Fransız Drenajı ve Perdedren Tasarımı

1. Tanım ve Tarihçe

Fransız drenajı (French drain), zemin içindeki fazla suyu toplamak ve uzaklaştırmak için kullanılan, agrega (granüler dolgu), geotekstil filtre ve delikli drenaj borusundan oluşan bir altyapı sistemidir. Adını, 1859'da bu tekniği ABD'de yaygınlaştıran çiftçi ve hukuk insanı Henry French'ten almaktadır; ancak temel prensibi Henry Darcy'nin 1856 tarihli zemin içi akış yasasına dayanır.

Perdedren (curtain drain / interceptor drain) ise yamaç veya dolgu arkasından gelen yeraltı suyunu kesmek amacıyla inşa edilen fransız drenajının özel bir konfigürasyonudur. Perdedren, yapının yamaç tarafında ve tercihen yapıdan 1,5–3,0 m mesafede konumlandırılır. DSİ Drenaj İşleri Teknik Şartnamesi (Rev. 2006), perdedren uygulamasını "Kuşaklama Drenajı" başlığı altında Madde 2.1.4'te tanımlamaktadır.

Saha Notu: Türkiye'de bodrum su sorunlarının büyük çoğunluğu, temel drenajının projelendirme aşamasında ihmal edilmesinden kaynaklanmaktadır. TS EN 1997-1:2012 (Eurocode 7, Türkiye'de 2012 yılında kabul edilmiştir) Bölüm 9, Madde 9.6'ya göre, istinat yapıları ve bodrum perde duvarları arkasında drenaj sistemi tasarımı zorunlu bir geoteknik tasarım unsurudur. 4708 Sayılı Yapı Denetimi Kanunu Madde 2/a uyarınca zemin ve temel etüt raporunun yapı denetim kuruluşunca onaylanması zorunludur.

2. Bileşenler

2.1 Geotekstil (Geotextile Filter)

Geotekstil, agrega ile doğal zemin arasında filtre işlevi görerek ince tanelerin borulara geçişini önler. Drenaj uygulamalarında dokunmamış (non-woven) tip kullanılması standarttır; slit-film dokuma geotekstiller FHWA-NHI-07-092 tarafından altyapı drenajı için önerilmemekte ve TS EN 13252:2016 Madde 4.3 bu konuda açık kısıtlama getirmektedir.

Temel gereksinim, TS EN 13252:2016 Madde 4.2'de tanımlanan filtre uyumluluk kriteridir:

$O_{95} \leq D_{85,\text{zemin}}$

Tablo 1: Geotekstil (Geotextile Filter)

Dokunmamış geotekstil örnek teknik değerleri (200 g/m², TS EN ISO 9864):

• Kalınlık: 2,0 mm (TS EN ISO 9863-1)
• Kopma mukavemeti: 11–13 kN/m (TS EN ISO 10319)
• Karakteristik göz açıklığı O₉₅: ~0,12 mm (TS EN ISO 12956)
• Su geçirgenliği: ~0,07 m/s (TS EN ISO 11058)

Geotekstil Filtre Tasarım Kriterleri

Filtre tasarımı tutma (retention), geçirgenlik (permeability) ve tıkanma direnci (clogging resistance) olmak üzere üç temel kriter üzerinden değerlendirilir:

Tutma kriteri — FHWA-NHI-07-092 (Christopher & Holtz, 1985):

• Az şiddetli koşullar: $O_{95} / D_{85} \leq 1{,}0 - 2{,}0$
• Şiddetli koşullar: $O_{95} / D_{85} \leq 1{,}0$ ve $O_{50} / D_{85} \leq 0{,}5$
• 0,075 mm altı %50'den fazla geçen zeminlerde: $O_{95} < 0{,}30$ mm (TS EN 13252:2016 Madde 4.2.2)

Geçirgenlik kriteri (TS EN 13252:2016 Madde 4.2.3):

$k_{\text{geotekstil}} \geq 10 \times k_{\text{zemin}}$

Tıkanma direnci: Dokunmamış geotekstiller için porozite ≥ %50 (tercihen ≥ %70) — FHWA Eq. 2-11.

Geçirilik (Permittivity) — AASHTO M288 / FHWA Madde 2.3.2:

$\psi \geq 0{,}5 \; \text{s}^{-1} \quad (\text{ince malzeme} < \%15)$

$\psi \geq 0{,}2 \; \text{s}^{-1} \quad (\%15 – \%50 \; \text{ince})$

$\psi \geq 0{,}1 \; \text{s}^{-1} \quad (\text{ince malzeme} > \%50)$

Dikkat: Gap-gradasyonlu veya dispersif kil zeminlerde (Türkiye'de alüvyon yelpaze zeminlerinde ve Kütahya/İç Ege bölgesindeki kireçtaşı-kil ardalanmasında sıkça) standart filtre kriterleri yetersiz kalabilir. Bu durumlarda laboratuvarda gradient ratio testi (ASTM D5101) yapılması zorunludur. TS EN 1997-1:2012 Madde 9.4 bu riski "kritik durum" olarak sınıflandırmaktadır.

2.2 Agrega (Granüler Dolgu / Filter Gravel)

Drenaj agregası, açık gradasyonlu, yıkanmış çakıl veya kırma taş olmalıdır. DSİ Drenaj İşleri Teknik Şartnamesi Madde 3.2'ye göre tipik boyut aralığı 20–40 mm veya 40–70 mm'dir; 0,075 mm elekten geçen ince malzeme oranı %5'ten az olmalıdır. Geçirgenlik değeri $k > 10^{-3}$ m/s olmalıdır.

Terzaghi filtre kuralları (TS EN 1997-1:2012 Madde 9, Ek A):

• $D_{15(\text{filtre})} / D_{85(\text{zemin})} < 5$ → Tutma kriteri (piping önleme)
• $D_{15(\text{filtre})} / D_{15(\text{zemin})} > 4$ → Geçirgenlik kriteri
• $D_{50(\text{filtre})} / D_{50(\text{zemin})} < 25$ → Genel uyumluluk

Agrega kalite gereksinimleri (DSİ Drenaj Şartnamesi Madde 3.2.1):

• Los Angeles aşınma kaybı ≤ %40 (TS EN 1097-2)
• Yassılık indeksi ≤ %35 (TS EN 933-3)
• Organik madde içermemeli; yıkanmış olmalı
• Faydalı gözeneklilik (effective porosity): 25–35%

Saha Notu: Kütahya ve Ege iç kesimlerinde kireçtaşı agregası yaygın olarak kullanılmaktadır. Asidik yeraltı suyu bulunan bölgelerde (pH < 6,0 — maden atığı alanları, çöp sahaları çevresi) kireçtaşı zamanla çözünebilir. Bu durumlarda silis bazlı (granit, bazalt) agrega kullanılmalıdır.

Zemin geçirgenlik katsayısı (k) tahmini için Hazen (1892) ampirik formülü:

$k_{\text{Hazen}} = C \cdot D_{10}^{2}$

Burada $C \approx 100$ (temiz kum), $D_{10}$ cm cinsinden, k cm/s cinsinden. Geçerlilik: 0,1 mm < $D_{10}$ < 3 mm ve $C_u < 5$.

Kozeny-Carman denkleminin genel tahmindeki başarısı daha yüksektir ($R^2 = 0{,}97$):

$k = \frac{1}{C_{KC} \cdot S_0^2} \cdot \frac{\gamma_w}{\mu} \cdot \frac{e^3}{1 + e}$

Dikkat: Hazen formülü yalnızca üniform kumlar için güvenilirdir. Siltli/killi zeminlerde 1–2 mertebe hata üretebilir.

2.3 Delikli Drenaj Borusu (Perforated Drain Pipe)

Drenaj uygulamalarındaki standart boru tipleri ve özellikleri aşağıda özetlenmiştir. TS EN 13476-3 HDPE ve PP esaslı yapısal duvarlı borular için ulusal standarttır.

Tablo 2: Delikli Drenaj Borusu (Perforated Drain Pipe)

Boru delik boyutu: Boru delikleri agrega $D_{15}$ değerini geçmemeli; DSİ Şartnamesi Madde 4.1'de PVC delikli boru için delik çapı 3–5 mm önerilmektedir.

Saha Notu: Türkiye şantiyelerinde HDPE koruge borular "kıkırdaklı boru" olarak bilinir ve geniş çaplı (Ø200–600 mm) uygulamalar için tercih edilir. SN4 (halka sertliği ≥ 4 kN/m²) yüzeysel uygulamalar için, SN8 derin (> 2 m) gömme için seçilmelidir (TS EN 13476-3 Madde 7.2).

3. Boyutlandırma — Debi Hesabı

3.1 Darcy Yasası ile Zemin Suyu Debisi

Zemin içindeki suyun akış debisi, Darcy'nin 1856'da formüle ettiği temel denklemle hesaplanır:

$Q = k \cdot i \cdot A_{\text{kesit}}$

• $k$ = zemin geçirgenlik katsayısı (m/s)
• $i$ = hidrolik eğim (m/m)
• $A_{\text{kesit}}$ = drenaj kesit alanı (m²)

Tasarım debisine güvenlik faktörü uygulanması zorunludur (TS EN 1997-1:2012 Madde 2.4.7.1, malzeme faktörü $\gamma_k = 1{,}0–2{,}0$):

$Q_{\text{tasarım}} = SF \times k \times i \times A_{\text{toplanma}}$

Tablo 3: Darcy Yasası ile Zemin Suyu Debisi

Tipik hidrolik eğim değerleri (FHWA-NHI-07-092 Madde 2.4):

• $i < 1{,}0$: Yol, dolgu, şev drenajı (yağışın ana kaynak olduğu)
• $i = 1{,}5$: Drenaj hendekleri ve istinat duvarı arkası drenler

3.2 Manning Formülü ile Boru Kapasitesi

Dairesel boru tam dolum koşulunda Manning formülü:

$Q_{\text{boru}} = \frac{\pi D^2}{4} \cdot \frac{1}{n} \cdot \left(\frac{D}{4}\right)^{2/3} \cdot S^{1/2}$

$Q_{\text{boru}} \geq Q_{\text{tasarım}}$ koşulu sağlanmalıdır. Akış hızı:

$v = \frac{1}{n} \cdot R_h^{2/3} \cdot S^{1/2}$

Kendini temizleme (self-cleaning) için minimum hız: 0,3 m/s (DSİ Drenaj Şartnamesi Madde 4.2.3).

Tablo 4: Manning Formülü ile Boru Kapasitesi

Tüm çaplar için kendini temizleme hızı (%1 eğimde) sağlanmaktadır.

Dikkat: Drenaj borularında minimum eğim %0,5 olmalıdır. %0,5'in altında kalıplandığında, hesaplamaya göre yeterli görünen boru yeterli kendini temizleme hızına ulaşamaz ve 5–10 yıl içinde tıkanır (DSİ Drenaj Şartnamesi Madde 4.2).

4. Tipik Tasarım Detayı

Fransız drenajı kesiti, aşağıdan yukarıya doğru şu katmanlardan oluşur:

1. Doğal zemin (taban sıkıştırma, %95 AASHTO T-99 veya TS 1900-2)
2. Alt geotekstil örtüsü (kenarlar min. 300 mm taşkın, TS EN 13252:2016)
3. Alt çakıl tabakası (100 mm, 20–40 mm agrega, DSİ Madde 3.2)
4. Delikli drenaj borusu (delikler aşağıya bakacak şekilde; TS EN 13476-3)
5. Üst çakıl dolgusu (boru üstü min. 150 mm)
6. Üst geotekstil kapatma (min. 150–300 mm bindirme, FHWA Madde 2.7)
7. Geri dolgu ve yüzey düzenleme (temiz granüler malzeme; killi geri dolgu YASAK)

Tablo 5: Tipik Tasarım Detayı

Saha Notu: 3194 Sayılı İmar Kanunu Madde 38 uyarınca, bütün yapılarda fen ve sanat kurallarına uygunluk şarttır. Zemin ve temel drenajı bu kapsamda değerlendirilen teknik unsurların başındadır. 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu Madde 17 uyarınca, drenaj hendek kazıları sırasında gömü riski değerlendirmesi yapılmalı; derinliği 1,5 m'yi aşan hendeklerde iksa (şoring) uygulanmalıdır.

5. Perdedren Uygulaması

Perdedren, binayı yamaç yönünden gelen yeraltı suyundan korumak için bina/temel duvarının yukarısına inşa edilir. DSİ Drenaj İşleri Teknik Şartnamesi Madde 2.1.4 "Kuşaklama Drenajı" başlığıyla bu uygulamayı kapsamaktadır.

Perdedren Yerleşim Kuralları

• Perdedren hattı, yapının yamaç tarafında ve yapıdan en az 1,5–3,0 m uzakta konumlandırılmalıdır
• Hat, yamaçtan gelen yeraltı suyu akış yönüne dik veya çapraz yerleştirilmelidir
• Geçirimsiz tabaka sığ ise, hendek bu tabakaya oturtulmalıdır (DIN 4095:1990 Madde 5.1.2)
• Minimum derinlik: Temel taban kotunun en az 300 mm altında (TS EN 1997-1:2012 Madde 9.6.2)

Don Derinliği ve Drenaj

Drenaj borusu mutlaka yerel don derinliğinin altında kalmalıdır. Türkiye'de don derinlikleri KGM (Karayolları Genel Müdürlüğü) 2020 Don Derinliği Haritası'ndan elde edilir.

Tablo 6: Don Derinliği ve Drenaj

Saha Notu (Kütahya Özeli): Kütahya ili Ege iklimi ile karasal iklim geçiş kuşağında olup don derinliği 40–60 cm aralığındadır. Kireçtaşı ve dolomit zemin hakimiyeti nedeniyle drenaj agregası seçiminde kireçtaşı/mermer kökenli kırma taş tercih edilebilir; ancak pH < 6,0 risk durumlarında granit/bazalt tercih edilmelidir. Zemin sınıfı büyük ölçüde ZB–ZC (kireçtaşı ve kum-çakıl alüvyon) olup TBDY 2018 Tablo 3.1 kapsamında değerlendirilmelidir.

6. Bodrum İzolasyonu ile İlişkisi

Fransız drenajı ile bodrum su yalıtımı entegre bir sistem olarak birlikte çalışır. DIN 4095:1990 Bölüm 5.2'ye göre, drenaj boruları ile donatılmış tüm temel perde duvarlarında yüzey drenaj sistemi kullanılması zorunludur.

Tablo 7: Bodrum İzolasyonu ile İlişkisi

Drenaj Levhası (Drainage Board / Noplu Membran)

Drenaj levhası, bodrum dış duvar su yalıtımı ile fransız drenajı arasında kritik bir ara katman olarak görev yapar.

Teknik özellikler (DIN 4095:1990 Madde 5.2 / üretici katalog verileri):

• Malzeme: HDPE, nop yüksekliği 8–20 mm
• Basınç dayanımı: 150–400 kN/m²
• Drenaj kapasitesi: ≥ 0,3 L/(m· s) @ i=1,0 ve 20 kPa (DIN 4095 minimum); kaliteli ürünlerde 2,0–3,0 L/(m· s)
• Üst yüzeyinde filtreleme geotekstili yapıştırılmış olmalı

Montaj sırası (BSY Yönetmeliği RG 30223 Md.12):

1. Perde duvar beton yüzeyi düzeltilir
2. Su yalıtım membranı uygulanır
3. Drenaj levhası nopları duvara bakacak şekilde mekanik tespit edilir
4. Levha alt ucu fransız drenajı çakıl dolgusuyla örtüşecek şekilde uzatılır
5. Geri dolgu dikkatli yapılır (mekanik hasardan kaçınarak)

Dikkat: Drenaj levhası montajında en sık yapılan hata, levhanın noplarının zemine (dışarı) bakacak şekilde ters monte edilmesidir. Noplar mutlaka duvara bakmalı ve oluşan hava boşluğu suyu aşağıya yönlendirmelidir. BSY Yönetmeliği RG 30223 bu kurumu zorunlu kılmaktadır.

7. Uygulama Detayları

Tablo 8: Uygulama Detayları

Bakım ve İşletme

Fransız drenajı "yap ve unut" tipi bir sistem değildir. Düzenli bakım, sistem ömrünü 20–40 yıla uzatırken, bakımsız sistemler 5–10 yıl içinde işlevini kaybedebilir.

Periyodik bakım programı (DSİ Drenaj Şartnamesi Madde 6):

• Yıllık: Çıkış noktası kontrolü (tıkanıklık, hayvan yuvası, bitki kökleri)
• 2 yılda bir: Temizleme bacalarından basınçlı su ile yıkama (jetting)
• 5 yılda bir: CCTV kamera ile boru içi görüntüleme, çökme/deformasyon kontrolü
• 10 yılda bir: Genel performans değerlendirmesi; gerekirse geotekstil/agrega yenileme

Tablo 9: Bakım ve İşletme

Saha Notu: Temizleme bacası maliyeti, tüm drenaj sistemi maliyetinin %3–5'ini oluşturur; ancak tıkanma durumunda baca olmadan müdahale mümkün değildir. 3194 İmar Kanunu Madde 38 uyarınca fenni mesuliyet sahibi mühendisler, drenaj sisteminin işlevselliğini garanti etmek zorundadır.

8. Maliyet Dağılımı ve Birim Fiyatlar

Tablo 10: Maliyet Dağılımı ve Birim Fiyatlar

Tablo 11: Maliyet Dağılımı ve Birim Fiyatlar

Dikkat: Birim fiyatlar sektörel ortalamalardır; resmi ihaleler için ÇŞB birim fiyat pozları esas alınmalıdır.

9. Yönetmelik Referansları

Tablo 12: Yönetmelik Referansları

10. Parametreler ve Tipik Değerler

Tablo 13: Parametreler ve Tipik Değerler

Ampirik Geçirgenlik Tahmin Yöntemleri

Laboratuvar deneyleri altın standart olmakla birlikte, ön tasarımda Hazen (1892) ve Kozeny-Carman formülleri kullanılabilir. TS 3234:1978 zemin araştırması kapsamında k değerinin yerinde (slug test, Lefranc deneyi) ölçülmesi tasarım güvenilirliğini artırır.

11. Sayısal Örnek — Perdedren Tasarımı

Problem Tanımı

Bir bina temeli perdedren tasarımı yapılacaktır. Temel 12 m × 8 m boyutlarında; zemin silt-kum karışımı ($k = 5 \times 10^{-6}$ m/s). Yamaç eğimi %5 ($i = 0{,}05$). Drenaj borusu eğimi %1 ($S = 0{,}010$). PVC delikli boru seçilecektir.

Adım 1 — Darcy Yasası ile Tasarım Debisi

Toplam toplanma alanı (yamaç katkısı, 10 m genişlik × 20 m uzunluk):

$A_{\text{yamaç}} = 10{,}0 \times 20{,}0 = 200 \; \text{m}^2$

$Q_{\text{yamaç}} = k \cdot i \cdot A_{\text{yamaç}} = (5 \times 10^{-6}) \times 0{,}05 \times 200 = 5{,}0 \times 10^{-5} \; \text{m}^3/\text{s}$

$Q_{\text{tasarım}} = Q_{\text{yamaç}} \times SF = 5{,}0 \times 10^{-5} \times 2{,}0 = 1{,}0 \times 10^{-4} \; \text{m}^3/\text{s}$

Adım 2 — Manning ile Boru Boyutlandırma

100 mm PVC boru ($D = 0{,}10$ m, $n = 0{,}010$, $S = 0{,}01$):

$Q_{100} = \frac{\pi \times 0{,}01}{4} \times \frac{1}{0{,}010} \times \left(\frac{0{,}10}{4}\right)^{2/3} \times 0{,}01^{1/2} = 6{,}72 \times 10^{-3} \; \text{m}^3/\text{s}$

Kontrol:

$Q_{\text{boru}} = 6{,}72 \times 10^{-3} \gg Q_{\text{tasarım}} = 1{,}0 \times 10^{-4} \; \text{m}^3/\text{s} \quad \checkmark$

Doluluk oranı: %1,49 — Ø100 mm boru fazlasıyla yeterlidir.

Adım 3 — Geotekstil Uyumluluk Kontrolü

Zemin $D_{85} = 0{,}25$ mm (silt-kum):

$O_{95} \leq D_{85} = 0{,}25 \; \text{mm}$

Non-woven geotekstil $O_{95} = 0{,}20$ mm seçilir.

Geçirgenlik kontrolü: $k_{\text{GT}} \approx 10^{-3}$ m/s ≥ $10 \times k_{\text{zemin}} = 5 \times 10^{-5}$ m/s ✓

Özet Tasarım Parametreleri

Tablo 14: Özet Tasarım Parametreleri

12. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler:

• Zemin gradasyonu: 3 örnek — Zemin A: D₁₀=0,15 mm, D₆₀=0,48 mm, D₈₅=1,0 mm; Zemin B: D₁₀=0,06 mm, D₆₀=0,25 mm, D₈₅=0,75 mm; Zemin C: D₁₀=0,14 mm, D₆₀=0,36 mm, D₈₅=0,55 mm
• Uygulama: İki şeritli karayolu yanı kesme (interceptor) drenaj hendeği, derinlik 1 m
• %0,075 mm altı malzeme: Tüm zeminlerde < %15
• Koşul: Az kritik / az şiddetli uygulama

İstenen: Geotekstil AOS ve geçirgenlik gereksinimlerini belirle.

Çözüm:

Adım 1 — Tutma Kriteri (FHWA Denklem 2-1):

Tablo 15: Problem 1 — Kolay

$\text{AOS} \leq 0{,}72 \; \text{mm}$

Adım 2 — Geçirgenlik (Hazen formülü, FHWA Denklem 2-13):

Zemin A, en büyük D₁₀=0,15 mm → Hazen: $k = (0{,}15)^2 = 2{,}25 \times 10^{-2}$ cm²/s ≈ $2{,}25 \times 10^{-4}$ m/s

$k_{\text{geotekstil}} \geq k_{\text{zemin}} = 2{,}25 \times 10^{-4} \; \text{m/s}$

Adım 3 — Geçirilik (FHWA Denklem 2-8a, %15 altı ince):

$\psi \geq 0{,}5 \; \text{s}^{-1}$

Adım 4 — Tıkanma Direnci (FHWA Denklem 2-10, Cᵤ > 3):

Zemin A: O₉₅ ≥ 3 × D₁₅ = 3 × 0,15 = 0,45 mm (kontrol eden)

Sonuç: Non-woven geotekstil: 0,45 mm ≤ AOS ≤ 0,72 mm, $k_{\text{GT}} \geq 2{,}25 \times 10^{-4}$ m/s, $\psi \geq 0{,}5$ s⁻¹, porozite ≥ %50, slit-film YASAK.

Kontrol: Seçilen değerler hem tutma hem de tıkanma kriterini karşılamaktadır.

Problem 2 — Orta

Veriler:

• Perdedren uzunluğu: L = 80 m
• Zemin: Orta sıkı silt-kumlu kil, k = 3 × 10⁻⁶ m/s, D₈₅ = 0,15 mm
• Hidrolik eğim: i = 0,08
• Toplanma alanı: A = 120 m² (yamaç alanı)
• Güvenlik faktörü: SF = 2,0 (kritik konut yapısı)
• Boru eğimi: S = 0,008 (%0,8)
• Don derinliği: 60 cm (Kütahya ili, KGM haritası)

İstenen: (a) Tasarım debisini hesapla, (b) uygun boru çapını belirle, (c) geotekstil seç, (d) toplam hendek derinliğini belirle.

Çözüm:

Adım 1 — Tasarım Debisi (Darcy / TS EN 1997-1:2012 Md.2.4.7):

$Q_{\text{zemin}} = k \cdot i \cdot A = (3 \times 10^{-6}) \times 0{,}08 \times 120 = 2{,}88 \times 10^{-5} \; \text{m}^3/\text{s}$

$Q_{\text{tasarım}} = SF \times Q_{\text{zemin}} = 2{,}0 \times 2{,}88 \times 10^{-5} = 5{,}76 \times 10^{-5} \; \text{m}^3/\text{s}$

Adım 2 — Boru Boyutlandırma (Manning, S = 0,008, n = 0,010 HDPE):

Ø100 mm için:

$Q_{100} = \frac{\pi \times 0{,}01}{4} \times \frac{1}{0{,}010} \times \left(\frac{0{,}10}{4}\right)^{2/3} \times 0{,}008^{1/2}$

$Q_{100} = 7{,}854 \times 10^{-3} \times 100 \times 0{,}0855 \times 0{,}0894 = 6{,}01 \times 10^{-3} \; \text{m}^3/\text{s}$

Kontrol: $Q_{100} = 6{,}01 \times 10^{-3} \gg Q_{\text{tasarım}} = 5{,}76 \times 10^{-5}$ m³/s ✓

Hız: $v = Q / A_{\text{boru}} = 6{,}01 \times 10^{-3} / 7{,}854 \times 10^{-3} = 0{,}77$ m/s > 0,3 m/s ✓

Adım 3 — Geotekstil Seçimi (TS EN 13252:2016 Md.4.2):

Zemin D₈₅ = 0,15 mm:

$O_{95} \leq D_{85} = 0{,}15 \; \text{mm}$

Kritik uygulama katsayısı: $k_{\text{GT}} \geq 10 \times k_{\text{zemin}} = 3 \times 10^{-5}$ m/s

Seçim: Non-woven 250–300 g/m² geotekstil, $O_{95} = 0{,}10–0{,}12$ mm, k ≥ 10⁻⁴ m/s.

Adım 4 — Hendek Derinliği:

• Don derinliği (Kütahya): 60 cm = 600 mm
• Boru + üst çakıl: Ø100 + 150 mm = 250 mm
• Minimum derinlik: 600 + 300 = 900 mm olmalı (DSİ Şartname Md.3.1)
• Seçim: H = 1.000 mm (1,0 m hendek derinliği)

Sonuç: Ø100 mm HDPE SN8 koruge boru (ÇŞB Poz 10.440.1040), 400 mm hendek genişliği, 1.000 mm derinlik; $O_{95} = 0{,}10$ mm non-woven geotekstil.

Problem 3 — Zor

Senaryo: Kütahya ilinde (Ege-karasal geçiş iklimi, don derinliği 55 cm) bir istinat duvarı arkasına perdedren tasarlanacaktır. Zemin gap-gradasyonlu silt-kum-çakıl karışımı:

• D₁₀ = 0,08 mm, D₁₅ = 0,12 mm, D₆₀ = 5,0 mm, D₈₅ = 12,0 mm
• %0,075 mm altı ince: %18
• k = 8 × 10⁻⁵ m/s (yerinde Lefranc deneyi — TS 3234 kapsamında ölçülmüş)
• Toplanma alanı A = 350 m² (yamaç)
• Hidrolik eğim i = 0,12 (dik yamaç)
• Yapı sınıfı: Kritik (SF = 3,0)
• Boru eğimi: S = 0,012 (%1,2)

İstenen: (a) Tasarım debisi, (b) boru çapı ve hız kontrolü, (c) geotekstil filtre tasarımı (tüm kriterler), (d) Terzaghi agrega filtre kontrolü.

Çözüm:

Adım 1 — Tasarım Debisi:

$Q_{\text{zemin}} = (8 \times 10^{-5}) \times 0{,}12 \times 350 = 3{,}36 \times 10^{-3} \; \text{m}^3/\text{s}$

$Q_{\text{tasarım}} = 3{,}0 \times 3{,}36 \times 10^{-3} = 1{,}01 \times 10^{-2} \; \text{m}^3/\text{s}$

Adım 2 — Boru Boyutlandırma (Manning, n = 0,010 HDPE, S = 0,012):

Ø150 mm denensin:

$Q_{150} = \frac{\pi \times 0{,}0225}{4} \times 100 \times \left(\frac{0{,}15}{4}\right)^{2/3} \times 0{,}012^{1/2}$

$Q_{150} = 1{,}767 \times 10^{-2} \times 100 \times 0{,}1142 \times 0{,}1095 = 2{,}21 \times 10^{-2} \; \text{m}^3/\text{s}$

$Q_{150} = 2{,}21 \times 10^{-2} > Q_{\text{tasarım}} = 1{,}01 \times 10^{-2} \; \text{m}^3/\text{s} \quad \checkmark$

Hız: $v = Q / A = 2{,}21 \times 10^{-2} / 1{,}767 \times 10^{-2} = 1{,}25$ m/s > 0,3 m/s ✓

Adım 3 — Geotekstil Tasarımı (gap-gradasyonlu zemin — TS EN 1997-1:2012 Md.9.4 kritik durum):

Gap-gradasyonlu zemin → Kritik / Şiddetli koşul (FHWA Tablo 2-1) → Ek testler gerekir.

(a) Tutma kriteri — Şiddetli koşul, FHWA Denklem 2-6:

$O_{95} \leq 0{,}5 \times D_{85} = 0{,}5 \times 12{,}0 = 6{,}0 \; \text{mm}$

Ancak %18 ince içerdiği için TS EN 13252:2016 Madde 4.2.2'ye göre:

$O_{95} < 0{,}30 \; \text{mm}$

İkisi birlikte değerlendirildiğinde 0,30 mm kontrol değerdir (daha kısıtlayıcı).

(b) Geçirgenlik kriteri — Kritik uygulama, FHWA Denklem 2-7b:

$k_{\text{GT}} \geq 10 \times k_{\text{zemin}} = 10 \times 8 \times 10^{-5} = 8 \times 10^{-4} \; \text{m/s}$

(c) Geçirilik — %18 ince (%15–50 arası), FHWA Denklem 2-8b:

$\psi \geq 0{,}2 \; \text{s}^{-1}$

(d) Dayanım (FHWA Tablo 2-2, Sınıf 2): Grab dayanımı ≥ 700 N, yırtılma ≥ 250 N, delinme ≥ 250 N.

Seçim: Non-woven 300–350 g/m², $O_{95} = 0{,}12$ mm, k ≥ 0,05 m/s, ψ ≥ 0,2 s⁻¹ — ASTM D5101 gradient ratio testi uygulanmalı (zorunlu).

Adım 4 — Terzaghi Agrega Filtre Kontrolü:

20–40 mm yıkanmış çakıl: D₁₅(filtre) ≈ 20 mm, D₅₀(filtre) ≈ 30 mm

• Tutma: $D_{15(\text{filtre})} / D_{85(\text{zemin})} = 20 / 12 = 1{,}67 < 5$ ✓
• Geçirgenlik: $D_{15(\text{filtre})} / D_{15(\text{zemin})} = 20 / 0{,}12 = 167 > 4$ ✓
• Genel: $D_{50(\text{filtre})} / D_{50(\text{zemin})} = 30 / 2{,}5 = 12 < 25$ ✓

Sonuç:

• Boru: HDPE SN8 Ø150 mm (ÇŞB Poz 10.440.1071, ~130 TL/m)
• Geotekstil: Non-woven 350 g/m², $O_{95} = 0{,}12$ mm — ASTM D5101 gradient ratio testi zorunlu
• Agrega: 20–40 mm yıkanmış çakıl (Terzaghi kriterleri karşılanıyor)
• Hendek derinliği: 55 + 300 = 855 mm → H = 1.100 mm (don kotu + emniyet payı)
• Temizleme bacası: Her 30 m ve her köşede, don derinliğinin altında tesis edilecek

Kontrol: Kritik / şiddetli koşulda gradient ratio testi ASTM D5101 yapılmadan geotekstil kesinleştirilemez. TS EN 1997-1:2012 Madde 9.4 bu adımı zorunlu kılmaktadır.

13. Sık Yapılan Hatalar

1. Geotekstil açıklık boyutunun zemin gradasyonuna göre seçilmemesi: Çok iri açıklıklı geotekstil kullanıldığında ince zeminler boru içine geçer; $O_{95} \leq D_{85}$ kriteri ihmal edilemez (TS EN 13252:2016 Madde 4.2).
2. Boru eğiminin %0,5'in altına düşürülmesi: Düşük debi + az eğim kombinasyonu ince tanelerin boruda çökmesine yol açar (DSİ Drenaj Şartnamesi Madde 4.2).
3. Perdedren hattının temel tabanından sığ yapılması: Drenaj borusu temel tabanının üstünde kalırsa su temele ulaşmaya devam eder (TS EN 1997-1:2012 Madde 9.6.2).
4. Agrega dolgu yerine kum kullanılması: İnce kum geotekstil gözeneklerini zamanla doldurur; DSİ Şartnamesi Madde 3.2'ye göre 20–40 mm çakıl kullanılmalıdır.
5. Temizleme bacasının ihmal edilmesi: DSİ Şartnamesi Madde 5'e göre baca zorunludur; baca olmadan tıkanma durumunda müdahale mümkün değildir.
6. Delikli borunun ters montajı: Delikler aşağıya bakmalıdır; yukarı bakması durumunda yalnızca boru dolduğunda akış başlar.
7. Drenaj çıkışının kapatılması veya toprağa bırakılması: Boru çıkışı alıcı kanala bağlanmalı; 3194 İmar Kanunu Madde 38 fen kurallarına uyumu şart koşmaktadır.
8. Yağmur oluğunun doğrudan bağlanması: Çatı suyu debisi drenaj kapasitesini aşabilir; bir toplama çukuru (catch basin) üzerinden geçirilmelidir.
9. Kazı zeminiyle geri dolgu: Killi geri dolgu geotekstili tıkayarak kapasiteyi %50–90 düşürür; yalnızca temiz agrega kullanılmalıdır (DSİ Şartnamesi Madde 3.3).
10. Yetersiz geotekstil bindirmesi: Parçalar arasında minimum 300 mm (tercihen 450 mm) bindirme bırakılmalıdır (FHWA-NHI-07-092 Madde 2.7).
11. Gap-gradasyonlu zeminlerde standart filtre kriter kullanımı: Gradient ratio testi (ASTM D5101) yapmadan geotekstil seçimi kritik ihlale yol açar (TS EN 1997-1:2012 Madde 9.4).
12. Don derinliğinin göz ardı edilmesi: Türkiye'de bölgeden bölgeye 10–150 cm arasında değişen don derinliği (KGM Haritası), drenaj borusu derinliğini doğrudan belirler.

İlgili Standartlar ve Kaynaklar

1. TS EN 1997-1:2012, Eurocode 7: Geoteknik Tasarım — Bölüm 1: Genel Kurallar, TSE, Bölüm 9.
2. TS EN 13252:2016, Jeotekstiller ve İlgili Ürünler — Drenaj Sistemlerinde Kullanım için Gerekli Özellikler, TSE.
3. TS EN 13476-3, Yeraltı Drenaj ve Kanalizasyon Sistemleri için Plastik Boru Sistemleri — Yapısal Duvarlı Borular, TSE.
4. DIN 4095:1990, Dränagen zum Schutz baulicher Anlagen — Planung, Bemessung und Ausführung, DIN.
5. FHWA-NHI-07-092 (NHI Publication), Christopher B.R. & Holtz R.D. (1985/1998), Geotextile Engineering Manual, Federal Highway Administration, Chapter 2.
6. DSİ, Drenaj İşleri Teknik Şartnamesi, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Rev.2006.
7. ASTM D4751-21a, Standard Test Method for Determining Apparent Opening Size of a Geotextile, ASTM International.
8. ASTM D5101, Standard Test Method for Measuring the Soil-Geotextile System Clogging Potential by the Gradient Ratio, ASTM International.
9. TS EN ISO 12956:2010, Jeotekstiller ve İlgili Ürünler — Karakteristik Açıklık Boyutunun Tayini, TSE.
10. TS EN ISO 11058:2010, Jeotekstiller ve İlgili Ürünler — Su Geçirgenliği Özellikleri Tayini, TSE.
11. Hazen A. (1892), "Some Physical Properties of Sands and Gravels", 24th Annual Report, Massachusetts State Board of Health.
12. Kozeny J. (1927), "Über kapillare Leitung des Wassers im Boden", Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften, Wien, 136(2a), 271–306.
13. Terzaghi K., Peck R.B. & Mesri G. (1996), Soil Mechanics in Engineering Practice, 3rd Ed., Wiley.
14. 3194 Sayılı İmar Kanunu, T.C. Resmî Gazete, 09.05.1985-18749.
15. 4708 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun, T.C. Resmî Gazete, 13.07.2001-24461.
16. 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu, T.C. Resmî Gazete, 30.06.2012-28339.
17. Bina Su Yalıtımı (BSY) Yönetmeliği, T.C. Resmî Gazete, 30223 sayı.
18. ÇŞB, 2025 Aralık Birim Fiyat Listesi, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı.

Kaynaklar

1. TS EN 1997-1:2012 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
2. TS EN 13252:2016 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
3. TS EN 13476-3 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
4. DIN 4095:1990.
5. ASTM D4751-21a.
6. FHWA-NHI-07-092 — U.S. Federal Highway Administration (FHWA). https://www.fhwa.dot.gov
7. DSİ Drenaj Şartnamesi — T.C. Mevzuat Bilgi Sistemi. https://www.mevzuat.gov.tr
8. 3194 İmar Kanunu — T.C. Mevzuat Bilgi Sistemi. https://www.mevzuat.gov.tr
9. 4708 Yapı Denetimi.

İlgili Makaleler

• AD-001: Temel Drenaj Sistemleri
• AD-007: Yeraltı Su Seviyesi Düşürme (Dewatering) Yöntemleri
• AD-012: Geçirimsiz Membran ve Geoliner Seçimi

Kaynakça

1. İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
2. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
3. İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar

Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

• Perde Duvar Hesaplama
• Boru Çapı Hesaplama

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.