Geçmişten günümüze inşa edilen her yapı doğal zemin ve koşulları altında yer almaktadır. Hareket halinde olan doğal zemin ile denge içerisinde olan yapılar günümüze kadar kendini koruyabilmiştir.

İstinat Duvarı Nedir?

İstinat duvarları; yapılan bir kazının, mevcut bir alan ile yapılacak bir dolgu alanın kaymaması için toprağın ve üzerindeki yapıların dik olarak durmasını sağlamak veya göçmesini engellemek amacıyla inşa edilen rijit yapılardır.

İstinat Duvarı Ne İçin Kullanılır?

• Eğimli arazilerde araziden yararlanmak üzere zemini tabi şev açısından daha dik açıyla tutmak,
• Göçme ihtimali olan zeminlerin kaymasını engellemek,
• Bina bodrum duvarlarını oluşturmak,
• Kıyı erozyonu önlemek veya taşkınlardan korunması,
• Kanal ve eklüzler
• Köprülerde kenar ayak görevi yapmak,
• Derin kazılarda,
• Yol güzergahında şev düzenlemesi yapılırken kullanmak,
• Stabilize ve kömür deposu kullanmak,
• Dolgu ve yarma gerektiren yollarda,
• Yamaç yollarında kullanılmaktadır.

Geçmişten Günümüze İstinat Duvarları

Geçmişten günümüze doğru kronolojik olarak istinat duvarlarını ele aldığımızda, yapının fonksiyonuna ve malzeme çeşitlerine göre sınıflandırmamız mümkündür.

İstinat Duvarları farklı malzemeler yardımıyla geçmiş yıllarda basit sistemlerden yapılsada günümüzde komplike sistemlere kadar kendilerine geniş bir alanda yer edinmişlerdir.

Eskiden yeniye doğru sıralayacak olursak;

Klasik İstinat Duvarları; Kerpiç duvar, kagir duvar, taş duvar, beton duvar, betonarme duvar, payandalı duvar, kazıklı duvarlar, zemin çivili duvarlar, ön germeli ve ankrajlı duvarlar

Yeni Teknolojik İstinat Duvarları; Terramesh Sistem, Yeşil Terramesh (yeşil duvar) Sistem, Toprakarme Duvar, ağırlık tipi istinat duvarı Gabion gibi esnek sistemlerle de istinat duvarı uygulamaları yapılabilmektedir.

Zemin Ve İstinat Duvarı İlişkisi

İstinat duvarlarının denge içerisinde olması gereklidir. En temel faktörlerden biri olan zemin ve dayalı yüklere bakacak olursak zemin basıncına göre çalışmakta olup; iki sınır değer üzerinden ayrılırlar.

Bunlar duvarın zemin dolgusundan dış yüzeye doğru bir miktar konum değiştirmesi durumunda, arka zeminin göçmesi anında oluşan “aktif zemin basıncı” ve duvarın dolguya doğru hareket etmesi durumunda, arka zeminin kabarması ile oluşan “pasif zemin basıncı” dır.

Eğer her iki durumda olmaz ise “sükunetteki durum” olarak adlandırılır. Yanal zeminde görülen aktif ve pasif basınçların duvar üzerindeki etkileri ile ilgili klasik çalışmalar Coulomb ve Rankine tarafından 1776 ile 1857 yılları arasında gerçekleştirilmiştir. Yeryüzündeki levha hareketlerinden dolayı dinamik aktif ve pasif zemin basınçlarının hesaplanması ile yapılan ilk çalışmalar ise, Okabe ve Mononobe-Matsuo tarafından 1926 ile 1929 yıllarında gerçekleştirilmiştir.

İstinat Duvarı Yapılırken Nelere Dikkat Edilmelidir?

İstinat duvarlarında ön boyutlandırma ve tasarıma başlanırken;

• Zemin Etüt çalışması
• Uygun duvar geometrisi modeli
• İstinat duvarı yüksekliği
• Yer altı suyu mevcut ise drenaj boruları ekleneceği düşünülerek tasarım yapılmalıdır.

Tasarım ve hesaplamalar yapıldıktan sonra uygulama sırasında ortaya çıkabilecek işçilik kusurlarının önüne geçebilmek için uygulama takibi de dikkat ile yapılmalıdır.

İstinat Duvarı Çeşitleri Nelerdir?

İstinat duvarları esnek, rijit ve kagir olmak üzere üçe ayrılır.

Esnek İstinat Duvarları

• Kaya Dolgulu İstinat Duvarı,
• Gabion (Tel Örgü veya Sandık) İstinat Duvarı,
• Kafes Tipi İstinat Duvarı,
• Donatılı Zemin İstinat Duvarı,
• Toprakarme İstinat Duvarı olarak 5 adettir.

Rijit İstinat Duvarları

• Ağırlık (Masif) İstinat Duvarı,
• Betonarme İstinat Duvarı,
• Betonarme Nervürlü İstinat Duvarı,
• Prefabrike İstinat Yapıları olarak 4 adettir.

Kagir İstinat Duvarları

Kagir istinat duvarları taş ve diğer yığma malzemeler ile yapılan duvarlardır.

• Taş İstinat Duvarı
• Ahşap (kütük) İstinat Duvarı

Detaylarla Duvar Çeşitleri

Esnek, rijit ve kagir istinat duvarlarını detayları ile birlikte özel olarak ele aldık.

Kaya Dolgulu İstinat Duvarı

Kaya dolgu duvarlar, geniş kaya parçalarının yığılması ile yapılırlar. Topuk yerinin durumuna göre hareket eden şevlerin stabilitesini sağlarlar.

Gabion İstinat Duvarı

Mimari bahçe tasarımlarında da sıklıkla kullanılan gabion duvarlar daha geniş şekillerde kullanımı ile istinat duvarı görevini de üstlenebilmekteidir. Çelik kafesler içerisine doldurulan taş, çakıl vb. malzemeler ile oluşturulan duvarlardır.

Kafes İstinat Duvarları

Kafes istinat duvarları yanal ve düşey etkilere karşı oldukça esnektirler. Genellikle yamaç ve şevlerin dengede tutulmasında görev almakla birlikte ülkemiz dışında galvanizli sac çelik, beton ve ahşap kaplamalar ile tamamlanan kafes istinat duvarları ülkemizde yer edinememiştir.

Kafes istinat duvarları hızlı imal edilmeleri ile birlikte yüklenici firmalar için ekonomik birer yol haline de gelmişlerdir. Parça parça hücreleme metodu ile oluşturulan kafes duvarlar içerisinde mıcır ile yanmış molozların doldurulması sonucu oluşturulur. Hücreleme tekniğinin etkisini anlatabilmek için bu duvarın etki sonucu 4m’ye kadar hasar almadan açılmasını örnek gösterebiliriz.

Toprakarme İstinat Duvarları

Toprakarme istinat duvarları; diğer duvar sistemlerine oranda ülkemizde görmeye alışık olduğumuz ve özellikle son yıllarda karayollarında kendine yer edinen toprakarme bir diğer adı ile reinforced earth sistemleri klasik donatı veya fiber donatılara ek olarak geosentetik örtü (keçe) kullanılarak yapılan istinat duvarlarıdır. Dolgu ile aynı yönde paralel olarak, dolgu aralarına ankraj ile uygulanan galvaniz şeritler sayesinde zemine ankre edilir. Toprakarme istinat duvarlarında kaplama (ön yüzey) malzemesi olarak geoblok veya kilit taşı şeklinde yapı elemanları kullanılarak imal süreci sonlandırılır.

Ankrajlanan donatılarda yeterli zemin sürtünmesinin oluşturulması için şertilerin duvar yüksekliğinin %80’i ile %120 genişliğine sahip olması gerekir. İstenen minimum sürtünmenin elde edilebilmesi için kullanılan dolgu malzemesinin içsel sürtünme açısı min 25° ve %25’lik kısmı 200 no’lu elekten geçecek boyutlarda olması gereklidir.

Ağırlık (Masif/ Doğal) İstinat Duvarları

Ülkemizde geçmiş yıllardan günümüze değin sıklıkla uygulanan istinat duvarı çeşididir. Masif istinat duvarları zeminde oluşturulması beklenen sürtünmeyi kendi öz ağırlığı ile sağlar. Taşın çekme kuvvetine karşı dayanımı düşük olduğundan duvarın belli bir yükseklikle sınırlandırılması gerekmektedir. 4-5 metreden sonra ağırlık istinat duvarları çevre için risk oluştururlar.

Betonarme İstinat Duvarları

Betonarme istinat duvarları arazide ihtiyaç duyulan çözüme bağlı olarak L, ters L veya T şeklinde 7 ila 8 m. yüksekliğe kadar ekonomik bir şekilde imal edilebilen istinat duvarlarıdır. Eğer 7 ila 8 m’den daha yüksek boyutlarda duvarlar oluşturulacak ise gövdede oluşan ve giderek artan yatay yük ve momenti azaltmak için hafifletme konsolu yapılmalıdır.

Betonarme Nervürlü İstinat Duvarları

Betonarme duvarlar 7-8 m boyutlarına kadar ekonomik çözümler getirirler ancak yüksekliklerin artması durumunda hafifletme konsollarının yapılması gerekeceğinden maliyeti arttırmaktadırlar. Bu durumda konsol istinat duvarı hesaplamaları yapıldığında oldukça büyük kesitler ile karşılaşılmaktadır. Ekonomik avantajı korumak için nervürlü istinat duvarları tercih edilmektedir. Artan yükseklik ile birlikte topuk noktasında oluşan momentlerde artış göstermektedir. Gelen momentlerin karşılanması için belirli aralıklarla nervürler yapılır. Arazinin ihtiyacına göre yapılacak olan nervürler istinat duvarının önünde veya arkasında imal edilebilmektedir.

Prefabrik İstinat Duvarları

İstinat duvarları her ne kadar çeşitli hesaplamalar sonucu uygulamaya dökülsede imal sürecinde yaşanan işçilik hataları sebebiyle hesaplamaların dışında yüklerin etkisinde kalabilmektedir. İnşa edileceği zemin ve fonksiyonuna göre çeşitli yüklere maruz kalan istinat duvarları projelendirme aşamasında bu yüklerin en doğru biçimde belirlenmesi gerekir. Arazi koşullarının güç olması, bölgede araç trafiğinin mümkün olmaması vb sebepler ile yerinde imal süreci yapılamayabilir. Bu süreçte fabrikalarda hazırlanan duvarlar bölgeye götürülerek inşa tamamlanır.