D-100 (E-5) karayolu Bolu Dağı geçişi Kaynaşlı-Elmalık arasının mühendislik jeolojisi ve Taşaltı heyelan bölgesinin jeoteknik değerlendirmesi

Abstract

Gümüşova- Gerede Otoyolunun Bolu Dağı tünellerinin açımı sürmektedir. Açım sırasında karşılaşılan jeolojik ve diğer nedenlere bağlı sorunlar bu tünellerin öngörülen sürede tamamlanmasını engellenmektedir. Bu nedenle; tüneller tamamlanıncaya kadar daha nitelikli hizmet vermek üzere mevcut D-100 karayolunun Boludağı kesiminin genişletilerek kullanılması hedeflenmiştir. Bu çalışmanın konusu Bolu Dağı geçişinde karşılaşılan heyelanlı kesimlerin mühendislik jeolojisi açısından incelenmesi ve somut bir örnek üzerinde jeoteknik çözüm çalışmalarının tanıtılmasıdır. Bu kapsamda Taşaltı heyelan bölgesi mühendislik jeolojisi açısından incelenmiş ve değerlendirililmiştir. Yüksek Lisans Tezi olarak mühendislik jeolojisi çalışma ve araştırmalarının yapılmış olduğu kesim D-100 Karayolunun Bakacak Köyü ile Kaynaşlı yerleşim birimi arasındaki 5 km.'lik bölümüdür. Bu çalışmada öncelikle güzergahta geçilen birimlerinin litolojileri, stratigrafi, yapışa durumları belirlenmiş ve gerekli görülen yerlerde açılmış olan temel sondajları ve araştırma çukurlarında elde edilen veriler değerlendirilmiştir. Duraylık sorunlarının irdelenmesi amacıyla arazide kütle hareketleri yönünden incelemelerde bulunulmuş ve örnek oluşturmak üzere Bolu Dağı Geçişi km. 216+870-km. 217+420 arasındaki Taşaltı heyelan bölgesi ayrıntılı şekilde çalışılmıştır. Bu amaçla önce 1/5000 ölçekli jeolojik haritası hazırlanmış, daha sonra Taşaltı Bölgesinin 1:1000 ölçekli mühendislik jeolojisi haritası ve kesitleri çıkarılmıştır. Çalışma alanında üç farklı formasyon belirlenmiştir. Bu formasyonlar, Ordovisiyen yaşlı Kurtköy formasyonu, Devoniyen yaşlı Kartal formasyonu ve Tersiyer yaşlı Akveren formasyonu 'dur. Ordovisiyen yaşlı Kurtköy formasyonu ile Devoniyen yaşlı Kartal formasyonu birbirinden bir fay sının boyunca ayrılmaktadır. Bu fay yaşça genç olan Akveren formasyonunda görülememektedir. Dik olan kesimlerden gelen yüzeysulan, yeraltısulan ile birleşerek eğimin az olduğu Akveren formasyonu içinde toplanmaktadır. Bölge Kuzey Anadolu Fayının çok yakınında ve 1. derecede aktif depremlerin doğrudan etkileme alam içinde kalmaktadır. Bu nedenle, inceleme alanında fay ve bindirmeler çok sayıdadır. Bu kesimlerde yüksek eğimlerin ve yerüstü-yer altı suyunun da etkisiyle heyelanlar ve şev kaymaları oluşmaktadır. Heyelanlar, tepe halinde bulunan Kurtköy ve Kartal formasyonları arasında kalan bölgede yeralmaktadır. Burada yol güzergahım da içine alan iki adet heyelan tesbit edilmiştir. Bunlar Bakacak ve Taşaltı heyelanlarıdır. Taşaltı Heyelan Bölgesi kendi içinde iki bölgeye ayrılarak incelenmiştir. Güzergahta toplam derinliği 358.80 m. olan 18 adet temel sondajı ile 17 lokasyon araştırma çukuru açılmıştır. Sondaj kuyularında yerinde deneyler ve yer altı suyu gözlemleri, alınan numuneler üzerinde ise laboratuvar deneyleri yapılmıştır. viii Taşaltı heyelanı K ve KD da yeralan 564 rakımlı Hacıahmet Tepesi ile B, GB da kalan Kızılcasu Deresi arasında yaklaşık 950000 m2 lik bir alanda, 9.5 milyon m3 lûk malzemenin akma ve zaman zaman hızlanan hareketlerine bağlı olarak gelişmiştir. Heyelan bölgesi doğuda mevcut karayolu, batıda ise karayoluna 180- 200 metre uzaklıktaki dere ile sınırlanmıştır. Inklinometre verilerine göre hareketin yönü kuzeybatı olarak belirlenmiştir. I. Bölgenin ilk bölümlerini oluşturan km 216+870 - km 217+050 aralığında heyelan kütlesi ile duraylı kil birimi arasından geçen kayma düzleminin belirlenmesi amacıyla sözü edilen bölgede 4 adet temel sondaj kuyusu açılarak inklinometre ölçümleri yapılmıştır. Araştırma sonuçlan, genelde geçirimsiz, ya da az geçirimli anakaya üzerinde yeraltısuyu ile doygun hale gelen killi, ayrık ya da çok ayrışmış malzemeden oluşan daha genç örtü, topuğun Kızılcasu Deresi ile oyulması, ya da sürekli suya doygun durumda tutulması nedeniyle, anakaya dokanağı ve/veya ara dokanaklar üzerinde harekete geçtiğini göstermiştir. Yüzeysel kesimlerde genelde çekme zonu altında eğrisel bir yüzey üzerinde gelişen Taşaltı Heyelanının tabakalar üzerinde doğrudan, ara dokanaklar arasında da göreceli ötelenmelerle eğim yönü vektörlerini izleyecek şekilde ilerlemekte olduğu anlaşılmıştır. Ana kaya dokanağmın Kızılcasu deresi altında derine daldığı kesimlerde ise kayma suya doygun zemin içinde taban yenilmesi şeklinde gelişmekte olduğu ve dere yatağındaki düzlüğü oluşturacak ve zaman zaman dolduracak şekilde topuğu kabarttığı sonucuna varılmıştır. Sonuçta; Taşaltı heyelanının tabanda anakaya ve onu şekillendiren tektonik dokanaklann, sudan kolay etkilenen ve mekanik özelliklerini kaybeden farklı litolojilerin, kayaç nitelikleriyle bağdaşmayan eğim arttırıcı kazı ve dolgu çalışmalarının etkisiyle topuk aşınması sonucu gelişen ve mevsimsel etmenlerce de denetlenen bir kripli yerkayması türü olduğu ortaya konmuştur. Heyelan bölgelerinde ise 1-1.5 ve 2 m. çapında tek sıra halinde fore kazık ve kayma düzlemine bağlı olarak 3-5 veya 6 sıra öngermeli dyvvidag ankraj uygun görülerek yapılmış, Varan Tesisleri yakınında meydana gelen proje dışı heyelan içinde 30 cm. çapmda mini kazık projesi ve yatay iki sıra halat ankraj projesi uygulanmıştır. Bölgede kayma düzleminin derinliğinin mevcut yolun şev eteğinde yaklaşık 25 metre dolayında değiştiği saptanmıştır. Bu kütleye yol dolgusunun da kalınlığı eklendiğinde heyelanın dayanma yapısı ile tutulmasının çok güç olduğu anlaşılmıştır. Heyelan kütlesinin yamaç tarafına doğru tedrici olarak sığlaştığı dikkate alınarak, yol ekseninin kayan kütlenin dayanma yapısı ile tutulabileceği kesimlere kaydırılması uygun bulunmuştur. Yol platformu bu gerekçeyle heyelandan olabildiğince uzaklaştırılarak daha duraylı olduğu saptanan Kurtköy ve Kartal formasyonlarının bulunduğu yamaca kaydırılmıştır. Dolgu kayması şeklinde tanımlanan n. Bölgede ana kütlelerin hareketine bağlı olarak yol dolgularının içine alan ikincil kayma düzlemleri oluştuğu tespit edilmiştir. EL Bölgede mevcut istinat duvarında duraysızlığa neden olan yerkaymasımn ana heyelan kütlesi etkileşim içinde olduğu saptanmıştır. Bu nedenle yolun kısmen üstüne oturacağı kayan kütlenin I. Bölgede olduğu gibi kazıklı perde ve ankraj dan oluşan dayanma yapısı ile desteklenmesi gerekmiştir. ix Kazı hacminin minimum tutulması ve şev stabilitesinin korunması amacıyla bu kesimlerde kaya (saplamah)çivili yarmaların inşası uygun bulunmuştur. Aşınma ve oyulmaya karşı şev eteklerine paralel akan yüzey sularını beton hendek içine alınmıştır. İnceleme alanının yağışlı bir iklime sahip olması nedeniyle yüzey suyu hendekleri beton ile kaplanmıştır. Güncel heyelanların bulunduğu kesimlerde ve yarma önlerinde yer altı suyu drenajı yapılmıştır.

Bolu mountain tunnels of Gümüşova-Gerede motorway haven't finished yet. They have geologic and special problems for the finishing date of tunnels. For this reason, D-100 road is renewed and made by (2x2) double road. In this study it is aimed to carry out the landslides in Taşaltı region on Bolu Mountain. As a point of view, it is an investigation of Taşaltı landslide area. It includes between Bakacak village and Kaynaşlı. It is about 5km.long. An area of 5 km long studies about drillings, research holes and laboratory studies. In an area between km.216+870-km.217+420 geological map 1/5000 scale, 1/1000 scaled engineering geology map and geological cross sections were prepared. As a result of the geological investigations, the units were mapped from oldest to youngest, which are the Curtly formation (Ordovician), the Kartal formation (Devonian) and the Akveren formation (Tertiary). The Kurtköy formation and the Kartal formation are divided by the fault in the Taşaltı area. The rainwater drops into the Akveren formation. There are lots of faults in the research area. Units sit on each other on the side of branches of the North Anatolian fault zone. This study area is effected by the North Anatolian fault. Because of this there are many landslides and mass movements. Landslides are between Kurtköy and Kartal formations. It is pointed that there are two landslides on the study area. These are Bakacak and Taşaltı landslides. Taşaltı landslide area is studied in two different parts. In the study area, their area 18 investigation drilling that has totally 358.8 meters and 17 investigation holes. In these site investigations are groundwater levels, SPT values and formation specialties noticed. Taşaltı landslide is developed between Haciahmet mountain in N direction and NE direction on 564 meters and Kızılcasu River in SW. It has 9.5 billion m3 mass movements and 950.000m2 area landslides. Taşaltı landslide area is between motorway at West Side and river at East Side. It is find that the direction of movement is northwest. In the first landslide area, between km.2 16+870 and km.2 17+050 has 4 drilling piles that have inclinometer readings. The drilling research results show that the landslide is between main rock and weathered clay with full of water. As a result of the geological investigations, Taşaltı landslide is on the main rock, which is weathered and filled with water. Digging and fills up studies effect it, which is controlled, by season effects. It is called as a type of creep landslide. XI On the landslide areas of Bolu mountain, are applied straight-line piles which have diameter of l-1.5and 2m. According to the piles and sliding parts, 3-5 or 6 lines of dywidag anchorage is necessarily done. The sudden landslide which is near the Varan gas station is applied diameter of 30cm.micropile project and two lines of horizontal type anchorage. The depth of the mass movement table is changed in 25 meters. Added to this huge mass, with road fills it is incredible to stop the movement by the supporting walls. Because of this, the road direction changed to the stable parts of Kurtköy and Kartal formations. In the second part of landslide area, it is observed that has secondary landslide levels. It is suggested that this area will support with 2m diameter piles and anchorage like the first landslide area. It is decided that the stability of road and the minimization of the excavation are needed rock bolts, shotcrete and drenages. Because of the rainy days the waterways are made concrete near the two sides of the road.