Dolgu Barajlar
Dolgu baraj, yapı yerinin yakınından alınan veya kazılarak sağlanan tabii malzeme ile yapılan baraj türüdür. Bu türde, malzemeler yerine yerlestirildikten sonra yüksek kapasiteli makinelerle sıkıstırılır. Dolgu barajlar, toprak dolgu ve kaya dolgu diye iki ana bölüme ayrılır.
10.1 Toprak dolgu barajlar
Dolgu malzemesinin %50den fazlası toprak olan bir baraja toprak dolgu baraj denir. Bunlar toprağın üniform ve ince tabakalar halinde serilip, toprağın su muhtevasını istenen seviyeye indirecek sekilde makinelerle sıkıstırılması ile olusturulan yapılardır. Homojen toprak dolgu baraj en basit ve en eski baraj türüdür. Bu tür barajlarda kontrol altına alınamayan sızma ile ilgili büyük problemler yasanmıstır. Ancak 19. yüzyıldan sonra dolgu barajlarda iki temel eleman önem kazanmıstır. Bunlar:
a) Geçirimsiz olan ve su tutan eleman veya pek az geçirimli çekirdek
b) Yapının stabilitesini sağlamak üzere daha iri malzemeden olusan yan destek dolgulardır.
Sekil 4.a ve 4.bde gösterilen homojen toprak dolgu en kesitler daha küçük ve az önemde olan barajlar için veya seddeler için kullanılır.
1950lerden sonra, Sekil 6.a ve 6.bde gösterilen sıkıstırılmıs kalın genis kil çekirdekli en kesitlere geçilmistir. Genis çekirdekler geçis dönemi, zemin mekaniği teorisindeki gelismelerin olduğu ve yüksek kapasiteli toprak nakletme ve sıkıstırma makinelerinin ortaya çıktığı zamana rastlar. Günümüzde çekirdeğin taban genisliği, dolgu yüksekliğinin %20-40ı kadar alınmaktadır.
10.2 Kaya dolgu barajlar
Kaya dolgu barajlarda, dolgunun %50den fazlası kaya türü malzemedir. Bunlarda geçirimsizliği sağlamak için sıkıstırılmıs kil, beton veya asfalt türü malzeme de kullanılır. Yaygın kullanılan kaya dolgu baraj türleri ve bunların sev eğimi değerleri Sekil 7de verilmistir
Merkez çekirdekli ve eğimli çekirdekli kaya dolgu baraj en kesitleri Sekil 7.a ve 7.bde gösterilmistir. Sekil 7.cde gösterilen menba kaplamalı kaya dolgu baraj beton veya asfalt kaplı olabilir. Merkez çekirdekli yapmak için uygun toprak yoksa veya ekonomik değilse, günümüzde yaygın kullanılan 0.15-0.30 m kalınlığında ince asfalt kaplamalı enkesit seçilebilir. Bir asfalt kaplama, yıkılmaksızın büyük miktarlardaki deformasyonlara dayanabilir.
Kalınlığı 0.6-1.0 m olan kalın asfalt kaplamalar da Sekil 7.dde görüldüğü gibi, merkez çekirdekli baraj, daha seyrek rastlanan bir tür olarak kullanılmaktadır. Belli bir baraj yeri için en uygun dolgu en kesit türünün seçimi, esas olarak yeterli miktarda farklı dolgu malzemelerinin özelliklerine ve sağlanabilmelerine bağlıdır.
Kaya dolgu barajın toprak dolgu baraja göre üstünlükleri:
1. Kıs mevsiminde de kaya dolgunun serilmesi mümkündür.
2. Kaya dolgu ile beton enjeksiyonu aynı anda bir arada yapılabilir.
3. Kaya dolguda bosluk basıncı ve borulanma yoktur.
4. Derivasyon tesisleri pahalı olacaksa, büyük taskınlar kaya dolgudan geçirilebilir.
Memba perdeli kaya dolgu barajlardan olan ön yüzü beton kaplamalı kaya dolgu barajlar, 1980den beri çok yaygın kullanılmaktadır. Bu türün diğer türlerden üstünlükleri asağıda verilmistir:
1. Her amaç ve yükseklikteki baraj için uygulanabilir.
2. Memba ve mansap sevleri 1:1.3 ile 1:1.5 arasında seçilebilir. Sevlerin daha dik olmasından dolayı taban kalınlığı daha azdır ve daha az dolgu malzemesi gerekir. Diğer yapı boyutları da taban kalınlığına bağlı olarak azalır.
3. Sıkıstırma donanımına ihtiyaç yoktur.
4. Ön yüz betonarme perde ile kaplı olduğu için sızma ve kaçak problemi yoktur.
5. Tepe oturması olmadığı için hava payı azdır. Ayrıca gövde üzerinde dolu savakyapılabilir.
6. Bosluk suyu basıncı yoktur.
7. Deprem tehlikesine karsı daha dayanıklıdır.
8. İnsaat daha kısa zamanda tamamlanabilir
9. Yüksek mukavemetli temel gerekli değildir.
10. Bütün bunların sonucu olarak maliyeti, daha düsüktür.
10.3 Dolgu barajların üstünlükleri
Dolgu barajlar diğer baraj türlerine göre giderek üstünlük sağlamaktadırlar. Bu üstünlüklerinden dolayı yapılmıs ve yapılacak barajların büyük bir kısmı bu türde seçilmektedir. Dolgu barajların üstünlükleri söyle sıralanabilir:
1. Bunlar dar vadilerden genis vadilere kadar her vadi sekli için uygundur.
2. Bunlar kayalardan yumusak toprağa, sıkısabilenden sıkısmayana, geçirimliden geçirimsize kadar her türlü temel sartlarında uygulanabilirler.
3. Bunlarda tabiattaki malzemeler kullanıldığından dısarıdan getirilecek veya tasınacak islenmis malzeme veya çimento miktarları en aza inmektedir.
4. Gerek toprak ve gerekse kaya dolgu olarak çesitli dolgu malzemeleri için uygulanabilen tasarım kriterleri çok esnektir.
5. İnsaat islemlerinin önemli bir kısmı makinelerle yürütülmekte ve makineler gün geçtikçe gelismektedir.
6. Makinelesmenin artması ve makinelerin gelismesi sonucu olarak, barajlardaki toprak dolgu veya kaya dolgunun birim maliyeti, kütle betonunkine göre daha yavas artmaktadır.
Dolgu barajların bu üstünlüklerinin yanı sıra dezavantajları da vardır. Bunlar:
1. Üzerlerinden su asarsa, hasar olusma ve yıkılma tehlikeleri daha büyüktür. Bunun için taskınlar dikkatli tahmin edilip gövdeden ayrı bir dolu savak planlanmalıdır.
2. Bunların baraj gövdesinde ve temelinde sızma ve iç erozyon (asınma) tehlikesinin diğer baraj türlerinden daha fazla olmasıdır (Ağıralioğlu, 2004).