konu: Ön yÜzÜ beton kapli dolgu barajlar sunum … · 2013-12-03 · kÜrtÜn, gümüşhane 110...

60
KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM YAPAN: IŞIN ERGENEMAN 1

Upload: others

Post on 11-Apr-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLARSUNUM YAPAN: IŞIN ERGENEMAN

1

Page 2: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

SUNUM İÇERİĞİ

• Ön Yüzü Beton Kaplı Dolgu Barajların Tarihçesi ve Genel Tasarım Özellikleri

• Temel kazıları ve iyileştirmeler• Topuk plağı, ön yüzey betonu ve derzlerin tasarım esasları• Baraj dolgu zonları ve parapet duvarın tasarım esasları• Hasar gören yüksek barajlardan örnekler ve alınan dersler

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

2

Page 3: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ERKEN DÖNEM

(1850‐1940)

GEÇİŞ DÖNEMİ(1940‐1965)

MODERN DÖNEM(1965‐ )

‘’California Altına Hücum ‘’ dönemindemadencilerin inşa ettiği kaya dolgu barajlar(ön yüzleri ahşap, maks. 25 m., çok dik eğimler)

İlk ön yüzü beton dolgu baraj : Chatsworth Park ‐1895 ‐ California

Geçiş döneminin son örneği ‘’New ExchequerDam’’ – 1965 – California (150 m. Yükseklik)Sorunlar:‐ Yığma kaya dolgu nedeniyle yüksek

oturmalar‐ Kaya dolgunun sıkıştırılması ile ilgili sorunlar‐ Ciddi sızıntı problemleri

Foz do Areia Barajı‐ Brezilya (160 m. yükseklik)

Modern dönemin ÖBKB’ye güveni oluşturanbir örneği.‐ Titreşimli silindirlerin gelişmesi‐ Sulama ile dolgu zonlarının daha iyi

sıkıştırılması‐ Gelişen baraj performansı 3

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 4: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

MODERN DÖNEM DÜNAYDAKİ VE TÜRKİYE’DEKİ ÖBKB ÖRNEKLERİ

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI BARAJ YÜKSEKLİĞİ (m) TAMAMLANMA TARİHİ

ITAIPU, Paraguay/Brezilya 190 1982

TSQ 1, Çin 187 1998

ANTAMINA, Peru 140 2001

MOHALE, Lesotho 145 2002

CAMPOS NOVOS, Brezilya 202 2005

BARRA GRANDE, Brezilya 140 2005

BAKUN, Malezya 205 2011

SHUIBUYA, Çin 233 2008

KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003

TORUL, Gümüşhane 137 2008

DİM, Antalya 123.5 2009

ATASU, Trabzon 118 2011

SİLVAN, Diyarbakır 158.5 İnşaat halinde4

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 5: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

Dolgu Tasarrufu

Topuk Plağı

Enjeksiyon perdesi

Parapet Duvar

Beton bordür

Maksimum işletme su seviyesi

• Rezervuardaki su yükü �Stabiliteye olumlu etki

• Dolgu zonları kuru �Depremde boşluk suyu basıncı oluşmaması, iç erozyon olmaması

Baraj Kret Kotu

Dolgu Zonları (Kuru Parametreler)

Ön yüzey betonu (Su bariyeri)

ÖBKB GENEL TASARIM ÖZELLİKLERİ

5

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 6: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Ekonomik nedenler �dolgu miktarının azalması, inşaat süresinin kısalması(Ilısu Barajı gövde tasarımı kil çekirdekli dolgu tipinden ön yüzü beton kaplıya çevrilerek, toplam dolgu hacmi 43.8 Milyon m3’ten 25 Milyon m3’e indirilmiştir.)

• Her türlü geçirimli/yarı-geçirimli malzemenin kullanılabilmesi

• Kil malzemenin bulunamadığı durumlar• Beton baraj için temelin uygun olmadığı yerler• Depreme karşı dayanıklılık

NEDEN ÖBKB TERCİH EDİLİYOR?

6

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 7: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Tasarım esası�Tasarım teorileri değil ampirik yöntemler

�Daha önceki tecrübeler

• Şev Stabilite Analizleri• Gerilme-Deformasyon Analizleri (Oturma miktarının

hesaplanması, kamber hesabı)• Dinamik Analizler – Deprem durumundaki

oturma miktarının belirlenmesi (Hava payı≥3-4 katı)• Gövde Altı Sızma Analizleri

TASARIM AŞAMASI ANALİZLER

7

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 8: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

Hidrostatik su basıncı

Maksimum işletme su seviyesi

• Memba şevi mansap şevinden daha dik

• Kret genişliği H<150 m �8-10 m

H>150 m �10-12 m

Baraj Kret Kotu = Maks. İşl. s.s. + Maksimum hava payıveya Maksimum s.s. + Normal hava payı

Kaya dolgu 1.2-1.3Kum-çakıl dolgu 1.5-1.6

ÖBKB BARAJ ŞEVLERİ, KRET KOTU VE KRET GENİŞLİĞİ

1

Kaya dolgu 1.3-1.4Kum-çakıl dolgu 1.6-1.7

1

Maksimum su seviyesi (Muhtemel maksimum feyezan)

8

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 9: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• S = (γr * H2)/(100 * Ev) S = Oturma (m)

γr = Kaya dolgunun birim hacim ağırlığı (kN/m3)

H = Barajdaki sütun yüksekliği (m)

Ev = Düşey deformasyon modülü (MPa)

• Ev↑� Oturma miktarı↓Baraj Kaya Cinsi Ev (MPa)

Foz de Aria Bazalt 32

Segredo Bazalt 45

Aguamilpa Çakıl 190

Salvajina Temiz Çakıl 390

Alto Anchicaya Hornblend-Diyorit 145

Golilas Kirli Çakıl 210

İNŞAAT OTURMA MİKTARININ HESAPLANMASI (Kamber)

9

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 10: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

Maksimum Ön Yüzey Betonu sapmasının H2/Ev’ye oranı

(Pinto ve Marques, 1998)

ÖN YÜZEY BETONU DEFORMASYON TAHMİNİ

Maksimum deformasyon: Betona normal doğrultudaBaraj yüksekliğinin %40 - %50’sindeİnşaat oturma miktarına bağlıVadi şekil faktörüne bağlı (A/H2)

10

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 11: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Sıyırma kazısı

• Yüzey temizliği (Baraj temeli temizliğinin pratik olmaması halinde erozyon ve borulanmayı önleyici tedbir)

• Topuk plağı boyunca enjeksiyon uygulaması

• İnşaat kaydı � Jeolojik harita

• Yüksek basınçlı hava ve su ile temizlik

• Topuk plağından uzaklaştıkça dolgu miktarı doğrusal olarak artmalı

TEMEL KAZILARI VE İYİLEŞTİRMELER

11

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 12: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Çevresel derz bölgesi altında dolgu yüksekliği�0.6 m-1.0 m

• Lokal boşluklar beton ile desteklenir.

A : Topuk plağı

B : Ön yüz betonu

C : Beton dolgu

D : 1D:2Y eğim

E : Ana kayaya 4 m saplanmış ankraj demiri

12

TEMEL KAZILARI VE İYİLEŞTİRMELER 1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 13: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

Alüvyonun taşıma gücü / ekonomik değerlendirmeler • Alüvyon tamamen kazılabilir.

• Alüvyonun üzerinde ÖBKB.

• Topuk plağı sağlam kayaya oturabilir.

• Alüvyonda sızdırmazlık perdesi mafsal ile topuk plağına bağlanır.

o Arkun Barajı (140 m), 60 m alüvyon üzerinde, inşaat halindeo Puclaro Barajı, Şili, 2000 (80 m) 113 m alüvyon üzerinde

Bakır Su Tutucu

Düşey Cut-Off Duvarı

Topuk Plağı

Derz Dolgusu

ALÜVYON ÜZERİNE ÖBKB TASARIMI

13

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 14: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Topuk plağı sağlam kayaya oturtulması durumunda, topuk plağı mansabındakazının baraj yüksekliğinin 1/3’ü kadar bölgede kazılması önerilir.

ALÜVYON KAZILARAK TOPUK PLAĞININ YERLEŞTİRİLMESİ

14

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 15: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Topuk plağı ilk olarak Terzaghi’nin 1960 yılında, beton cut-off duvarı eleştirisi �Exchequer ve Cabin Creek Barajları

• Topuk plağı uzunluğu

o Sağlam, enjeksiyona elverişli ve erozyona karşı dayanıklı kaya � 3 – 10 mo Sağlam olmayan, zayıf kayalar �Daha uzun topuk plağı

TOPUK PLAĞI TASARIMI

A B C D E F G HI Sürüklenmeyen 1/18 >70 I ile II 1 ile 2 <1 1II Az sürüklenebilir 1/12 50-70 II ile III 2 ile 3 1 ile 2 2

III Sürüklenebilir 1/6 30-50 III ile IV 3 ile 5 2 ile 4 3

IV Çok sürüklenebilir 1/3 0-30 IV ile VI 5 ile 6 >4 4

A = Ana kayanın sınıflandırılması (“I” en iyi, “IV” en kötü)B = Ana kayanın durumuC = Minimum Hidrolik Gradyan Oran: Topuk plağı genişliği/rezervuar su yüksekliğiD = Kaya Kalitesi Sınıflandırması, RQD, (%)E = Ayrışma Derecesi : I: sağlam ve masif kaya VI: rezidüel zeminF = Süreklilik Derecesi : 1= çok sağlam kaya 6: kırılgan kayaG = Ayrışmış makro süreksizliklerin sayısı , her 10 m. de birH = Kazı Klası: 1 = patlatma gerektiren

2 = ağır kırıcı ve bir miktar patlatma gerektiren3 = hafif kırıcı ile kazılabilir4 = dozer bıçağı ile kazılabilir

15

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 16: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Topuk plağı kalınlığı

o T (m) = 0.3 + 0.003 HH=Su yükü (m)

Tasarım kolaylığı � Sabit kalınlık (0.3 m – 0.4 m)

• Donatı oranı � Tek sıra, her iki yönde,

0.3%, paspayı 100 mm

• İnşaat derzleri � Donatı devam edecek şekilde

• Su tutucu � İnşaat derzlerinde kullanılmaz

• Ankrajlar � 3 sıra 26 (2 m x 2 m)

24 (1.5 m x 1.5 m)

TOPUK PLAĞI TASARIMI

16

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 17: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

TOPUK PLAĞI UYGULAMA ÖRNEKLERİ

17

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 18: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

TOPUK PLAĞI UYGULAMA ÖRNEKLERİ

18

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 19: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Betonarme betonu (Donatı oranı %0.2, 20 cm kalınlık)

• Püskürtme betonu (Çelik hasır, 15 cm kalınlık)

• Dış topuk plağı ile bağlantı �Su tutucu

Kazıdaki Muhtemel Tasarruf

Dış Topuk Plağı

İç Topuk PlağıÖn Yüz Betonu

İÇ TOPUK PLAĞI TASARIMI

19

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 20: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

İÇ TOPUK PLAĞI UYGULAMA ÖRNEĞİ

20

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 21: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU TASARIMI

• Panel genişliği: 12-18 m, genelde 15 m

• Panel kalınlığı: e = eo + k* H � H≤100 m

e = 0.0050H � H>100 m

esabit = 0.3~0.4 m � H<60 m

e0 = 0,30m ~ 0,35mH �Topuk plağı ile normal su seviyesi arası yükseklik

G = (H/t) ≤ 200

G �Hidrolik eğim

t �Hesap yapılan kottaki kalınlık

H �Hesap yapılan kot ile rezervuar su seviyesi arası kot farkı

21

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 22: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU TASARIMI

• Beton karışımı: 28 günlük hedef dayanım �20 MPa

• Agrega: 38 mm maksimum dane boyutu

• Donatı: Bir veya iki sıra

*Topoğrafyada ani değişim gösteren bölgeler için donatı oranı artırılır.

• Paspayı: 100 mm ile 150 mm arasında seçilmesi önerilmektedir.

Bölge Yatay Donatı Oranı Düşey Donatı Oranı

Çevresel Derz Yakınında 0.40 % 0.40 %

Çevresel Derz Haricinde 0.30 % 0.35 %

22

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 23: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU UYGULAMA ÖRNEKLERİ

23

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 24: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU UYGULAMA ÖRNEKLERİ

24

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 25: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU UYGULAMA ÖRNEKLERİ

25

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 26: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

DERZLERİN TASARIMI

• Her baraj için düşey büzülme ve genleşme derzlerinin yerleri, panel genişlikleri, ön yüzey betonu analiz sonuçlarına göre belirlenir.

26

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 27: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÇEVRESEL DERZ TASARIMI(150 m’nin altındaki barajlar)

27

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 28: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÇEVRESEL DERZ TASARIMI (150 m’den yüksek barajlar)

28

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 29: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÇEVRESEL DERZ UYGULAMA ÖRNEKLERİ

29

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 30: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

DÜŞEY GENLEŞME DERZİ

1 : Ön yüzey betonu donatısı

2 : Harç desteği

3 : Alt su tutucu

4 : Üst su bariyeri

5 : Yüksek ÖBKB’ler için ezilme donatısı

30

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 31: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

DÜŞEY BÜZÜLME DERZİ

1 : Harç desteği

2 : Ön yüzey beton donatısı

3 : Alt su tutucu

4 : Geniş, vadi şekil faktörü yüksek vadilerde donatı devam ettirilebilir.

Ahşap dolgu kullanımı irdelenmeli.

31

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 32: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

YATAY İNŞAAT DERZİ

1 : Ön yüzey betonu

2 : Donatı üstünde devam eden inşaat derzi

3 : Derz boyunca devam eden donatı

4 : Donatı altında devam eden inşaat derzi5 : 2B zonu

32

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 33: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

DÜŞEY DERZ UYGULAMA ÖRNEKLERİ

33

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 34: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

DOLGU ZONLARI VE ÖZELLİKLERİ

1A:Kohezyonsuz silt, ince kum,uçucu kül

1B: Zaiyat dolgu2A: Çevresel derz filtre zonu2B: Yastık zonu

3A: Geçiş zonu3B: Kaya dolgu zonu3C: Kaya dolgu zonu3D: Koruyucu dolgu

3D

34

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 35: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU MANSAP DESTEK ZONLAR – 2A VE 2B 

• 1A ZONU: Kohezyonsuz silt, ince kum, uçucu kül

Maksimum dane boyutu : 150 mm20-30 cm’lik tabakalarDüşük sıkıştırma

İŞLEVİ: Ön yüzey betonunda oluşabilecek çatlakların içerisine sürüklenmek yolu ile arkadaki filtre zonlarını tıkaması

• 1B ZONU: Zayiat dolgu (Silt, kil, kum ve çakılın rastgele karışımı)20 – 30 cm’lik tabakalarDüşük sıkıştırma

İŞLEVİ: 1A Zonunu korumak

35

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 36: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU MEMBAKORUYUCU ZONLAR – 2A VE 2B

• 2A ZONU: Çevresel derz filtre zonu - kohezyonsuzTopuk plağı arkası 1.5 m yükseklikteki bölge20-40 cm’lik tabakalarYüksek sıkıştırma (2B ile aynı)

İŞLEVİ: Çevresel derzdeki su tutucularda sorun olması halinde1A zonu malzemesine filtre teşkil etmesi,

� Filtre kriterlerini sağlamalı, içsel stabilitesi olmalı

• 2B ZONU: Yastık zonu (kum, çakıl filtre)

2 – 4 m kalınlıkta, 40 cm’lik tabakalarÖnerilen hedef permeabilite: 1 x 10-4 cm/sYüksek sıkıştırma (Min. 10 ton titreşimli silindir ile en az 4 pas)

İŞLEVİ: Ön yüzey betonu için düzgün ve az geçirimli destek

36

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 37: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ABD STANDARTELEKLER

ELEK BOYUTU (mm)

2A BÖLGESİ İÇİN TAVSİYE EDİLEN

DAĞILIM

2B BÖLGESİ İÇİN TAVSİYE EDİLEN

DAĞILIM

3” 76.2 100 100

1 ½” 38.1 100 70-100

¾” 19.1 85-100 55-80

No.4 4.76 50-75 35-60

No.16 1.19 25-50 18-40

No.50 0.297 10-25 6-18

No.200 0.074 0-5 0-7 (kohezyonsuz)

2A VE 2B ZONLARI TAVSİYE EDİLEN DANE BOYU DAĞILIMLARI

37

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 38: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

DOLGU ZONLARI– 3A, 3B, 3C, vb.(Artan maksimum dane boyutuna göre)

• 3A ZONU: Geçiş zonu (2B ve 3B zonları arasında)Filtre kriterlerini sağlamalı

Maksimum dane boyu 30 cm, en fazla 45 cm’lik tabakalarYüksek sıkıştırma (10 ton – minimum 4 pas)

İŞLEVİ: 2B zonu malzemesinin 3B zonuna borulanmasını önlemek� Filtre kriterlerini sağlamalı, içsel stabilitesi olmalı

• 3B ZONU: Kaya dolgu (Ön yüzey betonu davranışında önemli)

Maksimum dane boyu 60 cm, 90 cm’lik tabakalar

En az 300 lt/m3 su, Yüksek sıkıştırma (15 ton, 6 pas)

• 3C ZONU: Kaya dolgu (Kazıdan çıkan malzeme)Maksimum dane boyu 90 cm, 120 cm’lik tabakalarEn az 300 lt/m3 su, Orta sıkıştırma (10 ton, 4 pas)

• 3D ZONU: Mansap koruyucu dolgu (en az 1 m çapında)38

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 39: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI KUM‐ÇAKIL DOLGU BARAJ

1 : 1A ZONU2 : 1B ZONU3 : 2B ZONU4 : 2A ZONU5 : 3A ZONU6 : 3B ZONU

7 : 3C ZONU8 : 3D ZONU9 : Topuk drenajı

10 : Düşey ve yatay drenaj zonu11 : Ön yüzey betonu12 : Alüvyon

39

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

o Örnek: Karacasu Barajı, Aydın, 60 m

Page 40: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Yağmur esnasında erozyondan korumak• Ön yüzey betonu kalıp-donatı çalışmaları için sert yüzey

� Püskürtme betonu, asfalt veya şerbet uygulamaları� Beton bordür yöntemi (70-75 kg/m3 çimento)

Avantajları: Segregasyonun azalmasıErozyondan korunma, Uygulama kolaylığıTemiz, pürüzsüz yüzey oluşumu2B zonunun kolaylıkla sıkıştırılması

Tedbirler: Drenaj tedbiriÖn yüzey betonu ile bağ oluşumunu

önlemek için yalıtım malzemesi

İNŞAAT ESNASINDA 2B ZONUNUN KORUNMASI

Beton Mikseri

2A ZonuTopuk Plağı

Ön Yüz Koruması

Beton bordür kalıbı

40

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 41: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

2B ZONUNUN KORUNMASIPÜSKÜRTME BETONU UYGULAMASI

41

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 42: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

42

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 43: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

PARAPET DUVAR TASARIMI

• Dolgu hacminin azaltılması• Parapet duvar üst kotu (baraj kret kotu)• İşletme ve su tutma sırasındaki oturmalar, dinamik deformasyon

dikkate alınmalıdır.• Ön yüzey beton kaplaması için artan yüzey alanı sağlar.

Otokorkuluk

Parapet Duvar

43

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 44: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

EL 2995.00

EL 2988.00

8 m

7 m

rete face

Post-tensioning tendons

DamCL Baraj aksı

PARAPET DUVAR TASARIMI

Kaplama yol

Sıkıştırılmış dolgu

Diş

Mevcut yolMevcut dolguÖn yüz

Sıkıştırılmış malzeme 3D zonu

44

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 45: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

PARAPET DUVAR YÜKSEKLİĞİNEÖRNEKLER

BarajBaraj Yüksekliği

m

Parapet DuvarYüksekliği

mEl Pescador 43 5

Shiroro 125 4

Golilas 125 7

Khao Laem 130 5

Mohale 145 7.5

Salvajina 148 8

Areia 160 6

Aguamilpa 185 8

Shuibuya 233 9

45

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 46: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

PARAPET DUVAR UYGULAMA ÖRNEKLERİ

46

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 47: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Campos Novos Barajı Brezilya, 202 m, 2006�Kaya Dolgu (E=55 MPa)

�Vadi Şekil Faktörü (A/H2=2.57)

�Tek sıra su tutucu= Bakır ve mastik

�Yüksek basınç gerilmesi

�Ön yüzey beton kırılması

�Sızma miktarı= 1400 l/s

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLARDA MEYDANA GELEN HASARLAR

47

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 48: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLARDA MEYDANA GELEN HASARLAR

• Campos Novos Barajı, Brezilya, 202 m

48

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 49: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Barra Grande Barajı, Brezilya, 140 m, 2005

�Kaya Dolgu (E=40-50 MPa)

�Vadi Şekil Faktörü (A/H2=3.15)

�Uygun olmayan merkezi düşey büzülme derzleri

�Yüksek basınç gerilmesi

�Ön yüzey beton kırılması

�Sızma >1300 l/s

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLARDA MEYDANA GELEN HASARLAR

49

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 50: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• TSQ 1 Barajı, Çin, 187 m, 1998�Kaya Dolgu (E=40 MPa)

�Vadi Şekil Faktörü (A/H2=5.68)

�Uygun olmayan merkezi düşey büzülme derzleri

�Yüksek basınç gerilmesi

�Ön yüzey beton kırılması

�Sızma= 70 l/s

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLARDA MEYDANA GELEN HASARLAR

50

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 51: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Mohale Barajı, Lesotho, 145 m

�Kaya Dolgu (E=32 MPa)

�Vadi Şekil Faktörü (A/H2=3.85)

�Düşey büzülme derzi kırılması

�Krette hasar

�Sızma= 600 l/s

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLARDA MEYDANA GELEN HASARLAR

51

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 52: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLARDA MEYDANA GELEN HASARLAR

• Mohale Barajı, Lesotho, 145 m

52

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 53: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU TAMİRİ

53

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 54: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZEY BETONU TAMİRİNDE GEOMEMBRAN KULLANIMI

54

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 55: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Ön yüzey betonu tasarımının doğru şekilde yapılması

o Ön yüzey betonunun davranışının numerik modeller ile doğru şekilde analiz edilmesi

o Merkezdeki düşey büzülme derzlerinin ve düşey genleşme derzlerinin doğru şekilde seçilmesi

o Dik yamaçlar yakınında ve vadi faktörü dikkate alınarak gerektiğinde merkezi derzlerde panel genişliğini azaltarak, derz sayısının artırılması

ALINAN DERSLER

55

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 56: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Merkezdeki düşey büzülme derzlerindeki gelişmeler

o Merkezdeki ön yüzey betonunun daha kalınlaştırılmasıo Merkezdeki düşey büzülme derzinde sıkışabilir ahşap malzeme

kullanımıo Ezilme donatısı kullanımı (Anti-spalling rebars)o Derz üstündeki V şeklindeki girintinin azaltılmasıo Harç desteğinin teorik ön yüzey betonu

hattı dışında tutulmasıo Bakır su tutucunun

merkezindeki girintinin azaltılması

ALINAN DERSLER

Ön yüz betonunun lokal olarak kalınlaştırılması

Sıkıştılabilir ahşap dolgu

Üst su tutucu

Beton

Ezilme donatısı

Harç desteği

Bakır su tutucu

56

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 57: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Mansap tarafındaki 3C zonunun 3B zonundan daha düşük Elastisite Modülüne sahip olması durumunda krete yakın bölgede 3C zonunun sınırlanması

ALINAN DERSLER

3C

Geçiş bölgesi

H/5

H/4

Düşük modüllü dolgunun kret bölgesinden uzak tutulması

3B zonu

57

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 58: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

• Özellikle vadi şekil faktörü (A/H2)< 4 olan barajlar için dolgu zonlarının elastisitesinin azaltılması (Yüksek Elastisite Modülü)

o Katman yüksekliğinin azaltılmasıo Daha yüksek sıkıştırma enerjisio Sıkıştırma sırasında daha fazla su kullanımı (memba için> 200

l/m3, mansap için>100 l/m3)o İyi derecelendirilmiş malzeme kullanımıo İnşaat esnasında dolgunun sıkışma miktarının sürekli olarak

denetlenmesi• Beton bordür kullanımı ve beton bordürde derz uygulanması

• Beton bordür ile ön yüzey betonu arasında bitümlü malzeme kullanımı ile bağ oluşumunun önlenmesi

• Ön yüzey betonunun t ≥ 0.6 m olduğunda veya kritik bölgelerde (topuk plağı yakınında, düzensizlik olan bölgelerde) çift sıra donatı

ALINAN DERSLER

58

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 59: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI BARAJLAR PERFORMANSLARI KİLİT NOKTALARI

• Aşırı miktarlardaki sızıntılar bile ÖBKB’lerin stabilitesi ile ilgili herhangi bir risk oluşturmamıştır.

• Ön yüzey betonu ve merkezi büzülme derzleri hasarlı olan bütün barajlar tamir edilmiş, ikinci su tutma aşaması sonrasında veya rezervuara silt ilavesi sonrasında iyi performans sergilemiştir.

• Doğru tasarım yaklaşımı, baraj performansı için vazgeçilmezdir, aynı zamanda işletme ve rehabilitiasyon maliyetlerini de azaltacaktır.

• Gelecekteki baraj tasarımlarına ışık tutması açısından, işletmede ve inşa halinde olan ÖBKB’lerde, baraj ölçüm aletleri verilerinin doğru periyodlarda okunması ve verilerin geri analiz ile yorumlanması özellikle önem taşımaktadır.

• Ön Yüzü Beton Kaplı Barajlar, gelişen teknolojisi ve performansları ile gelecekte de başlıca baraj tipleri arasındaki yerini koruyacaktır.

59

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012

Page 60: KONU: ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR SUNUM … · 2013-12-03 · KÜRTÜN, Gümüşhane 110 2003 TORUL, Gümü şhane 137 2008 DİM, Antalya 123.5 2009 ATASU, Trabzon 118 2011

ÖN YÜZÜ BETON KAPLI DOLGU BARAJLAR

Işın ERGENEMANERGES Mühendislik Müşavirlik Ltd. Şti.

[email protected]

60

1. Barajlar Kongresi Ekim 2012