Geoteknik mühendisliğinde bilgisayar destekli tasarım

Abstract

Zemin incelemesinde elde edilen laboratuar ve arazi verilerinin değerlendirilmesi ve projelendirmede doğru şekilde kullanılması, geoteknik tasarımın en önemli amaçlarındandır. Hesapların gerçekliği ve sonuçların doğruluğu inşa edilen mühendislik yapısının güvenilirliği ve fonksiyonunu yerine getirebilmesi açısından en önemli unsurdur. Zemin mekaniği çalışmaları sonucunda proje hesaplarının hızlı, güvenilir ve standartlara uygun bir şekilde yapılması önem kazanmaktadır. Henüz bütün geoteknik mühendisliği hesaplarını bir arada bulunduran güvenilir bilgisayar programı bulunmamaktadır. Literatürde yeralan birçok hesap yöntemi ve zorunluluklar mühendislerin hızlı, doğru, anlaşılır bir standart çözümü bulmaları gerektiğini göstermektedir. Ancak mühendislerin geoteknik verilerle ilgili hesap yapmamaları, bazen de doğru bir şekilde hesaplama yapamaması, hesaplardaki eksiklikler, birçok yapıda taşıma gücü, oturma ve sıvılaşmayla hasar görmesine, iksa yapılarının doğru projelendirilmemesi nedeniyle kazı göçmelerine yol açtığı bilinmektedir. Uygulamada en çok karşılaşılan Geoteknik Mühendisliği alanına giren konularda hesap yöntemlerini toplu olarak sunan ve bilgisayar destekli çözümü sağlayan bir çalışma planlanmıştır. Geoteknik rapor hazırlanmasında gerekli olan izin verilen taşıma gücü, gerilme analizleri, oturma hesapları, yatak katsayısı hesabı, sıvılaşma analizi, afet yönetmeliğine göre zemin tipinin belirlenmesi, zeminin şişme-büzülme karakteri tespiti, toprakarme (donatılı zemin) hesabı tablolama programı (spread sheet) kullanarak yapılmıştır. Özellikle sıvılaşma analizi, iksa hesabı ve istinat duvarı hesapları gibi birkaç hesapta VBA basic programlama dili kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Ülkemizde en çok kullanılan yöntemlerden olan Jetgrouting yöntemi ile iyileştirme yöntemi anlatılmış, jetgrouting hesapları için de program hazırlanmıştır. Hesapların karşılaştırılması bakımından ve iksa tasarımında analiz için Plaxis programı kullanılmıştır. Geoteknik tasarım için hazırlanan programlar ile açık, anlaşılır, uygun, pratik çözümler sunulması amaçlanmıştır.

Evaluation of the laboratory and field data obtained from soil studies, and utilizing these data correctly in project designing are among the most important objectives of geotechnical design. Trueness of the calculations and accuracy of the results are the two most important factors in terms of the reliability of the civil engineering structure to be constructed, and its functioning. In consequence of the soil mechanics works, carrying out the project calculations in a way that is fast, reliable and in accordance with the standards becomes crucial. As yet, there is no reliable computer program that incorporates all geotechnical engineering calculations. Many calculation methods and requirements included in the literature point out that engineers need to come up with a standard solution that is fast, accurate and comprehensible. However, it is known that due to the facts that engineers do not usually make calculations related with geotechnical data, or sometimes cannot make the calculations correctly, imperfections in the calculations may cause damages in many structures with bearing strength, settlement and liquefaction, and excavation failures may be caused due to the inaccurate project designing of shoring structures. A work that presents the most commonly met calculation methods in practice and included in the field of Geotechnical Engineering together and that provides a computer-aided solution has been planned. The permissible bearing strength, stress analyses, settlement calculations, bedding coefficient calculation, liquefaction analysis, determination of soil type as per disaster regulation, shrink-swell characteristics of the soil and reinforced earth calculations necessary for preparing geotechnical reports have been carried out by utilizing spread-sheet program. Particularly in some calculations such as liquefaction analysis, shoring calculation and retaining wall calculations, the analyses have been conducted by using VBA basic programming language. Jet grouting and improvement methods, as the most commonly used methods in our country, have been explained and a program has been prepared also for jet grouting calculations. In order not to mix the calculations and for shoring designing, Plaxis program has been utilized. It has been aimed to offer clear, comprehensible, suitable and practical solutions with the programs prepared for geotechnical designing.