Ankrajlı derin kazılarda geçici iksa sisteminin sayısal analizi
Numerical analysis of a temporary anchored excavation support system in deep excavations
- Tez No: 1000354
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE BENGÜ SÜNBÜL GÜNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Derin kazı iksa sistemleri, özellikle geoteknik açıdan karmaşık kentsel alanlarda gerçekleştirilen kazılarda çevre yapıların güvenliği ve zemin stabilitesinin sağlanması açısından kritik bir mühendislik problemidir. Bu çalışmada, İstanbul Anadolu Yakası'nda yaklaşık 20 m derinliğinde gerçekleştirilen bir kazıda uygulanan ankrajlı fore kazıklı iksa sisteminin performansı, sonlu elemanlara dayalı sayısal model sonuçları ve arazide gerçekleştirilen inklinometre ölçümleri karşılaştırılarak analiz edilmiş ve sistemin gerçek davranışı sayısal ve deneysel veriler ışığında yorumlanmıştır. Çalışmanın temel amacı, yaygın olarak kullanılan iki boyutlu sayısal analizlerin saha davranışını temsil edebilme düzeyini ortaya koymak ve tasarım güvenilirliğini sorgulamaktır. Kazı destek sistemini temsil eden sonlu eleman modeli, PLAXIS 2D programı kullanılarak; zemin profili, saha deneyleri ve laboratuvar verileri esas alınarak kumlu çakıllı kil, ayrışmış kil ve kireçtaşı birimlerinden oluşan üç tabakalı bir yapı şeklinde tanımlanmıştır. Karakteristik zemin profilinde yer alan zeminlerin gerilme–şekil değiştirme davranışı Mohr–Coulomb (MC) modeli ile temsil edilmiştir. Analizlerde kazı aşamaları gerçek inşaat süreciyle uyumlu olarak (staged construction) tanımlanmıştır. Sayısal analizler sonucunda iksa sisteminde elde edilen yatay deplasman, iç kuvvetler ve güvenlik katsayısı değerleri sistem performansının değerlendirilmesinde temel kriterler olarak ele alınmıştır. Bu kapsamda oluşan maksimum yatay deplasman yaklaşık 55 mm olarak hesaplanmıştır. Aynı kesitte ölçülen inklinometre ölçümlerinde ise 40–45 mm aralığında yatay deplasmanlar kaydedilmiş olup, sayısal analiz sonuçları ile saha verileri arasında büyüklük ve deformasyon şekli açısından yüksek düzeyde uyum görülmüştür. Bu uyum, kullanılan zemin parametreleri ile modelleme yaklaşımının saha koşullarını yeterli düzeyde temsil edebildiğini göstermektedir. Yatay deplasmanların kazı derinliği boyunca dağılımı incelendiğinde, en büyük deplasmanların ankrajlı kazı sistemlerinin tipik davranışıyla uyumlu olarak kazı üst kotlarına yakın seviyelerde meydana geldiği görülmüştür. Bu durum, üst seviyedeki serbest yüzey etkisi ve ankrajların alt bölgede sağladığı rijitlik nedeniyle deplasman şeklinin üst bölgelere kaymasıyla ilişkilendirilmektedir. Ankraj çekme kuvvetleri ve fore kazıklarda oluşan iç kuvvetler incelendiğinde, tüm değerlerin tasarım kapasitelerinin altında kaldığı ve kazı süreci boyunca yapısal güvenliğin sağlandığı görülmüştür. Benzer şekilde, fore kazıklarda oluşan maksimum eğilme momentleri ve kesme kuvvetlerinin, ilgili kesit dayanımlarını aşmadığı ve yapısal açıdan herhangi bir yetersizliğin söz konusu olmadığı belirlenmiştir. Son olarak sistem bütününe yönelik gerçekleştirilen güvenlik analizleri, iksa sisteminin global göçmeye karşı yeterli emniyet düzeyine sahip olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Deep excavation support systems are a critical engineering problem in terms of maintaining ground stability and ensuring the safety of adjacent structures, particularly in geotechnically complex urban environments. In this study, the performance of an anchored bored-pile retaining system constructed for an excavation of approximately 20 m depth on the Anatolian side of Istanbul was evaluated by comparing finite element-based numerical analysis results with inclinometer measurements obtained on site. The primary objective of the study is to assess the extent to which commonly used two-dimensional numerical analyses can represent field behavior and to investigate their reliability in design applications. The finite element model representing the excavation support system was developed using the PLAXIS 2D software. The soil profile, defined based on field investigations and laboratory data, consists of three layers: sandy gravelly clay, weathered clay, and limestone. The stress–strain behavior of the soils was represented by the Mohr–Coulomb (MC) constitutive model, respectively. Excavation stages were simulated in accordance with the actual construction sequence using the staged construction approach. Lateral displacements, internal forces, and safety factor values obtained from the numerical analyses were used as the main performance indicators. The maximum lateral displacement in the system was calculated as approximately 55 mm. Inclinometer measurements at the same section indicated lateral displacements in the range of 40-45 mm, demonstrating a high level of agreement between numerical predictions and field data in terms of both magnitude and deformation pattern. This agreement indicates that the selected soil parameters and modeling approach are capable of representing the in-situ conditions with a satisfactory level of accuracy. The distribution of lateral displacements along the wall depth revealed that maximum values occurred near the upper levels of the excavation, which is consistent with the typical behavior of anchored excavation systems. This trend is associated with the free-surface effect in the upper portion of the excavation and the stiffness provided by anchors at lower elevations. The evaluation of anchor forces and internal forces in bored piles showed that all calculated values remained below the corresponding design capacities, ensuring structural safety throughout the excavation process. Likewise, the maximum bending moments and shear forces in the piles did not exceed sectional capacity limits, indicating no structural inadequacy. Finally, global stability analyses demonstrated that the system possesses an adequate safety margin against overall failure.
Benzer Tezler
- Derin kazı iksa sistemlerinin deprem anında çevre yapılar ile etkileşimi
Interaction of deep excavation support systems with surrounding structures during earthquakes
HAKAN AYDOĞDU
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Kültür Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZİFE ÖZGE FERCAN
- Numerical analysis of prestressed anchored pile wall: Shoring system in front of historic building in Hilton Istanbul Bomonti hotel and conference center project
Öngermeli ankrajlı kazıklı duvar nümerik analizi:Hilton İstanbul Bomonti hotel ve konferans merkezi projesi kapsamında yer alan tarihi bina önü iksa sistemi
ECE AKTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV
- Bir ankrajlı iksa sistemi geoteknik tasarımında malzeme modeli etkisinin incelenmesi ve aletsel ölçüm sonuçları ile karşılaştırılması
Evaluation of material models in geotechnical design of an anchored shoring system and comparision with instrumental measurements
BURCU ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYKUT ŞENOL
PROF. DR. SABRİYE BANU İKİZLER
- Geçici ankrajlı derin kazılarda deprem etkisinin incelenmesi
Investigation of earthquake effect in deep excavations with temporary anchors
ÖMER FARUK DEREKÖY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT AKBULUT
- Üç farklı zemin grubu için ankrajlı fore kazık iksa sistemlerinin statik dinamik analizi ve yerinde inklinometre ölçüm sonuçlarıyla kıyaslanması
Static and dynamic analysis of anchored pile wall retaining systems for three different soil groups and comparison with ın-situ ınclinometer measurement results
BURAK TÜRKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriBilecik Şeyh Edebali Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK GÖRGÜN