Zemin Ankrajı Tasarımı — Geçici ve Kalıcı

Özet

Zemin ankrajı (öngermeli ankraj), delgi kuyusuna yerleştirilen çelik halat veya çubuğun çimento şerbetiyle kök bölgesinde zemine bağlandığı, serbest bölgesiyle öngerme yükü aktaran ve yalnız eksenel çekmeye çalışan taşıyıcı elemandır. Kazı Destek Yapıları Tasarım ve Uygulama Esasları'na göre geçici ankrajın proje ömrü en çok 2 yıldır (özel tedbirlerle en çok 3 yıl); kalıcı ankrajın ömrü desteklenen kazıda inşa edilen yapının proje ömrü kadardır. Tasarım; ankraj yükünün belirlenmesi, kök ve serbest boy hesabı, halat seçimi, korozyon koruması ve test programından oluşur. Türkiye'de bina ve bina türü yapıların kazılarında ankraj sistemleri, 18 Aralık 2022 tarihli ve 32047 sayılı Resmî Gazete'de yayımlanan Kazı Destek Yapıları Hakkında Yönetmelik ve 16 Temmuz 2026 tarihli ve 33311 sayılı Resmî Gazete ile yenilenen eki Kazı Destek Yapıları Tasarım ve Uygulama Esasları'na göre projelendirilir.

1. Tanım ve Temel Kavramlar

1.1 Zemin Ankrajı Nedir?

Zemin ankrajı, derin kazılarda çevredeki yapıları emniyete almak ve sistem stabilitesini sağlamak amacıyla kullanılan yapısal çekme elemanlarıdır. Geleneksel pasif sistemlerden (zemin çivisi) farklı olarak öngermeli ankraja henüz zemin hareket etmeden önce hidrolik krikolar ile önceden hesaplanmış bir öngerme kuvveti (aktif yük) uygulanabilir; bu sayede sistem anında çalışmaya başlar ve deformasyonlar minimuma indirilir.

Saha Notu: Türkiye şantiyelerinde halat sayısına ve delgi çapına bağlı olarak ankrajlar genellikle 300–1500 kN arasında çalışma yükü taşımaktadır. Dar alanlarda fore kazık perde + ankraj kombinasyonu en yaygın uygulama biçimidir.

1.2 Bileşenler

Dikkat: Korozyon koruma sisteminin ömrü ankrajın kullanım ömründen az olmamalıdır. Kalıcı halatlı ankrajlarda iç enjeksiyon bariyer sayılmadığından iki plastik bariyer gerekir; delgi içi enjeksiyon ve galvaniz hiçbir koşulda korozyon koruma yöntemi kabul edilmez.

1.3 Kullanım Alanları

Zemin ankrajları aşağıdaki alanlarda uygulanır:

• Derin kazı destek yapıları (fore kazık perde + ankraj, jet grout perde + ankraj)
• Şev ve heyelan stabilizasyonu
• Tarihi yapı onarımı (temelden çekme yükü karşılama)
• Barajlarda kaldırma kuvvetine karşı zemine bağlama
• Yeraltı yapıları stabilitesi (tünel perde stabilizasyonu)
• Sismik güçlendirme uygulamaları (TBDY 2018 kapsamında)

2. Sınıflandırma

2.1 Kullanım Ömrüne Göre

2.2 Enjeksiyon Tipine Göre

3. Tasarım Akışı

3.1 Kazı Destek Esasları / TS EN 1537 Tasarım Süreci

Zemin ankrajı tasarımı Kazı Destek Esasları'na göre şu sırayla yürütülür:

1. Kazı destek yapısı kategorisinin belirlenmesi (Tablo 1.1: kazı derinliği, yeraltı suyu, zemin cinsi, komşu yapı uzaklığı, yapı ömrü, yatay eleman).
2. Yatay toprak basıncı ve ankraj yüklerinin hesabı (ön tasarımda Şekil 3.2 zarfları; Kategori-2 ve 3'te limit denge ve gerilme–deformasyon analizleri).
3. Serbest boy ve kök boyunun belirlenmesi (Madde 3.2.2.2 ve 3.2.2.3).
4. Halat seçimi ile kilitleme ve test yükü sınırlarının kontrolü (Madde 3.2.1.1(e), Denk. B.3.11).
5. Korozyon koruma sisteminin seçimi (Madde 3.2.3, Tablo 3.7).
6. Araştırma, uygunluk ve kabul testlerinin programlanması (Madde 3.2.4).

4. Tasarım Hesapları

4.1 Tasarım Yükü

Tasarım ankraj kuvveti $F_d$, ön tasarımda zemin basıncı zarflarından, Kategori-2 ve Kategori-3 kazılarda ise limit denge ve gerilme–deformasyon analizlerinden bulunan ankraj kuvvetinden hesaplanır. Kazı Destek Esasları ULS hesaplarında EC7 Tasarım Yaklaşımı-2'yi (TY2) zorunlu tutar:

$$F_d={\gamma }_F\cdot F_{rep}$$

Burada $F_{rep}$ servis (SLS) analizinden bulunan temsili ankraj kuvveti, ${\gamma }_F$ yük katsayısıdır: güvenliği azaltıcı sabit etkiler için ${\gamma }_{G,dst}=1,35$, değişken etkiler için ${\gamma }_{Q,dst}=1,50$ (Tablo 2.1). SLS analizinden bulunan ankraj yükleri tasarımda $1,35$ ile çarpılır (Tablo 3.5, Aşama 5). Depremli hesapta tüm kısmi katsayılar $1,0$ alınır (Madde 2.14.3.6).

Saha Notu: Deprem etkisinin hesaba katılıp katılmayacağı Kazı Destek Esasları Tablo 2.6'ya göre belirlenir. Tüm Kategori-1 ve kazı derinliği 15 m'den az Kategori-2 geçici sistemlerde deprem hesabı istenmez; H ≥ 15 m Kategori-2 ve Kategori-3 geçici sistemlerde DD-4, kalıcı sistemlerde normal yapılar için DD-2, önemli yapılar için DD-1 deprem düzeyi kullanılır. Statik eşdeğer hesapta $k_h=0,4\cdot S_{DS}/r$ alınır; en fazla $80\cdot S_{DS}$ (mm) yer değiştirmeye izin verilen ankrajlı duvarlarda $r=1,5$'tir (Tablo 2.8).

4.2 Bağ Boyu Hesabı

Bağ boyu $L_b$ (Kazı Destek Esasları'nda kök boyu $L_{tb}$), tasarım yükünü zemine aktaran enjeksiyon gövdesinin uzunluğudur. Esaslar'da kök kapasitesi nihai çeper sürtünmesinden hesaplanır: $T_f=\pi \cdot D\cdot L_b\cdot {\tau }_u$, karakteristik kapasite $T_k=T_f/\xi$ (Denk. B.3.7–B.3.9). TY2'de öngermeli ankraj direnci için kısmi katsayı ${\gamma }_a=1,10$'dur (Tablo 2.1) ve ÇŞB Tasarım El Kitabı tasarım kapasitesini $T_d=T_k/{\gamma }_a$ ile bulur. $T_d\ge F_d$ koşulundan gerekli bağ boyu:

$$L_b=\frac{F_d\cdot \xi \cdot {\gamma }_a}{\pi \cdot d_{dh}\cdot {\tau }_u}$$

Kohezif Zeminler (kil, siltli kil)

$${\tau }_u=\alpha \cdot S_u$$

Burada $\alpha$ adezyon faktörü ve $S_u$ kök bölgesi boyunca zeminin ortalama drenajsız kayma mukavemetidir (Denk. B.3.7.a). Kohezyonsuz zeminlerde Esaslar ${\tau }_u=K_1\cdot {\sigma }_v^{\prime }\cdot \tan {\varphi }^{\prime }$ bağıntısını verir (Denk. B.3.8.a); basınçsız enjeksiyonlu ankrajlarda $K_1$ 1,4–2,3, ince kum ve siltli zeminlerde 1–1,5 arasındadır.

Kayada nihai sürtünme ayrıca ${\tau }_{maks}=0,10\cdot UCS\le 4,2$ MPa ile sınırlıdır (Denk. B.3.10).

Dikkat: Tablo değerleri Esaslar'da öneri niteliğindedir; sahadaki zemine uygun değerin seçimi Geoteknik Sorumlunun yükümlülüğündedir ve tasarımda yapılan çeper sürtünmesi kabulleri uygulama aşamasında saha testleriyle her durumda kontrol edilir (Madde 3.2.2.3(d)).

Bağ Boyu Sınırları

• Minimum: Araştırma testleriyle kanıtlanmadıkça zeminde 8,0 m, kayada 6,0 m (Kazı Destek Esasları 3.2.2.3(a)).
• Uzatmanın sınırı: Kök boyunu belirli bir değerin ötesinde uzatmak kapasiteyi orantılı artırmaz (Esaslar 3.2.2.3(b)); FHWA GEC 4'e göre zemin ankrajlarında bağ boyunu 9–12 m'nin ötesine uzatmak direnci belirgin biçimde artırmaz.

4.3 Serbest Boy Hesabı

Serbest boy $L_s$, ankraj kafasından aktif kayma yüzeyine kadar olan mesafe artı minimum güvenlik ekidir.

$$L_s\ge \frac{H}{\tan (45°+\varphi /2)}+\chi$$

Burada $H$ kazı derinliği, $\varphi$ zeminin içsel sürtünme açısı ve $\chi$, analizde bulunan serbest boyun potansiyel kayma düzleminden itibaren uzatılacağı mesafedir: kazı derinliğinin 1/5'i ile 2,0 m'den büyük olanı (Kazı Destek Esasları 3.2.2.2(c), Şekil 3.4). Bu bağıntı kohezyonsuz zeminde Rankine aktif kamasına dayanan bir ön tahmindir; tasarımda serbest boy limit denge veya gerilme–deformasyon analiziyle hesaplanır (Madde 3.2.2.2(b)).

Serbest boy minimum değerleri (Kazı Destek Esasları 3.2.2.2):

• Halatlı ankrajlarda: min 4,5 m
• Çubuk (bar) ankrajlarda: min 3,0 m
• Kök bölgesi, potansiyel kayma düzleminin en az $\chi =\max (H/5;2,0\text{ m})$ gerisinde başlar; FHWA GEC 4 bu mesafe için H/5 veya 1,5 m önerir, Türkiye'de Esaslar değeri esas alınır. Yatay ankraj aralığı 1,2 m'den büyük olmalıdır (Şekil 3.4).

4.4 Tendon Tasarımı

Öngermeli çelik çekme elemanları TS EN 1537 ve TS EN 14490'a uygun olmalıdır (Kazı Destek Esasları 3.2.1.1(a)); halat karakteristik değerleri üreticinin prEN 10138-3'e göre verdiği değerlerle alınır. Halat sayısı, testlerde uygulanacak ispat yükünün sınırlarına göre seçilir: ispat yükü $0,80\cdot F_{pk}$, $0,90\cdot F_{p0.1k}$ ve kök dayanımının küçüğünü aşamaz (Denk. B.3.11); uygunluk testinde ispat yükü geçici ankrajlarda tasarım yükünün en az 1,33, kalıcı ankrajlarda 1,50 katıdır (Madde 3.2.4.2(e)). Buna göre:

$$F_{pk}\ge \frac{P_p}{0,80},F_{p0.1k}\ge \frac{P_p}{0,90}$$

Burada $F_{pk}$ ve $F_{p0.1k}$ Esaslar'daki $P_{t,k}$ ve $P_{t,01k}$ değerleridir (halat demetinin toplamı).

Kilitleme yükü sınırı (Kazı Destek Esasları 3.2.1.1(e)):

• Geçici ve kalıcı ankrajlarda: $P_{kilit}\le 0,60\times F_{pk}$
• Kilitleme yükü seçilirken kamaların oturmasından doğan kayıp hesaba katılır; bu kayıp yaygın olarak %10 mertebesindedir ve lift-off testi ya da yük hücresiyle belirlenebilir (Madde 3.2.4.4(c)).

5. Korozyon Koruması

5.1 Korozyon Koruma Düzeyleri (Kazı Destek Esasları Tablo 3.7)

Tüm çelik bileşenlerin korozyona karşı korunması TS EN 1537 ile uyumlu olmalı, koruma sisteminin ömrü ankrajın kullanım ömründen az olmamalıdır (Madde 3.2.3.2). Halatlı ankrajlarda iç enjeksiyon bariyer sayılmadığından çift koruma iki plastik bariyerle sağlanır (Madde 3.2.3.4 b.2).

5.2 Agresif Zemin Kriterleri

Aşağıdaki koşullardan en az biri ankrajın servis ömrü içinde mevcutsa zemin agresif sayılır (Kazı Destek Esasları 3.2.3.1(f); ölçütler TS EN 206 XA-3 koşullarına dayanır):

Saha Notu: Kıyı bölgelerinde tuzlu su, sanayi bölgelerinde kimyasal kirlilik zemini ve yeraltı suyunu agresif yapabilir. Agresiflik Tablo 8'deki ölçütlerin arazi veya laboratuvar deneyleriyle belirlenmesiyle kararlaştırılır; agresif ortamdaki geçici ankrajlarda da pasa karşı koruma önlemi alınır ve en az tek bariyerli koruma kullanılır.

6. Deney ve Doğrulama

6.1 Deney Türleri (Kazı Destek Esasları 3.2.4)

Tüm testlerde ispat yükü $0,80\cdot F_{pk}$, $0,90\cdot F_{p0.1k}$ ve kök dayanımının küçüğünü aşamaz (Denk. B.3.11) ve testler kama takılmadan yapılır. Geoteknik Sorumlu aksini seçmedikçe testlerde TS EN 1537'deki üç test yönteminden birincisi uygulanır.

6.2 Sünme (Krip) Ölçütü

Sünme hızı, ispat yükü altında $t_a$ ve $t_b$ anlarında ölçülen uzamalardan hesaplanır (Kazı Destek Esasları Denk. B.3.12):

$${\alpha }_{krip}=\frac{s_b-s_a}{\log (t_b/t_a)}$$

Sınır değerler test türüne göre değişir:

• Araştırma testi: Sıyrılma direnci, sünme hızının 2 mm'ye ulaştığı yük olarak belirlenir.
• Uygunluk testi: En kısa gözlem süresinde $\Delta s=s_b-s_a\le 0,5$ mm aranır; sağlanmazsa test durdurulmadan uzatılır ve ${\alpha }_{krip}\le 1,0$ mm olmalıdır (Tablo 3.13). En kısa gözlem aralıkları geçici ankrajlarda 10–30 dk (iri daneli zemin ve kaya) ve 20–60 dk (ince daneli zemin), kalıcı ankrajlarda 20–60 dk ve 60–180 dk'dır.
• Kabul testi: $\Delta s\le 0,2$ mm (iri daneli zemin ve kaya, 2–5 dk) ve $\Delta s\le 0,25$ mm (ince daneli zemin, 5–15 dk); sağlanmazsa uzatılmış testte ${\alpha }_{krip}\le 1,0$ mm (Tablo 3.15).

FHWA GEC 4'teki "6 ile 60 dakika arasında en çok 2 mm" toplam hareket ölçütü ABD uygulamasına aittir; Türkiye'de Esaslar ölçütleri uygulanır.

Saha Notu: Sünme hızı, logaritmik zaman–uzama eğrisinin doğrusal kısmından belirlenir. Kabul ölçütünü sağlamayan ankraj yenilenebilir, reddedilebilir ya da krip uzaması gözlenmeyen en yüksek yükün en çok %50'sine kilitlenebilir; kararı Geoteknik Sorumlu verir (Madde 3.2.4.3 e.6).

6.3 Görünür Serbest Boy Kontrolü

Görünür serbest boy $L_{app}$, ispat yükünden başlangıç yüküne boşaltmada ölçülen elastik kısalmadan hesaplanır (Denk. B.3.13):

$$L_{app}=\frac{A_t\cdot E_t\cdot \Delta s_{el}}{P_p-P_a}$$

Bu değer şu sınırlar içinde olmalıdır (Denk. B.3.14):

• Alt sınır: $0,8\times L_s+L_{te}$
• Üst sınır: $L_s+L_{te}+0,5\times L_b$

Burada $A_t$ toplam halat kesit alanı, $E_t$ halat elastisite modülü, $\Delta s_{el}$ elastik kısalma, $P_a$ başlangıç yükü ve $L_{te}$ kriko içindeki halat uzunluğudur. Sınırların dışında kalınırsa makine-ekipman ve uygulama tekniği yeniden değerlendirilir.

7. Göçme Mekanizmaları

Ankrajlı iksa sistemlerinde karşılaşılan başlıca göçme biçimleri şunlardır:

8. Türkiye Saha Koşulları

8.1 Deprem Etkisi

Türkiye deprem açısından yüksek riskli bir ülkedir. Kazı destek yapılarında deprem etkisinin dikkate alınıp alınmayacağı ve kullanılacak deprem düzeyi Kazı Destek Esasları Tablo 2.6'ya göre belirlenir (bkz. 4.1); kalıcı kazı destek yapılarının tasarımında deprem kuvvetleri her durumda dikkate alınır (Madde 2.15.2). Spektral ivme katsayıları Türkiye Deprem Tehlike Haritaları'ndan alınır (Madde 2.14.2.2).

8.2 Zemin Koşulları

8.3 Don Derinliği

Saha Notu: Kalıcı ankrajlı sistemlerde halatlar yeniden kriko ile gerilebilecek uzunlukta bırakılır; açıkta kalan halatlar ve ankraj kafaları darbelere ve korozyona karşı korunur (Kazı Destek Esasları 2.15.6). Donma–çözülme etkisine açık başlıklarda bu koruma yalıtımla birlikte tasarlanır.

8.4 Yasal Mevzuat

9. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler:

• Tasarım ankraj yükü: $F_d=450$ kN
• Delgi çapı: $d_h=150$ mm $=0,15$ m
• Zemin türü: orta sıkı kum, basınçlı enjeksiyon, ${\tau }_u=190$ kPa (Kazı Destek Esasları Tablo 3.2 aralığı 80–380 kPa)
• Güvenlik sayısı: $\xi =2,5$ (araştırma testi yapılmadığı için Esaslar 3.2.2.3(e) aralığının alt sınırı); ${\gamma }_a=1,10$

İstenen: Gerekli bağ boyu $L_b$'yi hesaplayınız.

Çözüm:

Adım 1 — Bağ boyu formülü (Kazı Destek Esasları Denk. B.3.8 ve Tablo 2.1):

$$L_b=\frac{F_d\cdot \xi \cdot {\gamma }_a}{\pi \cdot d_h\cdot {\tau }_u}$$

Adım 2 — Değerleri yerine koyalım:

$$L_b=\frac{450\times 2,5\times 1,10}{\pi \times 0,15\times 190}=\frac{1237,5}{89,54}=13,82\text{ m}$$

Bulunan boy zemindeki 8,0 m alt sınırını sağlar; ancak FHWA GEC 4'e göre bağ boyunu 9–12 m'nin ötesine uzatmak direnci belirgin biçimde artırmadığından delgi çapı büyütülür.

Alternatif: delgi çapı $d_h=200$ mm alınarak:

$$L_b=\frac{450\times 2,5\times 1,10}{\pi \times 0,20\times 190}=\frac{1237,5}{119,38}=10,37\text{ m}\to L_b=10,5\text{ m}$$

Sonuç: $d_h=200$ mm delgi ile $L_b=10,5$ m

Kontrol: $T_d=\pi \times 0,20\times 10,5\times 190/(2,5\times 1,10)=455,8$ kN $\ge F_d=450$ kN ✓; $L_b=10,5$ m $\ge 8,0$ m ✓

Problem 2 — Orta

Veriler:

• Kazı derinliği: $H=8,0$ m
• Ankraj açısı: $\alpha =20°$ (yatayla)
• İçsel sürtünme açısı: $\varphi =30°$
• Ankraj derinliği (duvardan): $z=4,0$ m
• Halat: 15,2 mm çaplı, $A_p=139$ mm², $f_{ptk}=1860$ N/mm²

İstenen: (a) Minimum serbest boyu hesaplayın. (b) İzin verilen en büyük kilitleme yükünü ve testlerde uygulanabilecek en büyük yükü belirleyin.

Çözüm:

a) Serbest Boy Hesabı:

Aktif kayma yüzeyi açısı: $45°+\varphi /2=45°+15°=60°$

Ankrajın duvar üzerindeki noktasından yatay mesafe:

$$x=\frac{H-z}{\tan (60°)}=\frac{8,0-4,0}{1,732}=\frac{4,0}{1,732}=2,31\text{ m}$$

Serbest boy (Kazı Destek Esasları 3.2.2.2(c): $\chi =\max (H/5;2,0)=\max (1,6;2,0)=2,0$ m):

$$L_s=\frac{x}{\cos (\alpha )}+\chi =\frac{2,31}{\cos (20°)}+2,0=\frac{2,31}{0,940}+2,0=2,46+2,0=4,46\text{ m}$$

Minimum (Kazı Destek Esasları 3.2.2.2(a)): $L_s\ge 4,5$ m (halatlı ankraj) → ${\mathbf{L}}_{\mathbf{s}}=4,5\text{ m}$ kullanılır.

b) Kilitleme ve Test Yükü Sınırları:

$$F_{pk}=A_p\times f_{ptk}=139\times 1860=258,5\text{ kN}$$ $$P_{kilit,max}=0,60\times F_{pk}=0,60\times 258,5=155,1\text{ kN}$$

Testlerde uygulanabilecek en büyük yük ($F_{p0.1k}=228$ kN, Tablo 6):

$$P_{p,max}=\min (0,80\times 258,5;0,90\times 228)=\min (206,8;205,2)=205,2\text{ kN}$$

Sonuç: $L_s=4,5$ m; $P_{kilit,max}=155,1$ kN; $P_{p,max}=205,2$ kN

Kontrol: $L_s=4,5$ m ≥ 4,5 m (halat min) ✓; Kilitleme yükü ≤ 155,1 kN ✓

Problem 3 — Zor

Veriler (örnek derin kazı senaryosu, İstanbul):

• Kazı derinliği: $H=12,0$ m
• Zemin profili: 0–4 m kum ($\varphi =30°$, $\gamma =18$ kN/m³), 4–12 m sert kil ($S_u=80$ kPa, $\gamma =19$ kN/m³)
• Yeraltı suyu: kazı tabanının altında (örnek kabul)
• İki sıra ankraj: 1. sıra $z_1=3$ m, 2. sıra $z_2=7$ m; $\alpha =20°$
• Ankraj aralığı (yatay): $s=2,0$ m
• Geçici ankraj; delgi çapı: $d_h=150$ mm
• Kazı destek yapısı Kategori-2 (etkileşim alanında önemli yapı yok)

Bu formüldeki sembollerBu formülde geçen işaretler7 sembol · göster/gizle

Ş

Olası sonucun şiddet puanı

Boyutsuz

α

Katsayı veya açı parametresi

Boyutsuz, °

Alt indis ve formül bağlamı anlamı belirler.

s

Aralık veya katsayı

mm, Boyutsuz

Donatı aralığı ya da zemin katsayısı olabilir.

γ

Birim hacim ağırlığı

kN/m³

Yeraltı su seviyesi etkisinde efektif birim hacim ağırlığı kullanılabilir.

φ

İçsel sürtünme açısı veya donatı/bulon çapı

°, mm

Geoteknikte açı; donatı/bulon gösteriminde çap anlamına gelir.

H

Yükseklik veya hidrolik yük

m

Yapı yüksekliği, su yükü veya kot farkı anlamında kullanılabilir.

S_u

Drenajsız kayma dayanımı

kPa

Kohezyonlu zeminlerde kısa dönem analizlerinde kullanılır.

İstenen: 1. sıra ankrajın tasarım çekme kuvvetini, bağ ve serbest boyunu ve halat sayısını belirleyiniz; deprem hesabının gerekip gerekmediğini kontrol ediniz.

Çözüm:

Adım 1 — Deprem Hesabı Gereği (Kazı Destek Esasları Tablo 1.1 ve 2.6):

Yatay elemanlı (ankrajlı) geçici sistem, $H=12$ m (7–25 m) → Kategori-2. Tablo 2.6'ya göre $H<15$ m olan Kategori-2 geçici sistemlerde deprem hesabı istenmez. Etkileşim alanında önemli bir yapı bulunsaydı kazı Kategori-3 sayılır ve DD-4 düzeyinde $k_h=0,4\cdot S_{DS}/r$ ($r=1,5$) ile statik eşdeğer hesap yapılırdı.

Adım 2 — Zemin Basıncı Zarfı (Kazı Destek Esasları Şekil 3.2b; FHWA GEC 4):

$${\gamma }_{ort}=\frac{4\times 18+8\times 19}{12}=18,67{\text{ kN/m}}^3;N_s=\frac{{\gamma }_{ort}\cdot H}{S_u}=\frac{18,67\times 12}{80}=2,80\le 4$$

Kil ağırlıklı profilde $N_s\le 4$ olduğundan katı–sert kil zarfı kullanılır: $p=0,2\gamma H$ ile $0,4\gamma H$ arasında. Alt sınırla:

$$p=0,2\times 18,67\times 12=44,8\text{ kPa}$$

Zarfın toplam yükü $p\cdot (H-H_1/3-H_3/3)$ ($H_1=3$ m, $H_3=12-7=5$ m):

$$44,8\times (12-1,0-1,67)=44,8\times 9,33=418\text{ kN/m}<3H^2=432\text{ kN/m}$$

FHWA GEC 4 katı killerde zarfın toplam yükünün en az $3H^2$ kN/m olmasını önerdiğinden bu alt sınır belirleyicidir:

$$p=\frac{432}{9,33}=46,3\text{ kPa}$$

Adım 3 — 1. Sıra Ankraj Kuvveti (etki alanı yöntemi, FHWA GEC 4 Şekil 34):

$$T_{1,h}=\left(\frac{2}{3}{H}_1+\frac{H_2}{2}\right)p=(2,0+2,0)\times 46,3=185,2\text{ kN/m}$$

Ankraj eksenindeki servis kuvveti ($s=2,0$ m):

$$T_1=\frac{T_{1,h}\cdot s}{\cos \alpha }=\frac{185,2\times 2,0}{0,940}=394,0\text{ kN}$$

Tasarım kuvveti (Kazı Destek Esasları Tablo 3.5, Aşama 5): $F_d=1,35\times 394,0=531,9$ kN

Adım 4 — Bağ Boyu (sert kil):

Düşük basınçlı (yerçekimiyle) enjeksiyonda $\alpha =0,5$ kabulüyle (örnek kabul; Tablo 5'teki 30–70 kPa aralığında):

$${\tau }_u=0,5\times 80=40\text{ kPa}$$

Araştırma testi yapılmadan $\xi =2,5$, ${\gamma }_a=1,10$:

$$L_b=\frac{531,9\times 2,5\times 1,10}{\pi \times 0,15\times 40}=\frac{1462,7}{18,85}=77,6\text{ m}\text{(kabul edilemez)}$$

Öneri: Kök bölgesi basınçlı (≥ 1,0 MPa) ve ikincil enjeksiyonla imal edilir; araştırma testlerinde ${\tau }_u=150$ kPa doğrulandığı varsayılır (örnek kabul; Tablo 5'te basınçlı enjeksiyonlu orta plastisiteli katı kil 100–250 kPa). Araştırma testi yapıldığı için $\xi =2,0$ alınabilir. Bağ boyunu 9–12 m aralığında tutmak için yatay aralık $s=1,25$ m'ye indirilir (Şekil 3.4: $S_h>1,2$ m ✓):

$$T_1=\frac{185,2\times 1,25}{0,940}=246,3\text{ kN};F_d=1,35\times 246,3=332,5\text{ kN}$$ $$L_b=\frac{332,5\times 2,0\times 1,10}{\pi \times 0,15\times 150}=\frac{731,5}{70,69}=10,35\text{ m}\to {\mathbf{L}}_{\mathbf{b}}=10,5\text{ m}$$

Adım 5 — Serbest Boy: Kil tabakasında drenajsız koşulda ($\varphi =0$) aktif kama düzlemi yataya $45°$ eğimli kabul edilir (basitleştirilmiş Rankine kabulü). Ankraj ekseninin bu düzlemi kestiği uzaklık:

$$t=\frac{H-z_1}{\cos \alpha \cdot \tan 45°+\sin \alpha }=\frac{12-3}{0,940+0,342}=\frac{9,0}{1,282}=7,02\text{ m}$$ $$L_s\ge t+\chi =7,02+\max (12/5;2,0)=7,02+2,4=9,42\text{ m}\to {\mathbf{L}}_{\mathbf{s}}=9,5\text{ m}$$

Toplam Ankraj Boyu: $L=L_s+L_b=9,5+10,5=20,0\text{ m}$

Adım 6 — Halat Seçimi (15,2 mm; $F_{pk}=258,5$ kN, $F_{p0.1k}=228$ kN):

Uygunluk testi ispat yükü (geçici): $P_p=1,33\times 332,5=442,2$ kN; kabul testi: $1,25\times 332,5=415,6$ kN.

2 halat: $\min (0,80\times 517,0;0,90\times 456)=\min (413,6;410,4)=410,4$ kN $<442,2$ kN ✗

3 halat: $\min (0,80\times 775,5;0,90\times 684)=\min (620,4;615,6)=615,6$ kN $\ge 442,2$ kN ✓

$$P_{kilit,max}=0,60\times 775,5=465,3\text{ kN}$$

Sonuç: 1. sıra ankraj — yatay aralık 1,25 m, $F_d=332,5$ kN, $L_s=9,5$ m, $L_b=10,5$ m, 3 adet 15,2 mm halat; deprem hesabı gerekmez (Kategori-2, $H<15$ m). Bu hesap ön tasarımdır; Kategori-2 kazıda nihai tasarım limit denge ve gerilme–deformasyon analizleriyle yapılır ve ${\tau }_u$ araştırma testleriyle doğrulanır.

Kontrol:

• $L_s=9,5$ m $\ge$ 4,5 m (halat min) ✓
• $L_b=10,5$ m $\ge$ 8,0 m ✓; $T_d=\pi \times 0,15\times 10,5\times 150/(2,0\times 1,10)=337,4$ kN $\ge 332,5$ kN ✓
• Uygunluk ispat yükü $442,2$ kN $\le 615,6$ kN ✓

10. Sık Yapılan Hatalar

1. Bağ boyunu aktif kayma yüzeyinde konumlandırmak: Kök bölgesi potansiyel kayma düzleminin en az $\chi =\max (H/5;2,0\text{ m})$ gerisinde başlamalıdır (Kazı Destek Esasları 3.2.2.2(c)).
2. Saha testi yapmadan tasarım değerlerini kullanmak: ${\tau }_u$ için tasarımda yapılan kabuller uygulama aşamasında saha testleriyle her durumda kontrol edilmelidir; uygunluk testleri tüm projelerde zorunludur (Esaslar 3.2.2.3(d), 3.2.4.2(d)).
3. Sünme davranışını göz ardı etmek: Krip ihtimali olan zeminlerde araştırma testiyle kritik krip yükü belirlenir; kalıcı ankrajlarda araştırma testi zorunludur ve ince daneli zeminlerde kalıcı ankraj uygunluk testinin en kısa gözlem aralığı 60–180 dk'dır (Esaslar 3.2.4.1, Tablo 3.13).
4. Geçici ankrajları kalıcı olarak kullanmak: Geçici ankrajın proje ömrü en çok 2 yıl (özel tedbirlerle 3 yıl) olarak tanımlanır; kazı iki yıldan uzun açık kalırsa iki yılı dolduran ankrajlarda germe testleri yapılır ve geçici kazı destek yapısının desteklediği kazı çukuru dört yıldan uzun açık bırakılamaz (Esaslar 1.4.8.3, 2.13.3–2.13.4).
5. Korozyon koruma sınıfını düşük seçmek: Agresif koşullarda geçici ankrajda da en az tek bariyerli koruma zorunludur; kalıcı ankrajlarda her koşulda çift bariyer gerekir (Esaslar Tablo 3.7).
6. Çeper sürtünmesini artırma yöntemlerini ihmal etmek: Düşük çeper sürtünmeli zeminlerde basınçlı ve ikincil enjeksiyon çeper sürtünmesini artırabilir; artış araştırma testiyle gösterilmeden tasarımda kullanılmaz. Kök boyunu uzatmak kapasiteyi orantılı artırmaz (Esaslar 3.2.2.3(b)–(c)).
7. Germe ekipmanının kalibrasyonunu kontrol etmemek: Germe öncesinde ekipman kalibrasyon sertifikalarının güncel olduğu teyit edilir ve her ankraj için germe föyü tutulur; kilitleme yükü belirlenirken kama oturma kaybı (yaygın olarak %10 mertebesinde) hesaba katılır (Esaslar 4.2.8(u), 3.2.4.4(c)).
8. Bağ boyunu tüm uzunlukta tek düz çapta tasarımlamak: Değişken delgi çapı veya kademeli bağ boyu tasarımı daha etkin olabilir.

Kaynaklar

1. TS EN 1537 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. Türk Standardları Enstitüsü (tse.org.tr)
2. TS EN 1997-1 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). Avrupa Komisyonu JRC — Eurocodes (eurocodes.jrc.ec.europa.eu)
3. prEN 10138-3 (öngerme çeliği — halat).
4. TBDY 2018 — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. Resmî Gazete — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (18.03.2018)
5. Kazı Destek Yapıları Hakkında Yönetmelik — RG 18.12.2022/32047; eki Kazı Destek Yapıları Tasarım ve Uygulama Esasları RG 16.07.2026/33311 ile yenilendi. Resmî Gazete (16.07.2026)
6. FHWA-IF-99-015 — Geotechnical Engineering Circular No. 4: Ground Anchors and Anchored Systems (1999). FHWA (fhwa.dot.gov)
7. Kazı Destek Yapıları Yönetmeliği Tasarım El Kitabı — T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı (Temmuz 2023). ÇŞB (csb.gov.tr)

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:

• Zemin Taşıma Gücü Hesaplama
• SPT N30 Düzeltme 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.

yapidan (2026). Zemin Ankrajı Tasarımı — Geçici ve Kalıcı. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/gt/zemin-ankraji-tasarimi-gecici-kalici