Rekor Yükseklikte Bir İksa Duvarının Hareketlerinin İzlenmesi

Şubat 2015

İksa Defromasyon İzleme Sistemi ile 75 m Rekor Yükseklikte Bir İksa Duvarının İnşat Süresince İzlenmesi

Çalışmayı Yapan: Kordil Mühendislik Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi

Cevizli Mah. Hızır Reis Sokak, No10, 34864, Maltepe, İstanbul

T: +90 (216) 344 68 35 F:

+90 (216) 461 05 79

E-posta: kurumsal@kordil.com.tr

İ-site: http://www.kordil.com.tr

Revizyon: 03, 14 Şubat 2015

Giriş

Bu dokümandaTürk Telekom Arena (Aslantepe Stadı) bitişiğinde Eroğlu’na ait inşaat sahasında yapılan ve yapımı devam eden iksa çalışmasına istinaden deformasyon ölçme ve monitorig sistemi kurulması ve işletilmesine yönelik uygulanan yöntem ve sistem anlatılmaktadır. Proje gereksinimlerini karşılamak üzere ticari ürünler arasında bilinen en hassas alet ve hesaplama yöntemi kullanılarak deformasyonlar izlenmektedir. İzlenen deformasyonlar haftalık olarak raporlanmaktadır. Projenin başından beri süregelen aşamalar altta verilen sıra ile özetlenmiştir.

Bu çalışmanın işlem adımları

Çalışma alanı
Jeodezik alt yapının oluşturulması (dış kontrol ağının kurulması)
Ölçme tekniği ve ekipmanlar
Veri işleme ve hesaplama
Raporlama
Yardımcı deformasyon noktalarının incelenmesi

Çalışma Alanı

Çalışma alanı alttaki uydu fotoğrafında gösterildiği üzere yeşil sınır çizgisi ile çevrili alandır. Bu alan bir taraftan Türk Telekom Arena’ya diğer taraftan da O2 (TEM) otoyoluna komşudur.

Çalışma alanına ait bir uydu görüntüsü. Yeşil ile çevrelenen alan proje alanıdır.

Çalışma alanının düşey mesafesi, hem otoyol ile hem de stat bölgesinin yüzey kotuna göre 70 metreden daha fazladır. Deformasyonlarını izlediğimiz alanlar, 15-70 metre yüksekliklerinde değişen ve çalışma alanını çevreleyen iksa duvarlarıdır

Bu iksa duvarları dört ana bölgeden oluşmaktadır.

Tem cephesi 70m

Mobilizasyon 1 cephesi 40m

Mobilizasyon 2 cephesi 15m

Stad cephesi 65 m yüksekliğindedir.

Çalışma alanına ait bir görüntü.

Görüntü stat tarafında bulunan ve okumaların yapıldığı 2 noktadan birisi olan STN1 istasyonundan alınmıştır. Resmin çekildiği cephenin adı da Stat Cephesi dir. Resimde kulenin oturacağı zeminde kazı çalışmaları devam etmektedir. Resimde Tem cephesi, Mobilizasyon 1 cephesi ve Mobilizasyon 2 cephesinde isimleriyle konumları belirtilen toplam 8 aks mevcuttur. Her aks, iksa duvarı üstüne düşey konumda yerleştirilmiş mini prizmalardan oluşur. Resimde belirtilen yıldız Mobilizasyon 1 cephesinin üst tarafına yerleştirilen diğer bir istasyon noktamız STN3 ü göstermektedir.

Çalışma alanına ait bir görüntü.

Görüntü bir önceki resimde konumunu belirttiğimiz istasyon noktamız STN3 ten çekilmiştir. Görüntü Stad cephesinde bulunan aksları ve istasyon noktası STN1 i göstermektedir . Stad cephesi üzerinde, resimde isimleri ile konumları belirtilen 4 adet aks bulunmaktadır.

Jeodezik alt yapının oluşturulması (dış kontrol ağının kurulması)

Tüm ölçümlerin dayanağı olacak olan, alanın dışında deformasyonun minimum olacağına inanılan ve de çalışma alanına da uygun yerlerde 5 adet nirengi noktası tesis edilip bunların ölçümleri hassas bir şekilde yapılmıştır. Bu ölçümler, endüstri standardı yöntemler ile ülke nirengi ağına bağlı olarak, statik ve eş zamanlı GNSS oturumları yapılarak belirlenmiştir. Bu 5 nirengi noktasına referans prizmaları yerleştirilmiştir.

Referans prizmalarının konumu, yapımı devam eden rezidans ve otel inşaatının çalışma alanı üzerindeki etkisi dikkate alınarak özenle seçilmiştir.

Görüntü bilgisayar ortamında hazırlanmış bir ölçüm kanavasıdır.

Görüntü ana istasyon noktalarının (STN1 ve STN3), bu istasyon noktalarının ölçüm başında rasat yöntemiyle konum belirlemek için kullandığı 5 adet referans noktalarının (REF002, REf005, REF006, REF007, REF009) ve ölçülen mini prizmaların konumlarını göstermektedir.

Ölçme tekniği ve ekipmanlar

Özellikle bu proje için seçilmiş ölçüm ekipmanları milimetre altı hassasiyetinde doğruluk sağlayan Monitoring Station ve ona entegre olarak çalışan deformasyon izleme sisteminden oluşmaktadır.

2 ana istasyon noktası (STN1 VE STN3) ve 5 referans noktası ( REF002, REF005, REF006, REF007, REF009) ile kurulan sistemde iksa duvarlarına yerleştirilen 183 mini prizmaya gözlem gerçekleştirilir. STN1 ve STN3 ana istasyon noktalarından yapılan ölçümde, rasat yöntemiyle her bir nokta kolimasyon hatalarını elemine etmek üzere 2 dürbün pozisyonunda okuma alınır. Yapılan her ölçüm dengeleme işlemine tabii tutulur. Ham verilerden elde edilen açı-mesafe değerlerinden de ayrıca kontrol edilir.

Görüntüde Monitoring Station STN3 istasyon noktasından ölçüm yapmaktadır.

Görüntüde STN3 istasyon noktasından ölçülen Stad cephesinin kotu yaklaşık 40 m dir. Kule inşaatı için yapılan kazı çalışmaları devam etmektedir. Yapımı devam eden İksa duvarına yeni mini prizmalar eklenir. Eklenen her yeni mini prizma dengeleme hesabına tabii tutulur ve deformasyon çizelgesine eklenir.

Sistemin çalışma prensibi hakkında bir görüntü.

Sistem veri alış verişini sağlayan ve birbiri ile etkileşimli iki radyo modem aracılığı ile çalıştırılır. Radyo modemlerin enerji ihtiyacı görüntüdeki gibi taşınabilir akü bağlantısı ile sağlanır. Radyo modemden biri ofisimizdeki bilgisayara, diğeri de Monitoring Station a bağlanmaktadır. Radyo modemler aracılığı ile ana istasyon noktalarına (STN1 ve STN3) kurulan Monitoring Station ofisimizdeki yazılım aracılığı ile bilgisayarla yönlendirilir.

Monitoring Station ve bilgisayar arasında etkileşim sağlanır ve program başlatılır. Monitoring Station bir referans noktasına sabitlenir ve yazılım ile yeniden yönlendirme(reorientate) işlemi yapılır böylece monitoring station referans noktalarına rasat yöntemiyle okuma yapar ve bulunduğu istasyon noktasının konumunu her ölçüm başında yeniden hesaplar. Uygulanan bu yöntemle yapılan her ölçümde istasyon noktasının dahi deformasyona maruz kalıp kalmadığı kontrol edilir. Konumlandırma işleminden sonra mini prizmaların okumasına geçilir.

Veri işleme ve hesaplar

Gözlemler sonucu elde ettiğimiz verilerin kesin koordinatlarını hesaplamak için; bilinmeyen parametreler yani 183 nokta ve bunlara yapılan gözlemler diğer bir deyişle elde edilen veriler arasında fonksiyonel model ve gözlemler arasındaki bağıl doğrulukları temsil eden stokastik model en küçük kareler yöntemiyle kurulmaktadır. Dengeleme bilinmeyenlerinin minimum olduğu en küçük kareler yöntemi ile elde edilen sonuçlar bize deformasyonu koordinat düzleminde 3 boyutlu yatay, düşey ve yükseklik (dx, dy ve dz) yönünde oluşan hareketleri tespit etmemize olanak sağlar.

Görüntüde ölçümde elde edilen ham veri dosyası gösterilmektedir. Gözlem dosyası ile noktaların yatay, düşey ve yükseklik koordinatları, açı-mesafe, ortam basıncı ve sıcaklığı değerleri elde edilir.

Resim, dengeleme işlemi ile ulaşılan kesin değerleri ve bu kesin değerlerden elde edilen dx,dy,dz yönündeki deformasyon miktarını belirten dosyanın görüntüsüdür.

İksa duvarlarında iç ve dış kuvvetlerin etkisiyle oluşabilecek ileri, geri ve şişme, çatlama gibi hareketlerin tespit edilebilmek için tek başına düşey yatay ve yükseklik yönündeki deformasyon analizi yeterli değildir. Bu nedenle istasyon noktası ile okunan prizma arasındaki doğrultu açısı yardımıyla koordinat düzleminde dx,dy yönündeki hareketlere bir yöneltme formülü uygulanır.

Görüntüde yıldız ile uygulanan yöneltme formülü ve açı değeri gösterilmektedir.

Raporlama

Projeye başlanılan tarihten itibaren her bir aks için grafik tablo hazırlandı ve her hafta elde edilen deformasyon analizi ilgili grafiklerde birleştirildi. Bu grafikler bize, iksa duvarlarındaki deformasyon miktarını hafta, ay ve yıl bazında izlememize olanak sağladı. Her hafta düzenlenen rapor gerekli idari birimlere cuma günü olağan toplantıda sunuldu.

19 eylül 2014 tarihinde önündeki inşaatın yükselmesi ve iksa duvarını kapatması nedeniyle ölçümüne son verilen Mobilizasyon 2 cephesinin K000 aks örneği;

Görüntü mobilizasyon2 cephesindeki K000 aksının deformasyon modelini gösterir.

25-Ocak-2014 tarihinde ölçümü başlayan K000 aksının 19 Eylül tarihinde ölçümüne son verilmiştir. Görüntüde yaklaşık 8 aylık zaman periyodu içinde gerçekleşen deformasyon miktarı gözlenmektedir. Grafiği incelediğimiz zaman 8 ayın sonunda deformasyon miktarının 2 cm ye ulaştığını ve duvarın öne doğru(ileri) bir hareket sergilediğini tespit etmekteyiz.

Grafikte, aksın konumunu belirten görüntü, ölçülen akstaki mini prizmaların isimleri, güncel kazı kotu ve grafik yorumunu kolaylaştıran lejant yer almaktadır. Grafik tablo 5mm aralıklarla düzenlenmiştir. Grafik, tarihli lejant ve her tarihe atanan farklı renkler sayesinde haftalık aylık ve yıllık olarak yorumlanabilmektedir.

İksa duvarın inşaatın yükselmesiyle kullanımı bitince 2cm deformasyon ile teslim edileceğini daha önceden ön görebilir miyiz sorusuna gelecek olursak; 25 Mayıs 2014 tarihinde gözlenmeye başladıktan tam olarak 4 ay sonra duvarın 1cm deformasyona ulaştığı grafikten okunmaktadır. Dolayısıyla duvarın 4 aylık süre zarfındaki deformasyonu doğrusal artış gösteren bir grafik olduğundan 8. ayın sonunda 2 cm deformasyona ulaşabileceği sonucu ihtimaller arasında değerlendirilebilir.

Yardımcı deformasyon noktaları

Skyland İstanbul projesinin direkt olarak O2 Tem otoyoluna yoluna bağlanması ve bu yola cephesinin olması projenin konumuna ayrı bir önem katmaktadır. Deformasyonu ölçülen tem cephesinin 60 m yükseklikte olması üstündeki ana yolda toprak kayması riskini arttırmaktadır. Dolayısıyla ana yolunda kontrol edilmesi gerekir.

Görüntüde ana yola aplike edilen 10 adet yardımcı deformasyon noktası gösterilmektedir.

Yardımcı deformasyon noktalarının ölçümü her hafta GPS ile ölçülmektedir. Hassasiyet için her nokta da GPS 3 ayak ile nokta üzerine düzeçli bir şekilde sabitlenir ve bir oturumda en az 100 epokta okuma alınır. Her nokta için 3 oturum yapılır.

Toplanan veriler bilgisayar ortamında değerlendirilir. Öncelikle üç oturumda elde edilen nokta koordinatlarının kesin koordinatları hesaplanır. Toprak kaymasının tespiti için yükseklik verisi (dz) incelenir. Gps ile elde edilen elipsoidal yükseklik verisine geoidondülasyonu düzeltmesi getirilir ve noktaların ortometrik yüksekliği hesaplanır. Bu veriler, proje başındaki koordinatlar ile karşılaştırılarak deformasyon tespiti yapılır.

Yardımcı deformasyon noktalarının konum bilgisi ve deformasyon miktarını gösteren dosyadan bir görüntü.

Sonuç

Her gün on bir aks ile oluşturulan ölçüm dizaynından veriler alınmakta ve deformasyon grafiği her hafta elde edilen veriler ile güncellenmektedir. Deformasyon grafiği her aks için yapılmakta olup, aksların haftalık deformasyonlarını karşılaştırmalı olarak tespit etme imkânı sunulmaktadır. İleriye dönük tahminler içinde önem teşkil eden çalışma cuma günleri olağan toplantıda gerekli kişi ve kuruluşlara rapor olarak sunulur. Ayrıca, sonuçlarımızın milimetrenin onda biri hassasiyetinde olması ve sürekli olarak analizlerin gerçekleştirilmesi proje için ayrıca bir erken uyarı sistemi niteliği taşımaktadır.

Her gün yapılan ölçümlerden elde edilen ham veriler yardımıyla kolimasyon hatasının ve dengeleme yardımıyla uyuşumsuz ölçülerin tespit edilebilir olması sistemin oto kontrole sahip olduğunu göstermektedir.

‘Doğru yöntem, doğru ekipman ve doğru personel’ ilkemiz doğrultusunda çalışmamızı sürdüğümüz bu projede sorunsuz ve hassas çalışan sistemimiz ile başarıyı yakalamaktayız.