Toprak İşleri

ÖNSÖZ
İnşaat Mühendisliğinin her alanında Toprak İşleri çalışmaları ile karşılaşılabilir. Bazı alanlarda ise toprak işleri, işin süresi ve maliyeti bakımından birinci dereceden ağırlık kazanır. Bu anlamda en başta gelen örneklerden biri ulaştırma altyapısıdır. Bu nedenle bu kitap için, özellikle, kara ulaştırması (karayolu ve demiryolu) konuları seçilmiştir. Ulaştırma altyapısındaki toprak işleri çalışmaları çözümü güç teknik sorunlar ortaya çıkarmamakla birlikte, genellikle büyük hacimli ve yüksek maliyetlidirler. Bu nedenle, ekonomik değerlendirmelerin önem kazandığı göz önünde bulundurularak, "Toprak Kütlelerinin Dağıtımı" ve ekonomik değerlendirmeler konuları üzerinde durulmuştur.

Mekanik toprak işleri araçları son dönemlerde çok hızlı bir gelişme içindedir. Bu durum ülkemiz şantiyelerinde de izlenebilir. Bu kitapta başlıca araçların uygun çalışma alanları belirtilmiş ve verimlerinin hesabındaki yaklaşımlar açıklanmıştır. Dileğim kitabın inşaat mühendisliği öğretiminde ve uygulama alanında yararlı olmasıdır.

Kitap önce İTÜ ve sonra Birsen Yayınevi tarafından basılmıştır. Bu aşamada, Değerli Meslektaşım Yrd.Doç.Dr. Selim Dündar ile baskıya hazırladık ve gelecek baskıları da birlikte hazırlama kararı aldık. Katkıları için kendisine içten teşekkürlerimi sunarım.

İTÜ'de yıllarca bu konuda ders veren ve aramızdan ayrılmış bulunan Prof. Mehmet Bozkurt'un yararlandığım birikimleri için teşekkür ediyor, anısı önünde saygı ile eğiliyorum.

Kitapla ilgili görüş ve eleştirilerini bildirecek olanlara, şimdiden teşekkür ediyorum.

Feneryolu, Ekim 2016 Prof. Dr. Güngör Evren



İÇİNDEKİLER
TOPRAK İŞLERİ ÜZERİNE GENEL BİLGİLER 1
TANIMLAR 1
TOPRAK İŞLERİNİN AŞAMALARI 2
TOPRAK İŞLERİNDEKİ GÜÇLÜKLER, SORUNLAR VE ÇÖZÜMLERİ.. 2 4. 4. TOPRAK İŞLERİ ÇEŞİTLERİ 3
BÖLÜM I. ZEMİN TÜRLERİ VE ÖZELLİKLERİ 5
GENEL 5
TOPRAK İŞLERİNDE ZEMİN SINIFLARI 6
ZEMİNLERİN GEOTEKNİK AÇISINDAN TANIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ 8
Granülometri Bakımından Zeminler 9
Zeminlerin Yapısı 9
Zeminlerin Kayma Direnci 12
Atterberg Limitleri 13
ŞEV 13
Şev Eğimi 14
ZEMİNLERİN KABARMASI VE ÇÖKMESİ 17
Dolgulara Verilecek Yükseklik ve Genişlik Fazlası 21
Dolguların Sıkıştırılması ve Sıkışma Yüzdesi 24
ZEMİN AĞIRLIKLARI 24
BÖLÜM II. KARA ULAŞTIRMASI ALTYAPISI: TANIMLAR VE BAZI İŞLEMLER 26
GENEL 26
KARA ULAŞTIRMASI YOLLARINA İLİŞKİN TANIMLAR 26
Geçki 26
Geçkinin Arazide Belirlenmesi İçin Kazık Çakma 27
Boykesit 27
Enkesit 29
Kafa Hendeği ve Kavalye 31
Geçit Yeri, Geçit Çizgisi ve Geçit Noktası 32
Altyapı ve Üstyapı 34
Sıfır Noktası, Sıfır Çizgisi, Sıfır Poligonu 34
Enkesitlerin Belirlenmesi 36
Şev Kazıklarının Çakılması 38
Yarma Enkesitlerinde Şev Kazığı Bağıntısı 38
Dolgu Enkesitlerinde Şev Kazığı Bağıntısı 40
Yarma ve Dolgu Enkesitleri İçin Genelleştirilmiş Şev Kazığı Bağıntısı 41
Arazide Şev Kazığının Çakılması 42
Hesap Yöntemi ile Şev Kazığının Çakılması 43
BÖLÜM III. ENKESİT ALANLARININ BELİRLENMESİ 47
ENKESİT ALANLARININ BELİRLENMESİ İÇİN İZLENEBİLECEK YOLLAR 47
HESAPLAMA YOLU 47
Cebrik Yöntem 48
Cross Yöntemi 50
GEOMETRİK YOL (GARCEAU YÖNTEMİ) 53
PLANİMETRE İLE ÖLÇÜM 56
BÖLÜM IV. HACİM HESAPLARI 57
ENKESİTLER DİYAGRAMI VE HACİM HESABINDA KARŞILAŞILAN DURUMLAR 57
AYNI TÜRDEN İKİ TAM ENKESİTİN BİRBİRİNİ İZLEMESİ DURUMUNDA HACİM HESABI 58
KARŞIT TÜRDEN İKİ TAM ENKESİTİN BİRBİRİNİ İZLEMESİ DURUMUNDA HACİM HESABI 60
BİR TAM ENKESİTLE BİR KARIŞIK ENKESİTİN BİRBİRİNİ İZLEMESİ DURUMUNDA HACİM HESABI 62
YARMA VE DOLGU KESİMLERİ AYNI YANDA İKİ KARIŞIK ENKESİTİN BİRBİRİNİ İZLEMESİ DURUMUNDA HACİM HESABI 64
YARMA VE DOLGU KESİMLERİ KARŞIT YANDA İKİ KARIŞIK ENKESİTİN BİRBİRİNİ İZLEMESİ DURUMUNDA HACİM HESABI 66
GEÇİT YERLERİNDEKİ HACİM HESABI 69
HACİM HESABININ YAPILMASI İÇİN TABLO DÜZENLENMESİ 70
BOYKESİTTEN YAKLAŞIK VE ÇABUK HACİM HESABI 71
BÖLÜM V. KÜTLELER DİYAGRAMI VE TOPRAK DAĞITIMI 75
GENEL 75
KÜTLELER DİYAGRAMI 78
Kütleler Diyagramının Tanımlanması ve Çizimi 80
Geçki Araştırması ve Toprak İşleri Hesaplarında Bilgisayarlardan Yararlanılması 84
BOYUNA TAŞIMA, DEPO VE ÖDÜNÇ MALİYETLERİ 89
Taşıma Maliyeti 90
Kazı ve Taşıma Araçlarının Kullanılacakları Yerler ve Maliyetleri 93
Depo ve Ödünç İşlemleri ve Maliyetleri 95
TOPRAK DAĞITIMI KOŞULLARI 97
TOPRAK KÜTLELERİNİN DAĞITIMI 99
Yalnız Bir Tepeden (Ya Da Bir Vadiden) Oluşan Bir Kütleler Diyagramında Toprak Dağıtımı 100
Birçok Tepe ve Vadiden Oluşan Bir Kütleler Diyagramında Toprak Dağıtımı 104
Birçok Tepeden ve Vadiden Oluşan Bir Kütleler Diyagramında Girişim Olması Durumunda Toprak Dağıtımı 106
Depo ve Ödünç Olanağı Bulunmaması Durumunda Toprak Dağıtımı
...................................................................................................................... 112

Özel Durumlar 114
Bruckner Yöntemiyle Toprak Dağıtımı 115
İkinci Dereceden Dağıtım Çizgileri ve Toprak Dağıtımında Taşıma Maliyeti 118
BÖLÜM VI. KAZI YÖNTEMLERİ VE KAZI İŞİNİN GENEL DEĞERLENDİRİLMESİ 124
GENEL 124
KAZI ÇALIŞMALARI 124
YARMALARIN KAZILMASI YÖNTEMLERİ 125
Tabakalar Biçiminde Kazı 126
Ortada Künet Açılarak Kazı 127
Alt Galeri ile Huni Biçiminde Kazı 127
EL ALETLERİYLE KAZI VE YÜKLEMEDE İŞÇİLİKLER 128
El Aletleri 129
Kazı ve Yükleme İşçilikleri 130
(Kazı-Yükleme) İlişkisini Gözeten Değerlendirmeler 132
EL ALETLERİ İLE KAZI VE YÜKLEME MALİYETİ 134
BÖLÜM VII. TOPRAK İŞLERİNDE KULLANILAN MEKANİK ARAÇLAR 136
GENEL 136
TRAKTÖRLER 138
Paletli Traktörler 139
Lastik Tekerlekli Traktörler 140
EKSKAVATÖRLER 142
Kaşıklı Ekskavatörler 143
Kazmalı (Ters Kaşıklı) Ekskavatörler 145
Düzleyici Ekskavatörler 146
Draglin Kovalı Ekskavatörler 147
Çeneli Ekskavatörler 147
Çok Kepçeli (Godeli) Ekskavatörler 147
EKSKAVATÖRLERİN VERİMLERİNİN (DEBİLERİNİN SAPTANMASI) 150
Kaşıklı Ekskavatörlerin Verimleri 151
Kazı Yörüngesi Uzunluğunun Etkisi ve En Uygun Kazı Yörüngesi Uzunluğu 153
Dönme Açısının Etkisi 154
Kazılacak Zemin Türünün Etkisi 155
Aracın Yer Değiştirmesi Hesaba Katılmaksızın Verim ve Tablolar
.................................................................................................................. 155 7.4.1.5. Aracın Yer Değiştirmesinin Etkisi .............................................. 158

7.4.1.6. Tablolar Yöntemi ile Verimin Saptanması 159

Öteki Ekskavatörlerin Verimleri 160
TAŞIMA ARAÇLARI 160
Taşıma Aracı Türleri 161
Kamyonlar 161
Damperler 162
Römorklar 163
Şantiye Demiryolu 164
Taşıma Araçlarının Mekaniği ve Hareket Denklemi 165
Güç ve Uygulanabilecek Çekim Kuvveti 166
Harekete Karşı Koyan Direnim Kuvvetleri 169
Hareket Denklemi 171
İvmeli Hareket Evrelerindeki Eylemsizlik Direnimleri 172
Taşıma Araçlarının Devir Süresi 173
Taşıma Araçlarının Verimleri 176
Gerekli Taşıma Aracı Sayısı 178
Sabit Yörüngeli Taşıma 178
Değişken Yörüngeli Taşıma 179
YÜRÜYEREK ÇALIŞAN ARAÇLAR 181
Dozerler 181
Buldozerlerin ve Angldozerlerin Verimleri 183
Skreyperler 185
Skreyperlerin Verimleri 188
Greyderler 191
ÖTEKİ MEKANİK ARAÇLAR 193
BÖLÜM VIII. PATLAYICI MADDELERLE KAZI 197
GENEL 197
PATLAYICI MADDE TÜRLERİ 197
Ani Patlayıcı Maddeler 198
Barut 199
LAĞIM DELİKLERİNİN AÇILMASI 199
ATEŞLEME DÜZENİ 200
PATLAYICI MADDELERİN LAĞIM DELİKLERİNE YERLEŞTİRİLMESİ 201
GEREKLİ PATLAYICI MADDE MİKTARININ HESABI 202
PATLAYICI MADDELERLE KAYA KAZILARI 206
BÖLÜM IX. DOLGULARIN OLUŞTURULMASI VE SIKIŞTIRILMASI 209