardan birisi “Tiltmetre (tiltmeter)” dir.

Tiltmetre sistemi, referans plakası, gösterge ve eğim ölçerden oluşmaktadır (Şekil 4.12). Referans plakası gözlem yapılması istenen yapı elemanına sabitlenir. İstenilen gözlem doğrultusuna göre yatay yada düşey yönde yerleştirilebilir. Bu plaka sıcaklık değişimlerinden etkilenmeyecek malzemeden imal edilmelidir ve genellikle seramikten yapılmıştır.

Referans plakasının sabitlenmesinden sonra üzerine eğim ölçer yerleştirilir ve ilk okuma alınır. Alınan bu ilk okuma referans okumasıdır. İlerleyen kazı safhalarında alınacak okumalar ile, referans okuması arasındaki fark, kazı safhasındaki dönme açısını verecektir.

Şekil 4.12 : Düşey doğrultuda yerleştirilmiş tıltmetre sistemi

Referans plakası üzerinde bulunan 4 çıkıntı noktası iki doğrultuda okumaların yapılmasını sağlamaktadır. Şekil 4.13’de görüldüğü gibi A ve B çıkıntılarına yerleştirilecek sensör ile ilk okuma alınır, daha sonra sensör 180 derece çevrilir ve ikinci okuma alınır. Bu iki okumanın ortalaması A-B doğrultusundaki dönme açısını verecektir.

Şekil 4.13 : Yatay doğrultuda yerleştirilmiş tıltmetre sistemi

Inklinometre (Inclinometer) – İksa Ölçme Aleti

Derin temel kazılarında gözlenmesi gereken en önemli unsur, iksa perdesinin ve perde arkasındaki zeminin yanal deplasmanıdır. Bu yanal deplasmanın gözlenmesi, kazı güvenliği ve komşu yapı güvenliği bakımından gereklidir.

İnklinometre (Inclinometer), kazı esnasında perde ve zeminin yanal hareketinin izlenmesinde kullanılan bir gözlem aracıdır.

İnklinometre ölçüm sistemi, muhafaza borusu, bu boru içerisinde ölçüm alan inklinometre probu ve okuma ünitesinden oluşmaktadır.

Muhafaza borusu, alüminyum veya PVC kaplamadan yapılmış olabilir. Boru kesidine baktığımız zaman, 4 adet “soket izi” olduğu görülür (Şekil 4.14).

iksa ölçme aletleri inklinometre
Şekil 4.14 : İnklinometre muh. boruları ve kesit üzerinde soket izleri

Şekil 4.14’deki boru kesidinde görülen 4 adet soket izi, 2 doğrultuda inceleme yapılmasını sağlamaktadır (A-A+, B-B+). Ölçüm alınmak istenilen doğrultudaki 2 soket izine yerleştirilen inklinometre probe tekerlekleri, boru içerisinde doğrultudan sapmadan ölçüm alabilmektedir.

İnklinometre probu, 4 adet tekerleği bulunan ve eğim ölçer barındıran bir aygıttır. Bu aygıt üst tarafında bulunan uzun bir kablo ile kuyu dışındaki ölçüm ünitesine bağlanır (Şekil 4.15).

İnklinometreler içinde barındırdıkları sensör tipine göre 3’e ayrılır; “direnç tipi”, “titreşim tipi” ve “kuvvet-denge tipi” inklinometreler. Günümüzde en yaygın olarak kullanılan tip, kuvvet-denge tipi inklinometredir. Kuvvet-denge tipi inklinometre sensör kısmında, bobin tarafından oluşturulmuş manyetik alanının ortasında bir sarkaç bulunmaktadır. Ölçüm esnasında eğim oluşunca, sensör sarkaçta oluşan düşey hareketi belirler. Daha sonra bu hareket voltaja dönüştürülür. Bobine giden voltaj, sarkacı eski konumuna getirecek kuvvet oluşturur. Bu kuvveti sağlayan voltajdan eğim açısı hesaplanır.

iksa ölçme aletleri inklometre probu
Şekil 4.15 : İnklinometre probu

İnklinometre muhafaza borusu, gözlem tercihine göre iksa perdesi içine yada perde arkasına yerleştirilebilir.

Muhafaza borusu yerleştirilirken, 2 adet soket izi perdeye parelel gelecek şekilde olmalıdır. Perdeye paralel olan doğrultuya A-A doğrultusu, dik olan doğrultuya ise B-B doğrultusu denir (Şekil 4.16).

Şekil 4.16 : İnklinometre muhafaza borusu konumu ve ölçüm doğrultuları

Şekil 4.17’de görüldüğü gibi inklinometre probunda bulunan iki tekerlek arası mesafeyi L olarak kabul edelim. İnklinometre probundan elde edilen eğim açısına ise Ɵ diyelim. Bu durumda iki nokta arasındaki göreceli yatay mesafe L.sinƟ olacaktır. Bu bulunan mesafenin göreceli olduğu belirtilmiştir. Gerçek yatay hareketi belirlemek için muhafaza borusunun en altındaki okuma referans olmalıdır. Muhafaza borusunun en alt kısmı referans olacağı için sağlam bir zemin tabakasında sabitlenmesine dikkat edilmelidir.

Şekil 4.17 : Yanal hareketin inklinometre ile ölçülme prensibi

Pek çok iksa projesinde, inklinometre muhafaza borusu iksa perdesi içinde imal edillir. Perde donatıları içine sabitlenen borular, perdenin betonlanması ile ölçüme hazır hale gelir. Fakat bu durumda, muhafaza borusu perdeden daha alt kotlara ulaşmamış olur (Şekil 4.18). Muhtemelen, borunun alt kısmı perde ile hareket edecektir. Bu gibi durumlarda gerçek yatay hareketi belirlerken, referans noktası olarak muhafaza borusunun üst kısmı seçilmelidir. Borunun üst kısmında haritacı tarafından alınacak okuma referans noktası olabilir.

Şekil 4.18 : İksa perdesi içine inklinometre muhafaza borusu yerleştirilmesi

 

Kaynak

Faruk SEFİ

YARI-TOP-DOWN İNŞAAT YÖNTEMİNİN ÇOK SIRA ANKRAJLI İKSA ÜZERİNE ETKİSİ

Paylaşmak Güzeldir

Bunlar da hoşunuza gidebilir...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir