Silindirle Sıkıştırılmış Beton Baraj Uygulamalari

i
2009
ÖNCÜ POLAT
İnşaat Müh.
SİLİNDİRLE SIKIŞTIRILMIŞ
BETON BARAJ UYGULAMALARI

iii
1. SSB GENEL TANIMI .............................................................................................. 1
2. SSB’NİN TARİHSEL GELİŞİMİ................................................................................ 3
2.1 GENEL............................................................................................................ 3
2.2 SSB BARAJ TASARIMINDA FARKLI YÖNTEMLER............................................. 4
2.3 SSB BARAJLARIN KRONOLOJİSİ ...................................................................... 5
3. SSB BARAJLARIN TASARIMI ................................................................................. 9
3.1 GENEL............................................................................................................ 9
3.2 SAHA SEÇİMİ VE TEMEL DEĞERLENDİRMESİ ............................................... 10
3.2.1 Saha Seçimi...........................................................................................................................10
3.2.2 Kaya Temelller.....................................................................................................................10
3.2.2.1 Kaya Temel Özellikleri............................................................................................. 11
3.2.2.2 Temel Kazı Yönergesi .............................................................................................. 12
3.2.2.1 Temel İyileştirilmesi ve Drenajı.............................................................................. 12
3.2.3 Düşük Elastisite Modüllü veya Kaya Olmayan Zeminler ....................................14
3.3 BARAJ TİPİNİN BELİRLENMESİ .................................................................... 14
3.3.1 Beton Ağırlık Baraj Konsepti .........................................................................................15
3.3.1.1 Fakir Bağlayıcılı SSB Barajlar.................................................................................. 15
3.3.1.2 Zengin (High-Paste) Karışımlı SSB Barajlar........................................................... 15
3.3.1.3 Japon RCD (Roller Compacted Dam) Yöntemi....................................................... 16
3.3.2 SSB Kemer ve Kemer Ağırlık Barajlar ........................................................................16
3.4 TASARIM KRİTERLERİ.................................................................................. 17
3.4.1 Genel........................................................................................................................................17
3.4.2 Yükleme Şartları ve Kombinasyonları .......................................................................18
3.4.3 Güvenlik Katsayıları ..........................................................................................................19

iv
3.4.4 SSB Ağırlık Barajların Hesaplama Yöntemleri........................................................20
3.5 BARAJ GÖVDESİ TASARIM DETAYLARI ......................................................... 22
3.5.1 Termal Analiz ve Çatlak Analizi....................................................................................22
3.5.1.1 Genel ......................................................................................................................... 22
3.5.1.2 Termal Çalışmalar.................................................................................................... 23
3.5.1.3 Sıcaklık Artışının Kontrolü...................................................................................... 23
3.5.1.4 Çatlak Analizi............................................................................................................ 24
3.5.1.5 Olası Çatlak Oluşumuna Karşı Alınacak Önlemler................................................. 24
3.5.2 Sızma Kontrolü ve Memba Yüzü Çeşitleri.................................................................26
3.5.2.1 Membran Kaplı Öndökümlü Beton Panel............................................................... 27
3.5.2.2 Donatılı ve Derzli Beton Önyüz Tipi....................................................................... 29
3.5.2.3 Donatısız ve Sututucu Derzli Beton Önyüz Tipi..................................................... 30
3.5.2.4 Su-tutucu Derzsiz ve Donatısız Beton Önyüz Tipi................................................. 31
3.5.2.5 Öndökümlü Beton Panel Önyüz Tipi ...................................................................... 31
3.5.2.6 Sentetik Kauçuk Membran Kaplama Önyüz Tipi................................................... 32
3.5.3 Mansap Yüzü Çeşitleri......................................................................................................32
3.5.3.1 Donatısız Basamaklı Beton...................................................................................... 33
3.5.3.1 Öndökümlü Beton Panel.......................................................................................... 33
3.5.3.2 Kalıpsız SSB Yöntemi............................................................................................... 33
3.5.4 Tabaka Kalınlıkları ve Tabakalar Arası Yapışma ...................................................34
3.5.4.1 Tabaka Kalınlıkları................................................................................................... 34
3.5.4.2 Tabakalar Arası Yeterli Yapışmanın Sağlanması................................................... 35
3.5.5 Galeriler..................................................................................................................................36
3.6 SSB BARAJA BAĞLI YAPILARIN TASARIM DETAYLARI .................................. 39
3.6.1 Derivasyon ve SSB Batardolar.......................................................................................39
3.6.2 Dolusavak..............................................................................................................................41

v
3.6.3 Su Alma Yapıları..................................................................................................................43
3.7 SSB BARAJLARDA KULLANILAN ÖLÇÜM ALETLERİ....................................... 43
4. MALZEMELER .................................................................................................... 47
4.1 BAĞLAYICI MALZEMELER ............................................................................ 48
4.1.1 Genel........................................................................................................................................48
4.1.2 Çimento..................................................................................................................................48
4.1.3 Puzolanik Malzemeler......................................................................................................49
4.2 İNCE MALZEMELER (FİLLERS) ..................................................................... 50
4.2.1 Genel........................................................................................................................................50
4.2.2 Taşunu ile Yapılan Çalışmalar.......................................................................................50
4.2.3 Taşunu Üretimi İçin Kullanılacak Makinalar...........................................................52
4.3 AGREGALAR................................................................................................. 53
4.3.1 Genel........................................................................................................................................53
4.3.2 Kaba Agregalar....................................................................................................................54
4.3.3 İnce Agregalar ( Tane boyutu 5 mm den küçük)....................................................54
4.3.4 Kalite .......................................................................................................................................55
4.3.5 Tane Dağılımı.......................................................................................................................56
4.3.6 Agrega oranlaması.............................................................................................................57
4.4 SU ................................................................................................................ 60
4.5 KATKILAR.................................................................................................... 61
5. KARIŞIM BİLEŞENLERİNİN BELİRLENMESİ ........................................................ 65
5.1 KARIŞIM BİLEŞENLERİNİN BELİRLENMESİNDE RUTİN YÖNTEM.................. 66
5.1.1 Agregalar ...............................................................................................................................66
5.1.2 Bağlayıcı Malzeme..............................................................................................................71
5.1.2.1 Çimento ve Puzolanik Malzeme Tipinin Seçimi..................................................... 71
5.1.2.2 Bağlayıcı Miktarının Seçimi..................................................................................... 72
5.1.3 Su Miktarının Seçimi.........................................................................................................73

vi
5.1.4 Kimyasal Katkı Kullanımı................................................................................................75
5.2 USACE (United States Army Corps of Engineers) YÖNTEMİ............................ 75
5.3 SONUÇ ......................................................................................................... 78
5.3.1 Genel........................................................................................................................................78
5.3.2 Laboratuvar Çalışmaları..................................................................................................78
5.3.3 Karışımların Sahada Denenmesi (Test Dolgusu)...................................................81
6. SSB’NİN ÖZELLİKLERİ........................................................................................ 85
6.1 SSB DENEY NUMUNELERİNİN HAZIRLANMASI............................................. 87
6.2 TAZE SSB’NİN ÖZELLİKLERİ......................................................................... 88
6.2.1 Kıvam......................................................................................................................................88
6.2.2 Su içeriği ve Birim Ağırlık İlişkisi.................................................................................89
6.2.3 Priz Süresi .............................................................................................................................90
6.2.4 Hava İçeriği...........................................................................................................................92
6.3 SERTLEŞMİŞ SSB ÖZELLİKLERİ .................................................................... 93
6.3.1 Dayanım.................................................................................................................................93
6.3.1.1 Basınç Dayanımı....................................................................................................... 93
6.3.1.2 Çekme Dayanımı ...................................................................................................... 96
6.3.1.2.1 Direk Çekme Dayanımı...................................................................................... 97
6.3.1.2.2 Tabakalar Arası Direk Çekme Dayanımı.......................................................... 98
6.3.1.2.1 Yarmada Çekme Dayanımı................................................................................ 98
6.3.1.2.1 Eğilmede Çekme Dayanımı ............................................................................... 98
6.3.1.3 Kayma Dayanımı...................................................................................................... 99
6.3.2 Elastik Özellikler...............................................................................................................104
6.3.2.1 Elastisite Modülü ................................................................................................... 104
6.3.2.2 Poisson oranı.......................................................................................................... 104
6.3.3 Sünme (Creep)...................................................................................................................104

vii
6.3.4 Çekme Gerilmesi Kapasitesi.........................................................................................106
6.3.5 Hacimsel Değişiklikler....................................................................................................107
6.3.5.1 Rötre Büzülmesi..................................................................................................... 107
6.3.5.2 Kendiliğinden Oluşan Hacim Değişikliği.............................................................. 107
6.3.6 Isıl Özellikler ......................................................................................................................107
6.3.7 Geçirimlilik..........................................................................................................................108
6.3.8 Yoğunluk (Birim Ağırlık)...............................................................................................110
6.3.9 Dayanıklılık (Durabilite)................................................................................................110
6.3.9.1 Aşınma ve Erozyona Karşı Direnç ........................................................................ 110
6.3.9.2 Donma Çözülme Etkisine Karşı Direnç ................................................................ 110
7. SSB İNŞAAT DETAYLARI................................................................................... 115
7.1 GENEL........................................................................................................ 115
7.2 MALZEME PLANLAMASI............................................................................. 116
7.2.1 Agrega Üretimi ve Planlaması.....................................................................................116
7.2.2 Çimento ve Puzolanik Malzeme Temini ..................................................................118
7.3 SSB EKİPMANLARININ PLANLANMASI ....................................................... 119
7.3.1 Genel......................................................................................................................................119
7.3.2 SSB Üretimi ve Tesis Seçimi.........................................................................................119
7.3.3 SSB Soğutma Ekipmanları.............................................................................................124
7.3.4 SSB Taşıma Ekipmanları................................................................................................125
7.3.4.1 Genel ....................................................................................................................... 125
7.3.4.2 Kamyonla Taşıma................................................................................................... 125
7.3.4.3 Taşıyıcı Bant İle Taşıma......................................................................................... 127
7.3.4.4 Şut Yardımı İle Taşıma .......................................................................................... 129
7.3.5 SSB Serme Ekipmanları .................................................................................................131
7.3.6 SSB Sıkıştırma Ekipmanları..........................................................................................132
7.3.7 SSB Kürleme Ekipmanları.............................................................................................134

viii
7.4 İNŞAAT DETAYLARI ................................................................................... 136
7.4.1 Genel......................................................................................................................................136
7.4.2 Yatay Yüzeylerin Hazırlığı ve Temizliği...................................................................136
7.4.2.1 Temel Hazırlığı....................................................................................................... 136
7.4.2.2 Yatay SSB Yüzeylerinin ve İnşaat Derzlerinin Hazırlanması.............................. 138
7.4.3 Serme Yöntemleri.............................................................................................................142
7.4.4 SSB Sıkıştırılması..............................................................................................................144
7.4.5 Düşey Yüzey Sistemleri..................................................................................................145
7.4.5.1 Memba Yüzü Sistemleri......................................................................................... 145
7.4.5.1.1 Kalıplı Döküm Yüzeyleri ................................................................................. 145
7.4.5.1.2 Öndökümlü Beton Yüzeyler............................................................................ 147
7.4.5.2 Mansap Yüzeyi Sistemleri ..................................................................................... 148
7.4.5.3 Yüzeylerde Kullanılan Beton Tipleri .................................................................... 148
7.4.6 Galeriler................................................................................................................................152
7.4.7 Daralma Derzlerinin Oluşturulması..........................................................................157
8. KALİTE KONTROL ............................................................................................ 163
8.1 GENEL........................................................................................................ 163
8.2 SSB ÜRETİMİ ÖNCESİ KALİTE KONTROL AŞAMALARI................................. 164
8.2.1 Personel Seçimi ve Eğitimi ...........................................................................................164
8.2.2 Kalite Kontrol Laboratuvarı ve Şartları...................................................................164
8.2.3 SSB Karışımına Giren Malzemelerin Kontrolü......................................................167
8.2.3.1 Agregaların Kalite Kontrolü.................................................................................. 167
8.2.3.2 Çimento ve Puzolanik Malzeme Kalite Kontrolü................................................. 169
8.2.3.3 Kimyasal Katkı Kalite Kontrolü............................................................................. 169
8.2.3.4 Karışım Suyu Kalite Kontrolü ............................................................................... 169
8.2.4 SSB Üretim Tesisi Kontrolleri......................................................................................170

ix
8.2.5 Deney Dolgusu...................................................................................................................170
8.3 ÜRETİM, SERME VE SIKIŞTIRMA ESNASINDA KALİTE KONTROL ................ 171
8.3.1 Kıvam ve Yoğunluk Kontrolü.......................................................................................172
8.3.2 Su İçeriğinin Belirlenmesi.............................................................................................173
8.3.3 Sıkışmış Birim Ağırlık ve Sıkışma Yüzdesinin Belirlenmesi............................176
8.3.3.1 Teorik Sıkışmış Birim Ağırlık................................................................................ 176
8.3.3.2 Laboratuvar Sıkışmış Birim Ağırlığı..................................................................... 176
8.3.3.3 Arazide Sıkışmış Birim Ağırlık Belirlenmesi ....................................................... 177
8.3.3.4 Sıkışma yüzdesinin Belirlenmesi.......................................................................... 179
8.3.4 Sıcaklık Ölçümü.................................................................................................................179
8.3.5 Saha Kontrolleri................................................................................................................180
8.4 SERTLEŞMİŞ SSB KALİTE KONTROLÜ......................................................... 180
8.4.1 Laboratuvar Deney Silindirlerinin Hazırlanması.................................................180
8.4.2 Dayanım Deneyleri ..........................................................................................................181
8.5 RAPORLAMA.............................................................................................. 181

1
1. SSB GENEL TANIMI
Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) sıkıştırılmasında vibrasyonlu silindirlerin kullanıldığı
beton tipidir.
SSB bir tasarım kriteri ya da tasarım teknolojisi değil, sıfır slampa sahip, toprak işlerinde
kullanılan makinelerle taşınabilen, serilen ve sıkıştırılan betondan oluşan bir inşaat
metodudur.
Sertleşmiş bir SSB’nin bütün özellikleri diğer geleneksel betonlarla aynıdır. Ancak kütle
betonlarında yerleştirme kolaylığından dolayı geleneksel betonlara göre bir çok avantajı
vardır. Bunlar aşağıda sıralanmıştır;
• Düşük su içeriği nedeniyle birim ağırlığı daha yüksek beton oluşur,
• Düşük su içeriği nedeniyle daha az çimento içerir; dolayısıyla hidratasyon ısısı
geleneksel betonlara göre daha düşüktür,
• Geniş alanlarda çok daha hızlı ve büyük hacimde yerleştirme imkanı sağlar,
• Bütün bu özellikleri bakımından geleneksel betonlara göre daha ekonomiktir.
Bu teknoloji Dünya’da birçok barajda başarıyla uygulanmıştır. Baraj teknolojisi olarak
SSB seçilmesinin getirdiği yararlar aşağıda sıralanmıştır,
Dolgu tipteki barajlar ile karşılaştırıldığında,
• SSB olarak tasarlanan barajların gövde hacmi, kaya yada toprak dolgu barajlara
göre çok daha düşüktür. Bu nedenle baraj gövdesine kullanılan malzeme miktarı
azaltılarak kazı, dolgu ve taşıma maliyetleri düşürülebilir,
• Dolusavak baraj gövdesi üzerinde inşa edilebileceği için ayrıca bir dolusavak
kazısı gerektirmeyecektir,

SİLİNDİRLE SIKIŞTRILMIŞ BETON BARAJLAR
2
• Baraj temel kazısından çıkan malzeme SSB agregası olarak
kullanılabilineceğinden atık malzeme miktarı azaltılarak ekonomi sağlanabilir,
• İnşaat yöntemi ve hacim azalması bakımından daha kısa sürede inşa edilebilmesi,
inşaat süresince oluşan masraflardan tasarruf sağladığı gibi, daha erken
işletmeye alınması sayesinde daha ekonomik olacaktır.
Geleneksel beton ağırlık barajlar ile karşılaştırıldığında,
• SSB çimento içeriği geleneksel betonlara göre daha düşük olduğundan çimento
tasarrufu sağlanır,
• Beton, toprak işlerinde kullanılan makinelerle yerleştirileceğinden daha hızlı ve
büyük hacimlerde yerleştirme imkanı sağlayacaktır, ayrıca daha az personel
çalıştırılabileceğinden işçilik maliyetini azaltacaktır,
• SSB içerisinde ki su içeriği düşük olduğundan birim ağırlığı daha yüksek beton
kullanılabilinecektir,
• Çimento içeriği düşük olduğu için hidratasyon ısısının yol açacağı çatlak riski ve
buna karşı alınacak önlemler daha ekonomik olacaktır.
Günümüzde SSB barajlar, Dünya genelinde gelişmiş ve gelişmekte olan birçok ülkede
inşa edilip işletmeye alınmıştır. Başta Çin ve Güney Afrika’da olmak üzere kemer SSB
barajların sayısı da hızla artmaktadır.
Ülkemizde ilk olarak Karakaya Barajı memba batardosunda uygulanan SSB daha sonra
Atatürk, Sır, Berke ve Kürtün barajlarının belirli yapılarında uygulanmıştır. Tamamı SSB
olarak yapımı tamamlanan Cindere, Beydağ ve Çine Barajları başta olmak üzere birçok
baraj SSB olarak projelendirilmiştir.
SSB teknolojisi sadece barajlarda değil havaalanları, yollar ve diğer kaplama işlerinde de
başarıyla uygulanma imkanı bulmuştur.

3
2. SSB’NİN TARİHSEL GELİŞİMİ
2.1 GENEL
1972 yılında Kaliforniya’da düzenlenen Asilomar Konferansında beton barajların daha
hızlı ve ekonomik yöntemlerle inşa edilme ihtiyacı dile getirilmiştir. Sonrasında
Dünya’nın birçok yerinde yapılan sempozyum, konferans ve toplantılarda SSB baraj
konusu irdelenmiştir.
Bu fikrin temel amacı, toprak işlerinde kullanılan makinelerin hızı ve kolaylığı ile beton
malzemesinin avantajları birleştirilerek yeni bir yapım yönteminin oluşturulmasıdır.
SSB’nin kullanıldığı ilk baraj projesi olarak, 1960-61 yıllarında Tayvan’da inşa edilen
Shihmen Barajı’nın batardosu kayıtlara geçmiştir[2.01]. Bu yapıda en büyük tane çapı
76 mm olan geleneksel beton agregası, yine geleneksel beton santralinde 107kg/m3
çimento içeriği ile işlenerek, kamyonlarla taşınmış, 30 cm tabakalar halinde serilmiş ve
sıkıştırılmıştır. Karışımın su içeriği, modifiye proktor deneyi ile hesaplanan optimum
nem içeriğine göre düzenlenmiştir.
1961-1965 tarihleri arasında İtalya’da inşa edilen Alpe Gera Barajı’nda toprak işleri
metoduyla taşınan beton, 70 cm kalınlığında tabakalar halinde serilmiş ve buldozerlere
monte edilen titreşimli vibratörlerle sıkıştırılmıştır[2.02].
SSB için önemli yapıtaşlarından biri de Pakistan’da bulunan Tarbela Barajı’nın 1974-
1986 yılları arasında yapılan rehabilitasyonudur. Bu projede yaklaşık 2.5 milyon m3 SSB
kullanılmıştır[2.03]. SSB üretiminde, 150 mm en büyük tane çaplı dere yatağı agregası
ve 134 kg/m3 çimento kullanılmıştır. Karışım kamyonlarla taşınıp, dozerle serilmiş ve
titreşimli silindirlerle sıkıştırılarak yerleştirilmiştir [2.04].
1974 yılında Japonya’da SSB araştırmalarına katılmış ve 1978 yılında tamamında SSB
kullanılan, 89 m yüksekliğindeki Shimajigawa Barajı inşaatına başlanmıştır[2.03]. Bu
barajda kullanılan SSB, 80 mm en büyük tane çaplı agrega ve %30 u uçucu kül olan 130
kg/m3 bağlayıcıdan oluşmaktadır. Bu barajda kullanılan özel tekniğe RCD (Roller
Compacted Dam) adı verilmiştir.

SİLİNDİRLE SIKIŞTIRILMIŞ BETON BARAJLAR
4
1974’te USACE (United States Army Corps Of Engineers) tarafından Zintel Canyon
rezervuarında bulunan dolgu baraja alternatif olarak SSB ağırlık baraj modeli geliştirildi,
ancak bu baraj SSB olarak inşa edilmedi. Ardından yapılan çalışmalarda Willow Creek
Barajı, 1982 yılında SSB olarak inşa edildi. Böylece RCD den farklı olarak SSB tekniği ile
inşa edilen ilk baraj olma ünvanını aldı.
Willow Creek Barajı, 51 m yüksekliğinde, 300,000 m3 hacminde, dik memba yüzü ve
0.8Y/1D eğiminde mansap yüzü özelliklerindedir. SSB’de 76 mm en büyük tane çaplı
kırma agrega kullanılmıştır.
80’li yıllarda SSB barajların sayısı, bütün Dünya’da SSB teknolojisi geliştikçe aşamalı
olarak artmıştır. Tamamlanmış SSB baraj sayısı 1990 yılı sonunda 65 iken, 1994 yılı
sonunda 136, 1998 yılı sonunda 218, 2002 sonunda 263 ve 2006 yılı sonunda 323
olarak kaydedilmiştir. 2006 yılı itibarı ile yapımı devam eden 61 barajda eklendiği
zaman, Dünya üzerindeki toplam SSB baraj sayısı 384 olarak belirtilmektedir. SSB
barajların yıllara ve kıtalara göre dağılımı Şekil 0.1’de verilmiştir[2.05].
2.2 SSB BARAJ TASARIMINDA FARKLI YÖNTEMLER
SSB baraj tasarımında, 1970 den günümüze kadar üç farklı tasarım öne çıkmıştır.
Bunlar;
Amerika Birleşik Devletleri’nde USACE (United States Army Corps Of Engineers)
tarafından geliştirilen, zayıf bağlayıcı içerikli SSB karışımlı barajlar
Şekil 0.1 SSB Barajların Yıllara ve Kıtalara Göre Dağılımı

Öncü Polat
5
İngiliz Mühendisleri tarafından önerilen, geleneksel betonu andıran zengin
karışımlı SSB’nin toprak işleri makineleri ile işlenmesi ile inşa edilen SSB barajlar,
Japon araştırma grubu tarafından geliştirilen, ve RCD (Roller Compacted Dam)
olarak tanımlanan barajlar,
olarak sıralanabilir.
2.3 SSB BARAJLARIN KRONOLOJİSİ
1964 yılında, 172 metre yüksekliğindeki Alpe Gera beton ağırlık barajının iç
kesimleri, dolgu barajlar gibi, damperli kamyonlar, dozerler ve traktörlere monte
edilen vibratörler kullanılarak, yatay tabakalar halinde inşa edilmiştir.
1970 yılında, Jerome Raphael tarafından “Optimum Gravity Dam (Optimum
Ağırlık Baraj)” adında, toprak işleri makineleri kullanılarak beton ağırlık baraj
yapımı konulu makale yayınlandı.
1970-1973 yıllarında, Tennesse Valley Authority ve USACE tarafından, Tim Fords
ve Lost Creek Barajları üzerine yapılan çalışmalarda SSB’nin ekonomik olarak
yapılabilirliği kanıtlandı.
1974-1975 yıllarında, Pakistan’daki Tarbela Barajı’nın çıkış tünelinin çöken düşü
yatağı SSB ile hızlı şekilde onarılmıştır. Bu kapsamda 350.000 m3 SSB 42 gün gibi
kısa bir sürede yerleştirilmiştir.
1978 yılında, Japonya’da dört yıl süren araştırma çalışmaları sonunda, 89 metre
yüksekliğindeki Shimajigawa Barajı inşaatına başlanmıştır.
1978 yılında, İngiltere’de inşa edilen Wimblehall Barajı’nda, zengin bağlayıcılı
SSB de uçucu kül kullanımı ve lazer kontrollü kayar kalıp sistemi tam ölçekli
olarak denenmiş ve başarıyla uygulanmıştır.
1980 yılında, Shimajigawa Barajı, Dünya’da tamamı SSB ile inşa edilen ilk baraj
olma ünvanını almıştır.
1982 yılında, Willow Creek barajında ulaşılan 5 ayda 331.000 m3 döküm
başarısı, SSB nin hızlı ve ekonomik bir baraj yöntemi olduğunu doğrulamıştır.
1983 yılında, Japonya’da inşa edilen Tamagawa Barajı, Japonya’da 100 metre
yüksekliğinde inşa edilen ilk RCD baraj oldu.
1984 yılında, Avusturalya’da tasarlanan ve 10 ayda inşaatı tamamlanan 40 metre
yüksekliğindeki Copperfield Barajı ile SSB Güney Yarımküre’de de uygulanmaya
başladı.
1984 yılında, ABD’nin Kentucky Eyaleti’nde inşa edilen, 21 metre yüksekliğindeki
Winchester Barajı, önyüzünde, PVC membran kaplı öndükümlü beton paneller
kullanılarak, önyüzü geçirimsiz şekilde inşa edildi. Böylece SSB baraj tekniğinde
“Concrete Faced RCC Dam (Önyüzü Beton SSB Baraj)” diye adlandırılacak teknik
hayata geçirilmiş oldu.

6
1985 yılında, ABD’nin Teksas Eyaleti’nde inşa edilen 6.1 metre yüksekliğindeki
Kerville Barajı, tamamlanmasından 30 gün sonra 4.4 metrelik ve iki yıl sonra 4.9
metrelik taşkına maruz kalmasına rağmen, önemli bir tedbir alınmayan,
korunmasız, baraj kretinde herhangi bir aşınma meydana gelmedi. Böylece
SSB’nin erozyona karşı dayanımı kanıtlanmış oldu.
1988 yılında, Güney Afrika’da inşa edilen 50 metre yüksekliğindeki, Knellpoort
Barajı, Dünya’da kemer ağırlık baraj tipinde inşa edilen ilk SSB baraj oldu.
1991 yılında, Japonya’da inşa edilen 155 metre yüksekliğindeki Myagase Barajı,
Dünya’nın 150 metreden yüksek ilk RCD barajı oldu.
1993 yılında, Çin’de inşa edilen 75 metre yüksekliğindeki, Puding Barajı,
Dünya’nın ilk çift kemer SSB barajı oldu.
2001 yılında, Çin’de, 216 metre yüksekliğindeki, Longtan SSB ağırlık barajının
inşaatına başlandı.

Öncü Polat
7
KAYNAKLAR
2.01.LOWE,J.III.”Utilization of Soil Cement as Slope Protection for Earth Dams”, First ASCE Water
Resources Engineering Conference-Omaha Nebraska, Mayıs 1962.
2.02.GENTILE, G. “Study, Preparation and Placement of Low Cement Concrete, with Special Regards to
its Use in Solid Gravity Dams” VIII. ICOLD Congress, Edimburg,1964.
2.03.Kenneth D., H., & Reinhardt, W. G. (1991). Roller Compacted Concrete Dams.
2.04.Andriolo, Francisco R. The Use of RCC. Sao Paulo : Oficina de textos, 1998.
2.05. Dunstan, M.R.H, “Overview of RCC Dams at the End of 2006”, PROCEEDINGS OF THE FIFTH
INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) DAMS, 2-4 NOVEMBER 2007,
GUIYANG, CHINA.

9
3. SSB BARAJLARIN TASARIMI
3.1 GENEL
SSB uygulaması, beton yerleştirme yöntemidir. Yerleştirilen betonun sıkıştırılmasında
kullanılan yöntem, yapının, yapısal tasarım özelliklerini değiştirmeyecektir. Bu nedenle
geleneksel beton barajlarda kullanılan tasarım kriterleri SSB barajlardan farklılık
göstermez ancak barajı oluşturan yapılar ve özel önlemler bakımından SSB baraj
tasarımı şekil olarak bazı farklılıklar gösterir. Bu bölümde bu şekil farklılıkları
işlenecektir.
Genel anlamda geleneksel beton barajlarla SSB barajlar karşılaştırıldığı takdirde SSB
baraj tasarımı daha ekonomik sonuç verecektir. SSB baraj tasarımını geleneksel beton
barajlardan ekonomik kılan en önemli sebepler şöyle sıralanabilir;
Bağlayıcı içeriğinin düşük olması,
Yerleştirme ekipmanlarının birim maliyete etkisinin daha az olması ve
Kısa inşaat süresi sonucunda erken işletmeye alınması.
Bu sav sadece geleneksel beton barajlar için değil, genel bir kabul olmasada sağlam kaya
zemin üzerine oturan dolgu barajlar için de söylenebilir. SSB barajların dolgu barajlara
göre avantajları şöyle sıralanabilir;
Çok daha düşük gövde hacmiyle barajın oluşturulması,
Baraj dolusavağının yamaçlar yerine doğrudan gövde üzerine alınabilmesi,
dolayısıyla kazı ve beton miktarının azaltılması,
Baraj yapım süresinin kısalması nedeniyle erken işletmeye alınması.
SSB barajların yüksekliği konusunda tartışmalar hala söz konusudur. Fakat tüm dünyada
değişik yüksekliklerde SSB barajlar inşa edilmiş ve inşa edilmeye devam edilmektedir.

10
Bunlardan bir en büyükleri sıralanacak olursa, Çin’de inşa edilen 216 metre
yüksekliğindeki Longtan ve Kolombiya’da inşa edilen 190 metre yüksekliğinde Miel I
barajları örnek verilebilir.
3.2 SAHA SEÇİMİ VE TEMEL DEĞERLENDİRMESİ
3.2.1Saha Seçimi
SSB barajlar için, saha seçimi ve temel gereklilikleri, geleneksel beton ağırlık barajlarla
aynı esaslara dayanır. Ancak SSB birim maliyetinin düşük olması daha büyük aks
genişliklerinde çalışma imkanı sağlar. Tasarımcı beton hacmini düşürme prensibine çok
sıkı olarak bağlı kalmaz. Böylelikle baraj göl hacmi, daha yüksek enerji düşüsü veya daha
kısa iletim hattı gibi konularda esneklik kazanır.
Tasarım ve maliyet açısından dolgu barajlar için optimum sonuç veren aks yeri, SSB için
optimum çözüm olmayabilir. Bu nedenle mukayese çalışmaları yapılırken SSB ve dolgu
barajların sadece aynı aks üzerinde değerlendirilmemesi gerekir. Bu vadinin jeolojisi ve
topoğrafyasına bağlı değişiklikler gösterecektir.
3.2.2 Kaya Temelller
Sağlam kaya temeller, yüksek taşıma kapasitesi, yüksek erozyon ve sızma direnci
nedeniyle beton barajlar için en uygun temel tipidir. SSB barajlar, bazalt (Willow Creek),
kireçtaşı (Winchester), marl (Middle Fork), granit (Copperfield), meta-andezit
(Galesville), silttaşı (Bucca Weir), kuvarsit (Saco) gibi çok değişik kaya tipleri üzerine
inşa edilmiştir[3.01].
Kayma riski ve fay bulunmayan kaya temeller SSB barajlar için en uygun temel tipleridir.
Temelinde kayma riski ve fay boşlukları bulunan bir aks hemen elenmemeli bu tip kaya
temellerde yapılacak iyileştirme maliyeti hesaba katılmalıdır.
Kaya temel yatayda ve düşeyde faklı özellikler göstereceğinden, iyi incelenmelidir. Bu
incelemelerin en uygun ve kolay yolu zeminde karotlu sondajların yapılmasıdır.
Temel araştırmaları ve özellikleri baraj tasarımının en önemli basamağıdır. Tarihsel
araştırmalara bakıldığında barajın yıkılma olasılığı, teorik olarak, baraj gövdesinden çok
temelden kaynaklanmaktadır. Baraj temelinde kayması muhtemel düzlemlere özellikle
önem verilmelidir.
Brezilya’da inşa edilen Camara Barajı’nın sol sahilinde, inşaat sırasında kaldırılmayan
kırıklı düzlemler ve bozunmuş kaya yüzeyi, baraj su tuttuktan sonra harekete geçmiş ve
göçük oluşturmuştur. Ne yazık ki bu olay sonucunda barajdan boşalan 17 milyon m3 su
mansaptaki 250 evi yıkmış, 5 insanın ölümüne ve 800 ailenin evsiz kalmasına yol
açmıştır. Şekil 3.1de bu barajdan görünümler verilmiştir.
Bu nedenle, baraj temelinde yapılacak araştırmalar ve iyileştirmeler için gerekli
bütçeden kesinlikle tasarruf yapılmamalıdır. Aksi takdirde inşaat sonrası karşılaşılacak
beklenmedik bir durumun maliyeti bu harcamalardan çok daha büyük miktarda
olacaktır.

Öncü Polat
11
Şekil 3.1 Camara Barajı sol sahil kayması
3.2.2.1 Kaya Temel Özellikleri
Kaya temelin özellikleri, 5 ana başlıkta belirlenir. Bunlar;
Kaya Basınç Dayanımı
Kayma Dayanımı
Deformasyon Modülü
Poisson Oranı
Permeabilite
Kayanın basınç dayanımı, baraj temel genişliğinin belirlenmesi bakımından önemli bir
veridir. Tasarımcılar, müsaade edilen en büyük taşıma gerilmesini karşılayacak en küçük
temel genişliğini, temel kayasının basınç dayanımının genel yükleme kombinasyonu
altında USBR (United States Bureau of Reclamation) kriterlerine göre genellikle 4,0
alınan güvenlik katsayısıyla çarpılmasıyla hesaplarlar.
Kayanın kayma dayanımı, süreksizliklere, kayanın kohezyonuna ve içsel sürtünme
açısına ve uygulanan normal yüke bağlıdır.

12
Kayma dayanımı verilerinin mevcut olmadığı durumlarda, kohezyon sıfır kabul edilir ve
kayma sürtünmesi kayanın tipine göre seçilir. Normal yükleme kombinasyonunda,
minimum kayma sürtünme emniyet katsayısı 1,5 olarak kabul görmüştür.
Genel anlamda, temel deformasyon modülünün büyüklüğü, boyuna yöndeki değişimleri
kadar kritik değildir. Geleneksel beton ağırlık barajlar, silttaşı, kiltaşı gibi düşük
deformasyon modüllü kaya zeminlere bile oturtulmuştur.
Deformasyon modülündeki ani değişiklikler baraj temelinde oluşturacağı farklı
oturmalar nedeniyle, baraj gövdesinde kırılmalara yol açabilir. Bu nedenle tasarımcı bu
tür düşük deformasyon modüllü bölgeleri tesbit edip, duruma göre iyileştirmeye karar
vermelidir. İyileştirme enjeksiyon ile olabileceği gibi zeminin kaldırılıp yerine SSB veya
geleneksel beton yerleştirilmesi yolu ile de olabilir.
Baraj temelinde perde enjeksiyonu yapılıp yapılmayacağı kayanın permeabilitesine bağlı
olarak kararlaştırılır. Buna rağmen çoğu büyük barajın memba kısmında perde
enjeksiyonu yapılmaktadır.
3.2.2.2 Temel Kazı Yönergesi
Temelde yapılacak kazı miktarı yataktaki alvüyon ve bozunmuş kaya derinliğine bağlı
olarak değişir. Yatağı kaplayan bütün toprak, alüvyon ve döküntüler baraj temelinden
kaldırılmalıdır. Bununla birlikte bozunmuş kaya yüzeyleri de sağlam kayaya ulaşılıncaya
kadar kazılmalı ve kaldırılmalıdır.
Bütün temel süreksizlikleri ne yazık ki temel araştırma sırasında keşfedilemiyebilir.
İnşaat safhasında ortaya çıkacak bu gibi durumlar için baraj sözleşmeleri ve
şartnameleri esnek bırakılmalıdır. Ürdün’de inşa edilen Al Wehdah Barajında bu
durumla karşılaşılmış ve baraj sağ sahilinde ek kazı yapılmıştır. Yapılan kazı zorluğu ve
maliyeti normal kazıdan çok daha fazla olmuş, ayrıca inşaat süresi uzamıştır. Kazılan
kısımlar geleneksel veya silindirle sıkıştırılmış betonlarla doldurulmuştur. Şekil 3.2 de
Al Wehdah Barajı sağ sahilinde tamamlanan kazı ve sonrasında yapılan ek kazılar
gösterilmiştir.
3.2.2.1 Temel İyileştirilmesi ve Drenajı
Baraj temelinde yapılan başlıca iyileştirme yöntemleri, konsolidasyon enjeksiyonu,
perde enjeksiyonu, bozuk zemin ve süreksizliklerin kaldırılıp, SSB veya geleneksel
betonla doldurulması olarak sıralanabilir. Zeminden bozunmuş malzemenin
kaldırılmasından sonra, düşük basıçlı konsolidasyon enjeksiyonu zemindeki doğal
boşlukların, kırıklı zonların ve çatlakların doldurulmasını sağlayacaktır. Ayrıca
konsolidasyon enjeksiyonu temel kazısı sırasında patlatma yada gevşemeden oluşacak
çatlakların da doldurulmasını sağlar.
Konsolidasyon enjeksiyonu, baraj temelinde 3 veya 6 m aralıklarda, 38 mm çapında
delgiler açılıp, içine belli basınçta çimento şerbeti enjekte edilerek gerçekleştirilir.
Konsolidasyon enjeksiyonu için açılan delgi derinlikleri zemin koşulları ve baraj
yüksekliğine bağlı olarak 6 ile 15 metre arasında değişir[3.01].

Öncü Polat
13
Şekil 3.2 Al Wehdah Barajı Sağ Sahil Kazısı

14
Temelden sızan suları drene etmek için de konsolidasyon enjeksiyonuna ihtiyaç
duyulabilir. Bu gibi durumlarda sızma bölgesinde yerel enjeksiyonlar yapılmalıdır.
Perde enjeksiyonu, baraj gövdesi altında oluşacak sızmayı engellemek için yapılır. Perde
enjeksiyonu genellikle baraj gövde aksı ve memba arasında boylu boyunca, 3 metre
aralıklarda, 38 ila 76 mm çapında delgilerle yapılır. Delik aralıkları kayanın durumuna
göre değişiklik gösterebilir. Delgi boyları da baraj yüksekliği ve zemin koşullarına bağlı
olarak değişiklik gösterir.
Kaya zeminlerdeki drenaj delikleri baraj altında oluşacak hidrostatik basıncı düşürmek
ve baraj stabilitesini artırmak için uygulanır. Drenaj delikleri perde enjeksiyonunun
hemen mansabında, perdeden sızacak suları drene etmek amacıyla, genellikle 3 metre
aralıklarda ve 76 mm çapında oluşturulur.
Zayıf zonların kaldırılıp yerine SSB veya geleneksel beton doldurulmasıda bir başka
zemin iyileştirme yöntemidir. SSB maliyetinin geleneksel betondan daha az olması
nedeniyle bu tür boşlukların doldurulmasının SSB kullanılarak yapılması daha uygun bir
yöntemdir. Ancak SSB uygulanacak kısımda uygun sıkıştırılma yapılabilmesi için
silindirin girebileceği yüzey oluşturulmalıdır. Bu tüzeylerin sıkıştırılmasında küçük
sıkıştırıcılar kullanılacak ise bu ekipmanların uygun sıkıştırma oranı vermesi temin
edilmelidir. Baraj yamaçlarında kaya kontaklarının sağlanması amacıyla bu bölgelerde
geleneksel beton veya zenginleştirilmiş SSB kullanılması uygun olacaktır. Genelleme
yapılacak olursa yamaç eğiminin yatay 2.5 ve dikeyde 1 den yüksek olduğu kısımlarda
geleneksel beton veya zenginleştirilmiş SSB, daha düşük olduğu kısımlarda kaya
yüzeyine serilen harç üzerine SSB uygulanması en etkili sonucu verecektir. Kaya
yüzeyiyle yapışma sağlanması baraj stabilitesi ve bu bölgelerde geçirimsizliğin
sağlanması açısından çok önemlidir.
3.2.3 Düşük Elastisite Modüllü veya Kaya Olmayan Zeminler
Silt, kum çakıl gibi kaya olmayan zeminler, yüksekliği 20 metreden düşük SSB barajlar
için uygun zemin olabilirler. Bu tür zeminlerde, farklı oturmalar, sızma, borulanma ve
mansap erozyonu özellikle incelenmesi gereken konulardır. Bu tür zeminler, membada
veya mansapta geçirimsizlik duvarı, apron düzenlemesi yada drenaj sistemi
gerektirirler. Burada önemli olan husus temelde alınacak önlemlerin, yapılacak
kazılardan daha düşük maliyette olmasıdır.
ABD’de inşa edilen Lower Chase Creek barajı düşük elastisite modüllü, Cedar Falls ve
Dryden barajları da kaya olmayan zeminler üzerine inşa edilen barajlara örnek olarak
verilebilir[3.01].
Lower Chase Creek barajında, konglomera zeminde, yükleme plakası yöntemiyle
bulunan deformasyon değeri 0.125 GPa olarak kaydedilmiştir. Yüksekliği 20 metre olan
bu barajda, baraj taban genişliği artırılmış, memba ve mansap şevleri 1:1 olarak
düzenlenmiştir.
3.3 BARAJ TİPİNİN BELİRLENMESİ
SSB baraj tasarımında iki yaklaşım öne çıkmaktadır. Bunlardan birincisi en çok tercih
edilen ağırlık baraj, ikincisi ise silindirik veya çift eğrili kemer baraj tipleridir. Burada

Öncü Polat
15
SSB barajları, geleneksel beton barajlardan ayıran farklılıklar tasarım kriterleri değil
inşaat ve tasarım yöntemleridir.
3.3.1 Beton Ağırlık Baraj Konsepti
Tasarımcı, kati proje aşamasına geçmeden önce baraj sahası ile ilgili bütün özellikleri
özümsemiş olmalıdır. Tasarımı etkileyen en önemli faktörler proje maliyeti, yapım hızı,
görünüm, geçirimsizlik, işletme ve bakım olarak sıralanabilir.
Barajın inşa edildiği coğrafik bölge de tasarımda önemli faktörlerdendir. Örneğin sismik
ve deprem riski taşıyan bir bölgede inşa edilen baraj daha büyük çekme dayanımı
bulunan beton gerektirecektir.
Bütün bu nedenlerden dolayı tasarıma son halini vermeden önce bütün şartlar göz
önünde bulundurulmalı ve karşılaştırma yapılmalıdır. SSB ağırlık baraj tipi üç farklı
şekilde uygulanmaktadır. Bunlar;
Fakir bağlayıcılı SSB barajlar,
Zengin bağlayıcılı SSB barajlar,
Japon RCD (Roller Compacted Dam) barajlar,
3.3.1.1 Fakir Bağlayıcılı SSB Barajlar
Dünya genelinde birçok SSB baraj fakir bir başka deyişle düşük bağlayıcı içerikli SSB
karışımı kullanılarak inşa edilmişlerdir. Bağlayıcı içeriğini minimuma indirmek
doğrudan malzeme maliyetlerini düşürdüğü gibi, dolaylı olarak inşaat maliyetlerini de
düşürmektedir.
Düşük bağlayıcı içerikli karışımlar, hidratasyon ısısını ve betonun elastisite modülünü
azaltır, yüksek sünme değerleri verir. Bu nedenle daha geniş derz aralıkları
kullanılabileceği için derz oluşturma zorluğu ve maliyeti de ortadan kalkacaktır.
Bu tip barajlar önyüz ve kesit seçimlerine göre kendi içinde farklı uygulamalar
bulundurmaktadır. Literatürde katı dolgu olarak adlandırılan barajlarda bu sınıfa
girmektedir.
Katı dolgu barajlar, ön yüzde geçirimsiz bir yapı, simetrik bir kesit, içsel drenajsız SSB
(katı dolgu) kullanılarak, bir anlamda ön yüzü beton kaya dolgu baraj mantığında
tasarlanmışlardır. Tasarımın ana avantajları, baraj gövdesinde ve temelinde gerilme
oluşmaması, devrilme riski bulunmaması, kaymaya karşı çok emniyetli olması, katı
dolgunun düşük maliyeti, geçirimsizlik garantisi ve özellikle deprem bölgelerinde diğer
ağırlık ve ön yüzü beton kaya dolgu barajlara nazaran çok daha emniyetli olmasıdır.
[3.04]
3.3.1.2 Zengin (High-Paste) Karışımlı SSB Barajlar
Zengin bağlayıcılı karışım kullanılarak yapılan SSB barajlar, geleneksel beton ağırlık
barajlarla aynı görünüme, geçirimsizliğe ve performansa sahip ancak daha düşük

16
maliyetle inşa edilen barajlardır. Bu tip barajlarda geçirimsizlik gövdenin tamamıyla
sağlanır.
Geçirimsizliği sağlamak için minimum çimento ve yüksek miktarda uçucu kül veya başka
puzolanik malzemeden faydalanılır. Genellikle, beton dayanım değerlerinin yüksek
olması nedeniyle memba şevleri diktir. Buna bağlı hacim azlığı ve kayar kalıp
kullanılabilmesi inşaat hızını artırır.
Burada belirleyici olan baraj temelinin özellikleri ve kret uzunluğudur. Bu tip barajlar
ağırlık veya kemer ağırlık tipinde projelendirilebilirler.
3.3.1.3 Japon RCD (Roller Compacted Dam) Yöntemi
Bu yöntemde baraj bütünüyle geleneksel beton ağırlık baraj mantığında inşa edilir.
Sadece daha maliyetli olan geleneksel beton yerine SSB kullanılır. Karışım tasarımı ve
inşaat yöntemleri bakımından diğer SSB baraj tiplerinden ayrı değerlendirilirler.
3.3.2 SSB Kemer ve Kemer Ağırlık Barajlar
Kemer barajlar yapısal anlamda en etkin baraj tipleridir. Bu tipteki barajlar, ince kemer,
kalın kemer ve kemer ağırlık baraj olarak sınıflandırılırlar.
SSB, özellikle geniş vadilerde inşa edilecek kemer barajlar için ekonomik çözüm sergiler.
SSB kemer barajlar, kemer işlevini yerine getirmesi için bünyelerinde düşey yapı derzi
bulundurmazlar. İnşaat süresince bırakılan derzler enjeksiyon yapılabilir olmalıdır ve
beton büzülmesini tamamladıktan sonra bu derzlere enjeksiyon yapılmalıdır. Çatlama
riski tamamen yok edilmelidir. Bu nedenle SSB kemer barajların inşaatında ve karışım
seçiminde, termal olaylara karşı özellikle dikkat edilmelidir. Özellikle inşaat süresinin
soğuk aylara denk getirilmesi ve SSB yerleştirme sıcaklığının düşük tutulması en etkili
ve en kolay önlemler olacaktır.
SSB kemer barajlar, SSB’nin yerleştirme yöntemlerinden dolayı daha geniş kesit
gerektirir. Bu nedenle, SSB kemer barajlar, belli ölçülerin altında uygulanamazlar. SSB
olarak projelendirilen bir kemer barajın kret genişliği en az 3 metre ve tercihen 5
metreden düşük olamamalıdır. Uygulanabilir en düşük SSB kemer baraj yükseklikleri,
tek kemerde 30 metre, çift kemerde ise 60 metre olarak belirtilmiştir[3.01].
1988 yılında, Avusturalya’da eşzamanlı olarak inşa edilen, 50 metre yüksekliğindeki
Knellpoort ve 70 metre yüksekliğindeki Wolwedans barajları kemer ağırlık SSB baraj
tipinin ilk örnekleridir.
Knellpoort barajının ön yüzü dik, mansap yüzü ise 0.6D/1Y eğiminde basamaklı olarak
projelendirilmiştir. Baraj gövdesinde 45.000 m3, 70 kg/m3’ü uçucu kül olmak üzere, 203
kg/m3 bağlayıcı içerikli SSB kullanılmıştır. Baraj aksı boyunca 10 metre aralıklarla,
dalgalı sac levha kullanılarak, enjeksiyon yapılabilinecek, yapı derzleri oluşturulmuştur.
Wolwedans barajının ön yüzü dik, mansap yüzü 0.5D/1Y eğimde basamaklı olarak
projelendirilmiştir. Baraj gövdesinde 180.000 m3, 70 kg/m3’ü uçucu kül olmak üzere,
194 kg/m3 bağlayıcı içerikli SSB kullanılmıştır. Baraj aksı boyunca 10 metre aralıklarla,
plastik levhalar kullanılarak, enjeksiyon yapılabilinecek, yapı derzleri oluşturulmuştur.
Baraj su tuttuktan sonra yapılan gözlemlerde, derzlerde açılma ve yaklaşık 14 l/s su

Öncü Polat
17
kaçağı tespit edilmiştir. 1993 yılında bu derzlere enjeksiyon yapılarak baraj emniyetli ve
sızdırmaz şekilde işletmeye alınmıştır.
Güney Afrika’da inşa edilen kemer ağırlık barajlardan elde edilen tecrübelerden sonra,
1996 yılından sonra Çin’de, Puding(çift kemer) ve Wenquanpu(tek kemer) ince kemer
SSB barajları inşa edilmiştir.
SSB, tam anlamıyla uygulandığı zaman özelikleri bakımından geleneksel betonlara göre
daha yoğun, geçirimsiz ve dayanıklıdır. Bu nedenle kütle betonu uygulamalarında,
geleneksel beton yerine SSB kullanılması daha ekonomik sonuçlar vermiştir. SSB
sayesinde beton barajlar yeniden dolgu tip barajlarla karşılaştırılabilinecek maliyete
düşürülmüştür.
3.4 TASARIM KRİTERLERİ
3.4.1 Genel
Ekonomik ve güvenli bir tasarım için, SSB ağırlık barajlar da klasik beton ağırlık barajlar
gibi üçgen kesitte oluşturulmuşlardır.
SSB ağırlık barajlar için kret kotu maksimum su seviyesi olarak alınabilir. Buna ek olarak
havapayı için baraj kretine parapet duvar inşa edilir. Bu özelliği ile dolgu barajlardaki
hava payı ve çökme değerleri elimine edilerek daha düşük kret kotu hesaplanabilir.
SSB ağırlık barajların memba yüzü genellikle dik olarak tasarlanır. Ancak baraj temeline
yakın memba yüzü şevlendirilerek oturma alanı ve kaymaya karşı direnci artırılır.
Mansap yüzü genellikle temelden krete doğru, lineer eğimde tasarlanır. Lineer eğim hem
yapısal çözümde hem de inşaat sırasında kolaylık sağlar. Ancak yüksek SSB barajlarda
hacimden tasarruf edilmesi amacıyla eğrisel mansap şevi oluşturulabilinir.
Döküm derzleri arasında oluşturulacak yapışma, barajın tek blok halinde çalışmasında
önemli rol oynar. Bu yapışmanın olmaması durumunda, kabul edilebilir sınırların
dışında kayma riski oluşturacak derzler meydana gelir. Bu yapışma aynı zamanda
tabakalar arasında oluşacak sızmayı ve oluşması muhtemel su kaldırma (Uplift) etkisini
de engeller. Baraj tasarımı yapılırken tabakalar arasındaki müsaade edilebilecek
maksimum kayma ve çekme gerilmesi değerleri hesaplanmalı ve SSB karışım
çalışmalarını yapacak ve değerlendirecek uzmanlara bildirilmelidir.
Barajı düşey çatlaklardan korumak, en önemli tasarım kriterlerinden biridir. Düşey
çatlakların oluşma riski, baraj yüksekliğine ve hacmine ayrıca SSB içerisinde kullanılan
bağlayıcı malzeme miktarına bağlı olarak değişir. Bütün baraj boyunca bırakılacak,
düşey yapı derz aralıklarının 20 metreyi geçmemesi, bu tür çatlakların oluşmasını
engellemenin en etkili yoludur.
SSB ağırlık bir barajda kullanılan bütün malzemeler, kalite yönünden aynı yükseklikte
inşa edilecek geleneksel beton ağırlık barajda kullanılacaklarla aynı şartları sağlamalıdır.
SSB baraj üzerine yerleştirilecek büyük kapaklı dolusavaklar, barajın stabilitesini etkiler.
Baraj gövdesine entegre edilecek bu tür dolusavakların ve dolusavak duvarlarının baraj

18
üzerinde çok büyük gerilmeler oluşturacağı özellikle dikkate alınmalıdır. Dolusavak eşiği
mümkün olduğunca geniş tutulmalıdır.
3.4.2 Yükleme Şartları ve Kombinasyonları
SSB ağırlık baraj için hesap edilecek yükler, diğer barajlarda da olduğu gibi, reservuar ve
kuyruksuyu basıncı, sıcaklık, ölü yük, sediment ve deprem yükleridir. SSB ağırlık
barajlar için oluşacak yükler şekil 3.3 te şematik olarak verilmiştir.
Yatay Yükler;
H1 Baraj rezervuarından gelen hidrostatik basınç.
H2 Yatay sediment yükü.
H3 Memba yüzünde buzlanma yükü.
H4 Göl yüzeyinde oluşacak dalga yükü.
H5 Kuyruksuyunun mansap yüzüne ilettiği basınç.
H6 Deprem esnasında oluşacak, göl eylemsizlik yükü.
Şekil 3.3 Baraj Kesitine Etkiyen Yükler

Öncü Polat
19
H7 Deprem esnasında oluşacak, baraj gövdesinin eylemsizlik yükü.
Düşey Yükler;
V1 Baraj ölü yükü. Burada SSB nin geleneksel betonlara göre daha yoğun bir beton
olduğu unutulmamalıdır. SSB birim ağırlığı malzemeye de bağlı olarak 2400 kg/m3
değerini aşabilir.
V2 Memba yüzünün eğimli olması durumunda, memba yüzüne gelecek su ve silt yükü.
V3 Su kaldırma(uplift) yükü.
V4 Deprem esnasında oluşacak, baraj gövdesinin eylemsizlik yükü.
Yapı ayrıca, bağlayıcı malzemenin hidratasyonundan oluşan termal gerilmeler etkisinde
kalacaktır.
Yükleme Kombinasyonları;
SSB ağırlık baraj tasarımı yapılırken, yukarıda belirtilen bütün yükler hesaba katılarak,
muhtemel yükleme kombinasyonları dikkate alınmalıdır.Yükleme kombinasyonları
normal, anormal ve ekstrem durum olarak sınıflandırılabilinir.
Normal Yükleme Kombinasyonu: Bu yükleme kombinasyonu, baraj normal dolu halinde
oluşan hidrostatik basınç, ölü baraj ağırlığı, kaldırma (uplift) yükü, silt yükü, buz yükü,
ve kuyruk suyu basıncı yüklerinin aynı anda yüklenmesi durumudur.
Anormal Yükleme Kombinasyonu: Bu yükleme kombinasyonu, barajın tam dolu olması
halinde oluşan hidrostatik basınç, ölü baraj ağırlığı, kaldırma (uplift) yükü, silt yükü, buz
yükü, ve kuyruk suyu basıncı yüklerinin aynı anda yüklenmesi durumudur.
Ekstrem Yükleme Kombinasyonu: Bu yükleme kombinasyonu, baraj normal dolu halinde
oluşan hidrostatik basınç, ölü baraj ağırlığı, kaldırma (uplift) yükü, silt yükü, buz yükü,
kuyruk suyu basıncı yükü ve maksimum muhtemel deprem yüklerinin (MCE) aynı anda
yüklenmesi durumudur.
Baraj aynı zamanda tasarımcı tarafından öngürülen başka yükleme kombinasyonları
ilede kontrol edilmelidir.
3.4.3 Güvenlik Katsayıları
SSB ağırlık barajlar için güvenlik katsayıları standart yöntemlerle hesaplanabilir. Ancak
bu konuda yetkili kurumlar tarafından yayınlamış teknik yayınlardan faydalanmakta
mümkündür. USBR [3.05,3.06] kriterlerine göre aşağıda belirtilen güvenlik katsayıları
kullanılabilinir;
Temel gerilmeleri
Normal yükleme kombinasyonu : 4,0

20
Anormal yükleme kombinasyonu : 2,7
Extrem yükleme kombinasyonu : 1,3
Beton gerilmeleri barajla birlikte
Normal yükleme kombinasyonu : 3,0
Anormal yükleme kombinasyonu : 2,0
Maksimum müsaade edilen basınç dayanımı içinde belli limitler verilmiştir. Hiçbir
durumda müsaade edilen basınç emniyet gerilmesi normal yükleme kombinasyonunda
10,3 MPa’ı geçmemelidir. Bu değer anormal yükleme kombinasyonunda %50 artırılarak
15,5Mpa olarak sınırlandırılmıştır.[3.03]
3.4.4 SSB Ağırlık Barajların Hesaplama Yöntemleri
SSB ağırlık barajların gerilme ve stabilite hesapları geleneksel beton ağırlık barajlarda
kullanılan yöntemlerle yapılır.
SSB barajların hesaplanmasında geleneksel beton barajlardan farklılık gösteren konular
aşağıda sıralanmıştır;
SSB malzemeleri, projeye bağlı olarak daha geniş aralıkta özellik gösterir.
SSB tabakaları arasında çok daha fazla yatay derz bulunmaktadır. Hesapta bu
derzlere yapılacak iyileştirme gözönünde bulundurulmalıdır.
Gerilme Analizleri;
Statik gerilme analizleri genellikle, baraj ön çalışmaları kapsamında yapılır. Geniş
vadilerde yer alan SSB barajlarda, gerilme analizleri yapılırken, iki boyutlu ağırlık veya
sonlu elemanlar yöntemleri en uygun sonucu verir. Trial Load Twist Method ve üç
boyutlu sonlu elemanlar yöntemi gibi karmaşık yöntemler daha çok dar vadi veya
kanyonlarda uygulanır. Deprem bölglerinde inşa edilecek barajlarda, iki yada üç boyutlu
sonlu elemanlar yöntemi uygulanır.
Normal yükleme kombinasyonu altındaki bir SSB ağırlık barajda, maksimum basınç
gerilmesi mansap topuğunda ve maksimum çekme gerilmesi memba topuğunda oluşur.
Baraj kesiti genellikle normal yükleme kombinasyonunda, çekme gerilmesi meydana
gelmeyecek şekilde tasarlanır.
Genellikle, çok yüksek barajlar dışında, maksimum basınç gerilmesi tasarımda ana
faktör değildir. Baraj temel genişliğine bağlı olarak, maksimum basınç dayanımı
genellikle, baraj yüksekliğinin 0,025 MPa/m katına eşittir.[3.01] Basınç dayanımı beton
özelliklerinden en kolay ölçülebilineni ve diğer özelliklere referans olması nedeniyle
birçok projede beton kalitesi açısından istenen parametre olmuştur.
Kayma Analizi;

Öncü Polat
21
Geleneksel beton ağırlık barajlarda olduğu gibi kaymaya karşı direnç, betonun
kohezyonuna, basınç dayanımına ve betonun kayma sürtünme katsayısına bağlıdır.
Barajın kaymaya karşı direncinin hesaplanmasında kayma-sürtünme faktörü (KSF) adı
verilen bir ölçüt kullanılmaktadır. Bu değerin hesaplanması aşağıdaki formülle yapılır;
KSF= (cA + (W-U)TanΦ) /H
Burada;
c : Birim Kohezyon
A : Kesit Alanı
W : Kesite Etkiyen Yük
U : Kesitteki Alttan Kaldırma(Uplift) Yükü
Φ : Kayma Sürtünme Açısı
H : Yatay Kayma Kuvveti,
Olarak verilmiştir.
KSF için genellikle aşağıda belirtilen değerler kaymaya karşı güvenli kabul
edilmişlerdir,[3.07]
Normal yükleme kombinasyonu : 2-4
Anormal yükleme kombinasyonu : 1,5-2
Kesite etkiyen düşey yük belirlenirken, inşaat sırasında ulaşılacak ortalama sıkışmış SSB
birim ağırlığı kullanılmalıdır.
Döküm derzleri arasındaki kayma özellikleri değerlendirilirken, barajda kullanılan SSB
karışım özellikleri, derz hazırlama yöntemleri, sıkıştırma için geçen zaman ve dış
etkenler göz önünde bulundurulmalıdır. Kati projede kullanılacak bu etkenlerin
belirlenmesinde, benzer projelerde kullanılan, karışım özellikleri ve derz hazırlama
yöntemlerinden faydalanılabilinir. Tasarımcı kabul ettiği değerlere, inşaat safhasında da
ulaşılabilineceğine emin olmalıdır.
Ön tasarım koşullarında genellikle, kohezyon değeri basınç dayanımının %5’i ve
sürtünme katsayısı 1,0 olarak kabul edilmektedir. [3.07]

22
3.5 BARAJ GÖVDESİ TASARIM DETAYLARI
3.5.1 Termal Analiz ve Çatlak Analizi
3.5.1.1 Genel
Sıcaklık ve nem değişikliklerinden kaynaklanan, hacim değişiklikleri geleneksel kütle
betonlarında olduğu gibi, SSB için de kaygı verici bir özelliktir. Buna rağmen termal
özellikler bakımından, SSB ile inşa edilen barajların geleneksel betonlarla inşa edilenlere
göre avantajları vardır. Bunlar;
SSB barajların daha düşük bağlayıcı içeriği ile inşa edilmesi
SSB yerleştirme hızının yüksek olması ve dolayısıyla genellikle sıcak hava ile
temas etme süresinin azalması,
olarak sıralanabilinir. Bu iki avantaj, SSB barajdaki sıcaklık artışını azaltır ve çatlama
riskine karşın, geleneksel betonla inşa edilen barajlara göre, daha az duyarlı hale getirir.
Beton sıcaklık artışıyla genleşir ve azalmasıyla büzülür. Benzer olarak beton içindeki
nemin artmasıyla genleşir ve azalmasıyla büzülür. Betonun basınç dayanımına karşı
güçlü, çekme gerilmelerine karşı zayıf olmasından ötürü, kontrolsüz sıcaklık ve nem
azalması beton için kaygı verici bir durumdur. Termal çekme gerilmesinden oluşacak
çatlaklar derin ve bütün baraj boyunca oluşabilir. Buna karşın neme bağlı çatlaklar
sadece beton yüzeyinde oluşur. Bu nedenle termal çatlaklar tasarımcılar bakımından
nem çatlaklarına göre çok daha fazla önem arzeder.
SSB barajlar kaya zeminlerle temas halinde olduklarından dolayı, dışsal bir zorlamaya
maruz kalırlar. SSB üzerindeki zorlanma düşük dış sıcaklık ve yüksek iç sıcaklık
durumunda da başlar. Baraj termal analizi yapılırken iki tip zorlanma koşulu gözönünde
bulundurulmalıdır. Bunlar dışsal zorlanma ve içsel zorlanma olarak adlandırılabilirler.
Dışsal zorlanma, baraj temeliyle kontak bölgesinde maksimum, baraj kreti ortalarında
ise minimum değerde olur. İçsel zorlanma ise sıcaklık değişiminin en yavaş olduğu
bölgelerde maksimum değere ulaşır. Dışsal zorlanma durumunda kütle pik sıcaklığa
ulaşır ve sonrasında belli zaman aralığında, ortalama hava sıcaklığına veya rezervuar su
sıcaklığına ulaşıncaya kadar, soğuma eğilimine girer. Bu soğuma sırasında oluşacak
hacimsel değişimden ve temelden kaynaklanan çekme kuvvetinin, SSB’nin çekme
dayanımından büyük olması durumunda çatlak oluşur. Bu durumda oluşacak çatlak dik
veya dike yakın bir şekilde ve barajın boylu boyunca oluşur.

Öncü Polat
23
İçsel zorlanma durumunda, baraj merkezindeki sıcaklık, hava ile temas eden dış
yüzeydeki sıcaklıktan daha yüksektir. Bu durumda baraj dış yüzeyi büzülmeye çalıştıkça
iç yüzey buna karşı koyar, böylece baraj içerisindeki farklı gerilmelerden dolayı yüzeyde
çatlaklar oluşur. Bu çatlaklar genellikle, dik ve baraj aksının enine doğrultuda oluşur
ancak, genellikle barajın boylu boyunca ilerlemez.
3.5.1.2 Termal Çalışmalar
Termal sayısal yöntemler, karmaşık bilgisayar destekli sonlu elemanlar yöntemi ve zor
hesap metodları arasında değişmektedir. Çoğu büyük SSB barajda, beton yapı üzerindeki
sıcaklık dağılımının belirlenmesi sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla yapılır. Termal
çalışmalarda kullanılabilinecek yöntemler, USBR ETL 1110-2-542’de [3.08] detaylı
olarak açıklanmıştır.
Yapının sıcaklık gelişimi, SSB yerleştirme sıcaklığı, zaman içerisindeki sıcaklık gelişimi
ve dış yüzeylerdeki şartlara bağlı olarak değişir. Burada dış yüzeylerden kasıt, memba ve
mansap yüzündeki su ve hava sıcaklıkları ve kaya yüzeyindeki sıcaklıklardır.
Termal analiz yürütülürken, SSB nin belli özellikleri ve baraj SSB döküm planı önemlidir.
Bu özelikler, özgül ısı, yayılma gücü, ısıl iletkenlik, termal genleşme katsayısı, belli
yaşlardaki adiabatik sıcaklık gelişimi, çekme dayanımı, elastisite modülü ve sünme
değerleri olarak sıralanabilinir.
Yapım planı ve zamanlaması dış hava şartlarının hesap edilmesi için gereklidir. Yapım
zamanı ve hızı değiştiği durumlarda termal analiz tekrar gözden geçirilmelidir.
3.5.1.3 Sıcaklık Artışının Kontrolü
Yapıdaki maksimum içsel sıcaklık artışı, SSB karışımının sıcaklık artışı ve SSB
yerleştirme sıcaklığı düşürülerek kontrol edilebilir. Son dayanım ve geçirimlilik
şartlarının sağlanması koşuluyla, hidratasyon ısısı düşük çimento kullanılması, düşük
içerikli bağlayıcı kullanılması ve karışım içerisindeki puzolanik malzeme miktarının
artırılması yapıdaki hidratasyon ısısı artışını azaltacaktır. Agregaların soğutulması,
karışım içerisinde buz ya da soğuk su kullanılması, dökümün gece yapılması, SSB
yerleştirme sıcaklığının düşürülmesinde kullanılacak yöntemlerdir.
Şekil 3.4 Çatlak Oluşumu

24
Soğuk hava şartlarında bulunan baraj sahalarında, beton çabuk soğuma eğilimi gösterir.
Bu bölgelerde inşa edilecek barajlarda yerleştirme sıcaklığı oldukça düşük tutulmalıdır.
3.5.1.4 Çatlak Analizi
Bilgisayar yardımıyla, pik sıcaklığın büyüklüğü ve yeri öngörüldükten sonra
tasarımcının dikkat etmesi gereken konu yapıdaki sıcaklık düşüşünün herhangi bir
çatlak oluşturup oluşturmayacağı konusudur. Sıcaklık düşüşünün çatlak oluşturacağı
kanısına varıldığı takdirde, oluşturması muhtemel çatlakların yerinin, açıklığının
belirlenmesi ve bu çatlakların önlenmesi ya da tedbir alınması diğer bir hesap adımıdır.
Betonun çekme deformasyon kapasitesi, karışım özeliiklerine ve uygulanan yükleme
hızına bağlı olarak değişir. Betona uygulanan yükleme hızının yavaş olması durumunda,
çekme deformasyon kapasitesi hızlı yükleme anından çok daha büyüktür. Sıcaklık
değişimlerinden kaynaklanan yükleme genellikle yavaş hızdadır. Ancak gece ve gündüz
arasındaki sıcaklık farklarının çok büyük olması durumunda betona şok etkisi yaparak
ani şekil değiştirmesine ve dolayısıyla hızlı yüklemeye yol açar. Betonun minimum
çekme deformasyon kapasitesi hesaplanırken bu durumlar gözönüne alınmalıdır.
Betonun çekme deformasyon kapasitesini iki ana faktör etkiler bunlardan ilki betonun
çekme dayanımı ikincisi ise elastisite modülüdür. Yüksek deformasyon kapasitesi,
yüksek çekme dayanımı ve düşük elastisite modülü değeri veren betonlarda görülür.
Dolayısıyla yüksek bağlayıcı miktarı içeren karışımlar daha yüksek deformasyon
kapasitesi verir ancak hidratasyondan dolayı oluşacak ısı da daha fazla olacaktır. Beton
çekme deformasyon kapasitesinin de diğer özellikler gibi zamanla artacağı dikkate
alınmalıdır.
Betonda kullanılacak agreganın, betonun, çekme dayanımına, elastisite modülüne ve
termal genleşme katsayısına büyük etkisi vardır. Kırma agrega kullanımı, diğer faktörler
sabit kalmak şartıyla, normal agregaya nazaran daha yüksek çekme dayanımı verecektir.
Düşük termal genleşme katsayılı ve düşük elastisite modüllü agrega kullanımı çatlak
riskini azaltacaktır. Ancak agrega ocakları seçiminde maliyet açısından daha çok uygun
ve yakın ocaklar tercih edileceğinden, SSB bünyesinde kullanılacak olan agreganın
termal ve elastik özelliklerinin de hesaba katılması gerekmektedir.
Çekme deformasyon kapasitesi, SSB silindirlerine uygulanacak direk çekme deneyi
sırasında uygulanan çekme yükünün, elastisite modülüne bölünmesiyle bulunabilir.
3.5.1.5 Olası Çatlak Oluşumuna Karşı Alınacak Önlemler
SSB Barajlarda çatlak oluşması muhtemel kısımlar bulunduktan sonra bu kısımlarda
alınacak önlemler gözden geçirilmelidir. Pratik olarak çatlak oluşturmadan SSB baraj
yapımı olası değildir.
Baraj gövdesinde oluşacak kontrolsüz bir çatlak oluşumu;
Galerilere ve mansaba su sızması,
Temelden baraj gövdesine su sızması,
Betonun yıkanması ve zayıflaması,

Öncü Polat
25
Alkali agrega reaksiyonu riskinin artması,
Hava şartlarından etkilenme sonucu betonun bozunması,
Donma çözülme etkisinde beklenmedik gerilmelerin oluşması ve sonucunda
baraj stabilitesinin bozulması,
Yüksek alttan kaldırma (uplift) yüklerinin oluşması,
Çok zor ve pahalı tamir gereksinimi,
sonuçlarını doğuracaktır;
Baraj tasarımı sırasında çatlakların yaklaşık olarak hangi aralıklarda oluşacağı
kestirilebilir. Unutulmamalıdır ki çatlaklar betonun çekmeye karşı en zayıf olduğu
bölgede oluşacaktır. Bu nedenle bu seçenek doğaya bırakılmadan belli aralıklarda, çatlak
yönlendiriciler bir başka deyişle yapı derzleri bırakılmalı ve bu yapı derzlerinde su
tutucular ile önlem alınmalıdır. Baraj memba yüzünün geçirimsiz membran ile
kaplanmasıda çatlak riskine karşı alınacak önlemlerden biridir.
Yapı içerisinde bırakılacak derzler yapının stabilitesine etki etmeyecek ve derz aralıkları
termal analiz sonucunda belirlenecektir. Tablo 3.1 de bazı projelerden derlenen
özellikler verilmiştir.
Baraj Ülke
Kret
uzunluğu
(m)
Yüksekliği
(m)
SSB Hacmi
(1000m3)
Bağlayıcı
İçeriği
(kg/m3)
Yapı derz
sayısı
veya
aralığı (m)
Notlar
Aoulouz Morokko 480 70 610 100C 45m Aşırı sızma
Asahiogawa Japonya 260 84 361 96C+24UK 15m Çatlak Yok
Capanda Angola 1203 110 757 70C 20 Çatlak Yok
Copperfield Avustralya 340 40 140 95C+15UK
üç yapı
derzi
Enine bir
çatlak ve
sızma
Elk Creek ABD 365 25 260 118C+56UK 90m
Yapı derzleri
arasında
çatlak
Galesville ABD 290 51 170 52C+54UK yok
Yedi adet
çatlak ve
sızma
Mano Japonya 239 69 219 96C+24UK 15m Çatlak Yok
Migayese Japonya 400 155 2000 91C+39UK 15m Çatlak Yok
Pirika Japonya 910 40 365 84C+36UK 15m Çatlak Yok
Quail Creek ABD 609 42 131 135C+152UK 40m-100m
60 metreden
düşük
açıklıklarda
çatlak yok

26
Riou Fransa 308 26 45 40C+120UK yok Birçok çatlak
Shimajigawa Japonya 240 89 317 91C+36UK 15m Çatlak Yok
Shuikou Çin 646 50 300 50C+100UK 30m Çatlak Yok
Upper
Stillwater
ABD 815 90 80C+175UK yok
5m ve 15m
aralıklarla
birçok çatlak
Ugura-i Arjantin 690 76 600 60C
20m
memba
beton yüzü
4 adet
baraj
gövde SSB
Dört düşey
çatlak
Cindere Türkiye 280 115 1500 50C+20UK 15m-20m Çatlak Yok
Beydağ Türkiye 785 100 2400 60C+30UK 20m Çatlak Yok
Al Wehdah Ürdün 485 108 1450 60C+60UK 30m Çatlak Yok
Tablo 3.1. Farklı Barajlardan Derlenmiş Bilgiler
3.5.2 Sızma Kontrolü ve Memba Yüzü Çeşitleri
SSB barajların sızma kontrolünde birçok farklı yöntem uygulanmıştır. Bu yöntemleri iki
ana sınıfta değerlendirmek mümkündür bunlardan birincisi baraj gövdesinin tümüyle
geçirimsiz perde olarak kullanılması, ikincisi ise baraj memba yüzünde geçirimsizlik için
gövdenin tümüne göre daha geçirimsiz membran yada farklı beton tipi kulanılmasıdır.
Şekil 3.5 SSB Barajlarda Memba Yüzü Seçimleri (2008)

Öncü Polat
27
Memba yüzü seçimi barajdan beklenen geçirimsizlik değeri ve alınacak önlemlerin
maliyetine göre değişir. Dünya genelinde inşa edilen barajlarda kulanılan memba yüzü
tipleri hakkında istatistiksel bilgi Şekil 3.5 te verilmiştir.[3.10]
3.5.2.1 Membran Kaplı Öndökümlü Beton Panel
Membran kaplı öndökümlü panel tipinde oluşturulan memba yüzünün temel amacı
barajı tamamen geçirimsiz kılmaktır. Bu yöntem, yaklaşık 2 mm kalınlığındaki PVC
membranın yaklaşık 100 mm kalınlığında öndökümlü beton panele döküm esnasında
monte edilip, sonrasında bu beton panellerin kalıp şeklinde önyüze yerleştirilmesiyle
oluşturulur. Beton panellerin arkasına geleneksel beton veya zenginleştirilmiş SSB
yerleştirilir. Sistem Şekil 3.6 da şematik olarak verilmiştir.
Şekil 3.6 PVC Membran Kaplı Öndökümlü Beton Panel Önyüz Detayı

28
Şekil 3.7 Cindere Barajı Önyüz Detayları

Öncü Polat
29
Bu yöntemde inşaat sırasında panel arkasına sızması muhtemel suların uzaklaştırılması
için yatayda ve düşeyde drenaj boruları döşenir ve bu borular drenaj galerilerine
bağlanır. Şekil 3.8 de Beydağ Barajında kullanılan öndökümlü beton panel ve drenaj
sistemi detayı verilmiştir.
Şekil 3.8 Drenaj Sistemi Detayı
3.5.2.2 Donatılı ve Derzli Beton Önyüz Tipi
Donatılı beton önyüz yönteminde, donatılı beton SSB gövde inşaatından sonra
yerleştirilir. Yöntem bakımından önyüzü beton dolgu barajlardaki mantık güdülür.
Yüzeyde termal çatlak oluşmaması için, beton yerleştirilmeden SSB nin soğumaya
başlaması gereklidir. Bu da baraj yapım süresinin uzaması sonucunu doğurur. Yöntem
Şekil 3.9 da gösterilmiştir.
Şekil 3.9 Donatılı Önyüz Betonu

30
3.5.2.3 Donatısız ve Sututucu Derzli Beton Önyüz Tipi
Bu tipte yapılan önyüz kaplamaları dünya genelinde en çok kullanılan tiptir. Ancak bu
yöntem, yatay beton kalınlığı, yapı derz aralığı ve derz derinliği bakımından kendi içinde
farklılık gösterir.
Bu yöntemin en büyük avantajı, SSB ve geleneksel beton yerleşiminin aynı anda
yapılmasına izin vermesidir. Ancak, ön yüzdeki beton yerleştirilirken kalıp yüzeyinde
boşluk ve ayrışma görülme riski fazladır. Ayrıca, yapının tek blok halinde çalışması için,
SSB ile beton arasında tam kaynaşma olmalıdır. Bu nedenle bu tip önyüzlerde
sıkıştırılma işlemi çok özenli yapılmalıdır.
Bu yöntemde önyüzde kullanılan beton, geleneksel karıştırılmış beton olabileceği gibi
yerinde çimento şerbetiyle zenginleştirilmiş SSB de olabilir. Zenginleştirilmiş SSB
kullanımı yapıda kullanılacak SSB’nin fiziksel özelliklerine bağlıdır. Genel anlamda 120
kg/m3 ten az bağlayıcı içeren ve ASTM C 1170[3.09] te belirtilen deney metoduna göre,
Vebe değeri 15 saniyeden yüksek olan karışımlarda zenginleştirme işleminin yapılması
mümkün değildir.
Japon RCD yöntemiyle inşa edilen Shimajigawa ve Tamagawa barajlarında 3 metre beton
kalınlığı 15 metre aralıklı yapı derzleri kullanılırken, Amerikada inşa edilen, Elk Creek
barajında yatay beton kalınlığı 1 metre ve yapı derzi aralığı 91 metre, Ürdün’de inşa
edilen Al Wehdah Barajında zenginleştirilmiş SSB kalınlığı 0,6 metre ve yapı derz aralığı
30 metre olarak teşkil edilmiştir. Her iki yöntemde de derz aralıklarına su tutucular
yerleştirilmiştir.
Şekil 3.10 Shimajigawa Barajı Geleneksel Beton Önyüz Derz Detayı

Öncü Polat
31
Şekil 3.11 Al Wehdah Barajı Zenginleştirilmiş SSB Önyüz Derz Detayı
3.5.2.4 Su-tutucu Derzsiz ve Donatısız Beton Önyüz Tipi
Bu tip önyüz sistemi genellikle küçük barajlarda uygulanır. Baraj derzli yada derzsiz inşa
edildikten sonra oluşan çatlaklar su tutma işleminden önce sızdırmaz izolasyon
malzemesi ile kaplanır. Yöntem olarak pek kullanışlı ve uygulanabilir olmamasına
rağmen, Amerika’daki üç barajda kullanılmıştır.
3.5.2.5 Öndökümlü Beton Panel Önyüz Tipi
Bu tip önyüz sisteminde yüksek dayanımlı öndökümlü beton plaklar baraj önyüzüne
kalıp gibi monte edilirler ve panelerin arkasına geleneksel beton veya zenginleştirilmiş
SSB yerleştirilir. Türkiye’de inşa edilen Çine Barajı bu tipte yapılmıştır.
Şekil 3.12 Çine Barajı Önyüz Öndökümlü Panel ve Derz Detayı

32
3.5.2.6 Sentetik Kauçuk Membran Kaplama Önyüz Tipi
Bölüm 3.5.2.2. de anlatılan beton yüzeyler bazen geçirimsizlik için yeterli bulunmazlar,
bu durumlarda memba yüzü boydan boya veya kısmen sentetik kauçuk malzemeden
üretilen membranla kaplanır. Bu sistemde membran ile beton yüz arasında drenaj
sistemi oluşturulur. Şekil 3.13 de verilen, Amerika’da inşa edilen Olivenhain Barajı bu
tipe örnektir.
Şekil 3.13 Olivenhain Barajı Önyüz Detayları
3.5.3 Mansap Yüzü Çeşitleri
SSB barajların mansap yüzleri içinde farklı yapım yöntemleri kullanılmıştır. Dünya
genelinde kullanılan yöntemlerin istatistiksel bilgileri Şekil 3.14 te verilmiştir.[3.10]

Öncü Polat
33
Şekil 3.14 SSB Barajlarda Mansap Yüzü Seçimleri (2008)
3.5.3.1 Donatısız Basamaklı Beton
Bu yöntemde SSB ile mansap kalıbı arasına geleneksel beton veya zenginleştirilmiş SSB
uygulanır. Mansap basamak yüksekliği sıkışmış SSB tabaka yüksekliklerinin tam katı
olarak seçilir. Basamak genişliği ise baraj mansap yüzünün eğimine göre planlanır.
Bu tip mansap yüzü yöntemi dünya genelinde en çok kullanılan yöntem olarak öne
çıkmaktadır. Türkiye’deki uygulamalara bakılacak olursa Cindere ve Beydağ barajları bu
yöntemle yapılmıştır. Şekil 3.15 te bu Cindere ve Beydağ Barajlarının mansap yüzü
detayları verilmiştir.
3.5.3.1 Öndökümlü Beton Panel
Bu yöntemde, baraj önyüzünde olduğu gibi kalıp olarak yüksek dayanımlı beton paneller
kullanılır. Ve bu paneller ile SSB arasına geleneksel beton veya zenginleştirilmiş beton
uygulanır. Türkiye’de inşa edilen Çine Barajında bu yöntem uygulanmıştır.
3.5.3.2 Kalıpsız SSB Yöntemi
Bu yöntem genelde baraj mansap eğimi 1/1 yada 0,9/1 olan barajlarda veya kapama
seddelerinde uygulanırlar. Ancak, mansap yüzündeki görünüm önem taşıyorsa ve baraj
yöresindeki hava şartları betonun dayanıklılığını tehdit edecek boyutta ise bu yöntemin
kullanılması pek uygun değildir. Bu yöntemde SSB tabakasının etek kısımları özel bir
makine ile sıkıştırılır.

34
Şekil 3.15 Cindere ve Beydağ Barajları Mansap Yüz Detayları
3.5.4 Tabaka Kalınlıkları ve Tabakalar Arası Yapışma
3.5.4.1 Tabaka Kalınlıkları
Tasarım sırasında seçilecek tabaka kalınlığı, inşaat sırasında kullanılacak sıkıştırma
ekipmanı ve karışımın kıvamına bağlıdır. Burada tabaka kalınlığından kasıt, serilmiş
olan değil, bir seferde sıkıştırılacak SSB tabakası kalınlığıdır.
Tabaka kalınlığının belirlenmesindeki amaç serilen SSB tabakasının tamamının, mevcut
sıkıştırma ekipmanları ile, kabul edilebilir sıkışma yüzdesine kadar sıkıştırılabilmesidir.

Öncü Polat
35
Dünya genelindeki uygulamalarda tabaka kalınlığı büyük çoğunlukla 270-300 mm
seçilmiştir. Bu konudaki istatistiksel bilgi Şekil 3.16 da verilmiştir.[3.10]
Şekil 3.16 SSB Barajlarda Tabaka Kalınlığı Seçimleri(2008)
Tabaka kalınlıklarının artırılması, tabaka tabanında sıkışmamış zonların oluşmasına ve
dolayısıyla bu bölgelerden sızma ve kayma zayıflığı oluşmasına yol açar. Özellikle kuru
karışımlarla çalışılacak barajlarda 300 mm’den kalın tabakaların seçilmesi halinde
sıkıştırma işlemi çok özenle ve kontrollü yapılmalıdır. 300 mm den kalın tabaka kalınlığı
seçilmesi durumunda sıkıştırma işlemi deney dolgusunda tecrübe edilmelidir. Tabaka
kalınlığının fazla tutulması makine çalışma maliyetlerini düşürebilir ancak, kalın
tabakaların sıkıştırılmasının ince tabakalara göre daha fazla zaman alacağı da hesaba
katılmalıdır.
El tipi veya küçük sıkıştırma elemanlarıyla sıkıştırma yapılması zorunlu dar kısımlarda,
gerekli sıkışma yüzdesine ulaşmak amacıyla tabaka kalınlığı düşürülebilir.
Baraj SSB tabakaları memba yüzünden mansap yüzüne doğru %2lik bir eğimde
serilebilir. Böylece inşaat sırasında yağmur sularının tabakalar üzerinde birikmesi
önlenebilir.
3.5.4.2 Tabakalar Arası Yeterli Yapışmanın Sağlanması
SSB tabakaları arasındaki yapışma 1970 ten beri laboratuvar ve saha şartları altında
incelenmektedir. Ayrıca yapılardan alınan karotlar ve inşaat sırasındaki şartlar
karşılaştırılarak da belli sonuçlar elde edilmiştir.
SSB barajların tabakalar halinde serilmesi nedeniyle bu tabakalar arasındaki yapışma
barajın işlevini yerine getirmesi için çok önemlidir. İyi yapışma sağlanamayan tabakalar
arasında, alttan kaldırma sonucu kayma direnci ve deprem anında karşılaşılacak çekme
dayanımı düşer ayrıca tabakalar arası sızma riski artar. Bu nedenle SSB yerleştirme
sırasında yerleştilen yüzeyde belli iyileştirme işlemleri yapılmalıdır.

36
SSB tabakaları arasındaki derz iyileştirme işlemlerinde kullanılacak yöntemler, yapıda
oluşacak gerilmelere, kullanılan karışımların fiziksel özelliklerine, tabakalar arası geçen
zamana ve tabakanın maruz kaldığı sıcaklık ve rüzgar şartlarına göre değişir. Bu
nedenle tasarımcı baraj boyutları ve kullanılacak SSB karışımına bağlı olarak, gerekli
olan yapışma şartlarını hesap edip tabaka iyileştirme yöntemlerini belirtmelidir.
Tabakalar arasında tam yapışma sağlanması için alt tabakanın prize başlamamış olması
gereklidir. Şartlar ne olursa olsun üzerine yeni tabaka serilecek alt SSB tabakasının
yüzeyi göllenme olmayacak şekilde sürekli nemli tutulmalıdır. Tabaka yüzeyinin kuru
olması durumunda hiçbir şekilde yapışma sağlanamayacaktır. Ayrıca tabaka üzerindeki
bütün kuru ve gevşek malzeme hava veya su ile temizlenmelidir. Tabaka iyileştirme
işlemleri prize başlamış alt tabaka durumunda yapılır.
Tabakalar arasındaki derz iyileştirme işlemleri belirlenirken öncelikle, yapıdaki yatay
derzlerden beklenen kayma ve çekme dayanımları belirlenmelidir. Çekme gerilmesi
genellikle barajın önyüzünde ve mansap yüzünde oluşacaktır. Çekme bölgesindeki
derzlerden beklenen çekme dayanımı SSB’den beklenen çekme dayanımı ile aynı
değerde olacaktır. Bu nedenle bu bölgelerdeki tabakaların tam yapışma sağlaması
gerekmektedir. Tabakaların yerleştirilmesi sırasında geçen zaman ve çevre etkileri
gözönüne alındığında tabakalar arasında zayıf derzlerin oluşacağı kesindir. Bundan
dolayı bu bölgelerde şartlar ne olursa olsun bütün tabakalar arasında yapıştırıcı etkisi
gösterecek yastık betonu kullanılması gerekmektedir.
Dünya genelinde inşa edilen barajlarda yapılan çalışmalar değerlendirildiğinde, yastık
betonu kullanılmadan oluşturulan yatay derzlerdeki, çekme ve kayma dayanımları,
tabakalar arasında geçen zamana bağlı olarak kullanılan SSB nin çekme ve kayma
gerilmelerinin %50-%60 ı kadar değer verdiği görülmüştür.[3.03]
İyileştirme işlemlerinin şartları, tabakalar arasında geçen zamana ve tabakanın yüzey
sıcaklığına bağlı olarak ağırlaşır. Çoğu kaynakta bu zaman ve yüzey sıcaklık değeri için
olgunluk (maturity) adı verilen kavram kullanılmıştır. Olgunluk kavramı tabaka
serildikten sonra geçen zamanın her saat başı ölçülen tabaka yüzey sıcaklığı ile
çarpılmasıyla bulunur. Birim olarak derece-saat kullanılır. Olgunluk limit değerleri,
kullanılan karışımın priz süresine bağlı olarak değişeceğinden, her proje için farklı
değerlendirilmelidir. Yüksek çekme ve kayma gerilmeleri beklenen barajlarda
iyileştirme işlemlerini belirlemenin en kesin ve etkili yolu, şantiyede yapılacak test
dolgusunda elde edilen sonuçların değerlendirilmesidir.
3.5.5 Galeriler
Beton barajlarda, galeriler genellikle,
• Drenaj sularının toplanması,
• Temelde enjeksiyon ve drenaj delgilerinin yapılması,
• Yapının davranışlarının incelenmesi,
• İyileştirme işlemlerinin yapılması,

Öncü Polat
37
• Baraj su alma yapısı ve dolusavak yapılarında bulunan mekanik ve elektronik
aksamın yerleştirilmesi ve kontrolu,
• Baraj içine yerleştirilen elektrik ve ölçüm aleti kablolarının döşenmesinin
sağlanması,
amacı ile oluşturulurlar.
Galeriler, inşaat zorluğu bakımından SSB barajlarda, inşaat hızını azaltan ana
etkenlerden biridir. Bu nedenle baraj gövdesine yerleştirilecek galerilerin birden çok
amaca hizmet etmesi ve sayıca azaltılması gereklidir.
Özellikle yüksekliği 40 metreden daha az olan barajlarda galeri yerleştirilmesi uygun
görülmemektedir[3.01]. Bu yükseklikteki barajlarda alttan su kaldırma (uplift) kuvveti
çok fazla olmayacağından dolayı drenaj delgilerine gerek görülmez.
Galeri projelendirilmesinde ve yapım tekniğinde, tasarımcılar ve yükleniciler tarafından
farklı yöntemler uygulanmıştır. Bunlardan en yaygın olarak kullanılan üç tip Şekil 3.17
de gösterilmiştir.

38
Şekil 3.17 Galeri Tip Enkesitleri

Öncü Polat
39
SSB barajlarda galeri boyutları hesaplanırken galeride çalışacak makine boyutları
dikkate alınarak en küçük kesit genişliğini verecek boyut seçilmelidir. Enjeksiyon ve
drenaj galerileri genellikle 2,00-2,50 metre eninde ve 3,00 metre yüksekliğinde
projelendirilmektedirler.
Galeri tavanlarında kullanılacak donatı hesaplanırken plak üzerine gelecek statik yük ve
SSB sıkıştırılması esnasında oluşacak dinamik yük hesaba katılmalıdır.
3.6 SSB BARAJA BAĞLI YAPILARIN TASARIM DETAYLARI
3.6.1 Derivasyon ve SSB Batardolar
SSB barajlarda derivasyon işleminin maliyeti dolgu barajlara göre daha az maliyetli
olabilir. SSB barajlarda derivasyon işlemi için yamaçlardan geçecek tünel yerine açık
kanal veya kondüvi alternatifi dolgu barajlara göre daha kolay uygulanabilinir. Baraj
gövde genişliğinin kısa olması derivasyon yapısının boyunu da kısaltacaktır. Kondüvi
şeklinde oluşturulan derivasyon yapısının inşaat sonrasında su alma yapısına
dönüştürülmesi de söz konusudur.
Malezya’da inşa edilen Kinta barajında derivasyon açık kanallı sistemle oluşturulmuştur.
Şekil 3.18 Kinta Barajı Açık Derivasyon Kanalı/Malezya
Derivasyon yapısının kapasitesi yenilemeli taşkınlara bağlı olarak değişmektedir.
Genellikle derivasyon kapasitesi için inşaat süresinin beş katı süre içerisinde gelmesi
muhtemel taşkın debisi seçilir. SSB barajların inşaat süresi göz önüne alındığında daha
düşük taşkın debisine göre boyutlandırma yapılabilinir.
SSB baraj inşaatının hızlı olması bazı durumlarda batardo ihtiyacını da ortadan
kaldırmaktadır. Kuru mevsimde barajın tamamının veya önyüzünde batardo işlevi
görecek kadar kısmının yükseltilmesi sayesinde yağışlı mevsime kadar gerekli batardo

40
kotuna ulaşılabilinir. Bu sayede yağışlı mevsimde gelecek taşkın doğrudan derivasyon
yapısına çevrilebilir.
Şekil 3.19 Cindere Barajı İçsel Batardo İnşaatı
Ayrıca geniş vadilerde ve temel kazısının az olduğu yerlerde yapılacak olan SSB
barajlarda, suyun nehir yatağının sağ veya sol kısmına yönlendirilip, gövdenin bir
kısmının ve bu kısım altında yapılacak kanalın öncelikle inşa edilmesiyle, nehrin
derivasyon işlemi büyük hacimli batardoya gerek kalmadan yapılabilir.
Şekil 3.20 Salto Caxias Barajı Nehir Derivasyonu

Öncü Polat
41
3.6.2 Dolusavak
Bütün baraj tiplerinde dolusavaklar olası en büyük taşkın debisini ve bundan küçük
debileri emniyetli ve ekonomik bir şekilde savaklayabilecek boyutlarda tasarlanırlar.
Hidrolik gerekliliklere bağlı olmakla beraber, baraj inşaatlarındaki dolusavaklar, maliyet
bakımından önemli yer tutmaktadır. Beton barajlarda dolusavaklar, diğer dolgu
barajlardan farklı olarak gövde üzerine oturtulabilmektedirler. Böylece dolgu barajlara
göre çok büyük ekonomik avantaj sağlanmaktadır.
Beton barajların erozyona karşı dayanımını ve yüksek stabilitesinden dolayı, taşkın
anında suyun baraj üzerinden aşmasına müsaade edilebilir. Japon tasarımcılar beton
barajlardaki dolusavak kapasitesini diğer dolgu barajlara göre yüzde 20 kadar daha az
seçmişlerdir. Amerikan tasarımcılar da beton barajlardaki muhtemel maksimum taşkın
debisinin daha altında dolusavak kapasiteleri seçmişlerdir.
Geleneksel beton veya dolgu barajlarda kullanılan herhangi bir dolusavak modeli SSB
barajlar içinde kullanılabilinir. Geniş eşikli dolusavak tasarımı, dolusavak yan duvar
yüksekliklerini azaltacaktır. Kret üzerinde dolusavak harici kısımların inşaatı, inşaat
zorluğu ve giriş zorluğu bakımından dolusavak eşiğinden daha maliyetli olacaktır. Bu
nedenle baraj mansabında yeterli yatak bulunması durumunda dolusavak eşiği mümkün
olduğunca uzun tutulup, yan duvar yüksekliği düşürülmelidir.
Baraj üzerinde inşa edilecek kapaklı ve yüksek duvarlı dolusavak inşaatı, kontrolsüz
geniş açıklıklı dolusavaktan çok daha maliyetli olacaktır.
SSB barajlarda, dolusavak kanal yüzeyi olarak üç farklı tasarım uygulanmaktadır.
Bunlar;
• Düz geleneksel betonarme kaplı yüzey,
• Geleneksel beton veya zenginleştirilmiş SSB kaplı basamaklı yüzey,
• Kalıpsız açıkta SSB yüzeyi, olarak sıralanabilir.
Geleneksel düzgün yüzeyli dolusavaklarda temel amaç dolusavak eşiğini aşan suyun
beton yüzeyinde kavitasyona yol açmadan atılabilmesidir. SSB barajlarda genellikle
basamaklı kanal tipi uygulanmaktadır. Basamaklı kanal tipi dolusavakta, basamakların
yarattığı türbülans, negatif basınçları düşürür ve kavitasyona engel olur.
Basamaklı oluşturulan dolusavak kanallarında suyun hızı basamaklarda azalacağından
dolayı enerji kırıcı havuz daha az maliyetli tasarlanabilir.
Kalıpsız açıkta SSB yüzeyi kullanılacak dolusavak kanallarında, kanal eğimi, SSB
yerleştirilmesi sırasında oluşacak tabaka yamacı eğimiyle sınırlıdır. Yüksek barajlarda
oluşacak yüksek su hızından ve kavitasyon riskinden dolayı bu tür kanallar tercih
edilmezler.

42
Şekil 3.21 Al Wehdah Barajı Kontrolsüz Basamaklı Dolusavağı
Şekil 3.22 Cindere Barajı Kontrollü Dolusavağı

Öncü Polat
43
3.6.3 Su Alma Yapıları
SSB barajlarda su alma yapıları genellikle baraj gövdesinde yer alırlar. Su alma yapıları
yaygın olarak, memba yüzünde yerleştirilen su alma ağzı veya kulesi, baraj gövdesinden
veya temelinden geçirilen konduvi ve mansap yüzüne yerleştirilen kontrol odasından
oluşur.
Şekil 3.23 Al Wehdah Barajı Su Alma Yapısı
Enerji projelerinde, su alma yapısının gövde içine yerleştirilmesi, dolgu barajlardaki
tünel veya kazı maliyetlerini azaltarak ekonomik avantaj sağlar.
3.7 SSB BARAJLARDA KULLANILAN ÖLÇÜM ALETLERİ
Su yükü altındaki her baraj gövdesi ve temeli, şekil değiştirme ve sızma etkisine maruz
kalır. Ancak, bu tür hareketler gözlemlenip kayıt altına alınmalıdır. Herhangi bir
beklenmedik durumda önceden önlem alınması baraj güvenliği açısından çok önemlidir.
Barajlarda kullanılan ölçüm aletleri kontrol ve araştırma olmak üzere iki amaca hizmet
eder. Bunlardan birinci gruptakiler baraj güvenliği ile doğrudan ilgilidir ve
yerleştirilmesi zorunludur. İkinci gruptakiler ise daha çok sonraki projelerde
kullanılmak üzere istatistiksel veri alımını sağlarlar.
Barajlarda kullanılan ölçüm aletlerinin sayısı, projenin büyüklüğü, temel ve işletme
koşullarına bağlı olarak değişir. Zayıf ve sorunlu temeller üzerine inşa edilen ve yüksek
barajlarda ölçüm aletleri daha büyük önem arzeder.

44
Ölçüm programı, barajın amacını, tasarımı sırasındaki kabulleri ve oluşması muhtemel
sorunları bilen tasarımcılar tarafından belirlenmelidir. Tasarımcı baraj güvenliği için
sürekli olarak ölçülmesi ve sonraki projelerde kullanılması için gereken bilgileri
belirleyip alet yerleşimini ve veri toplama programını buna göre hesaplamalıdır.
Tablo 3.2 de ölçüm aletlerinin amacı ve yerleşimi hakkında bilgi verilmiştir. [45]
Ölçülecek veri Ölçüm Aleti Yerleşim Açıklama
Baraj Güvenliği Amacıyla Yerleştirilen
Sızıntı veya kaçak
•Savak
•Oluk
•Kalibrasyonlu kap
ve kronometre
• Drenaj tüneli
çıkışı
• Baraj Mansabı
• Drenaj delikleri
Suyun hacmi zamana bağlı
ölçülerek kaydedilir
Kaldırma Basıncı Piezometre
Baraj temeli, kaya,
beton kontakları ve
baraj içi
Çatlak ve Derz
Açıklığı
Ekstensiyometre veya
mikrometre
Çatlak üzeri veya
derz arası
Çatlak ve derz
oluşumundan sonra
yerleştirilir.
Su Seviyesi
Eşel, Şamandıra basınç
dengeleyici
• Baraj memba
yüzü
• Enerji kırıcı
havuz
Baraj gövdesine ve
kuyruksuyuna etkiyen su
yükünün hesaplanmasında
kullanılır.
Yapısal şekil
değiştirme ve yer
değiştirme
• Topografik Ölçüm
aleti
• Pendulum veya
klinometre
• Baraj kretine
yerleştirilen
pirinç döküm
levhalar
• Barajın
kretinden
temeline açılan
delgi
İstatistiksel Bilgi Derlemek Amacıyla Yerleştirilen
Beton Sıcaklığı
Elektrikli termometre
veya termokupl
Baraj gövdesi içine
ızgara şeklinde
Zamana Bağlı Sıcaklık
değişimlerinin gözlenmesi
amacıyla yerleştirilir.
Temel çarpılması
ve yerdeğişmesi
Birkaç yönlü temel
ektansiyometresi
Yer değiştirmesi
muhtemel temel
kısımları
Baraj Gerilmesi
ve şekil
değiştirmesi
Gerilim ölçer
Hesaplanan
maksimum gerilme
noktası
Vibrasyon Sismograf
Baraj gövdesinde
yamaca yakın
yerlere veya baraj
kretine
Zamana bağlı sismik
verilerin derlenmesi
amacıyla yerleştirilir.
Tablo 3.2 Ölçüm Aletleri Amaçları ve Yerleşimi

Öncü Polat
45
KAYNAKLAR:
3.01. Kenneth D., H., & Reinhardt, W. G. (1991). Roller Compacted Concrete Dams.
3.02. PROJECT NATIONAL BaCaRa. (1997). ROLLER COMPACTED CONCRETE FOR DAMS.
3.03. Andriolo, Francisco R. The Use of RCC. Sao Paulo : Oficina de textos, 1998.
3.04. Londe P., Lino M., (1992), ICOLD, “Influence of Costs Upon Evolution of Future Dams”.
3.05. BUREAU OF RECLAMATION, Department of the interior.”Gravity Dams-Part I-General
Design Considerations”. United States,1976.
3.06. DEPARTMENT OF THE INTERIOR.” Design criteria for concrete arch and gravity dams”.
Breau of reclamation Monograph No19.United States,Denver,1977.
3.07. ACI 2075R Roller Compacted Concrete
3.08. USBR ETL 1110-2-542 “THERMAL STUDIES OF MASS CONCRETE STRUCTURES”,1997
3.09. ASTM C 1170. Determining Consistency and Density of RCC using a vibrating Table.
3.10. Yearbook 2007 “International Water Power & Dam Construction”

47
4.MALZEMELER
Silindirle sıkıştırılmış betonu normal betonlardan ayıran ana özellik, titreşimli
silindirlerle veya titreşimli dış vibratörlerle sıkıştırılmasıdır. Bu nedenle yeterli
sıkışmayı sağlayacak agrega derecelenmesi ve ince malzeme içeriği normal beton
agregasından farklılık gösterir.
SSB karışım tasarımının temel amacı uygulamalarda gerekli dayanımı, durabiliteyi ve
geçirimsizliği sağlayacak yoğun ve stabl oranlamanın yapılmasıdır. SSB için kullanılan
malzemeler, normal betonlarda olduğu gibi, çimento bazlı malzemeler,agrega, su ve
katkılardan oluşur. Agrega dışındaki malzemeler normal betonlarda kulanılan
standartlara uymalıdır.
Dünya genelinde, barajlarda ve büyük hacimli SSB işlerinde kullanılan malzemeler
değişkenlik gösterir bunun nedeni yapının yapılacağı bölgenin ve yapının kendi
özelliklerinin farklılık göstermesidir.
SSB’de kullanılacak malzemeler agrega derecelenmesine ve çimento içeriğine bağlı
değişim göstermektedir. Birkaç örnekle özetleyecek olursak; Cindere Barajı’nda
(Türkiye) 75 mm en büyük çaplı, yıkanmamış kırma dere agregası ile 70 kg/m3 bağlayıcı
(Çimento + Uçucu Kül) içerikli SSB (katı dolgu) kullanılmıştır[4.01]. Beydağ Barajı’nda
(Türkiye) 0-50 mm tane sınıfında sürekli derecelenmiş dere agregası ile 90 kg/m3
bağlayıcı (Çimento+Uçucu Kül) kulanılmıştır[4.02]. Al Wehdah Barajı’ında (Ürdün) 50
mm en büyük çaplı kırma bazalt taşı ile 120 kg/m3 bağlayıcı (Çimento+Uçucu Kül)
kulanılmıştır[4.03].
Büyük hacimli barajlarda agrega ve bağlayıcı malzeme kalite ve maliyeti daha hassas
değerlendirilmelidir.

48
4.1 BAĞLAYICI MALZEMELER
4.1.1 Genel
SSB, herhangi bir çimento tipi veya çimento ve puzolanik malzeme karışımıyla
yapılabilir. Bağlayıcı malzeme seçiminde normal betonlarda olduğu gibi sulfatın
kimyasal etkileri ve kullanılacak agreganın alkali reaktivitesi dikkate alınmalıdır.
SSB’nin dayanımı öncelikle şu etkenlere bağlıdır:
• Kullanılan agrega kalitesine
• Sıkıştırma derecesine
• Çimento, puzolanik malzeme, su ve kullanıldığı takdirde katkı oranlarına.
SSB’de kullanılacak Portland çimentosu veya çimento artı puzolanik malzeme tipi ve
miktarı, kullanılacağı yapının hacmine, gerekli özelliklerine ve maruz kalacağı dış
etkilere bağlıdır. Ayrıca, çoğu SSB barajda bağlayıcı malzemeden doğan hidratasyon ısısı
dikkate alınmaktadır. Dünya genelinde SSB’de kullanılacak bağlayıcı malzeme miktarı 59
kg/m3 ile 297 kg/m3 arasında değişmektedir. Bunun ağırlıkça %20 ile %30’u,
hidratasyon ısısını düşürmek için, uçucu külden veya diğer puzolanik malzemelerden
oluşmaktadır. [4.04]
Çimento tipinin hidratasyon ve dayanım gelişiminde dolayısıyla erken dayanımlarda
önemli etkisi vardır. 28 günden sonraki dayanımlar, çimento tipi, kullanılan puzolanik
malzeme tipi ve oranına bağlı olarak değişimler göstermektedir.
Eğer SSB kütle betonu olarak kullanılacak ise bağlayıcı malzemeden oluşacak
hidratasyon ısısı çok hassas değerlendirilmelidir. Hidratasyon ısısını düşürmek için
düşük hidratasyonlu çimentolar ve/veya dayanım özelliklerini sağlayacak uygun oranda
puzolanik malzeme kullanılması en istenen durumdur. Puzolanik malzeme kullanımı
hidratasyon ısısını düşürdüğü gibi gerekli su içeriğini de düşürmekte ve dolayısıyla
çimento miktarı doğrudan azalmaktadır. Hidratasyon ısısının, puzolanik malzeme
kullanılarak düşürülmesinin ekonomik faydası, malzemelerin taşıma maliyetleri de
dahil, göreceli maliyetlerine bağlıdır.
Yüksek oranda bağlayıcı malzeme kullanımının üretim ve taşımada getireceği zorluklar
hesap edilmelidir. Yüksek hacimli barajlarda üretim yetersizliği, SSB üretim hızını
düşürüp, malzeme maliyetini artıracaktır. Yüksek hacimli barajlarda bağlayıcı malzeme
taşıması çok büyük miktarda araç filosu gerektirmektedir. Bunun, o yörede oluşturacağı
trafik yükü ve yol bakım masrafları da dikkate alınmalı seçim buna göre yapılmalıdır.
4.1.2 Çimento
SSB herhangi temel bir Portland çimento tipi kullanılarak üretilebilinir. Büyük kütle
uygulamaları için düşük hidratasyon ısısı üreten çimentolar tercih edilmelidir. TS 197 de
belirtilen CEM II, CEM III ve CEM IV çimento tipleri bunlara örnektir. Bu tip
çimentolarda dayanım kazanımı CEM I‘e nazaran daha yavaştır. Bu nedenle erken
yaşlarda daha düşük dayanım verebilirler fakat 28 günden sonra kullanılan katkının
tipine ve kalitesine bağlı olarak bazı durumlarda CEM I den daha iyi sonuç

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Baraj Uygulamalari

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Baraj Uygulamalari

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Silindirle Sıkıştırılmış Beton Baraj Uygulamalari

Similar to Silindirle Sıkıştırılmış Beton Baraj Uygulamalari (10)

Silindirle Sıkıştırılmış Beton Baraj Uygulamalari