İstinat Duvarı ve İksa Duvarı Arasındaki Fark Nedir?

İstinat Duvarı ve İksa Duvarı Arasındaki Fark Nedir?

İnşaat ve geoteknik mühendisliği alanında sıkça karşılaşılan iki kavram olan istinat duvarı ve iksa duvarı, ilk bakışta benzer yapılar gibi görünebilir. Her ikisinin de temelinde zemini tutmak, yanal zemin basınçlarını karşılamak ve farklı kotlardaki zeminlerin kontrollü şekilde bir arada bulunmasını sağlamak vardır.

Ancak bu iki sistemin kullanım amacı, tasarım yaklaşımı, uygulama yöntemi ve proje içerisindeki görevi aynı değildir.

Özellikle şehir içinde gerçekleştirilen derin kazılarda “Burada istinat duvarı mı yapılıyor, iksa mı uygulanıyor?” sorusu sıkça gündeme gelir. Bunun nedeni oldukça anlaşılırdır: Bir inşaat sahasına dışarıdan bakıldığında betonarme yüzeyler, kazıklar, ankrajlar veya zemini tutan düşey elemanlar birbirine benzeyebilir.

Oysa mühendislik açısından önemli olan yalnızca duvarın nasıl göründüğü değil, neden yapıldığı, hangi yükleri taşıdığı, ne kadar süre görev yapacağı ve yapım sürecinin hangi aşamasında devreye girdiğidir.

Bu yazıda istinat duvarı ve iksa duvarı arasındaki farkı, mümkün olduğunca anlaşılır ancak teknik doğruluğu koruyan bir dille ele alacağız.

 

İstinat Duvarı Nedir?

İstinat duvarı, farklı seviyelerde bulunan zeminler arasında kot farkının güvenli şekilde korunmasını sağlayan bir istinat yapısıdır.

Başka bir ifadeyle, zeminin doğal eğimiyle durmasının mümkün olmadığı veya belirli bir geometrinin korunmasının istendiği durumlarda, zemin kütlesinin yanal hareketini sınırlandırmak amacıyla istinat yapıları kullanılır.

Bir yol kenarında, eğimli bir arazide, bina çevresinde veya farklı kotlardaki iki alan arasında gördüğünüz betonarme duvarların önemli bir bölümü bu amaçla yapılır.

Zemin yalnızca aşağı doğru ağırlık oluşturmaz. Kendi ağırlığı, üzerindeki yapılar, araç yükleri, dolgu yükleri ve bazı durumlarda su veya deprem etkileri nedeniyle yatay yönde de basınç oluşturur. İstinat duvarlarının tasarımında bu yanal toprak basınçlarının doğru şekilde belirlenmesi kritik öneme sahiptir. Akademik çalışmalarda istinat yapılarına etkiyen yanal basıncın; zemin özellikleri, duvar hareketi, drenaj durumu ve yükleme koşullarına bağlı olduğu özellikle vurgulanmaktadır.

Örneğin bir yolun bir tarafındaki zemin diğer tarafından üç metre daha yüksekse, bu kot farkının doğal bir şevle çözülmesi için yeterli alan bulunmayabilir. Böyle bir durumda istinat duvarı kullanılarak yüksek kotta bulunan zemin kontrollü şekilde tutulabilir.

Betonarme konsol istinat duvarları en bilinen örneklerden biri olsa da istinat yapıları yalnızca klasik betonarme duvarlardan oluşmaz. Projenin özelliklerine göre farklı sistemler de kullanılabilir.

Buradaki temel fikir şudur:

İstinat duvarı, belirli bir zemin kotunun veya zemin kütlesinin uzun süre boyunca güvenli şekilde tutulması için tasarlanan yapısal bir sistemdir.

 

İksa Duvarı Nedir?

İksa duvarı ise özellikle kazı yapılırken çevredeki zeminin kontrollü şekilde tutulması amacıyla oluşturulan kazı destek sistemidir.

Derin bir kazı düşündüğümüzde konu daha kolay anlaşılır.

Bir arsanın ortasında geniş bir alan varsa, bazı kazılar eğimli şevler oluşturularak gerçekleştirilebilir. Ancak şehir merkezlerinde bu çoğu zaman mümkün değildir. Parsel sınırlarının hemen yanında başka binalar, yollar, altyapı hatları veya komşu parseller bulunabilir.

Örneğin bir binanın bodrum katları için 12–15 metre derinliğinde kazı yapılması gerektiğini düşünelim. Kazı sınırının yalnızca birkaç metre ötesinde mevcut bir bina bulunuyorsa zemini doğal eğimiyle kazmak mümkün olmayabilir.

İşte iksa sistemleri bu noktada devreye girer.

Derin kazı destek sistemleri; kazının güvenli şekilde gerçekleştirilebilmesini sağlamak, kazı çevresindeki zeminin hareketlerini kontrol etmek ve yakın çevrede bulunan yol, altyapı veya mevcut yapıların kazıdan olumsuz etkilenme riskini azaltmak amacıyla tasarlanır. Bu nedenle derin kazılar geoteknik mühendisliğinde önemli bir yapı-zemin etkileşimi problemi olarak değerlendirilir.

İksa sistemi yalnızca bir “duvar”dan ibaret değildir.

Projenin koşullarına bağlı olarak sistem içerisinde:

fore kazıklar, mini kazıklar, diyafram duvarlar, zemin ankrajları, kuşak kirişleri, başlık kirişleri, çelik destekler veya farklı destek elemanları birlikte çalışabilir.

Dolayısıyla “iksa duvarı” ifadesi günlük kullanımda yaygın olsa da mühendislik açısından çoğu projede daha doğru ifade iksa sistemi veya kazı destek sistemi olabilir.

  

İstinat Duvarı ve İksa Duvarı Arasındaki Temel Fark Nedir?

İki sistem arasındaki en önemli farkları özetlemek gerekirse:

İstinat duvarı çoğunlukla mevcut veya oluşturulmuş bir kot farkını tutmak için tasarlanırken, iksa sistemi kazı işleminin güvenli ve kontrollü şekilde gerçekleştirilebilmesi için tasarlanır.

İksa duvarında önce iksa sistemi inşa edilir ve daha sonra kazı yapılır, başlangıçta nihai kazı kotuna inilmemiştir. İstinat duvarında ise önce nihai kazı kotuna kadar kazı ve tesviye yapılır, sonrasında duvar mmal edilir, duvar arkası gerekirse doldurulur. 

İki duvar arasında önemli bir teknik ayrıntı daha vardır;

İksa sistemlerinin mutlaka geçici olduğu, istinat duvarlarının ise mutlaka kalıcı olduğu şeklinde kesin bir kural yoktur. Derin kazı destek sistemleri proje gereksinimine bağlı olarak geçici veya kalıcı tasarlanabilir. Nitekim derin kazı destek sistemlerini inceleyen akademik çalışmalarda da bu sistemlerin her iki şekilde tasarlanabileceği belirtilmektedir.

 

İstinat Duvarı ile İksa Sistemi Arasındaki Farklar

 | Özellik | İstinat Duvarı | İksa Sistemi | Temel amacı | Farklı kotlardaki zemini tutmak | Kazı sırasında zemini ve çevresini kontrol altında tutmak
| Kullanıldığı alan | Yol, arazi düzenlemesi, yapı çevresi, kot farkları | Derin kazılar, bodrum kazıları, şehir içi projeler
| Projedeki rolü | Genellikle nihai yapının bir parçasıdır | Yapım sürecinin veya nihai sistemin bir parçası olabilir
| Çalışma şekli | Yanal zemin basınçlarını karşılar | Yanal zemin basınçları, kazı aşamaları ve çevre etkileşimi birlikte değerlendirilir
| Destek elemanları | Sisteme göre değişir | Ankraj, payanda, kazık, kuşak kirişi vb. elemanlar kullanılabilir
| Tasarım yaklaşımı | Zemin + duvar + yük etkileşimi | Zemin + kazı aşamaları + çevre yapılar + destek elemanları birlikte değerlendirilir
| Geçici / kalıcı | Genellikle kalıcı | Geçici veya kalıcı olabilir

 

İksa sistemlerini klasik istinat yapılarından ayıran en önemli konulardan biri kazının aşamalar halinde ilerlemesidir.

Derin kazılarda çoğu zaman bütün zemin tek seferde kazılmaz.

Örneğin ankrajlı bir fore kazıklı iksa sisteminde önce düşey taşıyıcı elemanlar oluşturulur. Ardından kazı belirli bir seviyeye kadar ilerletilir. Gerekli seviyeye ulaşıldığında ankraj imalatı gerçekleştirilir. Ankrajların test, germe ve kilitleme işlemlerinden sonra bir sonraki kazı kademesine geçilir.

Kazı derinleştikçe yeni ankraj seviyeleri veya farklı destek elemanları devreye girebilir.

 

İksa Duvarı ile İstinat Duvarı Aynı Şey Olabilir mi?

Mühendislik sistemlerini yalnızca isimleri üzerinden kesin sınırlarla ayırmak her zaman mümkün değildir.

Bazı kazı destek sistemleri sadece inşaat süresince görev yapar. Yapının bodrum perdeleri tamamlandıktan sonra geçici iksa sisteminin fonksiyonu değişebilir veya sona erebilir.

Bazı projelerde ise başlangıçta kazı destek sistemi olarak tasarlanan düşey elemanlar nihai yapının kalıcı sistemine de dahil edilebilir.

Benzer şekilde bazı kazıklı veya diyafram duvar sistemleri hem kazı aşamasında iksa görevi görebilir hem de tamamlanmış projede kalıcı bir zemin tutma yapısı olarak çalışabilir.

Dolayısıyla duvara dışarıdan bakarak “Bu istinat duvarıdır” veya “Bu kesinlikle geçici iksadır” demek her zaman mümkün değildir.

Sistemin fonksiyonunu anlamak için projeye, hesap modeline ve yapım aşamalarına bakmak gerekir.

 

En Sık Yapılan Yanlış: İksayı Sadece Beton Duvar Sanmak

Bir başka yaygın yanılgı da iksanın yalnızca kazı kenarında görünen beton yüzeyden ibaret olduğunun düşünülmesidir.

Oysa görünen beton veya kazık yüzeyi sistemin yalnızca bir bölümüdür. Duvarın arkasında zemin ankrajları ve zemin çivileri bulunabilir. Bazı durumlarda zemin ankrajı ve zemin çivilerinin başlık teçhizatı (kafa, plaka, grip, somun vs.) tamamen duvar içerisine gömülü olabilir ve dıştan gözle görülmeyebilir. 

 

Hangisi Daha Güvenlidir, Hangisi Kullanılmalıdır?

“İstinat duvarı mı daha güvenli, iksa sistemi mi?” sorusunun tek bir doğru cevabı yoktur. Çünkü bu iki sistem aynı problemi çözmek için yarışan iki alternatif değildir. Doğru projede doğru amaçla kullanıldıklarında her ikisi de güvenli şekilde tasarlanabilir.

Asıl soru şu olmalıdır:

Projede hangi zemin problemleri çözülmeye çalışılıyor?

Kalıcı bir kot farkı mı tutulacak? Derin bir kazı mı gerçekleştirilecek? Kazı sınırında mevcut bina mı bulunuyor? Yeraltı suyu var mı? Ankraj yapılabilecek alan mevcut mu? Kazı derinliği ne kadar? Çevrede hassas altyapı hatları bulunuyor mu?

Bu soruların cevapları, kullanılacak geoteknik sistemin belirlenmesinde en etkili faktörlerdir.

 

On Zemin olarak geoteknik projelerde her sahayı kendi koşulları içerisinde değerlendiriyor; detaylı analiz, yetkin mühendislik ve kontrollü uygulama yaklaşımıyla projeye özgü, güvenli ve uygulanabilir çözümler geliştiriyoruz.