İstinat Duvarı Çeşitleri Nelerdir? Hazır İstinat Duvarı Projeleri

İstinat duvarları; toprağı, doğal haliyle koruyamayacağı bir eğimde tutmak için tasarlanmış yapılardır. Adı üstünde, toprak yüküne karşı direnen dayanma yapılardır. Genellikle belli bir amaç uğruna alan kazanmak için inşa edilirler. Örneğin karayollarında, özel projelerinde, kotlar arasında kademe olan projelerde, DSİ projelerinde sık sık karşımıza çıkarlar.

İstinat kelimesini etimolojik olarak incelediğimizdeyse, kelime kökeninin arapça olduğunu görüyoruz. Kelime "SND" kökünden geliyor. Sizin de aklınıza aynı kelimenin geldiğini biliyorum. Evet... Senet kelimesiyle aynı kökenden. Çünkü senet de bir kişinin diğerine olan borcunun yazılı dayanağı. 

Bu yazıda istinat duvarının tasarımı hakkında ve istinat duvarı çeşitleri hakkında bilgi verip, örnek hazır betonarme istinat duvarı projeleri paylaşacağım.

İstinat Duvarının Tasarımı

İstinat duvarı, malzemeyi (genellikle toprağı) bir tarafta tutmak, kaymasını önlemek için tasarlanmış dikey (veya dikeye yakın) yapılardır. Bu sayede toprak, belirlenen alan içerisinde sınırlı kalır ve kaymaz. Bir istinat duvarının temel amacı, malzemenin (genellikle toprağın) uyguladığı basınca dayanabilmektir.

İstinat duvarlarının uygun tasarımında ​​en önemli husus, tutulan malzemenin hareket etme eğilimini tanımak ve buna karşı koymaktır. Bunun için de duvarın pozitif tarafında tutulan malzemenin içsel sürtünme açısını ve kohezyonu bilmek gerekir.

Yanal toprak basıncı duvarın en üst noktasında sıfırdır ve zemin homojense en düşük derinlikte maksimum değerdedir. Toprak basınçları, uygun şekilde ele alınmazsa duvarı ileri doğru itebilir veya devirebilir. 

Ayrıca, duvarın arkasında bir drenaj sistemi tarafından dağıtılmayan herhangi bir yeraltı suyu, duvar üzerinde hidrostatik basınca neden olur. Duvarın arkasında uygun drenaj sistemi olması önemlidir. Drenaj sistemi, hidrostatik basıncı azaltır ve duvarın arkasındaki malzemenin stabilitesini artırır.

Bu konuda barbakanlar oldukça önemli bir yer teşkil eder. Haber kanallarında "facia" başlığıyla gördüğümüz ve "İstinat duvarı çöktü" manşetleriyle servis edilen istinat duvarlarının pek çoğunda hatalı drenaj sistemi, yetersiz veya tıkanmış barbakanlar bulunmaktadır.

İstinat Duvarı Çeşitleri

İstinat duvarı çeşitlerini popüler olanlardan daha az popüler olanlara doğru sıralayalım.

Betonarme İstinat Duvarı

Betonarme konsol istinat duvarı, temel ve temele bağlı bir duvardan oluşan istinat duvarıdır. İstinat duvarı olarak kullanılan en yaygın istinat duvarı çeşididir. Ağırlık tipi istinat duvarına göre çok daha az beton sarfiyatı olur. Ancak betonarme istinat duvarlarında demir donatı kullanılır. Betonarme istinat duvarları, L harfi şeklinde, T harfi şeklinde veya hafifletme konsollu istinat duvarı şeklinde inşa edilebilirler.

Betonarme istinat duvarlarının temelinde ilave topuk yapılabilir. Bu tarz projelerle de karşılaşmanız mümkün. Bu topuk, duvarın toprak itkisi altında kaymasına karşı koyar.

Hafifletme konsollu istinat duvarları ise, duvarın en dip noktasına gelen yanal itkiyi azaltıp bir kısmını hafifletme konsolu bölgesinde almak için tasarlanmış betonarme istinat duvarı çeşitlerindendir. Bu sayede bu tip ile daha yüksek istinat duvarları inşa edilebilir.

Bir de bu konuda karşınıza çıkması kuvvetle muhtemel bir betonarme istinat duvarı çeşidi daha vardır ki buna değinmeden bu konuyu kapatmayacağım: "Ters istinat duvarı".

İstinat duvarının mantığını "İstinat duvarı tasarımı" bölümünde anladığınıza inanıyorum. Tutulacak malzemenin (genellikle toprağın) ağırlığı, betonarme istinat duvarında devrilmeye karşı bize yardım eden bir kuvvet halindedir. Ancak bazı özel durumlarda bu ağırlıktan yararlanmak mümkün olmaz. Çeşitli nedenlerle temel; yükün olduğu tarafta değil, yükün olmadığı tarafta inşa edilmek zorunda kalınabilir. Buna da ters istinat duvarı denir. Oldukça riskli bir yapı olup, projelendirilmesinde azami dikkat gösterilmelidir.

Ağırlık Tipi İstinat Duvarı

Ağırlık Tipi İstinat Duvarları, yük tarafından gelen basınca direnmek için ağırlıklarına (taş veya beton) ihtiyaç duyar. Alan olarak betonarme istinat duvarlara göre daha fazla kayıp yaşatır. Bu nedenle ağırlık tipi istinat duvarları alan kaybı kaygısının olmadığı projelerde tercih edilir. Örneğin Devlet Su İşleri, dere ıslahı projelerinde genellikle ağırlık tipi istinat projesi tercih etmektedir.

Ağırlık tipi istinat projelerini Karayolları Genel Müdürlüğü'ne ait projelerde de sıklıkla görebilirsiniz. Ağırlık tipi istinat projelerinde demir donatı kullanılmaz.

Zeki Aydın Tipi İstinat Duvarı

İstinat duvarı çeşitlerinden biri olan Zeki Aydın Tipi İstinat Duvarı, zemine geniş bir oturma yüzeyi sağlayan temel ve temelle perde arasında bağlantıyı sağlayan demir donatı sayesinde betonarme istinat duvarlar ile ağırlık tipi istinat duvarlarının karışımıdır. Yanal itkinin yoğun olduğu bölgede ağırlık tipi istinat duvarı, demir donatılarla güçlendirilmiştir. Devlet Su İşleri projelerinde ve yurt dışında sıklıkla kullanılmıştır.

Payandalı istinat duvarı (Nervürlü istinat duvarı)

Payandalı veya nervürlü istinat duvarları, duvar levhası ve taban levhasının arası üçgen forma yakın betonarme payandalarla güçlendirilmiş betonarme istinat duvarlarıdır.

Payandalar, eğilmeyle kayma gerilimlerini azaltmak için duvar levhası ile tabanı birbirine bağlar. Yüksekliği 8 ila 12 m'den fazla olan yüksek duvarlar için payandalı istinat duvarları kullanılır.

Donatılı (Toprakarme) Zemin Duvarı

Toprakarme sistemlerde sıkıştırılmış dolgu ile dolgu içerisindeki donatı birlikte çalışır. Önce donatılar yerleştirilir ve sıkıştırılarak kademe kademe dolgu işlemi gerçekleştirilir. Böylece hem ekonomik, hem hızlı hem de estetik bir dayanma yapısı elde edilir. Özellikle şehirler arası karayollarında sıkça karşılaştığımız bu sistem, giderek yaygınlaşacak gibi duruyor.

Zemin Çivili İstinat Duvarı

Zemin çivili bir duvar inşa etmek, esas olarak gerilim altında çalışan, pasif donatı olarak adlandırılan çubukların eklenmesiyle kazılan alanda iş ilerledikçe toprağın güçlendirilmesini içerir. Bunlar genellikle birbirine paralel ve hafifçe aşağı doğru eğimlidir. Bu çubuklar kısmen eğilme ve kesmede de çalışabilir.

Görsel için kullanılan kaynak: https://www.deepexcavation.com/en/products/snail-plus-soil-nailing-software/design-of-soil-nail-walls-information

Palplanş Perdeler

Kenetli çelik, ahşap veya prefabrik levha kazıklardan elde edilmiş palplanş malzemenin; yan yana, zemine çakılarak bir perde haline getirilmeleri işlemi ile palplanş perde oluşturulur. Genellikle geçici dayanma yapılarında kullanılırlar. Görevleri sona erdiğinde sökülerek başka projelerde tekrar tekrar kullanılabilirler.

Fore Kazık Sistemi

Fore kazıklarla inşa edilmiş istinat duvarları, bir dizi fore kazığın birleştirilmesiyle inşa edilir. Projesine  göre fore kazıklı istinat duvarları; bir dizi toprak ankraj, takviye kirişleri, zemin iyileştirme işlemleri ve püskürtme beton takviye tabakası içerebilir. Palplanş perdelere göre çok daha sessiz ve titreşimsiz inşa edilirler. Şehir içi projelerinde palplanş perdelere nazaran fore kazık sistemi bu nedenlerle daha çok tercih edilir.

Berliner duvarı (Asker Yığını) 

Berliner Duvarı, 20. yüzyılın başındaki Berlin Metrosu inşaatında kullanıldığı için bu ismi almıştır. Nispeten ucuz bir sistemdir, yapımı basit ve hızlıdır. Ancak su sızdırmazlığı yoktur ve bu nedenle sadece kuru zeminlerde uygulanabilir. 

Fotoğraf için kullanılan kaynak: https://www.ggu-software.com/en/glossary/berliner-verbau-soldier-pile-walls

Mekanik Stabilizasyon Duvarı

Mekanik olarak stabilize edilmiş zemin (MSE) duvarlar, bazı farklı hareketleri tolere edebilen duvarlardır. Duvar yüzü, dolgu toprağı tutulurken granüler toprakla doldurulur. MSE duvarların avantajı, kalıp veya kürleme gerektirmediği için yapım kolaylığıdır. MSE duvarlarında toprak çivilemenin kullanımı, hafif bir eğimde birbirine paralel olarak yerleştirilmiş ve yerine derzlenmiş ince çelik takviye çubuklarının toprağa yerleştirilmesini içerir. (Kaynak: https://constrofacilitator.com/retaining-wall-design-and-its-types-used-on-construction/ )

Diğer İstinat Duvarı Çeşitleri:

• Gabyon istinat duvarı
• Kaset (Crib) istinat duvarı
• Yeşil istinat duvarı
• Baret tipi istinat duvarı
• Hibrit sistemler

İstinat Duvarı Neden Göçer? İstinat Duvarında Çatlaklar Olmasının Nedenleri Nelerdir?