T.C.ORMANVESULERBAKANLII

DEVLETSULERGENELMDRL

DOLGUBARAJLARTASARIMREHBER

REHBERNO:003REV.01

UBAT 2014 ANKARA

DOLGUBARAJLAR i

NSZ

Birok medeniyetin kesime noktas olan Anadolu'da yaklak 4000 yldr sren hidrolik mhendislii almalar, bilhassa Seluklu ve Osmanllarn yaptklar muhteem eserler, Trkiye'yi tarihi su yaplar asndan en zengin ve en dikkat ekici ak hava mzelerinden

birisi haline getirmitir.

Bugn ise lkemiz, ina halindeki barajlarn says bakmndan Dnyadaki sralamada st sralarda yer almaktadr. lkemizde her tipten barajlar ina edilmi ve edilmektedir. Ayrca; bu barajlar dolgu hacmi, ykseklik, rezervuar kapasitesi, kret uzunluu gibi teknik karakteristikleri ile de dnyadaki ina edilmi barajlar arasnda n sralarda yer almaktadr. Atatrk Baraj 84 milyon m3 dolgu hacmi ile dnya sralamasnda beinci srada yer almakta, Deriner Baraj ise 249 m ykseklii ile lkemizin en yksek baraj, kendi snfnda ise Dnyann 6. yksek baraj olma zelliini tamaktadr

naat devam eden Yusufeli Baraj 270 metre ykseklii ile tamamlandnda Trkiyenin en yksek baraj olma zelliine sahip olacaktr.

lkemizin su yaplar sahasnda ulam olduu bu gzel seviye, bu sektrde alanlarn fedakar almalar ve mesleklerine olan saygnn neticesinde olumutur. Yllardan beri lkemizde ve yurt dnda barajlar ve su yaplar alanndan saysz eserler kazandran mhendislerimizin ve mteahhitlerimizin almalarn hepimizin malumlardr. lkemizdeki baraj ve dier su yaplarnn projelendirilmesi ve inas srecine olumlu katks olacan dndm; Uluslararas Byk Barajlar Komisyonu (ICOLD) kriterlerini esas alarak lkemiz ihtiyalar ve artlar dikkate alnarak uygulanmas konusunda proje ve uygulama kriterleri ile ilgili olarak Devlet Su leri Genel Mdrlnn (DS) Uluslararas Byk Barajlar Komisyonu Trk Milli Komitesi (TRCOLD) ve Trk Mavir Mhendisler ve Mimarlar Birlii (TMMMB) ile balatm olduu almann neticesinde hazrlanan bu rehber dokmanlarn bu sektrde alanlara byk fayda salayaca aikardr.

Bu gayeye hizmet etmek iin komitelerde grev alan, bata DS personeli olmak zere btn mhendislik ve mavirlik firmalar temsilcilerine teekkr ederim.

Su gibi aziz olunuz.

Prof. Dr. Veysel EROLU Orman ve Su leri Bakan

DOLGUBARAJLAR ii

GR

lkemizin su kaynaklarnn ynetiminden ve gelitirilmesinden sorumlu olan Devlet Su leri Genel Mdrl gemiinden gnmze kadar stlenmi olduu grevleri baar ile tamamlam ve insanmzn hizmetine sunarak kalknmamza ve refah dzeyimizin artmasna byk katk salam ve salamaya devam etmektedir.

Bugn itibari ile, Genel Mdrlmz merkezde 15 Daire Bakanl, tarada 26 Blge Mdrl ve bnyesinde bulunan takriben 20550 personel ile almalarna devam etmektedir. Muhtelif yksekliklere ve deiik maksatlara hizmet eden yaklak 850 baraj bugn iin iletmede olup, yenilerinin inas da devam etmektedir.

Genel Mdrlmzn vizyonu: Su kaynaklarmzn gelitirilmesi, korunmas ve ynetimi konularnda dnya lideri olmaktadr.

Bu konuma gelmek iin yapacamz almalar; dier ilgili kurum ve kurulular, mteahhitlerimiz, mhendislik ve mavirlik firmalarmz ve de akademisyenlerimizle koordineli bir ekilde gerekletirmekteyiz.

lkemizdeki bu engin tecrbeye dayanarak, lkemizdeki barajlarn/su yaplarnn

projelendirilmesi ve uygulanmas srasnda kullanlacak kriterler, Uluslararas Byk Barajlar

Komisyonu (ICOLD) kriterlerini baz alarak lkemizin ihtiyalarna gre uygulanarak bu rehber

dokmanlar hazrlanmtr.

Baraj ve su yaplar ile ilgili almalarda byk fayda salayacana inandm bu rehber dokmanlarn hazrlanmasnda emei geen tm ilgililere itenlikle teekkr eder bu ve benzer almalarn devamn dilerim.

Akif ZKALDI

DS Genel Mdr

DOLGU

UBARAJLAR

BU RE

DEVLE

BARAJ

MHEN

TRKYVER

EHBER DOK

ET SU LJLAR KOM

NDSLER VYE MTEA

EN SENDK

KMAN OR

LER GENSYONU TVE MMARAHHTLER KASI (NTE

RMAN VE S

NEL MD

TRK MLLRLAR BRL

BRL (TES)NIN DES

SU LER RL (DL KOMTESNN (TM

TMB) VE T

STEKLER

BAKANLIDS), ULUS (TRCOLMMMB) OR

RKYE NSONCUND

ININ KATUSLARARAS

LD), TRK

RTAK ALI

AAT SANDA HAZIRLA

iii

KILARI LESI BYK

MAVRMASI VE

NAYCLERANMITIR.

i

E

K

R

E

DOLGUBARAJLAR iv

AIKLAMA

Bu rehber dokman, barajlar, hidroelektrik santrallar ve hidrolik yaplarn

planlama, tasarm, proje hizmetlerini ve inaatn yapan firmalarn, bu konuda grev ifa eden kamu kurum ve kurulularnn ve zel sektr yatrmclarnn almalarna baz olmas gayesi ile Devlet Su leri Genel Mdrl, Uluslararas Byk Barajlar Komisyonu Trk Milli Komitesi, Trk Mavir Mhendisler ve Mimarlar Birlii ile akademisyenlerin almalar sonucunda hazrlanmtr.

Bu dokman bu konuda alan, hizmet reten ve imalat yapan kii, firma, kurum ve kurululara rehber olmas amac ile hazrlanm olmakla birlikte, tasarm, imalat, montaj, inaat, su tutma, iletme ve baraj emniyeti ile ilgili her trl sorumluluk tasarm, imalat, montaj ve inaat ilerini yapan yklenicilere aittir.

Telif Hakk

Devlet Su leri Genel Mdrlnn nceden izni alnmadan bu yaynn hi bir blm mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik kayt veya baka yollarla hi bir surette oaltlamaz, muhafaza edilemez, baslamaz.

DOLGUBARAJLAR v

NDEKLER

1 GR .................................................................................................................. 1

2 TASARIM ANALZLER ...................................................................................... 22.1 ev Stabilitesi ..................................................................................................... 22.2 Gerilme - Deformasyon Analizleri ....................................................................... 32.3 Sktrlm Kaya Dolgunun Kesme Dayanm ................................................... 52.4 Kret Oturmasnn Analitik Yntemlerle Tahmini .................................................. 82.5 Szma Analizi .................................................................................................... 132.6 Jeolojik ve Jeoteknik almalar ....................................................................... 142.7 Enjeksiyon almalar ..................................................................................... 152.7.1 Perde ve Kapak Enjeksiyonu ............................................................................ 19

3 KL EKRDEKL DOLGU BARAJLAR ............................................................. 233.1 Genel ................................................................................................................ 233.2 Homojen Dolgu Barajlar .................................................................................... 253.3 Kum akl (Yar Geirimli Veya Geirimli) Dolgu Barajlar ................................ 263.3.1 Merkezi Kil ekirdekli Kum-akil Dolgu Barajlar .............................................. 26

3.3.2 Eik Kil ekirdekli Kum-akil Dolgu Barajlar .................................................... 273.4 Kil ekirdekli Kaya Dolgu Barajlar .................................................................... 273.4.1 Merkezi Kil ekirdekli Kaya Dolgu Barajlar ....................................................... 27

3.4.2 Eik Kil ekirdekli Kaya Dolgu Barajlar ............................................................ 283.5 Kark Zonlu (Kompozit) Dolgu Barajlar ........................................................... 283.6 Gvde Dolgu Zonlarnda Kullanlacak Malzeme zellikleri .............................. 293.6.1 Geirimsiz Dolgu Malzemesi ............................................................................. 31

3.6.2 Yar Geirimli-Geirimli Kum akl Kabuk Dolgu Malzemesi ............................ 33

3.6.3 Kaya Kabuk Dolgu Malzemesi .......................................................................... 34

3.6.4 Filtre Dolgular .................................................................................................. 36

3.6.5 Memba ev Korumas - Riprap ......................................................................... 39

3.6.6 Mansap evi Koruma rts ............................................................................ 403.7 Temel Tasarm ................................................................................................. 40

DOLGUBARAJLAR vi

3.7.1 Kil ekirdekli Dolgu Barajlarda Kapak Ve Perde Enjeksiyonu .......................... 413.8 lm Aletleri ................................................................................................... 423.8.1 Giri .................................................................................................................. 42

3.8.2 Harici kme Rperleri ..................................................................................... 42

3.8.3 Su Basn ler ................................................................................................ 42

3.8.4 Sznt lerler (V Azl) ................................................................................. 42

3.8.5 Su Kotu ler ................................................................................................... 42

3.8.6 vme ler ........................................................................................................ 42

3.8.7 Piyezometreler .................................................................................................. 43

3.8.8 Basn lerler ................................................................................................. 43

3.8.9 Manyetik Ekstansometreler............................................................................... 43

4 N YZ BETON KAPLI BARAJLAR .............................................................. 444.1 Analizler ............................................................................................................ 444.1.1 BKB Tasarm Prensipleri ................................................................................ 45

4.1.2 BKB Tasarm Analizleri .................................................................................. 45

4.1.3 Basitletirilmi Elastisite Modl Tahmini ......................................................... 46

4.1.4 Koruyucu Tasarm Kavramlar .......................................................................... 47

4.1.5 El Hesaplar le Davran Tahminleri ................................................................ 494.2 Temel Kazlar ve yiletirmeler ......................................................................... 574.2.1 Topuk Plann Temel yiletirmeleri ................................................................. 58

4.2.2 Dolgu Temeli yiletirmesi ................................................................................. 59

4.2.3 Kapak ve Perde Enjeksiyonu ............................................................................ 604.3 Topuk Pla ....................................................................................................... 614.3.1 Genel ................................................................................................................ 61

DOLGUBARAJLAR vii

4.3.2 Topuk Pla Boyutlandrlmas .......................................................................... 61

4.3.3 Topuk Pla Geniliinin Belirlenmesi............................................................... 62

4.3.4 Topuk Pla Mansabnn Geometrisi ................................................................. 64

4.3.5 Topuk Pla Geometrisi .................................................................................... 65

4.3.6 Topuk Pla Stabilitesi ...................................................................................... 67

4.3.7 Topuk Planda Donat, Su Tutucu Ve Ankrajlar .............................................. 694.4 evresel Derz Ve Su Tutucular ........................................................................ 704.4.1 Genel ................................................................................................................ 70

4.4.2 Tabandaki Metal Su Tutucular .......................................................................... 72

4.4.3 Kesit Ortasndaki PVC Su Tutucular ................................................................. 73

4.4.4 st Su Tutucularn Projelendirilmesi ................................................................. 744.5 n Yz Betonu ................................................................................................. 754.5.1 n Yz Betonunun Davran ........................................................................... 75

4.5.2 n Yz Betonunun Boyutlar ............................................................................ 76

4.5.3 Derzler Ve Genleme Derzlerinde Kullanlacak Malzemeler ............................ 78

4.5.4 naat Aamasnda n Yz Beton Kaplama Arkasnn Drenaj ........................ 80

4.5.5 n Yz Betonunun atlak Davran ................................................................ 80

4.5.6 atlaklarn Kontrol .......................................................................................... 81

4.5.7 Beton zellikleri ................................................................................................ 81

4.5.8 Donat ............................................................................................................... 82

4.5.9 n Yz Kaplama le Yerinde Dkme Beton Bordr Aras Balant Detay ....... 834.6 Parapet Duvar .................................................................................................. 834.6.1 Giri .................................................................................................................. 83

DOLGUBARAJLAR viii

4.6.2 Duvarn Ykseklii ............................................................................................ 84

4.6.3 Parapet Duvar le n Yz Beton Arasndaki Derz ............................................ 85

4.6.4 Enine Derzler .................................................................................................... 86

4.6.5 Yama Detaylar ............................................................................................... 86

4.6.6 Kret Genilii .................................................................................................... 864.7 n Yz Beton Kapl Baraj Zonlar ................................................................... 874.7.1 Zonlar ................................................................................................................ 874.8 1A Zonu (Kohezyonsuz Silt, nce Kum Zonu) ................................................... 874.8.1 Filtre (2A Blgesi) ............................................................................................. 92

4.8.2 n Yz Betonu Destek Malzemesi (2B Blgesi) ............................................... 96

4.8.3 naat Aamasnda Yzey Korumas .............................................................. 104

4.8.4 Gvde erisinde Batardo Kullanm ............................................................... 1074.9 Baraj lm Aletleri ........................................................................................ 1074.9.1 lm Sistemleri ............................................................................................. 107

4.9.2 Gemi rnekler ............................................................................................. 1154.10 Yardmc Yaplar ............................................................................................. 1174.10.1 Dipsavak ......................................................................................................... 117

4.10.2 Dolusavaa ve Su Alma Duvarlarna Balant ................................................ 119

5 GEOMEMBRAN UYGULAMALI DOLGU BARAJLAR .................................... 1205.1 Genel .............................................................................................................. 1215.1.1 Memba Sistemi ............................................................................................... 122

5.1.2 Ak Geomembran Szdrmazlk Sistemi ........................................................ 126

5.1.3 Kapal geomembran szdrmazlk sistemi ....................................................... 1275.2 Merkezi Sistem ............................................................................................... 1295.3 Ykleme .......................................................................................................... 132

DOLGUBARAJLAR ix

5.4 Memba Sistemi ............................................................................................... 1355.5 Geomembran szdrmazlk tabakas ............................................................... 1395.6 Destek Tabakas ............................................................................................. 1415.7 Drenaj Tabakas ............................................................................................. 1435.8 Gei (tranzisyon) zonu .................................................................................. 1445.9 Yzey Ankraj .................................................................................................. 1455.9.1 Genel .............................................................................................................. 145

5.9.2 Mekanik Ankraj ............................................................................................... 145

5.9.3 Ykleme ile Ankraj .......................................................................................... 147

5.9.4 Yaptrma (Tutkallama).................................................................................. 148

5.9.5 Balast Ankraj (Kaplanm Geomembran) ...................................................... 1495.10 Yamalarda Ankraj Uygulamas...................................................................... 1545.10.1 Mekanik Ankraj ............................................................................................... 155

5.10.2 Srme Tipi Ankraj ........................................................................................... 157

5.10.3 Balast Ankraj ................................................................................................... 157

5.10.4 Borular ve Girintilerin Etrafnn Ankrajlanmas ................................................ 1585.11 Merkezi Sistem ............................................................................................... 1595.12 Yerletirme ...................................................................................................... 1605.12.1 Giri ................................................................................................................ 160

5.12.2 Destek tabakas .............................................................................................. 160

5.12.3 Geomembrann Serilmesi ............................................................................... 1645.13 Tipik rnekler ................................................................................................. 1665.13.1 Bitmen Geomembran ile Kapl Yeni naat ................................................... 166

5.13.2 Akta PVC Geomembran, Yeni naat ........................................................... 167

5.13.3 Kapl PVC Geomembran, Yeni naat ............................................................ 168

5.13.4 Kapl PVC Geomembran, Yeni naat ............................................................ 169

5.13.5 Ak PVC Geomembran, tadilat ...................................................................... 170

DOLGUBARAJLAR x

5.13.6 Kapl PVC Geomembran, Tadilat.................................................................... 171

6 ASFALT EKRDEKL BARAJLAR ................................................................ 1726.1 Giri ................................................................................................................ 1726.1.1 Kaya Dolgu Davran ..................................................................................... 173

6.1.2 Sonlu Eleman Yntemleri ile Deformasyon/Gerilme Analizleri ....................... 1756.2 Temel Tasarm ............................................................................................... 1786.2.1 Temel Kazlar ve Dolgu Temeli zellikleri ..................................................... 178

6.2.2 Topuk Pla Temel Kayas Konta ............................................................. 178

6.2.3 Enjeksiyonlar .................................................................................................. 1806.3 Asfalt ekirdek ................................................................................................ 1826.3.1 Asfalt ekirdek Bileenleri ve zellikleri ......................................................... 182

6.3.2 Asfalt ekirdek Deformasyonlar .................................................................... 183

6.3.3 Asfalt ekirdein Sahip Olmas Gereken Optimum Birleim .......................... 1856.4 Gvde Blgeleri ve zellikleri ......................................................................... 1876.4.1 Baraj Blgeleri ................................................................................................ 187

6.4.2 Asfalt ekirdek Filtre ve Destek Zonlar .......................................................... 1886.5 lm Aletleri ................................................................................................. 1896.5.1 Giri ................................................................................................................ 189

6.5.2 Harici kme Rperleri ................................................................................... 189

6.5.3 Su Basn ler .............................................................................................. 189

6.5.4 Sznt lerler (V Azl) ............................................................................... 189

6.5.5 Su Kotu ler ................................................................................................. 190

6.5.6 vme ler ...................................................................................................... 190

6.5.7 Piyezometreler ................................................................................................ 190

DOLGUBARAJLAR xi

6.5.8 Basn lerler ............................................................................................... 190

6.5.9 Manyetik Ekstansometreler............................................................................. 1906.6 Tamamlanm ve naat Devam Eden Asfalt ekirdekli Barajlar, Tipleri Ve zellikleri 1907 YARARLANILAN YAYINLAR .......................................................................... 197

DOLGUBARAJLAR xii

EKLLSTESEKL2.1:BYKEKSENLTESTLERDENIKANKAYADOLGUKESMEDAYANIMI(LEPS,1970)...............................................7EKL2.2:MAKDS/SEEDUYGULAMASI(BUREAU,1997)...................................................................................................9EKL2.3:BUREAU(1997)............................................................................................................................................9EKL2.4:DEPREMSIRASINDAKAYADOLGUNUNPERFORMANSI.........................................................................................10EKL2.5OTURMA(SWASGOOD,2003).......................................................................................................................10EKL2.6SWASGOOD,2003......................................................................................................................................11EKL2.7..................................................................................................................................................................12EKL2.8..................................................................................................................................................................12EKL2.9BARAJYKSEKLNEGREENJEKSYONPERDESDERNL(USBR,1953)............................................................16EKL3.1:KLBLANKETLDOLGUBARAJTP...................................................................................................................24EKL3.2:KLEKRDEKLHOMOJENDOLGUTP.............................................................................................................25EKL3.3:KLEKRDEKLHOMOJENDOLGUTP(YKSEKL30MDENFAZLAOLANBARAJLARN)........................................25EKL3.4:KLEKRDEKLYARIGERMLKUMAKILDOLGUTP.....................................................................................26EKL3.5:KLEKRDEKLGERMLKUMAKILDOLGUTP.............................................................................................26EKL3.6EKKLEKRDEKLKUMAKILDOLGUTP.....................................................................................................27EKL3.7:KLEKRDEKLKAYADOLGUTP....................................................................................................................27EKL3.8:EKKLEKRDEKLKAYADOLGU..................................................................................................................28EKL3.9KARIIKZONLUDOLGUBARAJTP...................................................................................................................28EKL4.1DEFORMASYONMODLVEBOLUKORANIARASINDAKLK(PNTOVEMARQUES,1998)....................................47EKL4.2ENNEVEDEYMODLLERNORANININA/H2NNFONKSYONUOLARAKFADES..................................................54EKL4.3MAKSMUMNYZBETONUSAPMASININH2/EVYEOLANORANI(PNTOVEMARQUES,1998)...............................54EKL4.4:VADTOPUKPLAI,DEYGERMSZLKPERDEDUVARINAMESNETL................................................................59EKL 4.5: TPK +DI TOPUK PLAI KEST (A HATTI DZLEMNE DK KEST) (MARULANDA VE PNTO 2000)......62EKL4.6:TOPUKPLAITABANINDATPKBETONDOLGUKEST(AHATTIDZLEMNEDKKEST)..........................................65EKL4.7:MAKSMUMKESTTEYATAYTOPUKPLAIGEOMETRS.......................................................................................66EKL4.8:TOPUKPLAIVENYZBETONUNUNPLANI....................................................................................................66EKL4.9:TOPUKPLAIAHATTINORMALNDEKKEST.................................................................................................67EKL4.10:EVRESELDERZBOYUNCAFARKLIYNLERDEKYERDETRMELER...................................................................70EKL4.11TPKEVRESELDERZDETAYI..........................................................................................................................71EKL4.12:148M.YKSEKLNDEKSALVAJNABARAJINDAUYGULANANEVRESELDERZDETAYI...........................................72EKL4.13:TABANDAKSUTUTUCUDETAYI...................................................................................................................73EKL4.14:PVCSUTUTUCUDETAYI.............................................................................................................................74EKL4.15:EVRESELDERZDENCETANELKOHEZYONSUZMALZEME(TPKKEST)...............................................................75EKL4.16:VADEKLFAKTRLKS(PNTO2007)...................................................................................................75EKL4.17:MERKEZDERZLERDESUTUTMANINNEDENOLDUUYATAYGERLMELERVESONULARI.......................................76EKL4.18:HDROLKEMLEKAPLAMAKALINLIILKS(MATERON,2002)....................................................................77

DOLGUBARAJLAR xiii

EKL4.19EVRESELDERZDETAYI.................................................................................................................................78EKL4.20:DEYGENLEMEDERZDETAYI....................................................................................................................78EKL4.21:DEYBZLMEDERZDETAYI.....................................................................................................................79EKL4.22:TPKYATAYNAATDERZDETAYI..................................................................................................................79EKL4.23:BKBKAYADOLGUBLGELER...................................................................................................................91EKL4.24:2ABLGESDAILIMI................................................................................................................................96EKL4.25:YENDENDZENLENEN2BBLGESDAILIMI...............................................................................................101EKL4.26:KEENLEYSDE,GERGENLKTESTDZENE.................................................................................................104EKL4.27:BETONBORDRYAPIMIVEONUTAKPEDENTABAKANINSIKITIRILMASI...........................................................106EKL4.28:TPKTTREMTELLPYEZOMETREYERLEM..............................................................................................108EKL4.29:TPKOTURMALERYERLEM................................................................................................................109EKL4.30:TPKBASINLERYERLEM..................................................................................................................110EKL4.31:TPKDEFORMASYONLERYERLEM.......................................................................................................110EKL4.32:TPKISILERYERLEM.........................................................................................................................111EKL4.33:TPKELEKTROLEVELYERLEM.................................................................................................................111EKL4.34:TPKTEKEKSENLDERZLERYERLEM....................................................................................................112EKL4.35:TPKEKSENLDERZLERYERLEM.....................................................................................................112EKL4.36:TPKHARCKMERPERYERLEM.......................................................................................................113EKL4.37:TPKSIZINTILERSAVAKYERLEM.........................................................................................................113EKL4.38:TPKSUKOTULERYERLEM................................................................................................................114EKL4.39:KUMAKILDOLGUBARAJDALMALETYERLEM...................................................................................115EKL4.40:MAKSMUMKESTKAYADOLGUBARAJDALMALETYERLEM..................................................................116EKL4.41:DPSAVAKVENYZBETONUBALANTISI..................................................................................................117EKL4.42:KONDVNYZBETONBRLEMDETAYI..................................................................................................118EKL4.43KONDVLENYZBETONUBRLEMKEST..............................................................................................118EKL5.1ULUSLARARASIGEOSENTETKSEMBOLLERVEZMSELKARAKTERSTKLER.............................................................120EKL5.2ULUSLARARASIGEOSENTETKFONKSYONLARI...................................................................................................121EKL5.3AMEMBASSTEMAIKGEOMEMBRANUYGULAMALARI.....................................................................................124EKL5.4MEMBAKAPALI(RTLM)GEOMEMBRANUYGULAMALARI..............................................................................125EKL5.5;KLEKRDEKLBARAJLARDADOLGUYKSELTLMESNMEMBAGEOMEMBRANUYGULAMALARI..............................125EKL5.6A,BGEOMEMBRANMERKEZSSTEM..............................................................................................................129EKL5.7KLEKRDEKLBARAJINYKSELTLMESNDEGEOMEMBRANKULLANIMI..................................................................131EKL5.8GSSMEMBATARAFINDAKKUVVETLERNANALZ(KOERNER)..............................................................................133EKL5.9GSSTABAKALARIUYGULAMALARI..................................................................................................................135EKL5.10REHABLTASYONDURUMUNDAGSSTABAKALARI............................................................................................136EKL5.11YENDOLGUBARAJ....................................................................................................................................137EKL5.12YENKAYADOLGUBARAJ...........................................................................................................................138

DOLGUBARAJLAR xiv

EKL5.13REHABLTASYONKAYADOLGUBARAJ............................................................................................................139EKL5.14VEEKL5.15..........................................................................................................................................142EKL5.16SRMETPANKRAJ(MORAVKA,EKCUM.LECHSTAUSTUFE,ALMANYA,PAPPADA,TALYA,CXERR,TALYA)...........157EKL5.17ANKRAJHENDENNGENELGRN........................................................................................................158EKL5.18DOLGUYAGMLMWNGSLEGEOMEMBRANMONTAJI...............................................................................161EKL5.19GEOMEMBRANINWNGSZERNEMONTAJI...................................................................................................162EKL5.20..............................................................................................................................................................166EKL5.21..............................................................................................................................................................167EKL5.22..............................................................................................................................................................167EKL5.23..............................................................................................................................................................168EKL5.24..............................................................................................................................................................169EKL5.25..............................................................................................................................................................169EKL5.26..............................................................................................................................................................170EKL5.27..............................................................................................................................................................170EKL5.28..............................................................................................................................................................171EKL6.1.ASFALTEKRDEKLBARAJTPKENKEST.......................................................................................................172EKL6.2.LEPSERS..............................................................................................................................................174EKL6.3.ASFALTEKRDEKTOPUKPLAIBRLEMDETAYI..........................................................................................179EKL6.4.GALERZERNDEASFALTEKRDEKTOPUKPLAIBRLEMDETAYI................................................................180EKL6.5.YERLETRMEVESIKITIRMADANSONRAASFALTEKRDEKENKEST...................................................................182EKL6.6.ASFALTEKRDEKBTMORANILKS......................................................................................................186EKL6.7.FULLERERS...........................................................................................................................................186EKL6.8.HGHISLANDWATERSCHEMETPKENKEST..................................................................................................187EKL6.9.HGHISLANDWATERSCHEMEASFALTEKRDEKKONTROLGALERS................................................................188EKL6.10.MURWANBARAJITPKKEST...................................................................................................................194EKL6.11.GROSSEDHNNBARAJITPKKEST...........................................................................................................194EKL6.12.FNSTERTALBARAJITPKKEST..................................................................................................................195EKL6.13.BRETENBACHBARAJITPKKEST...............................................................................................................195EKL6.14.FESTRTZBACHBARAJITPKKEST..............................................................................................................196

DOLGUBARAJLAR xv

TABLOLSTESTABLO2.1:ANALZLERDEYKLEMEDURUMLARIVEEMNYETKATSAYILARI.............................................................................2TABLO2.2:KAYADOLGUBARAJLARDADEPREMNEDENYLEOLUANDEFORMASYONLAR..........................................................3TABLO2.3SSMKYKLERALTINDADOLGUBARAJLARINHASARSINIFLANDIRMASI.................................................................11TABLO3.1:RPRAPTANEDAILIMI...............................................................................................................................39TABLO4.1:KAYADOLGUBARAJLARDABASTDEFORMASYONMODL...............................................................................47TABLO4.2:TAHMNOTURMAHESABINFAKTRLER....................................................................................................51TABLO4.3:BAZIBKBLERNNAATVEDAVRANIPARAMETRELERPNTOVEMARQUES(1998).........................................52TABLO4.4:BRATLAKTANGEENDEBMKTARLARININTAHMN.....................................................................................56TABLO4.5:ANAKAYANINDURUMUNAGREMAKSMUMHDROLKGRADYANDEERLER.....................................................63TABLO4.6:TPKDONATIYZDELER.............................................................................................................................82TABLO4.7:PARAPETDUVARYKSEKL........................................................................................................................85TABLO4.8:FLTRELERNKISTASLAR(ICOLD,1994;USDASCS,1986;USBR,1987A;USCOE,1994)..............................94TABLO4.9:AYRIMADANKORUNMAKND10FVED90FSINIRLARI(ICOLD,1994;USDASCS,1986;USBR,1987)................95TABLO4.10:2ABLGESNBKBDAILIMLMTLER..................................................................................................96TABLO4.11:2BBLGESNBLTEN70DAILIMLMTLER...........................................................................................97TABLO4.12:2BBLGESNBKBDAILIMLMTLER................................................................................................100TABLO4.13:SERT,SALAMBAZALTVEGRANT3ALTIKIRILMIMALZEMEDAILIMI.........................................................102TABLO4.14:BREZLYABKBLER2BBLGESKARAKTERSTKLER(SOBRNHO,VD.,2000).................................................103TABLO4.15:LMCHAZLARI.................................................................................................................................107TABLO5.1GEOMEMBRANINKULLANILDIIBLDRLENDOLGUBARAJLAR.............................................................................122TABLO5.2:MEMBASSTEMNNUYGULANDIIBARAJLAR*..............................................................................................126TABLO5.3FARKLITABAKALARINGREVLERTPLER........................................................................................................137TABLO5.4:DOLGUBARAJLARDAKGMTPLER*............................................................................................................140TABLO5.5..............................................................................................................................................................141TABLO6.1.LUJYONDEERLERLEGERMLLKARASINDAKLK...................................................................................181TABLO6.2.ETLBARAJLARNASFALTEKRDEKKARIIMLARI....................................................................................183TABLO6.3.2011YILITBARYLETAMAMLANMIVEYAPIMIDEVAMEDEN........................................................................191TABLO6.4.BAZIASFALTEKRDEKLBARAJLARDALLENSIZMADEERLER...................................................................196

DOLGUBARAJLAR 1

1 GR

Bu rehber, dolgu barajlarn tasarmnda kullanlacak yntemleri sunmaktadr.

Rehberde dolgu barajlar drt kategoriye ayrlm olup bunlar kil dolgu barajlar, n yz beton kapl barajlar, geomembran uygulamal dolgu barajlar ve asfalt ekirdekli

barajlardr.

Birinci blmde genel olarak tm dolgu barajlarn tasarm analizlerine ait esaslar

verilmektedir. kinci blmde tasarm analizleri, nc blmde kil dolgu barajlar, drdnc blmde n yz beton kapl barajlar, beinci blmde geomembran uygulamal dolgu barajlar altnc ve son blmde ise asfalt ekirdekli barajlarla ilgili

esaslar verilmektedir.

DOLGUBARAJLAR 2

2 TASARIM ANALZLER

2.1 ev Stabilitesi

Dolgu barajlarn evleri, statik ev stabilite analizi yaplarak projelendirilir. Analiz, Error! Reference source not found.de verilen ykleme durumlar dikkate alnarak gerekletirilir:

Tablo 2.1: Analizlerde Ykleme Durumlar ve Emniyet Katsaylar

Hal Emniyet Katsays Ykleme Durumu

naat Sonu 1, 3 Olaan d

naat Sonu Depremli (ED) > 1, 0 Ekstrem

letme 1, 5 Olaan

letme Depremli (ED) 1, 2 Olaan d

letme Depremli (EED) > 1, 0 Ekstrem

Ani Boalma* 1, 2 Olaan d

Ani Boalma Depremli (ED)** > 1, 0 Ekstrem

Bu tablo tasarm mhendislerine yol gsterici mahiyettedir.

* n yz kaplamal barajlarda dikkate alnmayacaktr.

** Sadece pompajl depolamalar iin uygulanacaktr.

Tm incelenecek durumlar iin ev stabilitesi analizleri kayma daireleri yntemi ile yaplacaktr ve istenen emniyet katsaylarnn salanmas aranacaktr. Kullanlacak yazlma deprem durumu sabit ivme olarak girilecekse K katsays kullanlmaldr.

Yatay edeer deprem katsays (K) seilirken aadaki eitliklerden faydalanlabilir.

K=(0, 40~0, 60)amax

amax: Seilen depremin pik ivmesi

DOLGUBARAJLAR 3

Towhata (2008)da ise Noda ve dierlerinin toplad datalar kullanlarak 0.22den kk ivmeler iin PGA, 0.2gden byk yer ivmeleri iin ise ((PGA)0.333)/3 deerini nermektedir

Bu deiken katsay olas depremin frekans zellikleri ile dorudan ilikilidir. Deprem dalgalarnn uzun periyot bileenleri hakimse byk deer, kk periyot bileenleri hakim ise kk deer dikkate alnabilir. Ancak yar-statik analizlerde kayan bir ktleye sabit bir ivme uygulanarak sistem zldnden ev stabilitesi ile ilgili bilgi vermekle birlikte kretteki oturmalar ile ilgili bilgi vermemektedir. Bu sebeple gerilme -

deformasyon analizleri ile hesaplanacak dey ve yatay deplasmanlar dikkate alnarak ilgili zonlarn boyutlar kontrol edilmeli ve gvde geometrisine nihai hali

bundan sonra verilmelidir.

2.2 Gerilme - Deformasyon Analizleri

Tablo 2.2, kaya dolgu barajlarn, llen depremlerin neden olduu deformasyonlarn gstermektedir. Veriler, Swaisgood tarafndan derlenmi ve Mays 1995de Devlet Baraj Emniyeti alanlar Birlii Bat Blgesi Konferansnda sunulmutur. Rlatif oturma, llen kret oturmasnn baraj ile onun altndaki alvyonun toplam yksekliine blmnn yzde cinsinden tanmlanmasdr. Deprem iddet Endeksi, baraj yerinde meydana gelen kaydedilmi ve tahmin edilen pik zemin ivmeleri esas alnarak Swaisgoodun tablosuna eklenmitir.

Tablo 2.2: Kaya Dolgu Barajlarda Deprem Nedeniyle Oluan Deformasyonlar

Baraj Ad Yer Baraj Tipi DH, m AT, m Deprem Ad Yl Byklk

PGA, g

Kret Oturmas

cm

Rl. Oturm.

% ESI

Cogoti ili BKB 85.4 0.0 Illapei 1943 7.9 0.20 37.8 0.44 7.86 La Villita Meksika GKB 60.1 75.3 Mich.-Guerro 1985 8.1 0.13 32.9 0.24 6.07

Pantabangan Filipinler GKB 114.3 0.0 Filipinler 1990 7.7 0.58 27.7 0.24 19.01 Aya Filipinler GKB 102.1 0.0 Filipinler 1990 7.7 0.58 20.1 0.20 19.01

Los Angeles Kaliforniya GKB 47.3 0.0 Northridge 1994 6.7 0.43 8.8 0.19 4.58 Makio Japonya GKB 95.0 0.0 Naganoken 1984 6.8 0.57 15.0 0.16 6.94

Matahina Yeni Zellanda GKB 86.0 ? Edgecumbe 1987 6.3 0.33 11.9 0.14 1.92 Diayo Filipinler GKB 60.1 0.0 Filipinler 1990 7.7 0.38 6.7 0.11 12.45

Namioka Japonya GKB 52.1 0.0 Nihonkai-Chubu 1983 7.7 0.08 5.8 0.11 2.62 La Villita Meksika GKB 60.1 75.3 Playa Azul 1981 7.3 0.09 14.3 0.11 1.98 Minase Japonya BKB 67.1 ? Nigata 1964 7.5 0.08 6.1 0.09 2.16

La Villita Meksika GKB 60.1 75.3 n/a 1985 7.5 0.04 12.2 0.09 1.08 El Infiemillo Meksika GKB 146.0 0.0 n/a 1979 7.6 0.12 13.1 0.09 3.57

North Dike (LA) Kaliforniya GKB 35.7 0.0 Northridge 1994 6.7 0.42 3.0 0.09 4.47 El Infiemillo Meksika GKB 146.0 0.0 Mich-Guerro 1985 8.1 0.13 11.0 0.08 6.07

San Justo Kaliforniya GKB 39.9 14.0 Loma Prieta 1989 7.1 0.26 3.7 0.07 4.57 Canili Filipinler GKB 70.1 0.0 Filipinler 1990 7.7 0.38 4.3 0.06 12.45

Leroy Anderson Kaliforniya GKB 71.6 0.0 Loma Prieta 1989 7.1 0.26 4.3 0.06 4.57 Cogswell Kaliforniya BKB 81.1 0.0 Sierra Madre 1991 5.8 0.46 4.3 0.05 1.01

El Infiemillo Meksika GKB 146.0 0.0 Playa Azul 1981 7.3 0.05 6.4 0.04 1.10 Nagara Japonya GKB 52.1 ? Chiba-Toh 1987 6.9 0.27 2.1 0.04 3.73

La Villita Meksika GKB 60.1 75.3 n/a 1979 7.6 0.02 4.6 0.03 0.60 Tsengwen Tayvan GKB 131.4 ? n/a 1976 5.3 0.16 4.0 0.03 0.08 Cogswell Kaliforniya BKB 81.1 0.0 Northridge 1994 6.7 0.10 2.1 0.03 1.06

El Infiemillo Meksika GKB 146.0 0.0 n/a 1975 5.9 0.08 3.7 0.03 0.22 Leroy Anderson Kaliforniya GKB 71.6 0.0 Morgan Hill 1984 6.2 0.41 1.5 0.02 2.01

Miboro Japonya GKB 129.9 0.0 Kitamino 1961 7.0 0.15 2.7 0.02 2.34 La Villita Meksika GKB 60.1 75.3 n/a 1975 7.2 0.04 2.4 0.02 0.79

El Infiemillo Meksika GKB 146.0 0.0 n/a 1975 7.2 0.09 2.4 0.02 1.77

DOLGUBARAJLAR 4

Magat Filipinler GKB 100.0 0.0 Filipinler 1990 7.7 0.05 0.6 0.01 1.64 Oroville Kaliforniya GKB 234.8 0.0 Oroville 1975 5.9 0.10 0.9 0.00 0.27

Burada:

DH: Baraj ykseklii, m

AT: Barajn altndaki alvyon kalnl, m

GKB: Geirimsiz ekirdekli kaya dolgu baraj

BKB: n yz beton kapl kaya dolgu baraj

PGA: Pik zemin ivmesi

Rlatif Oturma: Kret oturmasnn baraj ykseklii ve alvyon yksekliinin toplamna oran, %

ESI: Earthquake Severity Index: Deprem iddet endeksi: PGA*(Deprem Bykl-4.5)3dir.

Dolgu barajlarda sonlu elemanlar yntemi ile zmleme yapan bir yazlm yardm

ile Tablo 2.1de belirtilen haller iin analizler yaplmaldr. Bu analizler oturma

paynn belirlenmesi ve baraja tasarm depreminin etkilerinin irdelenmesi amac ile

yaplacaktr.

Baraj naatnn Kademeli Olarak Modellenmesi: Baraj gvdesindeki gerilme dalmnn doru olarak alnabilmesi iin yazlmda kurulacak modelin, inaat koullarn da yanstmas gerekmektedir. Baraj gvdesi inaatn da modele ilave edebilmek iin gvde geometrisi kademeli olarak oluturulmaldr. Modelin ka kademeden oluacana mhendis karar vermelidir. Eer sonular beklenenden farkl kyorsa, mhendis kademe yksekliklerini azaltarak,

kademe saysn artrabilir.

Gerilme - Deformasyon Analizleri in Temel Prensipler: Gerilme - deformasyon analizleri inaat sonu hali iin baraj inaatnn kademeli olarak modellenmesi ve yer ekimi ivmesi ile yklenmesi, inaat bittikten sonra inaat srasndaki oturmalarn sfrlanarak barajn kret kotuna getirilmesini kapsar. Daha sonra

ayn modelde dinamik analizler de yaplabilir. letme hali iin inaattan sonra depreme maruz kalmam olan modelde gl alan kademeli olarak

DOLGUBARAJLAR 5

doldurulmaldr ve gerekli grlen iletme koullar iin dinamik analizler yaplmaldr.

Dinamik Analizler in Temel Prensipler: Sonlu elemanlar metodu ile kurulan saysal modelde, zaman dzleminde dinamik analizler yaplmaldr. Sismik risk

deerlendirme raporlarna dayanacak zaman-ivme grafiklerinin yazlma fonksiyon olarak tanmlanmas ve baraj modelinin bu fonksiyona dayanan

deprem yklemesine hem inaat sonu hem de iletme hallerinde maruz braklmas gerekmektedir. naat sonu ve iletme halleri ayr modellerde incelenmeli ve deprem kayd bittikten sonraki kalc deplasmanlar esas

alnmaldr. Malzemenin depremi snmleme zelliklerini de dikkate alacak

malzeme yenilme kriterleri kullanlmaldr.

Sonularn Yorumlanmas: Bulunan oturma paylar ve yatay deplasmanlarn barajn ED depreminde ilevini srdrebilmesi ve EED depreminde ilevini yitirse bile stabilitesini (entegrasyonunu) kaybetmemesi koullarn salayp salamad yorumlanmaldr. Merkezi kil ekirdekli barajlarda toplam kalc deplasman filtre geniliinin yarsn amamaldr. Kalc dey deplasman ise baraj kret kotu ile normal su seviyesi arasndaki farktan dk olmal, deprem sonras baraj su tutma kapasitesini devam ettirebilmelidir. Oturma payna gre

baraj kretinde yaplacak kamber dzenlemesine karar verirken deprem

oturmalar da dikkate alnmaldr. Ancak oturma deerleri baraj yksekliinin %2sini ayorsa, hava pay da dikkate alnmaldr. Sonu olarak, inaat sonras ve su tutma tamamlandktan sonra EED sonras normal su seviyesinin zerinde

100 yllk takn hacmini depolayabilecek yksekliin salanmas gerekmektedir. Dinamik analizden kan sonularn mertebeleri Makdisi ve

Seed Metodu, Bureau Metodu, Swaisgood, Travasarou, Pells & Fell ve benzeri

ile kontrol edilmelidir.

2.3 Sktrlm Kaya Dolgunun Kesme Dayanm

Basit stabilite analizlerinde karmak malzeme modelleri yerine kohezyon ve kesme dayanm ieren Mohr-Coulomb modelleri kullanlmaktadr. Leps (1970), sktrlm kaya dolgunun ve akl dolgunun kesme dayanmn byk apl malzemenin

laboratuarda eksenli testlerinden faydalanp lmek suretiyle yeniden

incelemitir. sel srtnme asyla llen kesme dayanm, krlma dzlemi zerinde normal gerilmeye kar izilmektedir. Kesme dayanmnn belli bir kohezyonu iermediine dikkat edilmelidir. Veriler ak bir ekilde normal basnl

DOLGUBARAJLAR 6

kesme dayanmnn deiimini gstermektedir. Genel olarak Leps aadakileri bulmutur: Yaklak 70 kPan (10 psi) altndaki normal gerilmelerde, isel srtnme as

dk younluklu, kt derecelendirilmi zayf paracklarda 45 civarnda, yksek younluklu iyi derecelendirilmi salam paracklarda ise 60 kadar yksek bir aralkta deimektedir.

Srtnme alar, krlma dzlemindeki normal basncn her 10 kat artnda 6-7 kadar dmektedir.

yi derecelendirilmi malzeme kt derecelendirilmi malzemeye gre daha yksek kesme dayanm gstermektedir.

Yksek younluklu malzemeler dk younluklu malzemelere gre daha yksek kesme dayanm gstermektedir.

Keli malzemeler yuvarlak malzemelere gre daha yksek kesme dayanm gstermektedir (dier faktrler eit olduunda).

Kuru malzemeler doymu malzemelere gre daha yksek kesme dayanm gstermektedir.

Dier kaya dolgu ve akl dolgu barajlardan elde edilen veriler, ICOLD Blten 92, Kaya dolgu Barajlarn Kaya Malzemelerinde sunulduu gibi, genel olarak Lepsin raporlad bulgular desteklemektedir.

DOLGUBARAJLAR 7

ekil 2.1: Byk Eksenli Testlerden kan Kaya Dolgu Kesme Dayanm (Leps, 1970)

Kaya dolgu kesme dayanmyla ilgili eitli almalar (Marsal 1973, Barton ve Kjaernlsi 1981, Charles ve Watts 1980, ICOLD 1993, vd.) kaya dolgunun gerek

davrannn lineer olmadn dorulamaktadr. Kayma gerilmesi ile normal gerilme arasndaki iliki:

=A*()b dir.

Burada, kayma dayanm, efektif normal gerilme A ve bde kaya tipine bal olan ampirik katsaylar olarak basitletirilerek verilebilir. Grld zere barajn deiik yerlerinde sarglama basncna gre kaya dolgunun davran deimekte, alt blgelerde daha rijit, st blgelerde daha yumuak bir davrana rastlanmaktadr.

Dolays ile kaya dolgunun statik modellenmesinde iki teknik nerilir.

Error! Reference source not found. kullanlarak sarglama basncnn deerlendirilmesi ile gvenli srtnme alar seilmesi ve basit Mohr-Coulomb plastisite modeli kullanlmas (bu malzeme modeli ile sadece ev stabilitesi analizleri gerekletirilebilir, deformasyon tahmini mmkn deildir).

70

65

60

55

50

45

40

35

30

Frict

ion

angl

e , in

deg

rees

Normal pressure , in pounds per square inchN1 2 5 10 20 10050 200 500

Infiernillo diorite 8 in. CFE 1965Infiernillo conglom 8 in. CFE 1965Malpaso conglom 8 in. CFE 1965Pinzandaran gravel 8 in CFE 1965Infiernillo basalt 7 in. CFE 1966Infiernillo gness X 7 in. CFE 1966Infiernillo gneiss Y 7 in. CFE 1966Contreras gravel 7 in. CFE 1965Santa Fe rock 7 in CFE 1965Fort Peck sand No. 20 TML 1939Scituate sand No. 8 TML 1941Ottawa std. sand TML 1938

Isabella granite 4 in. USED 1948Cachuma gravel 3/4 in. USBR 1953Cachuma gravel 3 in. USBR 1953Cachuma quarry 3 in. USBR 1955Oroville tailings 3 in. USED 1963Soledad gravel 4 in. CFE 1965

DOLGUBARAJLAR 8

2.4 Kret Oturmasnn Analitik Yntemlerle Tahmini

Barajn EEDye gsterdii tepki, deprem esnasnda barajlarn gerek performansna dayanan ampirik analiz metotlarnn kullanlmasyla ve Makdisi ve Seed (1977) ile

Bureau (1997)nin nermi olduu prosedrlerin kullanld basitletirilmi analitik metotlarla belirlenebilir.

Makdisi ve Seed Metodu: 1965de Rankine konferansnda, Newmark, ev hareketlerinin potansiyel bir kayma ktlesindeki atalet kuvvetlerinin krlma yzeyi

snr boyunca mevcut verilen direnci amas durumunda balayacan esas alarak, dolgu barajlarda deprem kaynakl yer deitirmelerin tahmini iin bir metot nermitir. Newmark, kayan ktleye rijit bir madde olarak davranmtr. Makdisi ve Seed (1977), Newmarkn yaklamn bir dolgu barajn esnek bir yap olarak tepki gsterdiini kabul ederek gelitirmiler ve yer hareketinin iddetinin baraj kretine olan etkisini tahmini iin bir metot nermilerdir. Analiz, o zaman verilmi bir yer hareketi iin maksimum pik kret ivmesinin (max) tahminine gre temellendirilir ve

potansiyel kayan ktlenin maksimum ivmesi belirlenir (kmax). Bu ivme istem olarak

deerlendirilir ve genellikle kret ya da yer ivmesinin bir fraksiyonu olarak kullanlr. evin kaymasn salayan ivme olan ky ise emniyet katsaysnn 1.0 alnd geleneksel ev analizlerinde ortalama yatay ivmenin bulunmas ile tahmin edilir. Bu katsay, duraan olmayan bir yatay kuvvetin (bir deprem nedeniyle oluabilir) kayan ktlenin arlna oran olarak tanmlanmaktadr. Kynin kmaxa oran baraj kretindeki yer deitirmesinin tahmin edilmesinde kullanlabilmektedir. Tahmin edilen bu yer deitirmenin hem yatay hem de dey bir bileeni olabilir. Bu deformasyonlar sadece olas bir davran indeksi olarak deerlendirilmelidir.

Bureau (1997)den alnm Makdisi ve Seed tablolar ekil 2.2de gsterilmektedir. Uygulamada nce kayan ktlenin zerindeki atalet ykn gsteren kmax ekil 2.2den kayan ktlenin derinliine ve pik yer ivmesine gre seilir. Ardndan bu ivmenin kayma ivmesi ile oran bulunarak Ky/kmaxa deplasman tahmini yaplr.

DOLGUBARAJLAR 9

ekil 2.2: Makdisi/Seed Uygulamas (Bureau, 1997)

Bureau Metodu: Bureau (1997), dolgu malzemesi srtnme asnn baz deerleri iin Rlatif Kret Oturmas ile Deprem iddet Endeksi (ESI) arasndaki ilikiyi bir tabloda sunmutur (ekil 2.3). Tablo, tipik kaya dolgu barajlarn sonlu eleman analizleri esas alnarak yaplmaktadr. Unutulmamaldr ki; oturma, tablodan okunan

deerle baraj yksekliinin arplmas ile elde edilmeli sonra 100e blnmelidir. Bu metodun kullanlmas EED esnasnda, 40lik bir srtnme as kullanldnda, yaklak 2 mlik bir oturmay iaret etmektedir. 50lik bir srtnme asnn kullanlmas, 1 mlik bir kret oturmasn iaret edebilmektedir.

ekil 2.3: Bureau (1997)

0.0

-0.1

-0.2

-0.3

-0.4

-0.5

-0.6

-0.7

-0.8

-0.9

-1.0

Slid

ing

Mass

Dep

th R

atio

(-y/h

)

Maximum Acceleration Ratio (kmax/u max)20.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

M = 6.50M = 7.50M = 8.25

10.0000

1.0000

0.1000

0.0100

0.0010

0.0001

Norm

alize

d Di

splac

emen

t (u/

kmax

gTo)

Average Acceleration Ratio (ky/kmax) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

M = 6.50M = 7.50M = 8.25

100.00

10.00

1.00

0.10

0.01

0.001

Rel. C

rest

Set

tlem

ent (

Delta

H/H)

%

Earthquake Severity Index (ESI)

*Friction angle of the fill material

0.1 1.0 10.0 100.0

DOLGUBARAJLAR 10

ESI = PGA*(M 4.5)3 (2.1)

Burada:

ESI = Deprem iddet endeksi

PGA = Baraj yerindeki pik yatay zemin ivmesi

M = Depremin bykl

ekil 2.4te gsterildii gibi, rlatif oturma ile deprem iddet endeksi arasnda kabaca bir iliki vardr:

ekil 2.4: Deprem Srasnda Kaya Dolgunun Performans

Swaisgood: Swaisgood (2003) tarafndan deprem itkilerinin baraj dolgular zerindeki etkileri incelenmi, ve ortaya konan amprik metodda oturma, dolgu ykseklii ve temel kalnlnn yzdesi olarak ifade edilmitir. (ekil 2.5).

ekil 2.5 Oturma (Swaisgood, 2003)

ekil 2.6da gsterildii gibi (svlama olmad durumda) oturma, pik yer ivmesinin (PGA) ve dalga bykl (Ms)nn bir fonksiyonu olarak verilir.

0,001

0,01

0,1

1

0,01 0,1 1 10 100Kre

tin R

lat

if O

turm

as (

%)

Deprem iddet Endeksi

DOLGU

UBARAJLAR

Bu ver

duruml

Fernan

veritaba

olmama

birinde

haricind

ierme

Pells veyaplan i

Ta

ritaban pik

arn ierme

ndo Baraj (

annda dikk

akla birlikte

heyelan

de, verita

mektedir.

e Fell (2003incelemeler

ablo 2.3 Sis

yer ivmesi

ez. Ancak,

1971 ve 19

kate alnm

e; dolgu m

malzemesi

aban %1

) : 95i hasar sonucunda

smik Ykle

inin (PGA)

svlaman994) ve Mas

tr. Austriamalzemesin

inin brakl

den daha

ekil 2.6 Sw

arl olmak a Tablo 2.3

r Altnda D

0.7gyi atn olduu Hsiway Baraj

an Baraj (

nin yetersiz

mas sonu

a fazla

waisgood, 20

zere toplamde verilen h

Dolgu Baraj

t ve %5tHebgen Bar

(1990) na

1989)nda

z sktrlmuca etki e

normalize

003

m 305 dolguhasar snfla

jlarn Hasa

ten fazla o

raj (1959),

a ait datalar

ise svlammas ve ya

etmitir. Buoturma

u baraj zerandrmas

ar Snfland

11

olan oturma

Upper San

da olduuma durumu

amalardan

u durumlar

durumunu

rinde nerilmitir.rmas

1

a

n

u

u

n

r

u

DOLGU

UBARAJLAR

ekil 2deprem

Abakla

ilgili b

alnma

kullanl

.7 ve ekil m byklr ve tablod

ir tahmin

mtr. yi maldr.

2.8de veri

, B yer

dan yararla

yapmak m

skm d

ilen ve Pell

ekimi ivm

nlarak dep

mmkndr

dolgular iin

e

e

s ve Fell ta

esinin kes

prem ykler

r. Her iki

n ekil 2.8

ekil 2.7

ekil 2.8

arafndan ha

iri olarak d

ri altnda o

abakta d

8, dier do

azrlanan a

deprem ivm

oluabilecekda svlamolgular iin

12

abaklarda A

mesidir. Bu

k hasarlarla

ma dikkate

n ekil 2.7

2

A

u

a

e

7

DOLGUBARAJLAR 13

2.5 Szma Analizi

Barajlarda szma analizleri aadaki sebeplerle yaplr:

Dolguda Szma Kontrol: ev Stabilitesi analizleri ncesinde iletme ve ani boalma durumlar iin freatik hattn belirlenmesi,

Temelde Szma Kontrol: Baraj temelinin szma durumunu incelenmesi,

Szma Tedbirlerinin Performansnn Deerlendirilmesi: Geirimsizlik perdeli ve perdesiz model sonularnn karlatrlarak perdenin performansnn deerlendirilmesi.

Szma analizleri genellikle sonlu elemanlar metodunu kullanan ve suyun ak modellenebilen yazlmlar ile yaplr. Bu analizlerde Darcy forml temel alnr.

Q=A x k x i (Darcy foml) (2.2)

Burada:

Q: Szma Miktar

A: Szma Alan

i: Hidrolik eim

Analizde kullanlacak model safhada oluturulur;

Saysal a modelinin oluturulmas: Baz zel koullarda fiziksel model deneyleri nerilebilir ama mhendis saysal modellerle sonulara daha hzl ular ve fiziksel modellerin aksine pek ok farkl koulu kuraca saysal modelde yapaca birka deiiklik ile kolayca inceleyebilir. Saysal modelin hazrlanmas sadece birka geometrik eklin izilmesinden ibaret deildir. Modeli hazrlayan mhendisin proje sahas ile ilgili yeterli bilgiye sahip olmas beklenmektedir. Sonularn

irdelenebilmesi iin Darcy Kanunu ile elle yaplacak bir hesap faydal olacaktr. Eer sonular beklenenden ok farkl karsa saysal modelde, snr koullarnn kabulnde hatalar olabilir.

Malzeme parametrelerinin seimi: Mazleme parametreleri mhendis tarafndan,

malzeme deneylerine uygun olarak seilmelidir. Eer malzeme deneyleri yeterli deilse kabul edilebilir uluslaras kaynaklar incelenmelidir.

DOLGUBARAJLAR 14

Snr koullarnn belirlenmesi: Szma akmnn oluma sebebi iki nokta arasndaki su kotu fark ve sisteme giren ve sistemden kan aklardr. Snr koullar bu iki parametreden biri veya her ikisine gre belirlenir. Model kurulurken tanmlanan su

kotlar ve debiler snr koullardr. zme ulamak iin en az bir noktada su kotu snr koulu tanmlamak gerekir.

2.6 Jeolojik ve Jeoteknik almalar

Baraj yeri ve gl alannda ncelikle toporafik haritalarn araziye uygunluu kontrol edilmeli ve yaplar haritaya ilenmelidir. Mevcut jeolojik birimlerin litolojisi, konumu, yaylma genilikleri, rt birimlerin kalnl ve altndaki kayacn tr, tabakalanma, istozite, eklem, fay, kvrm, heyelan, kaynaklar harita ve kesitlere ilenecek, llen dorultu ve eim ynleri bata olmak zere btn bilgiler harita zerinde gsterilmelidir.

Aks yerinde, tm jeolojik ve jeoteknik almalarda 1/1000 lekli harita kullanlmaldr. Jeolojik adan sorunlu olan yerlerde ise daha byk lekli haritalar

kullanlmaldr. Hazrlanacak boy kesitlerde, vadi tabanndaki alvyonun kalnl ile zellikle yeraltsuyu seviyesi ve enjeksiyon perdesi snr beraber yer almaldr.

Yaplacak temel aratrmalarnn yerleri (temel sondaj kuyusu ve aratrma ukuru/yarmas vb) jeolojik ve jeoteknik haritalama sonunda kesin olarak

belirlenmeli ve rapor ekinde verilen haritalar zerinde gsterilmelidir. Alacak temel

sondaj kuyusu ve aratrma galerilerinde temellerinde tama gc ve oturma deerlerinin hesaplanmasna ynelik arazi ve laboratuvar deneyleri planlanmaldr.

Proje alannda yer alan zemin ve kaya parametreleri ve yaplmas planlanan

yaplardan gelecek ykler gz nnde bulundurularak, baraj yapsnn oturaca temel kayas/zemin birimlerinin tama gc hakknda arazi ve laboratuvar deneylerinden elde edilen verilere gre deerlendirme yaplarak, gerekli iyiletirme yntemleri nerilmelidir.

Temel ve yama kazlar srasnda evlerde alnmas gerekebilecek nlemler (geici veya kalc destek sistemleri); kazlarn duraylla etkisi, yeraltsuyunun varl ve bunun destekler zerindeki olabilecek srarj (rt) ykleri de dikkate alnarak, alternatifli olarak verilmelidir.

DOLGUBARAJLAR 15

Temel Kayasnn kaya ktle snflamalar; Bieniawski (1989) tarafndan gelitirilen ve destek sistemi Grimstad ve Barton (1993) tarafndan gncellenen RMR Snflama

Sistemi, Barton vd (1974) tarafndan gelitirilen Q=NGI (Norwegian Geotechnical Institude) sistemi ve Hoek-Brown Grgl Yenilme lt (1999) kullanlarak

Yaplmaldr. Bu snflama sistemleri gncellemelere bal olarak yenilenmelidir.

Baraj yeri ve gl alanndaki yeraltsuyu seviyeleri nehrin eele bal seviyeleri ve meteoroloji istasyonlarndan alnan ya verileri ile birlikte deerlendirilmelidir. Mansap kaynaklarnn olmas durumunda, kaynaklardaki debi deiimleri ayn koullarda irdelenmeli ve yal -kurak mevsimlerde numune alnarak kimyasal analizleri yaplmaldr. Ayrca yap yerlerinde beton temas suyu olarak kullanlacak

su kaynaklarnn uygunluunu ortaya koymak iin de su kimyas analizleri yaplmaldr.

Gl alannn boyutuna bal olarak 1/5000, 1/25000 ve/veya 1/50000 lekli jeoloji ve jeoteknik harita alm yaplmaldr. Haritalar maksimum gl kotu seviyesi ile snrl

kalmayarak evre jeolojisini (zellikle dk kottaki yan vadiler varsa) kapsayacak ekilde boyutlandrlmaldr. Proje alanndaki membamansap ve yan vadilere doru olan yeraltsuyu hareketini ortaya karmak amacyla 1/25000 lekli hidrojeoloji

haritalar hazrlanmaldr. Gl alannda ve civarnda yzlek veren jeolojik birimlerin

cinsleri, yaylmlar, geirimlilik zellikleri, baka havzalara su kaa olup olmayaca, ayrma durumlar, erime veya ime zellii, erozyona kar dayankllklar eski ve potansiyel ktle hareketleri (heyelan, akma, krip, devrilme vb)

ve boyutlar, gl seviyesindeki deiimler sonucu ortaya kabilecek olumsuzluklar incelenmelidir.

Baraj yeri ve evresinde yaplacak jeolojik-jeoteknik almalarda DS Jeoteknik Ett artnamesi (2011) dikkate alnmaldr.

2.7 Enjeksiyon almalar

Gvde syrma kazlar srasnda rselenen temel kayann iyiletirilmesi ve su yaplarnda memba - mansap ynnde ve gl alannda olabilecek su kaaklarn

nlemek ve/veya szma boyunu uzatmak amac ile perde ve kapak enjeksiyonlar

yaplmaldr.

Perde enjeksiyonu projelendirilmesi ve yapm yntemi baraj temeli-yama

konsolidasyonu enjeksiyonundan farkl nitelikte ve ok ynl parametreleri

iermektedir. Perde enjeksiyonu inasndaki amalar baraj temelindeki

DOLGUBARAJLAR 16

tabakalanma, eklem, atlak, makaslama ve fay gibi zayflk dzlemleri vastasyla

oluabilecek kaak miktarn azaltmak, kaaklarn neden olaca erozyonu kabul edilebilir dzeye indirmek, alttan kaldrma basncn azaltmak, baraj temelindeki

oturmalara mani olmak olarak sralanabilir.

Baraj temelinde geirimsiz birim bulunmas durumunda enjeksiyon perdesi kabul

edilebilir derinlikteki geirimsiz birime balanr (5-10 m geirimsiz birimde ilerlenir). Geirimsiz birimin ok derinde olmas halinde askda perde yaplabilir. U.S.B.R

pratiine gre, genel olarak enjeksiyon perdesi derinlii temel kayasnn geirimliliine ve barajn yksekliine baldr (ekil 2.9).

Perde enjeksiyonlarnda enjeksiyondan nceki su kaaklar ile erbet allar kyaslanr. Su kaaklaryla erbet allarnn uyumsuz olduu durumlarda jeolojik/jeoteknik sebepler aratrlr ve deerlendirme sonularna gre o kademenin enjeksiyon metodolojisi (erbet kvamlar, uygulanan basn vb) gzden geirilir.

ekil 2.9 Baraj Yksekliine Gre Enjeksiyon Perdesi Derinlii (USBR, 1953)

DOLGUBARAJLAR 17

Gerekli durumlarda zeminin yapsna, yknt yapma durumuna, imento al ve su deneylerine gre kademe boylar deitirilebilir.

Temel kayasnn jeolojisi esas olarak perde derinliinin belirlenmesinde en nemli faktrdr. Zemin koullarna gre geometrisine baklmakszn simetrik olmayan bir perde projelendirilebilir. Karstik kiretanda karstlamann taban durumu ve dier hidrojeolojik koullar gz nne alnarak perde derinlii belirlenmelidir. Planlama aamasnda perde derinlii birimin geirimlilik zellii, yeraltsuyu seviyesi ve baraj ykseklii dikkate alnarak hesaplanmal ve perde geometrisi kesin proje aamasnda nihai eklini almaldr. Karstik kiretalarnn bulunduu blgelerde enjeksiyon ile birlikte, beton, jeomembran veya kil kaplama alternatifleri

dnlmelidir.

Projede yer alan tm yerlerdeki perde ve kapak enjeksiyon delikleri, kuyu taban ap

minimum 56 mm olacak ekilde, her trl eimde, su sirklasyonlu rotari tip sondaj makineleriyle delinmelidir. Ano ba enjeksiyon kuyular ve BST yaplacak sondaj kuyularnn delgilerinde kapal matkap kullanlmamaldr.

Enjeksiyon yaplacak btn delikler enjeksiyondan nce basnl su ile ykanmaldr.

Tm enjeksiyonlar ano sistemine gre yaplmaldr.

Ano: Enjeksiyonu yaplan eksen nce 24 mlik paralara blnerek anolar tespit

edilir. Ano boylar proje karakteristikleri ve jeolojik/jeoteknik zelliklere bal olarak azaltlabilir veya arttrlabilir. alma koullarna uygun birbirine yakn en az ano ele alnarak enjeksiyonlara balanlr. Ele alnan anolarn ano ba delikleri (A delikleri) alr ve enjeksiyonlar yaplr, sonra her anonun ortasna gelen (iki A

deliinin orta noktasndaki) B delikleri alr ve enjeksiyonlar yaplr. Daha sonra A ve B deliklerinin ortasna gelen C delikleri alr ve enjeksiyonlar yaplr. En son A-

C, C-B, B-C, C-A deliklerinin ortasndaki D delikleri alr ve enjeksiyonlar yaplr.

Bylece, bu blmn daralan aralklar eklinde delgi ve enjeksiyon ilemleri bitirilmi olur ve enjeksiyonlar yaplacak dier blme geilir.

Enjeksiyonlarda kullanlacak tm malzemeler ilgili TSE ve ASTM standartlarna

uygun olmaldr.

imento: Enjeksiyonda kullanlacak imentonun zgl yzeyi en az 3500 cm2/gr

olmaldr ve 200 mikron gz akl olan elek zerinde en ok % 1.90 mikron gz akl olan elek zerinde ise en ok % 12 kalnt brakmaldr. Su kaaklarnn fazla

DOLGUBARAJLAR 18

olduu fakat allarn az olduu yerlerde zgl yzeyi daha fazla olan, kalnt miktar daha az olan imentolar kullanlabilmektedir.

Enjeksiyon karmlarna giren imentoda, enjeksiyon karmlarnn zelliklerinin tayini iin yklenici tarafndan TSE ve ASTM standartlarna uygun olarak deneyler

yaplmaldr.

Bentonit: btn erbet ve harl karmlarda imento miktarnn % 1'ine kadar bentonit ilave edilerek kullanlmaldr. Kullanlacak bentonitin zellikleri, TSE EN ISO

13500 standardna uygun sodyum bentonit olmaldr. Buna gre;

1. Ya elek analizinde, 200 nolu (74 mikron aralkl) elekte kalan kalnt en ok % 2.5 olmaldr.

2. Kuru elek analizinde, 149 mikron aralkl elekten geen miktar en az % 98

olmaldr.

3. Arlka en ok rutubet miktar % 10 olmaldr. 4. Direk viskozite len alette, 600 devir/dakikadaki viskozite deeri en az 30

olmaldr.

5. Likit limit deeri, % 400'den az olmamaldr.

Kum: Enjeksiyonlarda fazla al yapan kademelerde, imento arlnn % 25, 50, 100 kadar kum, imento erbetlerine ilave edilerek kullanlmaldr.

Kullanlacak kumun, arlka 16 nolu (1.19 mm aralkl) elekten % 95i, 50 nolu (0.297 mm aralkl) elekten % 50si gemelidir. 200 nolu (74 mikron aralkl) elekten

ise %5ten fazlas gememelidir. zgl arl 2 gr/cm3ten byk olmaldr.

Kimyasal katk malzemeleri: Enjeksiyon ilerinde kullanlacak kimyasal katk maddeleri (akkanlatrclar, priz hzlandrclar vb), cinsi, miktar ve ilave etme zaman ile erbetlerin kullanm zamanlar ile ilgili laboratuvar deneyleri yapldktan sonra kullanlmaldr. Bu deneyler, farkl firmalarn rnleri kullanlarak

karlatrmal olarak yaplmaldr.

zel olarak erbet cinsi ve karm oranlarnn belirtilmedii yerlerde, imento enjeksiyonlarnda kullanlacak erbetlerin karm oranlar, arlka su/imento 1,0-0,7 orannda erbetler kullanlmaldr. Enjeksiyon erbetlerine imento arlnn %1-3 kadar akkanlatrc ilave edilmelidir.

DOLGUBARAJLAR 19

Enjeksiyon erbetlerinde bentonit, akkanlatrc ve priz hzlandrclarn oranlar, gerekli laboratuvar deneyleri yapldktan sonra belirlenmelidir. Eer bentonit kullanlacaksa bentonit 1/10 orannda su ile kartrlarak 24 saat dinlendirildikten sonra kullanlmaldr. Enjeksiyon karmlarnda aadaki deneyler mutlaka yaplmaldr.

Priz balangc ve bitim srelerinin tespiti: TS EN 196-3e uygun olarak priz balang ve biti sresi tayin edilmelidir.

Basn dayanm deneyleri: imento ve slfata dayankl imentodan yaplm ve su iinde kre tabi tutulan rnekler zerinde 7 ve 28 gnlk dayanm deneyleri

yaplmaldr (28 gnlk rnekler en az 10 kg/cm2 basn dayanmn salamaldr).

Viskozite deneyi: Marsh hunisi ile her karm oranl erbet iin viskozite deneyi yaplmaldr.

kelme deneyi: Kullanlacak her cins erbet iindeki kat maddelerin, zamana gre kelme miktarnn karm hacmine yzde olarak orandr. 2 saatlik kelme deeri % 5i gememelidir. Bu deney sonucuna gre uygun olmayan karmlar kullanlmamaldr.

zgl arlk deneyi: Kullanlacak btn erbetlerin zgl arlklar belirlenmelidir.

2.7.1 Perde ve Kapak Enjeksiyonu

Dolgu barajlarda perde ve kapak enjeksiyonu delik derinlikleri, delikler aras

mesafeler projelerinde gsterildii ekilde olmaldr. Yzeyde yaplacak enjeksiyon (perde ve kapak) balk betonu zerinden yaplmaldr. Balk betonu, 6 m geniliinde, 30 cm kalnlkta olacak ve C16 dozlu betondan imal edilmelidir.

Perde enjeksiyonu, kapak enjeksiyonundan sonra veya karlkl en az 3 kapak anosunun enjeksiyonu bitirildikten sonra yaplmaldr. ki sral perdede nce memba sonra mansap srasnn enjeksiyonu yaplmaldr. Araya girilmesi durumunda, ara

kuyular iki srann ortasndan yaplmaldr.

Perde ve kapak enjeksiyonu deliklerinin stteki 0-5 m arasndaki ksmnn

enjeksiyonu, aadan yukarya doru kan metotla 2 kademede yaplmaldr.

Enjeksiyonu biten deliklerde st ksmda kalan boluklar kuyu azndan kaln karmla doldurulmaldr.

DOLGUBARAJLAR 20

Btn karotlu kontrol ve aratrma deliklerinin ap, delik tabannda minimum 66 mm olmaldr.

Kapak enjeksiyon kuyularnda uygulanacak basn; PT = 0.23 H forml ile, perde

enjeksiyon kuyularnda uygulanacak basn ise, PT = 0.33 H formlne gre

hesaplanarak bulunmaldr.

H = Metre cinsinden kademe ortas kuyu az arasndaki mesafedir.

PT = Efektif basn (kg/cm2).

Baraj ve gletlerdeki perde enjeksiyonuna talveg seviyesinden balanarak sa ve sol sahilde yamalara doru klmaldr. Sa ve sol sahildeki perde enjeksiyonunun dolgunun nnde gitmesine dikkat edilmeli ve enjeksiyon erbetinin dolguya karmamas iin gerekli tedbirler alnmaldr.

Ref art: Gerek erbet gerekse kumlu karmlarla, istenen basn elde edilip 10 dakikalk zamanda kademe erbet veya kumlu karm yemedii zaman, balang erbetine geilmeli ve enjeksiyona bu erbetle devam edilmelidir. Kademe 20 dakika iinde 0.6 litre/metre/dakika veya daha az erbet yemise, ref elde edilmi saylarak ve bu kademenin enjeksiyon ilemleri durdurulup dier kademe veya baka bir deliin enjeksiyonuna geilmelidir.

Perde enjeksiyonlarnda enjeksiyondan nceki su kaaklar ile erbet allar kyaslanmal, su kaaklaryla erbet allarnn uyumsuz olduu durumlarda jeolojik/jeoteknik sebepler aratrlarak yaplacak deerlendirme sonularna gre o kademenin enjeksiyon metodolojisi (erbet kvamlar, uygulanan basn vb) gzden geirilmelidir.

Kontrol delikleri: Projelerine uygun olarak enjeksiyonlar bitmi ksmlarda veya tm perde enjeksiyonu bitirildikten sonra kontrol delikleri almaldr. Bu delikler

karotlu veya karotsuz alarak, kademeler halinde ve btn delik boyunca BSTler

yaplmaldr. Bu kontrol delikleri, ok al yapan blgelerde dik ve/veya eimli olarak, her anoda 1-2 adet alabilir.

Proje sahasnn jeolojik/jeoteknik zellikleri, proje karakteristikleri, reglasyon oran

vb kriterler gz nnde bulundurularak, her proje iin perde kapatma kriterine

ynelik kat madde al miktar (kg/m) belirlenmelidir.

DOLGUBARAJLAR 21

Enjeksiyon projesinin tamam veya bir blmnn projeli kuyular tamamlandktan

sonra, proje iin belirlenen kat madde al miktar ve alan kontrol kuyularnda elde edilen veriler dorultusunda, enjeksiyon yapl sras da gz nnde bulundurularak ok al yapan kademelerin 1 kademe altna inecek ekilde sana veya soluna (tek tarafa), eimli ve/veya dik ara kuyular verilebilir.

Doldurulmas gereken aratrma kuyular ve enjeksiyon deliklerinde yaplacak tm ilemler bitirildikten sonra kuyu kaln karmla doldurularak kapatlmaldr.

Basn drme drenaj kuyular: Enjeksiyon ve drenaj galerilerinde projelerine uygun olarak drenaj kuyular almaldr. Perde enjeksiyonlarnda bu kuyularn boyu,

enjeksiyon perde boyunun en az 1/3, en fazla 2/3 kadar ve delikler mansaba doru deyle en fazla 100 eimli olmaldr. Drenaj delik aralklar zeminin geirgenliine bal olarak belirlenmelidir (6, 9, 12, 24 m). Bu kuyular btn enjeksiyon ilerinin bitmesinden en az 7 gn sonra almaldr. Drenaj kuyular, kuyu tabanlarnda

minimum ap 76 mm olacak ekilde karotsuz olarak rotari tip sondaj makineleri ile almal ve basnl su ile enjeksiyon kuyularndaki gibi ykanmaldr. Yknt yapan

kuyular projesinde belirtilen boru eidiyle (PVC veya dierleri), i ap eklem paralar dahil en az 50 mm olan perfore borularla tehiz edilmelidir.

Drenaj kuyularna krnt vb yabanc maddelerle dolmasn nlemek iin delik

azlarna mutlaka deveboynu eklinde boru monte edilmelidir. Drenaj sular, tneller ve galeriler iinden boru, kanal vb yaplar vastasyla uzaklatrlmaldr.

Enjeksiyon almalarna ait tm form, log ve grafikler DS Temel Sondaj ve Enjeksiyon Teknik artnamesi ne uygun olarak hazrlanmaldr.

Enjeksiyon uygulamalar sonucunda yaplan tm almalar ierecek ekilde enjeksiyon sonu raporu hazrlanmaldr.

DOLGUBARAJLAR 22

DOLGUBARAJLAR 23

3 KL EKRDEKL DOLGU BARAJLAR

3.1 Genel

Dolgu Barajlar, gvdelerini kaya, kum-akl ve kil gibi doal malzemelerin oluturduu barajlardr. Geirimsizliin baraj gvdesinin merkezinde bulunan geirimsiz kil dolgu zonu ile saland dolgu barajlar Merkezi Kil ekirdekli Dolgu Barajlar olarak adlandrlr.

Gvde mansap eteini toparlamak iin dolgu evini dikletirmek, baraj aksndaki jeolojik olumsuzluklardan kil ekirdek temelini karmak veya kil malzemenin

miktarn azaltmak iin kil ekirdein temelini membaya kaydrmak gerekebilir. Kil ekirdei bu ekilde tasarlanan Barajlar Eik Kil ekirdekli Dolgu Barajlar olarak adlandrlrlar.

Baraj yerinin topografyas, jeolojisi ve temel artlar (temeldeki alvyonun granlometresi, kalnl ve tama gc vb.), baraj ykseklii, baraj dolgusunda kullanlacak malzemenin fiziksel zellikleri, miktar, tam mesafesi, deprem durumu vb. gz nne alnarak baraj kabuk dolgusunda kullanlmak zere seilen

malzemeye gre Kil ekirdekli Dolgu Barajlar aadaki ekilde snflandrlr:

a) Homojen gvdeli barajlar

b) Zonlu barajlar

Kum akl dolgu (Yar geirimli veya geirimli) Kaya dolgu Kark zonlu dolgu

Kil ekirdekli Barajlarda gvde dolgusunda kullanlan malzemenin granlometresine

gre filtre tahkiki yaplarak filtre zonlar tasarlanmaktadr. Rezervuarn ani boalma durumunda kilin memba kabuk dolgusuna ykanmasn nlemek iin kil ve kabuk

dolgu arasnda dey filtre tabakas tasarlanr. Kil ekirdek dolgusundan szan sularn mansap evinden kmasn ve buna bal olarak da borulanma riskini yok etmek ve szan sularn dolguya zarar vermeden tahliye edilmesini salamak amacyla kil ekirdek mansabna dey filtre ve buna bal olarak da mansap dolgu tabannda yatay filtre tasarlanr.

Gvde dolgusunun memba ve mansap dolgu evlerini korumak iin eitli nlemler alnr. Gvdenin memba evindeki baraj dolgusunda rezervuardaki su dalgalarnn

DOLGUBARAJLAR 24

olumsuz etkisini nlemek iin riprap ve kabuk dolgu iindeki ince malzemenin

ykanmasn nlemek iin filtre tuvenan malzeme kullanlmas uygun olacaktr.

Baraj mansap dolgusunda kum akl veya kil malzeme kullanlmas halinde, mansap

evi yamur sularnn erozyonuna maruz kalacaktr. Bunu nlemek amac ile mansap evinin zerinde koruyucu rt tabakas tasarlanr.

Kil ekirdekli Dolgu Barajlarda geirimsizlik gvde dolgusunda kil ekirdek ile,

gvde temelinde ise geirimsizlik perdesi (enjeksiyon, slurry trench, thinwall vb.) ile

salanmaktadr. Sz konusu geirimsizlik perdesi Gvde kil ekirdek tabanndan balayarak temelde geirimsiz birime soketlenerek oluturulmaktadr. Gvdenin oturduu aksta eer alvyon kalnl fazla deilse, alvyon uygun bir evle temel kayasna kadar kazlarak kil dolgu temelinin ana kayaya oturmas salanr. Bu uygulamaya pozitif katof denir. Ancak alvyon kalnlnn fazla olmas durumunda kazlmas yatrm maliyetini arttraca iin alvyonun kaldrlmas yerine, temel geirimsizliini yksek bir oranda salayabilecek bir zm olan alvyon yzeyinin kil blanketle kaplanarak szma boyunun uzatlmas yoluna gidilir. Bu tr uygulamaya

yzer katof denilir. Ancak bu zmn uygulanabilmesi iin genel olarak Barajn

talvegden yksekliinin 30 mden az olmas, alvyonun uygun granlometrede olmas ve kil blanket kaplamasnn oturma nedeni ile atlamamas iin gerek

alvyonun gerek kil kaplamann iyi sktrlmas gerekmektedir. Kil ile alvyon arasna uygun granlometride filtre malzeme ile bir gei filtresi, blanket stne ise uygun kalnlkta koruma amal tunenan filtre tasarlanmas uygun olacaktr. Blanket

kalnl ve uzunluu su yk ve alvyon geirimliliine bal olarak hesaplanr. Ancak ilk yaklamda blanketin su yknn sekiz kat uzunluunda ve 1 metreden az olmamak kaydyla su yknn onda biri kalnlnda tasarlanmas uygun olacaktr.

ekil 3.1: Kil Blanketli Dolgu Baraj Tipi

DOLGUBARAJLAR 25

3.2 Homojen Dolgu Barajlar

Homojen gvdeli baraj, geirimsiz veya ok az geirimli, ayn zelliklere sahip tek bir

malzemeden olumu, geirimsizlik fonksiyonuna, ev korumalar hari btn gvdenin katld bir Baraj tipidir. Rezervuar uzun sre dolu tutularak malzemenin doygun hale gelmesinden sonra ani boalmalarda, evlerin kaymamas iin ok yatk evli tertip edilmeleri gerekir. Barajn evlerini korumak amacyla memba evinde Riprap ve mansap evinde koruyucu tabaka kullanlmaktadr. Riprap ve kabuk dolgusu arasnda, kabuk dolgusunun ykanmamas amac ile tranzisyon zonu

olarak filtre tuvenan malzeme kullanlr. Ayrca kil ekirdekte oluabilecek szntlarn baraj mansabna aktarlmas amacyla filtre zonlar tekil edilmektedir.

ekil 3.2: Kil ekirdekli Homojen Dolgu Tipi

Homojen dolgu baraj tipi, genelde ykseklii 30 metrenin altnda olan barajlarda uygulanmaktadr. Ancak civardaki malzeme imkanlarndan dolay 30 metreden

yksek barajlarn homojen dolgu baraj tipinde tasarlanmasnn zorunlu olmas

durumunda, aadaki kesitten grlecei gibi gvde memba ve mansap kabuk dolgusu ierisine uygun aralklarda, membada ani boalma halinde oluacak boluk suyu basnlarnn azaltlmasna, mansapta ise freatik hattn drlmesine yardmc olmak iin filtre tasarm yaplmas uygun olmaktadr.

ekil 3.3: Kil ekirdekli Homojen Dolgu Tipi (ykseklii 30mden fazla olan barajlar iin)

DOLGUBARAJLAR 26

3.3 Kum akl (Yar Geirimli Veya Geirimli) Dolgu Barajlar

Barajn kabuk zonlar, yar geirimli veya geirimli kum akl ve benzeri nispeten

ince daneli malzemelerden oluturulmutur. Baraj gvdesinin geirimsizlii merkezi kil ekirdek veya eik kil ekirdek ile salanr. Kil ekirdein memba ve mansap yzlerinde kabuk dolgularnn belirledii tipte filtreler ngrlr. ekirdein her iki tarafnda ekirdei destekleyen kabuk dolgular yer almtr. Eer merkezi kil ekirdek membaya doru eik veya ince olarak projelendirilmi ise, mansap evi biraz daha dikletirilebilir. Barajn evlerini korumak amacyla memba ve mansap evlerinde kabuk dolgu malzemesine gre gerekli zonlar tekil edilir.

3.3.1 Merkezi Kil ekirdekli Kum-akil Dolgu Barajlar

ekil 3.4: Kil ekirdekli Yar Geirimli-Kum akl Dolgu Tipi

ekil 3.5: Kil ekirdekli Geirimli Kum akl Dolgu Tipi

DOLGUBARAJLAR 27

3.3.2 Eik Kil ekirdekli Kum-akil Dolgu Barajlar

ekil 3.6 Eik Kil ekirdekli Kum akl Dolgu Tipi

3.4 Kil ekirdekli Kaya Dolgu Barajlar

Kaya dolgu tipi gvdelerde, barajn kabuk zonlar kaya malzemeden

oluturulmutur. Baraj gvdesinin geirimsizlii merkezi kil ekirdek veya eik kil ekirdek ile salanr. Kil ekirdein memba ve mansap yzlerinde kabuk dolgularnn belirledii tipte filtreler ngrlr. Kaya dolgu gvde tipinde kil ekirdein mansabnda yer alan ince (Fk) ve kaln filtrelerden (F) sonra, filtrelerin mansap kabuu kaya dolgusu ierisine ykanmamas iin bir gei tabakas tertip edilir. Bu zon kaya ufandan oluturulur.

Barajn kabuk dolgusu kaya malzemeden tasarland iin, barajn evlerini korumak amacyla memba ve mansap evlerinde herhangi bir zona gerek duyulmamaktadr.

3.4.1 Merkezi Kil ekirdekli Kaya Dolgu Barajlar

ekil 3.7: Kil ekirdekli Kaya Dolgu Tipi

DOLGUBARAJLAR 28

3.4.2 Eik Kil ekirdekli Kaya Dolgu Barajlar

ekil 3.8: Eik Kil ekirdekli Kaya Dolgu

3.5 Kark Zonlu (Kompozit) Dolgu Barajlar

Genellikle, baraj tesislerinde eitli yaplarn kazlarndan elde edilen uygun malzemelerin de ekonomik nedenlerle gvde dolgusunda kullanlma durumu vardr.

Bundan dolay kark malzeme zonlarndan oluan gvde tiplerinin uygulama alan genitir.

Bu tip gvdelerde, mevcut malzemelerin (ocaktan ve kazlardan) etd ile teknik ve

ekonomik ynden en uygun tasarm seilir. Mevcut malzeme durumuna gre gvde

memba ve mansap kabuk dolgular farkl malzemelerden oluturulabilir. Memba kabuunda minimum su seviyesi stnde mmkn mertebe geirimli malzeme kullanlmaldr. Gvde mansap kabuk dolgusunda dk kalitede ve az geirimli olan malzeme, kil ekirdein bitiminden hemen sonra kullanlmal yanna iyi derecelenmi salam malzeme zonu tekil edilmelidir.

ekil 3.9 Kark Zonlu Dolgu Baraj Tipi

DOLGUBARAJLAR 29

3.6 Gvde Dolgu Zonlarnda Kullanlacak Malzeme zellikleri

Suda zlebilir, organik ve likit limiti 80in zerinde olan bir malzeme veya

sktrma esnasnda dalabilen kaya malzeme dolguda kullanlmamaldr.

Su muhtevas optimumda olan bir malzeme ile dolgu yaplabilir. Ancak, ge drene

olabilen kil malzemeyi dolguda kullanmak sakncal olabilir. Optimum su

muhtevasndan %2 veya %4 fazla su muhtevasnda olan bir malzemenin

kullanlmas uygundur. Ancak yresel iklim artlarnn dikkate alnmas gerekmektedir.

Toprak dolgu barajlarda kullanlan kil malzeme, kaya dolgu ve kum akl barajlarda

da geirimsiz zon dolgusu olarak kullanlabilir. Su kaybnn minimumda tutulmas

isteniyorsa geirimsiz ekirdekte kullanlan malzemenin dk permeabiliteli olmasna zen gsterilmelidir.

Kaya dolgu barajlarda salam kaya malzemesinin kullanlmas tercih edilir. Zayf kaya, tahallll veya zayf imentolu kum talar da kullanlabilir. Ancak kaz esnasnda veya dolgu srasnda ok paralanan ve ezilen malzeme kaya malzeme

olarak vasflandrlmamaldr.

Souk iklimlerde don etkisine kar d kabuk dolgularnda daha salam malzeme kullanlmaldr.

Dolguya Uygun Olmayan Malzeme ve Zeminler

Bitkisel toprak, Aa, al, kk ve benzeri organik maddeler, Kmr, kmr tozu dahil iten yanmas sz konusu olan malzeme, Bataklk veya suyla doygun hale gelmi killi ve marnl zeminler, Sprnt, enkaz gibi artk maddeler, Suyla kolayca ufalanarak oturmalara sebep olacak malzeme, Karl, buzlu ve donmu topraklar,

Malzeme Deneyleri

naat aamasnda, antiyede arazi laboratuvar tesis edilmeli ve dolguya balamadan nce ve inaat sresince deneylerle ilgili gerekli btn almalar yaplmaldr.

DOLGUBARAJLAR 30

Dolguya yerletirilen malzemenin kalite kontrol iin aada belirtilen deneyler yaplmaldr.

naata Balamadan nce Yaplacak Deneyler

Dolgu ilerine balamadan nce aadaki standartlar uygulanacak ve deneyler yaplacaktr.

Tane boyu dalm (ASTM D-422) zgl arlk (ASTM C-127, D-854) Los Angeles Deneyi (ASTM C-131) (Grading 4) Sodyum slfat dayankllk deneyi (ASTM C-88) Rlatif younluk (ASTM D-2049) Filtre deneyleri (belirtildii zere) TS 130 Atterberg limiti TS 1900 Hidrometri analizi TS 1900 Doal nem muhtevas TS 1900 Sktrma deneyi ASTM D 698 Organik yabanc madde

naat Srasnda Yaplacak Deneyler Geirimli Malzemeler (Kum-akl ve Kaya Dolgu) zerinde Yaplacak

Deneyler

Tane boyu dalm

Sermeden nce (ASTM D-422)

Sktrmadan sonra (ASTM D-422)

Los Angeles Deneyi (ASTM C-131)

Dayankllk Deneyi (ASTM C-88)

Sktrmadan sonra yerinde younluk (ASTM 1556, 2167, 4914, 5030, 5080 ile USBR 7220, 7295, 7221, 7206, 7230)

Arazide geirimlilik (Matsou Akai Permeabilite Metodu vb.)

DOLGUBARAJLAR 31

Geirimsiz ekirdek Malzemesi zerinde Yaplacak Deneyler

Tane boyu dalm (ASTM D-422) (TS 130)

Hidrometri analizi (ASTM D-422)

Atterberg limitleri (ASTM D-423, D-424)

Organik yabanc madde (ASTM C-40)

Nem muhtevas (ASTM D-2216)

Sktrma Deneyi (ASTM D-698)

Sktrmadan sonra yerinde younluk (AASTM 1556, 2167, 4914, 5030, 5080 ile USBR 7220, 7295, 7221, 7206, 7230)

Arazide geirimlilik

3.6.1 Geirimsiz Dolgu Malzemesi

3.6.1.1 Genel

Genel olarak dolgu barajlarda merkezi geirimsiz kil ekirdek dolgusu daha geirimli

kabuk dolgular ile desteklenirler. Memba kabuk dolgusu; inaat sonu, ani boalma, deprem ve dier yklemelere kar stabilite dolgusu grevini grr. Mansap kabuk dolgusu da stabilite grevinin yansra drenaj grevini grerek szmalar kontrol

eder. Kabuk dolgularn szma ve ani boalma esnasnda drenaj grevini yaparken permeabilitenin kil ekirdekten memba ve mansap evlerine doru, iten da doru artmaldr.

Geirimsiz ekirdek inaat iin kullanlacak malzeme zel teknik artnamede belirtilen esaslara uygun olmaldr.

Tane boyu dalm TS 130 ile uyumlu olacak ekilde yaplacaktr.

Maksimum Tane Boyutu yaklak 75 mm.

No. 4 (4.76 mm.) elekten geen %70 - 100

No. 200 (0.074 mm.) elek