‘Zemin Mekaniği’ Kategorisi için Arşiv

DERİN KAZI ÇUKURU İKSA PROJELENDİRİLMESİNE BİR ÖRNEK

Mayıs 20, 2008

ÖZET

Bu çalışmada, Şişli, Harbiye Mahallesi, Taşkışla Caddesi, 95 Pafta, 808 Ada, 2 Parselde inşa edi­lecek “Taksim Residence” kompleksi kapsamında güvenli derin kazı çalışmaları için gerekli her türlü stabilite tedbirlerini içeren iksa projelendirme çalış­maları derin kazı çukuru iksa projelendirilmesine bir örnek ve iksa imalatlarını müteakip kontrollü kazı amacıyla sahada yerinde gerçekleştirilen geoteknik ölçüm işleri konu edilmektedir. Derin kazı projeleri stabilite analiz programı benchmarkingte bilgiye ulaşmada ahlak sorunu ve sonlu elemanlar prog­ramı kullanılarak çözülmüş neden tek kat membran sistemi? ve projeye ait imalatlar geoteknik ölçümlerle birlikte yürütülmüştür.

1. GİRİŞ

“Taksim Residence” kompleksi A Blok, Havuz çığ önleme ve etkilerini azaltma teknikleri ve C Blok olmak üzere 3 ayrı kısımdan oluşmaktadır. A Blok yapısı için temel taban kotu 48.30 m, Havuz için temel taban kotu 59.80 m dezenfeksiyon ve içme suyunda kullanılan dezenfeksiyon yöntemleri ve C Blok yapısı için temel taban kotu 58.00 m olarak üstyapı projele­rini hazırlayan grup tarafından belirlenmiştir. Söz konusu sahada gerçekleştirilecek derin kazılar için (mevcut – komşu) binalar hızlı trenlerin teknik özellikleri ve temelleri, yollar, altyapı (kanalizasyon, PTT, doğalgaz, su vb.) vb etkenler göz önüne alınarak gerekli her türlü sta­bilite tedbirlerini içeren enflasyon muhasebesi ve aşağıda detayları verilen iksa uygulama projesi hazırlanmıştır. Uygulama projeleri hazırlanma aşamasında saha için hazır­lanan 29/11/1999 tarihli raporda gerçekleştirilen çalışmalara ila izmir ve istanbul otoyol köprü ve viyadukleri’nin deprem performasyonlarına ait ön değerlendirme çalışmaları ve olarak 2 adet zemin sondajı ger­çekleştirilmiştir.

2. TABAKALANMA KOŞ

Sahada yapılaşma kriterlerinin belirlenebilmesi amacıyla toplam 120 m derinliğinde beş adet zemin sondajı gerçekleştirilmiştir. Sondajlarda yaklaşık 10 cm -150 cm kalınlığında beton ve/veya bitkisel toprak altında kahve-gri renkli, çok çatlaklı, çatlak araları kil, şilt ahşap karkas yapılar ve bunların restorasyonunda inşaat mühendislerinin rolü ve kum dolgulu, kaya kalitesi ahşap: mükemmel bir yapı malzemesi ve daya-nımlılığı çok zayıf – orta dayanımlı olarak tanımla­nan grovak ile karşılaşıldığı hazırlanan 29/11/1999 tarihli raporda ifade edilmiştir. Yine aynı raporda SK-1 sondajında 16.50 m -18.00 m arasında granit daykı geçildiği belirtilmektedir. Karot numuneleri üzerinde yapılan Schmidt deneyleri sonucunda kübik basınç mukavemeti değerlerinin <150-330 kg/cm2 arasında değiştiği belirlenmiştir.

Sahada iki adet ila ahşap mühendisliği: fazla tanınmayan bir meslek hakkında özet bilgiler ve sondaj yapılmıştır. Bu son­dajlardan SK-1 sondajı A Blok’un inşa edileceği alanda 23.00 m derinliğindedir. Sondaj sırasında en üstte 2.50 m kalınlığında inşaat molozlarından oluşan dolgu birim yer almaktadır. Bu birim sondaj üst kotu göz önüne alındığında araziden 67.00 m kotuna kadar sıyrılacak kalınlık içerisinde yer almak­tadır. Daha sonra 18 m derinliğe kadar devam eden koyu kah toprak, sanayi ve deprem ve boz renkli, çok çatlaklı kumtaşı – kil-taşı – silttaşı ardalanması grovak birime girilmiştir. En altta sondaj sonu olan 23.00 m derinliğe kadar devam eden koyu gri – siyah renkli, çok çatlaklı çatlakları kalsit dolgulu kumtaşı – kiltaşı – silttaşı ardalanması grovak birime girilmiştir. Sondaj kesiti boyunca TCR değerleri (% 10 – % 41), SCR değer­leri (% 7 – % 27) 17 ağustos marmara depremi ve prefabrike betonarme yapılar (tpb) ve RQD değerleri ise (% O – % 23) arasında değişmektedir. SK-2 sondajı C Blok’un inşa edileceği alanda yer almakta olup 17.00 m derinliğinde gerçekleştirilmiştir. Sondaj sırasında en üstte 0.80 m kalınlığında inşaat molozlarından oluşan dolgu birime girilmiştir. Daha sonra sondaj sonu olan 17 m derinliğe kadar devam eden koyu kah bahçe teraslarda su yalıtımı ve boz renkli, sık çatlaklı kumtaşı – kiltaşı – silt­taşı ardalanması grovak birime girilmiştir. Sondaj kesiti boyunca TCR değerleri (% 9 – % 35), SCR değerleri (%0-%3.50) ulaştırma –trafik mühendisliğinde yeni yöntemler: bulanık mantık tekniği uygulamaları ve RQD değerleri ise %0 olarak belirlenmiştir.

Sondajlarda yeraltı su seviyesine 13.80 m – 15.00 m derinlikleri arasında rastlanılmıştır. Basınçlı su deneyi sonucunda elde edilen verilere göre kaya­cın geçirimsiz olduğu belirlenmiştir.

Kazı derinliğinin fazla oluşuna bağlı olarak sahada gerçekleştirilecek iksa uygulamaları sırasında kazı çukuruna doğru olabilecek yanal hareketler büyük önem arz etmektedir. İksa sistemi hesaplarına esas olan geoteknik parametrelerin uygun seçilmiş olması gerekmektedir. Aksi takdirde iksa sistemi çelik levha perdeli yapılar ve iksaya cephe olan komşu – mevcut yapılarda istenmeyen hasarların oluşması muhtemeldir. Bu doğrultuda proje kapsamında aşağıda Tablo 1 ‘de verilen geoteknik parametreler kullanılarak analiz­ler gerçekleştirilmiştir.

Şekil 1 – Yerleşim Planı

Tablo 1 – Geoteknik Tasarım Parametreleri

Zemin Cinsi

Parametre

Sembol

Tavsiye Edilen Değerler

Ayrışmış Grovak

İçsel Sürtünme Açısı

ø

33°

Kohezyon

c

OkPa

Birim Hacim Ağırlık

γ

20 kN/m3

Grovak

İçsel Sürtünme Açısı

ø

38o

Kohezyon

c

OkPa

Birim Hacim Ağırlık

γ

20 kN/m3

Şekil 1 – Yerleşim Planı

3. İKSA UYGULAMA PROJESİ DETAYLARI

Kompleksi A Blok, C Blok çelik yapıların yangına karşı korunması ve Havuz olmak üzere 3 ana bölümden oluşmaktadır. Komplekse ait yerle­şim planı Şekil 1 ‘de gösterilmiştir. Aşağıda sırasıyla komplekse ait her bir bölüm için iksa uygulama proje detayları ayrıntılı olarak verilmektedir.

A BLOK İKSA SİSTEMİ:

A Blok’a ait cephelerdeki iksa üst kotları 66.00 -70.00 m arasında çelik yapıların yangına karşı korunmasında boya kullanımı ve kazı derinliği yaklaşık 17- 22 m olarak arasında değişmektedir.

HAVUZ İKSA SİSTEMİ:

Havuz, A – C bloklar arasında yer almaktadır. Havuza ait cephelerdeki iksa üst kotları 68.00 -70.00 m arasında inşaatçının aşkı ve kazı derinliği yaklaşık 7-10 m olarak alınmıştır.

C BLOK İKSA SİSTEMİ:

C Blok’a ait cephelerdeki iksa üst kotları 64.00 -70.00 m arasında köprü ve viyadüklerin depreme dayanıklı olarak projelendirilmesi ve kazı derinliği yaklaşık 6 -12 m olarak alınmıştır.

Proje kapsamında tüm bloklarda cephelere komşu mevcut yapıların durumuna ve arsa sınır koşullarına bağlı olarak mini kazık + ankraj sistemi tercih edi­lerek boyutlandırılma yapılmıştır. Cepheler üzerinden alınan kesit­lerde kısa süreli stabilite analizleri G-STABL programı ile yapılmış­tır. Analizlerde kısa süreli stabilite koşullarında statik durumda 1.35 güvenlik değeri sınır koşul olarak kabul edilmiştir. Kesit boyutlandır-ması ve deplasman kriterlerinin kontrolü PLAKIS 7.2 programı kul­lanılarak yapılmıştır. PLAKIS 7.2 analizleri neticesinde elde edilen deplasman eğrileri A Blok’a ait Hyatt Regency Otel ve B Blok cep­heleri için Şekil 2 ve Şekil 3′te veril­mektedir.

Mini kazık ve ankrajlarlateşkil edilen iksa sisteminde 25 cm çapında mini kazıklar 80 cm ara ile gerçekleştiril­miştir. Mini kazıklar kafa kirişi ile bir­birlerine bağlanmıştır. Ankrajlar ise her kazı kademesinde teşkil edilen kuşak kirişler üzerinden yatayla 15°’lik açı yapacak şekilde teşkil edilmiştir. Ankrajlar 0.674 halatlı olarak teşkil edilmiştir.

A Blok için tasarımı yapılan iksa sis­temine ait detaylar kazının ilerlemiş bir safhası için aşağıda Şekil 4′te verilmiştir.


Şekil 2 – Hyatt Regency Cephesi Deplasman Eğrisi Şekil 3-6 Blok Cephesi Deplasman Eğrisi EM>

Şekil 4 – Derin Kazı Çukuruna Ait Fotoğraflar


4. DEFORMASYON SINIRLARI

Derin kazı uygulamalarının önemli bir aşaması da ölçüm işleridir. Yapılan her türlü imalatın kalite kontrolünün sağlanması ve kabul sınırlarının proje aşamasında belirlenmesi mühendis olarak göre­vimizdir. Bu proje kapsamında izin verilen yatay deformasyon miktarı ankrajlı geçici iksa sistemleri için NAVFAC-DM25′te 0,001xHkazı (Hkazı: kazı derin­liği) olarak verilmiştir. Bu kriter göz önünde bulun­durularak derin kazı uygulamasının her aşamasında ölçülen yatay deformasyon miktarları değerlendiril­miştir. Söz konusu kritere göre projenin en yüksek cephesi olan 21.70 m’lik kazı derinliği için izin veri­len yatay deformasyon miktarı 2.2 cm’dir.

5. GEOTEKNİK ÖLÇÜMLER

Projelendirilmiş olan derin kazı iksa sisteminin yeterliliğinin ve güvenliğinin araştırılması amacıyla ankraj çekme deneyleri yapılmış, yanal deformas-yonların belirlenmesi amacıyla inklinometre ölçüm­leri alınmıştır. Bu çalışmalara ait ayrıntılı açıklamalar aşağıda verilmiştir:

Ankraj Çekme Deneyleri:

Bu deneyler her bir ankraj için proje yükünün 1.15 katına kadar çekilen ankrajların proje yüküne kilit­lenmesi ve her cephede her ankraj sırasında 3 adet çekme deneyleri yapılması şeklinde gerçekleşti­rilmiştir. Çekme deneylerinde proje yükünün 1.20 katına kadar çıkılarak deplasman kriterleri kontrol edilmiştir. Yapılan analizler neticesinde proje kapsa­mında seçilen kök boyu ve serbest boyların yeterli olduğu ve ankraj taşıma kapasitelerinin sağlandığı belirlenmiştir.

İnklinometre Ölçümleri:

Proje kapsamında kazının en derin olduğu ve kazıya komşu nispeten yapı önemi açısından daha ciddi yapıların bulunduğu A Blok etrafında 2 adet inklinometre gözlem kuyusu yerleştirilmiştir. Bu kuyular Hyatt Regency ve B Blok cephesine 21.5 m ve 23.5 m olarak teşkil edilmiştir. Proje kapsamında yerleştirilen inklinometre gözlem kuyuları Şekil 5 ve Şekil 6′da verilmiştir.

Proje kapsamında bu iki gözlem kuyusu içerisinden

Tablo 2 – Deformasyon Miktarları

Yöntem

İNK-1 Cephesi (B – Blok Cephesi)

İNK-2 (Hyatt Reg. Cephesi)

Sonlu Elemanlar

21,05 mm

14,67 mm

İnklinometre

20 mm

17 mm

İzin Verilen

19,65 mm

18,70 mm

Şekil 5 – Hyatt Reg.Cephesi İnklinometre Çukuru

Şekil 6 – B-Blok Cephesi İnklinometre Çukuru

sürekli okumalar alınarak deplasman kontrollü kazı işlemi gerçekleştirilmiştir. Proje kapsamında her iki kuyudan alınan okumalara ait deformasyon eğrileri Şekil 7 ve Şekil 8′de verilmektedir.

İksa sisteminde kazı derinliğine bağlı olarak sonlu elemanlar analizleri sonucunda bulunan, ink­linometre sistemlerinde ölçülen ve izin verilen deformasyon miktarları aşağıda Tablo 2′de özet­lenmiştir.

Gerek sonlu elemanlar yöntemi ile hesaplanan gerekse inklinometre ölçümleri sonucunda elde edilen deformasyon miktarları birbirleri ile uyumlu­dur. Ayrıca aynı cephe için ölçülen ve hesaplanan deformasyon değerleri, ankrajlı geçici iksa sistem­lerinde izin verilen yatay deformasyonla da uyumlu olduğu anlaşılmaktadır. İksa sistemini meydana getiren betonarme elemanlar üzerine yerleştirilen reflektör ile alınan üç boyutlu okuma sonuçlarının da Hyatt Regency ve B Blok cephelerinde oluşan yatay deformasyonları aynı mertebededir.

5. SONUÇLAR

- Sonlu elemanlar yöntemi ile yapılan analiz sonuç­ları, inklinometre ölçüm sonuçları ve reflektör okumalarından elde edilen yatay deformasyon miktarları birbiriyle uyumlu olup meydana gelen maksimum deformasyonlar geçici iksa sistemleri için izin verilen deformasyon sınırları içinde kalmaktadır.

Derin kazı projelerinde yerel zemin koşullarını temsil etmek üzere seçilen parametrelerinin doğruluğu ve iksa sistemini meydana getiren elemanların yeterliliği uygulama aşamasında uygunluk-yeterlilik testleri ile kontrol edilmelidir.

Bu sayede projeye zamanında müdahale edile­rek revizyona gidilerek olası can ve mal kaybının engellenebilir.

– Grovak birimlerde gerçekleştirilecek derin kazı­larda projelendirme aşamasında tabakalanmanın yönü, ayrışmanın derecesi, kazı çukuruna gelen yüzeysel su ve diğer suların birime etkisi, sürşarj yüklerinin konumu ve etkisi gibi etkenler meydana gelecek olan deformasyon mertebesini önemli ölçüde etkilemektedir.


Şekil 7 – Hyatt Regency Cephesi Deplasman Eğrileri

Şekil 8 – B-Blok Cephesi Deplasman Eğrileri

KAYNAKLAR

(1) Zetaş Zemin Teknolojisi A.Ş., (1999), Tekten İnşaat ve
Tesisat A. Ş. Taksim Reşidence Taksim, İstanbul Zemin ve Temel Mühendisliği Değerlendirme Raporu
(2) Canadian Geotechnical Society, (1985), Canadian Foundation Engineering Manual
(3) Bowles, (1988), Foundation Analysis And Design
(4) NavalFacilities Engineering Command, (1971), Navfac Design Manual
5) Plaxis User Manual, (1998), Fi nite Element Code For Soil and Rock Analysis
(6) G-Stabl 7.2 User Manual, (2003), Slope Stability Analysis

İSTİNAD YAPILARI

Mayıs 20, 2008

1. GİRİŞ

Yanal itki altındaki yapı elemanlarının projelendirilmesi, uygulamacılar için devamlı karşılaşılan önemli mühendislik problemleridir. Genellikle toprak itkisine maruz yapıların projelendirilmeleri, yapıya etki eden zemin tabakalarının davranış belirsizliğinden dolayı daha da önem kazanmaktadır. İstinad yapılarına etki eden kuvvetlerin mümkün olduğu kadar doğru bir şekilde belirlenmesiyle, yapı hem ekonomik hem de istenilen sağlamlıkta projelendirilebilir. Aksi takdirde, zaten maliyetleri oldukça yüksek olan bu yapı elemanlarında, lüzumsuz sağlamlıkta, gayri ekonomik çözümler ortaya çıkacaktır.

Meyilli arazilerde araziden faydalanmak üzere toprağı tabii şev açısından daha dik açıyla tutmak; kayma, göçme ihtimali olan zeminlerin yıkılmasını engellemek; bir binanın bodrum duvarlarını oluşturmak; kıyıların erozyondan veya taşkınlardan korunmasını temin etmek; köprülerde kenar ayak görevini yapmak; derin çukurların yanal duvarlarını tutmak, v.b. amaçlara hizmet etmek maksadıyla inşa olunan düşey ya da düşeye yakın geçişi sağlayan yapılara istinad yapıları denilmektedir.

Çukur kaplama elemanları, zemine ankastre palplanşlar veye ankrajlı palplanş duvarları, alt uçları dönmeyen istinad yapıları ve denge hesaplarında kendi ağırlıkları hesaba katılmayan istinad yapılarıdır.Bunların dışındaki tüm istinad yapıları ise toprak itkisi ile alt uçları etrafından ufakta olsa bir dönme yapabileceği varsayımıyla hesaplanır. İstinad duvarları adı verilen bu yapılar, yanal itki kuvvetlerini kendi ağırlıklarıyla dengelemeye çalışırlar.

2. İSTİNAD DUVARLARI

2.1. GENEL BİLGİLER

İstinad duvarını atmosferle temas eden yüzüne Duvar Önü, zeminle temas ede yüzüne Duvar Arkası denir. Duvarın imalattan sonra arkası uygun bir şekilde doldurulur. İstinad duvarı, yatay hareketlere karşı yeterli mesnet teşkil edecek bir taban ahşap yapıların depreme dayanıklılığı ve buna ankastre bir gövdeden oluşur. Tabanın ön tarafındaki alt uca Topuk adı verilir.

2.2 İSTİNAD DUVARLARININ TÜRLERİ

istinad duvarları değişik malzeme ahşap kapılar ve geometrik şekillerde inşa edilebilirler.

2.2.1 Ağırlık (Masif) İstinad Duvarları :

Kagir istinad duvar adıylada anılırlar, genellikle çimento veya kireç harçlı taş duvar örgülü ya da demirsiz betondan yapılırlar. Bu tür istinad duvarları genel toprak itkisini kendi ağırlıklarıyla dengelemeye çalışırlar. Bu nedenle belirli yükseklikleri aşmamalılar. (4-5 m.) Kagir malzemelerde çekme dayanımı olmadığından duvar içinde çekme gerilmelerine izin verilmez.

2.2.2 Yarı Ağırlık İstinad Duvarları:

Bunlar da masif istinad duvarlarıdır. Genelde beton malzeme miktarını azaltmak için çekme gerilmelerinin meydana geldiği kısımlara az miktarda çelik donatı yerleştirilir.

2.2.3 Betonarme İstinad Duvarları:

2.2.3.1 Basit Konsol Betonarme İstinad Duvarları:

Genellikle, L, biçimlerinde olabilirler. Küçük ahşap pencereler ve orta yükseklikler için ekonomiktirler (7-8 m.). Toprak kazısının mümkün olmadığı durumlarda tabanı dışarıya doğru olan biçiminde yapılırlar. L ve biçimlerinde gövde arkasındaki toprak ağırlığı sistemin stabilite hesaplarında olumlu katkıda bulunur.

2.2.3.2 Nervürlü (Kontrfor) İstinad Duvarları:

Basit betonarme istinad duvarlarına belirli aralıklarla kama şeklinde destek elemanları konulması ile oluşturulurlar. Böylelikle gövde halı seçiminde dikkat edilecek konular ve taban elemanları, üç tarafından mesnetli plaklar biçiminde çalışır.

2.2.3.2 Nervürlü (Kontrfor) İstinad Duvarları:

Basit betonarme istinad duvarlarına belirli aralıklarla kama şeklinde destek elemanları konulması ile oluşturulurlar. Böylelikle gövde inşaatlarda kullanılan boya çeşitleri nelerdir ? ve taban elemanları, üç tarafından mesnetli plaklar biçiminde çalışır.

2.2.3.3. Yatay Konsol Plaklı İstinad Duvarları:

Yüksekliği fazla olan istinad duvarlarında gövdeden yatay çıkmalar şeklinde hafifletme konsolları kullanılarak daha ekonomik istinad duvarları yapılabilir. Konsol plak altında blok oluştuğundan, üstünde de zemin ağırlığı olduğundan, gövdeye bağlandığı yerde moment dağılışını faydalı şekilde etkileyecek negatif momentler ortaya çıkar.

2.3.3.4 Zemine Ankastre İstinad Duvarları:

İstinad duvarının taban kısmının, dolgu tarafından yapılmasına imkan olmadığı zamanlarda duvarın stabilitesini sağlamak maksadıyla gövde daha derinlere ankre edilir. Bu durumda gövdenin üst kısmının, toprak itkisi ile dışa doğru hareketinde, alt kısım zemin içine doğru hareket edeceğinden, alt kısımda pasif toprak basıncı ortaya çıkacaktır. Hesaplarda bu pasif toprak basıncının lehde olan etkisinden faydalanılacaktır.

2.2.3.5 Gergili İstinad Duvarları :

İstinad duvarının arkasında sağlam zemin bulunması durumunda, bu sağlam zemine yapılan ankrajla gövdenin boyutlandırılmasında ekonomiye gidilir.

2.2.3.6 Kafes İstinad Duvarları:

Prefabrike betonarme kiriş elemanlarının, istiflenerek yanları kapalı üstü açık sandık şeklindeki bölmeler, içi taş veya toprakla doldurularak teşkil edilirler. Kendi bünyeleri içinde drenajı temin etmeleri, sökülüp takılabilir olmaları, tamamlanır tamamlanamaz yük taşıyabilir olmaları, küçük oturmalardan etkilenmemeleri tuğlalar ve bakımlarının kolay olması tercih edilebilecek üstünlükleri vardır.

2.3 İstinad Duvarlarının Ön Boyutlandırılması:

İstinad duvarlarının ön boyutlandırılması bu güne kadar bu konuda elde edilen bilgi beton ve betonarme kalıpları ve tecrübelerden faydalanılarak yapılmaya çalışılır. İstinad duvarının yüksekliğine bağımlı olarak önceden enkesit boyutları yaklaşık olarak belirlenir. Seçilen bu ilk boyutlara göre istinad duvarının stabilite kontrolleri yapılarak kesitin yeterliliği araştırılır, gerekli ise hesaba göre boyutlarda değiştirme yapılabilir.

Ayrıca küçük boyutlu istinad duvarları için hemen yararlanılabilecek T.C. Karayolları Genel Müdürlüğünce hazırlanmış ilgili tablolar bulunmaktadır. Önemli durumlarda bu tablolardan alınan boyutlar, duvara tesir eden kuvvetlere göre mutlaka tahkik edilmelidir.

2.4 İstinad Duvarına Gelen Kuvvetler :

İstinad duvarları konumlarına göre değişik kuvvetlere maruz kalırlar. Duvarın hem ekonomik hemde sağlam bir şekilde boyutlandırılması için, duvara tesir eden kuvvetlerin oldukça doğru bir şekilde tesbit edilmesi gerekmektedir. Bu kuvvetler kısaca şöyle özetlenebilir.

2.4.1 Duvarın Kendi Ağırlığı:

Genellikle ağırlık türü istinad duvarlarında, yanal itkiyi önleyecek en büyük kuvvet, duvarın kendi ağırlığıdır.Duvar tabanına gelen bu kuvvet, tabanla-zemin arasındaki sürtünmeden dolayı ortaya çıkan harekete ters yöndeki yatay sürtünme kuvvetlerini oluşturur.Bu sürtünme kuvveti ile duvara gelecek yatay kuvvetler karşılanacaktır.

2.4.2.Duvar Arkasındaki Zeminin Yanal Etkisi:

İstinat duvarları genellikle bu yanal toprak basıncını taşımak için inşa edilirler. Yanal basınçların hesabına ait ilk çalışmalar, Coulomb (1776), Poncelet (1840) bağlamalar ve Rankie (1857) tarafından yapılmıştır.Bugün hala yaklaşık iki asır öncesinde bu araştırıcılar tarafından geliştirilen hipotezler kullanılmaktadır. Prensip itibariyle, Ponceler, Fenban (1871), Culmann (1886) lambri montajı ve Engeseer (1880)�in geliştirdikleri metodlar, Coulomb hipotezlerine; Resal (1910) prefabrike çelik uzay kafes sistemler ve uygulamada karşılaşılan sorunlar ve Caquot (1934) �in metodları ise Rankine hipotezlerine dayanır.

Zemin yüzünden H (m) derinlikte bir dH elemanını alalım.

Düşey basınç : (8 H) ve
Yatay basınç : (K0 8 H) dir.

Burada K0, zemin yapısına bağlı bir katsayı olup, sükunette 0.4~0.6 arasında alınabilir.

H derinliğinde dH elemanına etki eden toplam basınç kuvveti :

yazılabilir.

Denge konumunda iken toprak etkisini hesaplamak oldukça güçtür. Ancak bazı kabullerle duvarın hareket ettiği düşünülerek toprak basıncının iki sınırı olduğu görülmüştür. Bunlar, Aktif Toprak Basıncı fore kazık – jet groutlu bir iksa uygulaması ve Pasif toprak basıncıdır.

2.4.2.1 Aktif Toprak Basıncı:

Duvar, toprak itkisi ile çok az zemin dışına doğru hareket ediyorsa ;

Bu durumda, mevcut sükunetteki zemin gerilmelerinde bir gerilme azalması başlayacak, bu azalma belli sınır değeri aştıktan sonra zeminin dengesi bozularak bir kayma yüzeyi meydana gelecektir. Bu kayma yüzeyi boyunca dışarı doğru hareket etmeye çalışan zemin kaması ortaya çıkacaktır. Bu anda duvara kamanın yapmış olduğu toprak basıncına Aktif Toprak Basıncı denir.

Değeri ile hesaplanır.

2.4.2.2 Pasif Toprak Basıncı:

Duvar, arkasındaki zemine doğru çok az hareket ediyorsa;

Bu durumda ise, mevcut sükunetteki zemin gerilmelerinde bir artma meydana gelecek, belli bir sınırı aştıktan sonra zeminde kabarma başlayacak betonun dayanım ve durabiliteye göre tasarımı ve üretimi ve bir kayma yüzeyi meydana gelecektir. Bu anda toprak kamasının duvara yapmış olduğu toprak basıncına Pasif Toprak Basıncı denir.
değeri ile hesaplanır.

Gerek aktif gerekse pasif basınçların ortaya çıkması için gerekli ötelenme miktarı oldukça azdır drystone walling ve bu pratikte de çoğu zaman tam olarak gerçekleşir. Pasif Toprak Basıncının değeri, Aktif Toprak Basıncının değerinden daha büyüktür.

2.4.3 Duvar Önündeki Toprak Basıncı:

İstinad duvarının tabanı zemine gömülü olduğundan duvarın öne doğru hareketi sırasında, temel zemine doğru hareket edeceğinden stabilite hesaplarında olumlu etki yapacak pasif basınç gerilmeleri de taban üzerinde ortaya çıkacaktır.

2.4.4 Suların Yapacağı Basınçlar:

İstinad duvarı arkasında hiçbir zaman, yer üstü harika madde su ve yer altı sularının toplanması istenmez. Bu suların duvarda yapacağı hidrostatik basıncın gözardı edilmemesi gerekir. Ayrıca suyun zemin danelerini yüzdürme kuvveti de hesaplara dahil edilmelidir.

2.4.5 Deprem Tesiri :

Depremin doğurduğu yatay ivme, istinat duvarında yaklaşık %10 kadar ani yanal basınç artmalarına sebep olur.

2.4.6 Don Tesiri:

Zeminde yer altı su seviyesinin yüksek veya zeminin suya doygun olduğu durumlarda, zemin soğuk mevsimlerde muayyen bir derinliğe kadar donar. Duvarın arkasında şirket performans yönetimi: yeni çevrede karlılık ve büyümenin yönetimi ve topuğunda buz merceklerinden dolayı ilkbaharda buzların erimesiyle bu kısımlar yumuşayacaktır. Bilhassa topuk kısmında gerilmelerin yüksek olmasından dolayı bu kısımlarda daha büyük oturmalar meydana gelir tuğla duvarlar ve bu ters etki duvarın devrilmesine sebep olabilir. Zeminin uygun bir şekilde drenajı, don tesirlerine karşı alınacak tedbirlerin en uygun olanıdır.

2.4.7 Üst Yük (Sürşarj) Etkisi :

İstinad duvarının arkasındaki zemin üzerine fonksiyonları gereği genelde ila kuruluşundan bugüne devlet demiryolları ve veya dış yüklerde tesir edebilir. Ulaşım araçlarının bulunması, malzemede kullanılması bir yapı yapılması gibi etkiler, duvar arkası zemini üzerinde üniform yük, şerit yük, tekil yük gibi ila hazır prefabrik elemanların imalat ve imalat sorunları ve yük tesirleri yaparlar.

ZEMİN SIVILAŞMASI NEDİR ?

Mayıs 20, 2008

Zemin sıvılaşması, yeraltı su seviyesi altındaki tabakaların geçici olarak mukavemetlerini kaybederek, katı yerine viskoz sıvı gibi davranmalarıdır. Özellikle, kil bulunmayan kum zemin sıvılaşması nedir ? ve silt zemin ve temel raporunun hazırlanmasına ilişkin esaslar ve bazen çakıl tabakaları sıvılaşma potansiyeline sahiptirler. Deprem sırasında, dalgaların özellikle kayma dalgalarının suya doymuş daneli tabakalardan geçerken, dane yerleşim düzenini değiştirir yüzey sertleştirici uygulanmış endüstriyel zemin yapım prosedürü ve gevşek olarak bulunan danelerin göçerek yerleşmesine problemli zeminlerde geoteknik çözümler ve sıkışmasına sebep olur. Bu yerleşme sırasında daneler arasında su yol bulup, kaçamazsa boşluk suyu basıncı yükselir. Eğer bu basınç üstte bulunan tabakaların ağırlığına yakın bir seviyeye ulaşırsa, daneli tabaka geçici olarak sıvı gibi davranarak sıvılaşma olayını ortaya çıkarır. Zeminin sıvılaşması sonucu, yapı zemine batma veya hafif yapılarda yukarı doğru hareket ederek yüzme eğilimi gösterebilir. Sıvılaşarak kayma dayanımı kaybolan zeminde, yön değiştiren küçük kayma gerilmeleri büyük şekil değiştirmelerine sebep olur derin kazı çukuru iksa projelendirilmesine bir örnek ve yapılarda zemin göçmesi hasarları meydana getirir. Bir zeminin sıvılaşması esas olarak gevşek bir yerleşime sahip olmasına, daneler arasındaki bağa, kil miktarına benchmarkingte bilgiye ulaşmada ahlak sorunu ve boşluk suyunun drenajının engellenmesine bağlıdır. Zemin sıvılaşmasında ortaya çıkan büyük yer değiştirme neden tek kat membran sistemi? ve şekil değiştirmeler, ayrıca sıvılaşan tabaka kalınlığına, yüzey eğimine çığ önleme ve etkilerini azaltma teknikleri ve yükleme durumuna bağlıdır. Genellikle, yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu yerlerdeki yakın zamana ait olan sıkışmamış kum dezenfeksiyon ve içme suyunda kullanılan dezenfeksiyon yöntemleri ve siltlerin sıvılaşma potansiyeli yüksektir. Bunun yanında akarsuların yığdığı kumlar, boyutlarındaki düzgünlük nedeniyle sıvılaşma potansiyeline sahiptirler. Yeraltı su seviyesinin yüzeye 10 m den daha yakın olması da sıvılaşma tehlikesini arttırır. Buna karşılık yer altı su seviyesinin 20 m�den daha derinde bulunması durumunda hızlı trenlerin teknik özellikleri ve sıkı zeminlerde sıvılaşma potansiyeli azdır.

Zeminin sıvılaşmasının kendisi hasara sebep olan bir olay değildir. Ancak, bu olayın büyük yer değiştirmelere sebep olması, büyük hasarları doğuran temel göçmelerine sebep olur. Zemin sıvılaşması ile onarımı güç olan temiz enflasyon muhasebesi ve pis su boruları ile doğalgaz borularında hasar izmir ve istanbul otoyol köprü ve viyadukleri’nin deprem performasyonlarına ait ön değerlendirme çalışmaları ve kaçaklar ortaya çıkar. Bunun yanında sıvılaşma, şev ahşap karkas yapılar ve bunların restorasyonunda inşaat mühendislerinin rolü ve yamaç kaymalarına ahşap: mükemmel bir yapı malzemesi ve istinat duvarlarında yatay zemin basıncının artmasına sebep olur.

Deprem hareketi ile oluşan zemin sıvılaşması, büyük kütleler halinde şev akmalarına sebep olabilir. Tamamen sıvılaşmış zemin ahşap mühendisliği: fazla tanınmayan bir meslek hakkında özet bilgiler ve böyle bir tabaka üstündeki zemin blokları onlarca kilometrelik mesafede saatte onlarca kilometre hızla akar. Bu tür akmaya, özelikle gevşek, suya doymuş kum toprak, sanayi ve deprem ve siltli, nispeten dik şevlerde 17 ağustos marmara depremi ve prefabrike betonarme yapılar (tpb) ve yamaçlarda rastlanır. Yataya yakın zemin tabakaların sıvılaşmasında, eğime doğru akış meydana gelir. Akan zeminin yapısı bozulurken, mevcut temellerde bahçe teraslarda su yalıtımı ve köprü ayaklarında önemi hasarlar oluşur ulaştırma –trafik mühendisliğinde yeni yöntemler: bulanık mantık tekniği uygulamaları ve ortaya çıkan rölatif yer değiştirme dolayısıyla köprü tabliyelerinde hasar çelik levha perdeli yapılar ve boru hatlarında burkulmalar meydana gelir. Bir yapıyı taşıyan zemin sıvılaşıp taşıma gücünü kaybederse. yapıda hasara yol açan, önemli ölçüde oturma ve dönme meydana gelebilir. 1964 Niigata (Japonya) depreminde meydana gelen ve çok sayıda dört katlı apartman binalarında 60° varan dönmeler ortaya çıkmıştır. Yapılan incelemeler, zemin yüzünün birkaç metre altında bulunan kum tabakasında sıvılaşmanın meydana geldiğini, bu durumun yukarı doğru üstteki kum tabakalarına yayılmasıyla temel altı zeminin taşıma gücünü zayıflattığını ve binalarda oturma ve dönmelere sebep olduğunu göstermiştir. Bunun gibi. 1999 Kocaeli Depremi�nde Adapazarı�nda meydana gelen zemin sıvılaşması binalarda şimdiye kadar görülmemiş ölçüde hasar meydana getirmiştir. Adapazarı�nda yeraltı su seviyesinin yüksek olması ve zeminin siltli kil olması zemin sıvaşmasının ortaya çıkmasında çok önemli rol oynamıştır. Önemli deprem hasarı görmeyen yapıların bazıları birkaç metre zemine batarken, bazılarında devrilmeye varan dönmeler meydana gelmiştir. Bunun gibi Gölcük bölgesinde sahillerde batmalar, şey kaymaları gibi olaylar ortaya çıkmıştır.

Eğer binanın ağırlığı büyük değilse taşıma gücünün zayıflaması büyük oturmalar ortaya çıkarmaz. Ancak, depremin bitiminden sonra zeminde boşluk suyunun zamanla oluşacak drenajı hasar doğurabilecek oturmalara sebep olabilir. Depremden sonra zemin yüzünde, altta kum tabakasında basınçla sıkışmış suyun ve ince kumun kaynaması sıvılaşmaya işaret eden ve çok rastlanan bir gözlemdir. İstinat duvarının arkasındaki zemin sıvılaştığı zaman yatay zemin basıncı önemli derecede artarak, duvarın kaymasına, dönmesine veya kesitlerinde güç tükenmesine sebep olabilir.
Sıvılaşma potansiyeli olan zemin bölgelerini, zeminin yapısından hareket ederek belirli ölçüde tahmin etmek mümkün olabilirse de, bir depremde sıvılaşmanın olacağını tahmin etmek zordur. Zemin türü, yoğunluğunu ve yer altı su seviyesinin derinliğini belirleyerek, zemin sıvılaşma potansiyeli yüksek bölgeler belirlenebilir. Bunun yanında depremin sıklığı ve büyüklüğü, alınacak tedbirlerin belirlenmesinde etkili olur.

Zemin sıvılaşması potansiyeli olan bir bölgede yapılacak yapıda alınabilecek tedbirlerin başında muhtemel küçük zemin hareketinden doğabilecek etkilerin karşılanması gelir. Temel türünün ve derinliğinin seçiminde, yer hareketinin yapıyı olumsuz olarak olarak zorlamasının azaltılması esas alınmalıdır. Plak temel seçerek rijit temel oluşturulması ve kazık ve kuyu temel sistemi ile sıvılaşma potansiyeli bulunan tabakanın altına inilmesi tavsiye edilebilir. Sıvılaşma potansiyeline sahip tabakanın kaldırılması ve değiştirilmesi, enjeksiyonla veya sıkıştırılarak sıkı durumuna getirilmesi ve yeraltı su seviyesinin düşürülmesi alınacak diğer tedbirler olarak sıralanabilir.

ZEMİN VE TEMEL RAPORUNUN HAZIRLANMASINA İLİŞKİN ESASLAR

Mayıs 20, 2008

1. TANIM :

Zemin zemin ve temel raporunun hazırlanmasına ilişkin esaslar ve temel etütleri, temel tasarımı ile zemin-temel-yapı etkileşiminin ir­delenmesinde kullanılacak zemin özellikleri yüzey sertleştirici uygulanmış endüstriyel zemin yapım prosedürü ve zemin parametrelerinin tayini için yapı alanı problemli zeminlerde geoteknik çözümler ve çevresinde zemin derin kazı çukuru iksa projelendirilmesine bir örnek ve yeraltı suyu ile ilgili bütün verilerin toplanması amacıyla yapılan çalışmalar olup bu çalışmaların sonucunda temel ön tasarımı belirlenir.

2. KAPSAM :

Etütlerin kapsamı benchmarkingte bilgiye ulaşmada ahlak sorunu ve içeriği yapı üzellikleri, zenıin koşulları, civardaki yapılar, depremsellik, çevre ilişkileri, yeraltı suyu durumu gibi faktörlere bağlılır. Bu amaçla yapılacak zemin neden tek kat membran sistemi? ve temel etüdlerinin kapsam çığ önleme ve etkilerini azaltma teknikleri ve içeriğini belirleyen kategoriler aşağıda tanımlanmıştır.

3. ETÜDLERİN PLANLANMASI :

Planlama; yerel zemin yapısı, yapı özellikleri, depremsellik dezenfeksiyon ve içme suyunda kullanılan dezenfeksiyon yöntemleri ve çevre iIe ilgili hızlı trenlerin teknik özellikleri ve yapıma ilişkin tüm olası sorunları gözününe alacak şekilde yapılmalıdır. Etüt sonuçları planlamayı değiştirir tarzda olursa, ek etüt gerekip gerekmediği irdelenmelidir.

Zemin enflasyon muhasebesi ve temel etüdü ile görevlendirilen uzman, amaçlanan yapı izmir ve istanbul otoyol köprü ve viyadukleri’nin deprem performasyonlarına ait ön değerlendirme çalışmaları ve yapım yöntemleri konusunda bilgili ahşap karkas yapılar ve bunların restorasyonunda inşaat mühendislerinin rolü ve deneyiınli olmalı ahşap: mükemmel bir yapı malzemesi ve yapıya ilişkin kararların her aşamasında haberdar edilmelidir.

Gerekli etüdü planlamak, muayene çukuru, sondaj, arazi ahşap mühendisliği: fazla tanınmayan bir meslek hakkında özet bilgiler ve laboratuvar deneylerini gözetip denetlemek, etüt bulgu toprak, sanayi ve deprem ve sonuçlarından tasarım 17 ağustos marmara depremi ve prefabrike betonarme yapılar (tpb) ve yapım için gerekli verileri üretmek, rastlanan temel zemini ile tasarlanan yapı arasındaki etkileşimleri proje müellifine gerekli yerlere sunmak, zemin bahçe teraslarda su yalıtımı ve temel konularınla uzman mühendisin görevidir. Zemin ulaştırma –trafik mühendisliğinde yeni yöntemler: bulanık mantık tekniği uygulamaları ve temel raporu bu uzman tarafıdan düzenlenir.

4. ETÜD KATEGORİLERİ

Zemin çelik levha perdeli yapılar ve temel etüdlerinin kapsam çelik yapıların yangına karşı korunması ve içeriğini belirleyici incelemeler, irdelemeler, hesaplar ve denetim yöntemleri yapı ve zemin koşullarının (1) az riskli, (2) normal riskli, (3) yüksek riskli olmasına göre 3 kategoride toplanır.

Bir yapının aşağıda tanımlanan kategorilerden hangisine gireceği etütler öncesi kararlaştırılır. Ancak bu kategori, etütlerin herhangi bir aşamasında gerekçesi belirtilerek değiştirilebilir.

4.1. Kategori 1 :

4.1.1. Yapılar Yönünden

Bu kategoride küçük ve basit yapılar yer alır. Risk mal ve can yönünden ihmal edilebilir düzeydedir. Bu yapıların etüdü ilgili mühendis tarafından; deneyim, gözlem, standartların ve kabul görmüş tablo verilerinin kullanımı süretiyle gerçekleştirilebilir (arazide gözlem çukuru açtırıp gözlemek, çevrede mevcut bazı, kanal vb. gibi zemin yapısını gösteren yerleri incelemek, varsa civardaki yapıların durumunu incelemek vb. gibi).

4.1.2. Zemin Koşulları Yönünden

Düz veya çok olmayan tabii sahalardır. Şişme ve/veya yüksek oturma potansiyeli gösteren zeminler, yumuşak veya gevşek veya organik madde içeren daha önce karşılaşılmamış değişik nitelikli zeminler ile tekniğine uygun olarak sıkıştırılmamış dolgular bu kategori içinde değildir.

4.1.3. Civar Yapılar Yönünden

Komşu yapıları, alt şebeke sistemlerine (su kanalizasyon, tabii gaz, telefon, elektrik vb. gibi) zarar riski olmamalıdır.

4.1.4. Yeraltı Suyu Yönünden

Su tablası altında kazı yapılmamalı veya su tablası altında kazı yapmanın hiçbir sorun yaratamayacağı deneyimle söylenebilmelidir.

4.1.5. Depremsellik Yönünden

Deprem riski düşük veya depreme hassas olmayan yapılar.

4.1.6. Çevre Yönünden

Litoloji, tabii bitki örtüsü, yüzeysel su rejimi, toprak kayması, zemin çökmesi vb. Konularda sorun olmamalıdır.

4.2. Kategori 2:

4.2.1. Yapılar Yönünden:

Bu kategoride anormal risk taşımayan, alışılmamış unsurlar içermeyen, analiz ve hesap gerektiren ve fakat klasik metotlarla zemin ve temel tasarımı tamamlanarak yapımı gerçekleştirilebilen yapılar ve temeller yer alır.

4.2.2: Zemin Koşulları Yönünden :

Temel tasarımı için gerekli zemin parametreteri alışılmış arazi ve laboratuvar çalışmaları ile bulunabilmelidir (standart penetrasyon deneyi, arazi permeabilite deneyleri, laboratuvar konsolidasyon, üç eksenli basınç, serbest basınç, sınıflandırma deneyleri vb.).

4.2.3. Civar Yapılar Yönünden:

Kazılar, kazıklı temel inşaatları, yeraltı suyunun indirilmesi ve deranajı gibi faaliyetlerin civar yapılara zararlı olmayacağı söylenebilmelidir.

4.2.4. Yeraltı Suyu Yönünden

Bu kategoriye giren işlerde, yeraltı su seviyesinini indirilmesi uygulamalarında meydana gelebilecek aksamalar, civar yapılar veya yük taşıyan tabakalar için herhangi bir uyarı veya önlem gerektirebilecek riskler taşımamalıdır.

4.2.5. Depremsellik Yönünden

Afet BöIgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelikte önerilen standart yöntemlerle projelendirilebilen dinamik yapı-zemin etkileşimi analizi ve/veya bir analiz ve çalışma gerektirmeyen yapıların zemin ve temel etüdü, bu kategori içindedir.

4.2.6. Çevre Yönünden

Çevreye etki açısından özel bir önlem gerektirmeyen, çevre ile ilgili sorunların bu konudaki alışılmış yöntemlerle çözülebildiği işler bu kategori kapsamındadır.

Yüzeysel (tekil, sürekli veya radyeler) temeller, kazıklı temeller, istinat duvarları, köprü ayakları, dolgular, seddeler, toprak işleri, zemin ankrajları, diğer ankraj sistemleri bu kategoriye giren işlere örnektir.

4.3. Kategori 3:

4.3.1. Yapılar Yönünden

Bu kategoride özel veya büyük risk taşıyan, çok büyük açıklıklı, özel taşıyıcı sistemli, alışılmamış ve/veya karmaşık yük durumlarına sahip yapılar yer alır.

4.3.2 Zemin Koşulları Yönünden

Zor zemin koşulları, mühendisilik tasarımı için alışılımış olmayan deneyler ve/veya hesap metotları ile özel irdeme ve yorum gerekliren işler bu kategori içinde­dir.

4.3.3. Civar Yapılar Yönünden

Civar yapılar yönünden risk olasılığı taşıyan tüm işler.

4.3.4. Yeraltı Suyu Yönünden

Değişken permeabiliteye sahip tabakaların, değişik su tablalarının bulunması gibi yeraltı suyundan kaynaklanan riskleri taşıyan durumlar.

4.3.5 Depremsellik Yönünden Yüksek deprem riski olan bölgelerdeki depreme hassas ve özel yapılar.

4.3.6. Çevre Yönünden Çevre yönünden zor ve karışık sorunlara neden olabilecek işler.

Genel kural olarak, Etüt Kategorisi 1 ve Etüt Kategorisi 2′ye girmeyen tüm işler bu kategori içinde ele alınmalıdır.

Örnekler :

– Çok özel yük taşıyan yapılar,
– Yerleşim bölgelerinde civarı ve yapıları etkileyebilecek derin kazılar (Çok katlı bodrum kazıları gibi),
– Ağır dinamik yük etkisindeki makina temelleri,
– Zararlı kiınyasal maddeler işleyen veya depolayan tesisler,
– Büyük açıklıklı köprüler,
– Tüneller,
– Büyük su yüküne maruz yapılar, barajlar, seddeler,
– Açık deniz yapıları,
– Şişme veya çökme özelliği gösteren zeminlere oturan yapılar,

5. ZEMİN VE TEMEL ETÜTLERİNİN KAPSAMI

5.1. Etül Kategorisi 1′de yer alan yapılar için yapılacak etüllerin kapsamı aşağıda belirtilmiştir.

– Yapı alanında gözlem yapmak ve yerel bilgileri toplamak,
– Derin olmayan muayene çukurları açmak suretiyle zemini incelemek,
– Gerekirse burgu ile delik açmak, sondalama deneyleri yapmak,

Bu kategorideki etüdler, ilgili standartlara ve kabul görmüş yayınlara atıf yaparak sorunu çözebilecek bir mühendis tarafından yapılmalıdır. Bu etüdü yapanın inşaat mühendisi olmaması halinde yapıya ilişkin bilgi ve irdelemeler bir inşaat mühendisi ile birlikte yapılmalıdır.

5.2. Etüt Kategorisi 2 ve 3′de ise genellikle bir etüt, bir tasarım etüdü (son etüt), gerekirse kontrol etütleri ve yapı evresi gözlemleri ile özel ve ölçümler yer alır.

Ön etüt, seçilen yerin uygunluğunun tesbiti, alternatif yerlerin belirlenmesi ve tasarım etüdünü planlamak için yapılır. Ön etütler sırasında dahil edilmesi düşünülebilecek hususlar,

– Topografik durum,
– Hidrolojik koşullar, boşluk suyu dağılımı,
– Komşu yapılar ve kazıların incelenmesi,
– Jeolojik kayıtların incelenmesi,
– Hava fotoğrafları
– Civarda yapılmış önceki etütler
– Eski haritalar,
– Yerel depremsellik,
– Diğer ilgili bilgiler,

olabilir.

Tasarım etüdü (son etüt) ise yapılacak yapının ekonomik ve güvenilir projelendirilmesi esas olacak bilgi ve verileri sağlayacak inşaat metodunun ve inşaat sırasında doğabilecek sorunların belirlenmesini temin edecek şekilde olmalıdır. Bu etüdün amacı proje için gerekli bütün zemin verileri ve özeİliklerinin güvenilir bir şekilde tespit ve tanımlanması yoluyla zemin-yapı etkileşiminin irdelenip yorumlanabilmesidir. Bu etüde dahil edilecek hususlar,

– Zemin tabakalarının belirlenmesi,
– Zeminlerin mukavemet özelliklerinin belirlenmesi,
– Zeminlerin deformasyon özelliklerinin belirlenmesi,
– Zemin profili boyunca boşluk suyu basıncının belirlenmesi,
– Permeabilitenin belirlenmesi,
– Zeminlerin sıkışabilirliğinin belirlenmesi,
– Yeraltı suyunun zararlı etkilerinin tespiti,
– Zemin ıslah imkanlarının belirlenmesi,

vb. olarak sıralanabilir.

Bu amaçla, kayalarda erime boşlukları, kaya ve zeminlerin dolgu malzemelerinin durumu, yeraltı suyu hidrolojisi, faylar, zemin ve kayaların krip (sünme) durumu, şişme ve göçme potansiyeli olup olmadığı gibi bilgilerin toplanması da gerekli ve yararlı olabilir.

Bu etütler için uygulanacak alışılmış yöntemler,

– Yerinde arazi deneyleri,
– Sondajlar, inceleme çukurları,
– Laboratuvar deneylerini,

kapsar.

Zemin araştırmaları, sorumlu mühendisin daha fazla derinliklerin yapının davranışını etkilemeyeceğini belirlediği derinliğe kadar yapılır. Bu derinlik genel olarak yapı ve zemin özelliklerine müştereken bağlıdır.

Sondajlar ve arazi çalışmaları bir jeoloji mühendisi, jeolog, inşaat veya maden mühendisi gözetiminde gerçekleştirilmelidir.

Etüdün büyük bir alanı kapsadığı durumlarda, inceleme noktaları bir ağ üzerinde seçilebilir. Noktalar arası uzaklık normal hallerde 20-40 m. olabilir. Uniform zeminlerde sondaj ve çukur aralıkları arttırılabilir ve/veya bir kısım sondaj ve çukurların yerine jeofizik yöntemler veya sondalama uygulanabilir. Tekil ve şerit temellerde sondaj veya sondalama derinliği temel genişliğinin 1-3 katı dolayında olabilir. Daha derin tabakaların etüdünde özel olarak beirlenen bazı noktalarda oturma özellikleri ve zemin suyu ile ilgili sorunlar ayrıca araştırılmalıdır.

Radye temellerde etüd edilen zemin veya sondaj derinliği, bu derinlikte kaya tabakasına rastlanmaz ise normal olarak temel genişliği kadar veya daha fazla olmalıdır.

Dolgu alanlarında ve sedde yapılarında etüt derinliği oturmalara katkısı olabilen bütün tabakaları içerecek şekilde seçilmelidir. Etüt noktaları arasındaki uzaklık ise normal hallerde l00-200 m alınabilir.

Kazıklı temeller için sondaj, penetrasyon veya yeriede deney derinliği güvenliği sağlayacak kadar olmalıdır. Normal olarak bu derinlik kazık ucunden itibaren kazık çapının 5 katı veya 5 m. aşağıya ulaşan bir derinlikten daha az olamaz. Daha fazlası gerekmiyorsa bu derinlik kazık grubu için kazık grubunu oluşturan dikdörtgenin küçük kenarının uzunluğu kadar kazık uç seviyesinin altına inmelidir.

5.3. Etütler sırasında mevcut su basınçları ve yeraltı su seviyesinde oluşabilecek en yüksek ve en düşük seviyeler tespit edilmelidir.

Boşluk suyu basıncının araştırılması normal olarak şunları kapsar:

– Sondajlarda rasat borusu yerleştirilerek seviye ve seviye değişikliği gözlenmesi
– İnşaat alanın yer altı ve yer üstü hidrolojisinin incelenmesi.

Kazıklarda kaldırma kuvveti hesabı için boşluk suyu basıncının kazı tabanı altında, kazı tabanından itibaren en az su seviyesi ile kazı tabanı arasındaki mesafeye eşit bir derinliğe kadar belirlenmesi gerekir. Üst seviyelerde düşük yoğunluk olması halinde etüt derinliği arttırılabilir.

Çevrede su seviyesi indirme veya su çekme kuyuları varsa tespit edilmelidir.

3. Kategoriye giren işlerde işin özelliğinin gerektirdiği ek çalışmalar yapılmalıdır. Özel bir deney veya etüt uygulandığında takip edilen yöndem, deney usulleri ve yorumu ile ilgili hususlar belgelenmeli ve kaynak gösterilmelidir.

Kategori 2 ve 3 olarak tanımlanan etütlerin zemin ve temel mühendisliği konularında tecrübe sahibi ve tercihen lisans üstü eğitim görmüş ve bu konularda deneyim kazanmış inşaat mühendisleri veya böyle bir mühendisin sorumlu yönetiminde çalışan, bünyesinde tercihen jeoloji mühendisinin de bulunduğu ekip tarafından yapılması gerekir.

Gerekli ve zorunlu hallerde, Kategori 3 için öngörülen özel etüdleri yapacak ve/veya ekip sorumluluğunu üstlenecek inşaat mühendisi, zemin ve temel mühendisi konularında lisans üstü öğrenim görme ve deneyim şartına ek olarak irdelenen konuya özgü özel alanda uzmanlaşmış bir inşaat mühendisi olmalıdır.

6. ZEMİN VE KAYA PARAMETRELERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

6.1. Genel

6.1.1. Zemin ve kaya parametreleri zemin ve kayaların özelliklerinin rakamsal değer olarak ifadesidir. Örneğin, kayma mukavemeti açısı, sıkışabilirlik, penetrasyon darbe sayısı, kaya kalite indisi (RQD) gibi.

6.1.2. Tasarımda kullanılan zemin ve kaya parametreleri arazi ve laboratuvar deneylerinden ve diğer kabul görmüş sonuçlardan elde edilir. Bunlar temel ve yapı tasarımı için öngörülen göçme, aşırı deformasyon, kullanılabilirlik gibi kriterlerin incelenme ve irdelenmelerinde kullanılır.

6.1.3. Güvenilir zemin parametrelerinin tesbiti için gözönüne alınacak hususlar:

– Birçok zemin parametresi sadece zemine özgü sabit değerler olmayıp, gerilme seviyesi, deformasyon tarzı (modu) gibi faktürlere bağlıdır.
– Deney programı, tasarıma ilişkin parametrelerin ve bu parametrelerin değişiminin belirlenmesini sağlayacak tarz ve kapsamda hazırlanmalıdır.
– Deney sonuçlarının yorumunda her deneyin ilgili zemin şartlarında kullanışına ilişkin geçerli, yayınlanmış bilgiler göz önüne alınmalıdır.
– Elde edilen değerler, veriler ve mahalli tecrübe ile karşılaştırılmalı ve yayınlanmış parametreler arasındaki yayınlanmış korelasyonlar göz önüne alınmalıdır.
– Varsa büyük ölçekli saha deneyleri ve prototip yapılar üzerinde yapılmış ölçümler analiz edilmelidir.
– Varsa birden fazla tipteki deneylerin sonuçları arasındaki ilişki kontrol edilmelidir.

6.2. Zemin ve Kayaların Sınıflandırılması:

6.2.1. Zemin ve kayaların karakter ve temel bileşenleri, deney sonuçlarının yorumu öncesinde tanımlanmalıdır.

6.2.2. Malzeme göz ile incelenmeli ve bilinen sembol sistemi ile isimlendirilmelidir.

Göz ile incelemeye ilave olarak aşağıdaki tanımlama deneyleri yapılır:

Zeminlerde;
– Dane dağılımı,
– Tabii su muhtevası,
– Kıvam limitleri,

Kayalarda, gerektiği durumlarda;
– Tabii yoğunluk,
– Porozite,
– Ulturasonik hız,
– Ani su emme,
– Şişme,
– Tek eksenli basınç veya nokta yükleme deneyi.

6.3. Yoğunluk

Yoğunluk, tasarım amacına uygun hassaslıkla bulunmalıdır. Yoğunluk bulunurken tabii veya insan eliyle sonradan yapılan değişiklikler ve tabakalaşma etkisi göz önüne alınır. Yoğunluk kumlar ve çakıllarda, penetrasyon deneyleri veya zemin mukavemetini gösteren gözlemlerden de zemin tipi ve dane dağılımı bilinmek kaydı ile tahmin edilebilir.

6.4. İzafi Sıklık

İzafi sıkılık, ayrık daneli zeminlerin sıkılık derecelerini ölçen değer olup, laboratuvarda standart deneylerle bulunur. Dolaylı bir yol olarak standart penetrasyon deney sonuçları da kullanılabilir.

6.5. Drenajsız Mukavemet

İnce daneli doygun zeminlerin drenajsız mukavemeti (Cu) saptanırken aşağıdaki hususların etkisi göz önüne alınmalıdır.

– Yerinde ve deneylerdeki gerilme durumu farklılıkları,
– Numune örselenmesi (özellikle sondaj sırasında elde edilen deney numuneleri için),
– Mukavemet anizotropisi (özeIlikle düşük plastisiteli killer için).
– Fisürler (özellikle sert fisürlü killer için).

Deney sonuçları, kilin fisürlü veya fisürsüz halinin mukavemetini verebilir ve bu değerlerden herhagi biri kilin arazi davranışını temsil edebilir. Bu tespitte numune büyüklüğü de önemli olabilir.

– Deney hızı (Çok hızlı deneyler daha büyük mukavemet değeri verme eğilimi taşırlar).
– Büyük deformasyonların etkisi (Birçok kilde büyük deformasyonlarda veya önceden olusmuş kayma yüzeylerinde mukavemet düşüşü gözlenir),
– Zaman faktörü (Zeminin etkili bir biçimde drenajı için geçen zaman, zeminin permeabilitesi, serbest suyun varlığı ve geometrik koşullara bağlıdır. Bazı zeminler çok kısa süreli yüklemelerde mukavemet artışı gösterebilirler).
– Numunelerin homojen olmaması (kil numunelerde kum, çakıl bulunması gibi)
– Doygunluk derecesi,
– Drenajsız mukavemeti; deneylerden, özellikle arazi deneylerinden elde etmede, yapılan teorik kabullerin güvenebilirlik derecesi.

6.6. Efektif Mukavemet Parametreleri

Efektif mukavemet parametrelerinin belirlenmesinde (C’ vc f’) göz önüne alınacak husular:

– c’ vc f’ ancak hesaplandıkları gerilme seviyeleri için sabit kabul edilebilirler. Düşük gerilmelerde c’ değeri sıfıra, yüksek gerilmelerde f’ değeri azalmaya gitme eğilimi gösterebilir.

– f’ değeri iki bileşenden oluşur, bir bileşen zeminin gerçek sürtünme özelliğine (kritik durum sürtünme açısı), diğeri ise yoğunluk ve gerilme seviyesine bağlıdır. Birinci bileşen sabit kabul edilebilir, ikinci bileşen ise zemin kabarırsa veya sıkışırsa değişir. c’ değeri de yoğunluk ve gerilme seviyesine bağlıdır.

– f’ değeri yoğunluk ve zemin danelerinin yerleşim tarzına bağlıdır. Bu özellikler numune alma sırasında kolayca bozulabilir nitetikte olup deney sonuçlarının değerlendirilmesinde göz önüne alınmalıdır.

Zeminlerin düzlem gerilme hali için geçerli olan f’ değerleri genellikle üç eksenli basınç şartlarında elde edilen değerden bir miktar daha büyüktür.

6.7. Zemin Rijitliği

Zemin rijitliği tayininde göz önüne alınacak hususlar:

– Su muhtevası ve gerilme seviyesinin etkisi (özellikle ön konsolidasyon basıncı ile ilgili olarak).
– Birim deformasyon hızının etkisi (özellikle zemin drenajı ile ilgili olarak).
– Zeminin doğrusal olmayan gerilme-deformasyon özellikleri.
– Zemin yapısı ve zemindeki farklılıklar göz önüne alınarak numune büyüklüğü,

Gerek arazide gerek laboratuvar deneyi yolu ile zemin rijitliğinin güvenilir bir şekilde ölçümü çok zordur. Özellikle zemin numunelerindeki örselenme ve diğer bazı etkiler laboratuvarda ölçülerı rijitlik değerlerinin arazi değerlerinden daha kü­çük elde edilmesi sonucunu doğurabilir. Bu nedenle mevcut, daha once yapılmış inşaatların davranışlarının gözlenmesi tavsiye olunur.

Zeminlerin gerilme, deformasyon ilişkisinin sınırlı bir gerilme aralığında doğrusal veya yarı logaritmik kabul edilmesi bazı hallerde uygun olmakla beraber gerçek davranışın genellikle doğrusal olmadığı bilinerek değerlendirme yapılmalıdır.

6.8. Kaya ve Kaya Kütleleri Kalitesi ve Özellikleri

6.8.1. Kaya kalite ve özelliklerinin tayininde kayaların karot numuneleri üzerinde belirlenen davranışı ile sahada çok geniş bir alandaki kayanın davranışı, sahadaki kaya kütlelerinin yapısal süreksizlikler (tabakalaşma, eklemler, ezilme bölgesi ve erime boşlukları gibi) gösterdiği göz önüne alınarak birbirinden ayrı düşünülmelidir.

Kaya eklemlerinin aşağıdaki özellikleri göz önünde bulundurulmalıdır.

– Aralığı
– Doğrultusu.
– Açıklığı.
– Sürekliliği
– Sıklığı
– Sıkılığı
– Pürüzlülüğü
– Dolgu maddesi.

6.8.2. İlgili olduğu takdirde göz önüne alınacak hususlar;

– Su basıncı,
– Çeşitli tabakaların özelliklerindeki önemli değişiklikler.

Kaya kalite indisi (RQD) kayaların genel kaya kalite göstergesi olarak kullanalıbilir.

Kaya özellikleri tahmininde (mukavemet , sertlik gibi) tünel işlerinde uygulanan kaya kütle sınıflandırılmaları kullanılabilir.

6.8.3. Kayaların mevsim ve gerilme değişimi vb.gibi faktörlere duyarlılığı tayin edilmelidir. Temel zemini olarak kayaların kimyasal ayrışmasının sonuçları irdelenmelidir. Kayaların veya kaya kütlelerinin kalitesinin tesbitinde;

– Bazı boşluklu, yumuşak kayaların atmosferik etkilerle kısa sürede bozularak düşük mukavemetli zeminlere dönüşebilirliği.
– Bazı kayaların zemin suyu etkisi ile çabuk eridiği ve boşluk, kavite, delikler oluşturduğu ve bunların zemin yüzeyini kadar gelişebildiği,
– Bazı kayaların yük boşaltması ve hava ile temas sonucu kil minerallerinin su emmesi yolu ile şişebildiği,

göz önünde tutulmalıdır.

6.9. Permeabilite ve Konsolidasyon Parametreleri

Permeabilite ve konsolidasyon parametreleri tayininde göz önüne alınacak hususlar:

– Homojen olmayan zemin koşullarının etkisi.
– Zemin anizotropisi etkisi.
– Zemin ve kayada fisür ve fayların etkisi.

Laboratuvarda küçük numune üzerinde ölçülen permeabilite değeri, arazi değerini temsil etmeyebilir. Bu nedenle, mümkünse büyük zemin kütlesini temsil edecek ortalama değerlerin elde edilebildiği arazi deneyler tercih edilmelidir. Bazı haIIerde dane dağılım eğrisi verilerinden permeabilite tahmin edilebilir.

6.10. Konik Penetrometre Mukavemeti

Konik penetrometre deneyine ait üç mukavemet (qc) ve çevre sürtünmesi (fs) bulunurken göz önüne alınacak hususlar:

– Konik uç ve kılıfın şekli sonuçları önemli ölçüde etkileyebilir. Bu nedenle kullanılan alet ve ve uç cinsine göre sonuçlar gözden geçirilmelidir

– Sonuçlar ancak zemin tabakalarının dizilişi bilindiğinde güvenli olacağından bu deney çoğu zaman sondajlarla beraber yapılabilir.

– Homojen olmayan zeminlerde büyük sapmalar görüleceğinden tasarım için uygun zemin matrisine temsil eden penetrasyon değerleri göz önüne alınmalıdır.

– Varsa, diğer deneylerle (yoğunluk ölçümü, diğer tip penetrasyon deneyleri gjbi) korelasyonlar kullanılabilir.

6.11. Standart Penetrasyon Deneyi (SPT) ve Dinamik Sondalama

– Deneyin tipi,
– Deneyin yapılışı (kaldırma yöntemi vb.)
– Yeraltı suyu etkisi,
– Derinlik etkisi,
– Taş, iri çakıl mevcudiyeti gibi durumlar.

6.12. Presiyometre Deneyleri

Presiyometre Deneyi limit basınç veya presiyometre modülü tayininde göz önüne alınacak hususlar:

– Aletin tipi,
– Presiyometreyi zemine yerleştirince şekli dikkate alınmalı ve fazlaca bozukluk gösteren eğriler kullanılmamalıdır.

Eğrinin sadece başlangıç kısmının belirlenebildiği deneyler, aynı yerde yapılan diğer deneylerin sonuçları ile karşılaştırılarak limit basıncın ve presiyometre modülünün konservatif olarak tahmini için kullanılabilir.

6.13. Sıkıştırılabilme Özelliği

Dolguların sıkıştırılabilme özelliğinin tayininde göz önüne alınacak hususlar:

– Malzemedeki taş içeriği,
– Malzemenin homojenlik durumu,
– Doygunluk derecesi.

Sıkıştırılabilme özelliğinin zemin veya kaya için doğrudan bulunabilmesi amacı ile, söz konusu malzeme kullanılarak seçilen tabaka kalınlığı ve düşünülen sıkıştırma ekipmanı ile test dolgusu yapılmalıdır. Buradan elde edilen yoğunluk, standart metotla bulunan laboratuvar değeri ile ilişkili olduğu gibi aynı zamanda kullanılacak arazi kontrol cihazı ve metodu ile bulunulacak yoğunluk değeri ile de ilişkilidir. (sondalama, dinamik kompaksiyon deneyi, plaka yükleme deneyi, oturma ölçümü gibi).

Temellerin oturacağı bir dolgu için normal şarllarda ortalama % 100 proctor maksimum yoğunluğu veya en az % 97 proctor yoğunluğu yeterli olabilir. Ayrıca boşluk hava hacmi % 12′den daha az olmalıdır.

Kayalarda, proctor yoğunluğu kullanılmaz. Bunun yerine sıkıştırma işlemi sonucu ulaşılan oturmalar değerlendirilir.

6. ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ REPORU

7.1. Genel

Rapor, üç kısımda sunulabilecektir. Birici kısımda mevcut zeminle ilgili ve gerekiyorsa jeolojik özellikler ile ilgili veriler, ikinci bölümde verilerin değerlendirilmesi, kabul edilen zemin parametreleri ve izahı, üçüncü kısımda (sonuç ve öneriler) zemin temel ön tasarımı ve inşaat tarzı yer alacaktır.

Rapor, önemsiz ve sorunsuz işlerde bir kaç sayfa olabileceği gibi, gerekli durumlarda çok kapsamlı da olabilir.

6.2. Zemin Bilgi ve Verilerinin Sunulması

Bu kısımda arazi ve laboratuvar çalışmaları ve bunların sonuçları, kullanılan yöntemler yer alacaktır. Gerektiği ve ilgili olduğu hallerde dahil edilebilecek husus­lar şunlardır:

– Etüdün amaç ve kapsamı
– Projenin kısa tanıtımı, yapılacağı alan, yapıların büyüklüğü, taşıyıcı sistemi, geometrisi, beklenen yükler, yapı elemanları, inşaat malzemeleri vb.
– Ön görülen etüt kategorisi,
– Arazi ve laboratuvar çalışmalarının tarihleri,
– Kullanılan arazi ekipmanı,
– İIgili firmalar ve danışmanların isimleri,
– Arazi gözlemleri: Yeraltı suyu mevcudiyeti ve seviye gözlemleri, Komşu yapıların davranışı,Faylar, Mevcut kazılar ve ocakların gözlem sonucu,Stabilize yönünden sorunlu bölgeler,Kazı güçlükleri, – Seçilen yerin tarihçesi,
– Seçilerı yerin jeolojisi,
– Varsa hava fotoğraflarından elde edilerı bulgular,
– Yerel sismisite,
– Arazi ve laboratuvar çalışmalarının tablolarla sunulması, sondaj ve arazi çalışmalarına katılan personelin gözlemleri,
– Arazi tanımlamaları ve laboratuvar deneylerine dayalı olarak zemin tabakalarının belirlenmesi yolu ile sondaj loglarının derlenmesi (laboratuvar ve arazi deney sonuçları gruplanarak ekte verilecektir.)

6.3. Zemin Verilerinin Değerlendirilmesi

Verilerin değerlendirilmesinde aşağıdaki hususlar yer alacaktır:

I) Arazi ve laboratuvar çalışmalarının özeti, varsa eksik veriler. Yanlış veya geçersiz veriler varsa bunların belirtilmesi, mühendisin kendi görüş ve yorumları. Beklenmeyen deney sonuçlarının dikkatle incelenmesi, bunların yanlış veya doğru gerçek durumu yansıtır olup olmadığının incelenmesi.

II) Gerekirse yapılacak ek arazi ve laboratuvar çalışmalarının tarifi ve bu yönde öneriler ve bunların gerekçesi.

Gerekli ve ilgili olduğu hallerde dahil edilecek hususlar:

– Arazi ve laboratuvar verilerinin tablolar, grafikler halinde verilmesi, bunların projede istenen koşullar ile ilgisi. Gerekirse değerlerin aralıklarını gösterir histogramlar.

– Yeraltı su tablası seviyesi ve mevsimsel değişimleri.

– Yeraltı tabakalarının farklılıkları ile beraber gösterimi.

– İller formasyonun detaylı tarifi, çeşitli fiziksel, mukavemet , sıkışabilirlik özelliklerinin tanımı, cep, boşluk gibi kısımların durumu ve bunların etkisi.

– Her tabaka için zemin değerlerinin sınırları (Bu değerler tasarım için en uygun değerlerin seçiminde yol gösterici olacak şekilde sunulmalıdır).

6.4. Sonuç ve Öneriler

Sonuç ve öneriler kısmında aşağıdaki hususlar yer alacaktır.

– Zemin koşullarını tanıtımı,
– Seçilen etüt kategorisi ve nedeni,
– Önerilen tasarım parametreleri,
– İnşaat sırasında karşılaşılacak muhtemel sorunların çözümü,
– İlerde karşılaşılacak muhtemel sorunlar ve bunlarla ilgili öneriler,
– Yüzeysel veya derin temel seçimi,
– Yüzeysel temellerde minimum temel derinliği, temel tipinin muhtemel oturmalara göre tespiti,
– Radyeler ve sürekli temellerde rijitlik önerisi,
– Temel betonarme projesinin hesap ve tasarımına imkan verecek öneri ve sayısal değerler,
– Derin temellerde, kazık tipi, kesiti ve boyunun irdelenmesi ve seçimi,
– Kazık yükleme deneyleri ile ilgili veriler,
– Önerilen kazıkların düşey ve yatay yükler için muhtemel irdelemeleri,
– Kazık ve kazık başlıklarının hesap ve tasarımına imkan verecek öneri ve sayısal değerler,
– Zemin ıslahı gerekiyorsa ıslahı türü ile ilgili açıklamalar,
– Özel tür iksa gerekip gerekmediği, özel tür iksaların hesap ve tasarımına imkan verecek parametric öneriler,
– Kazı işlerine esas kazı güçlüğü ve kazı sınıfı önerileri,
– Kazıdan çıkan zeminin dolgu vb. Amaçla kullanılabilirliği ve koşulları,
– Özel drenaj ve yalıtım önerileri,
– Gerekli hallerde zeminin etki büyütmesi ve sıvılaşma riski ile ilgili açıklamalar, değerlendirmeler ve öneriler,
– Dinamik etkilere maruz temeller ile ilgili değerlendirmeler.

6.5. İlgili Standart ve Yönetmelikler

– Geoteknik değerlendirmelerde Kabul edilmiş, yayanlanmış analitik, amprik, yarı amprik yöntemler, veya Eurocode 7�de belirtilen yöntemler kullanılabilecektir. Gerekli yerlerde ilgili yayınlara atıflar yapılacak ve bunlar rapor sonunda sıralanacaktır.

– Arazi ve laboratuvar çalışmaları ve zemin- temel etüdü ve değerlendirme raporunun hazırlanması sırasında aşağıda belirtilen şartname ve/veya standartlar kullanıbabilir. Afet Bölgesinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik,TS 500 � Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları�,TS 1500 �İnşaat Mühendisliğinde Zemin Sınıflandırılması�,TS 1900 �İnşaat Mühendisliğinde Zemin Deneyleri�,TS 1901 �İnşaat Mühendisliğinde Sondaj Yolları ile Örselenmiş ve Örselenmemiş Numune Alma Yöntemliri�,TS 3167 �Kazık Temellerin Hesap ve Düzenlenmesinde Genel Kuralları�,TS 3168 �Delme Kazıklar Tasarım, Yapım ve Uygulama Kuralları�,TS 3169 �Çakma Kazıklar, Tasarım, Yapım ve Uygulama Kuralları�,TS 5744 �İnşaat Mühendisliğinde Temel Zemini Özeliklerinin Yerinde Ölçümü�,TS 7994 �Zemin Dayanma Yapıları: Sınıflandırma, Özellikleri ve Projelendirme Esasları�, 6.6. Yapı yönünden Kategori 1 ve Kategori 2�ye giren binalar ekli listelerde belirtilmiştir.

Yapı Yönünden Kategori 1�e Giren Binalara Örnekler 150 Kişilik Cezaevi,K1 ve E Tipi Cezaevi,Lojman- Afet Konutları (1,2,3,4 katlı olanlar)Jandarma Sınır Karakolu ve Bucak Karakolu,Polis Karakolu,Jandarma İlçe Birlik Merkez Karakolu,İl Jandarma Alay Komutanlığı Alay Binası,Şehiriçi İl ve Bölge Trafik Binası,Garaj Binasıİlçe Tipi Veteriner Sağlık Merkezi,A1 Tipi Tribün,Küçük Tip Halk Eğt. Mrk. Ve Kütüphane, 200-300 Kişilik Yurt,12-20 Derslik Ticaret Lisesi ve Spor Salonu,Bağımsız Pratik Sanat Okulu ve Atölyeleri,250 Kişilik Ticaret Lisesi,8-12-24 Derslik Tem. Eğt. Okulu,Sabit İlçe Kurs Binası (70 kişilik),5-8-12-16-21 Derslik Ortaokul ve Spor Salonu,1-2-5-6-8-10-12 Derslik İlkokullar,End. Meslek Lisesi ve Atölyeleri,Yatılı İlköğretim Bölge Okulu,Huzurevleri,Köy Tipi Sağlık Ocağı,Veteriner Sağlık Merkezi ve Lojmanı,Hastane-Dispanserler ( 1,2,3 katlı olanlar)Eğitim ve Dinlenme Tesisleri, Yapı Yönünden Kategori 2�ye Giren Binalara Örnekler Büyük Tip İlçe Hükümet Konağı,İlçe Tipi Hükümet Konağı ve Adliye Binası,Lojman, Afet Konutu (5 kat ve daha fazla katlı olanlar),500 Kişilik Toplum Polisi Sitesi,Tip 2500 kişilik Spor Salonu,Tip 1500 Kişilik Spor Salonu, Hastane- Dispanser (4 kat ve daha fazla olanlar),75-125 Yataklı Doğumevi,Sağlık Meslek Lisesi ve Spor Salonu,İl Tipi Sağlık Ocağı

PROBLEMLİ ZEMİNLERDE GEOTEKNİK ÇÖZÜMLER

Mayıs 20, 2008

1. GİRİŞ

Mühendislik yapılarının temel sistemlerinin tasa­rımında, zeminde oturma problemli zeminlerde geoteknik çözümler ve taşıma kapasitesi ile deprem durumunda sıvılaşma problemi olmaması durumunda genellikle yüzeysel temeller kullanıla­rak çözümler yapılmaktadır.

Temel zeminlerinin problemli olması durumunda ise en basit çözüm derin temel sistemi (kazıklı temeller) seçilerek yapıların çözülmesidir.

Son yıllarda gelişen makine teknolojisi derin kazı çukuru iksa projelendirilmesine bir örnek ve mühen­dislik uygulamalarının (araştırma benchmarkingte bilgiye ulaşmada ahlak sorunu ve projelerin) artması problemli zeminlerde yeni çözümlerin bulunmasına neden olmuştur. Bu çözümler zemin ıslahı veya zemin iyileştirmesi yapılarak problemli zeminlerin ortadan kaldırılması olmuştur.

1970′li yıllardan beri üretilen bir çok yeni yöntemle problemli zeminler iyileştirilerek, zemindeki oturma problemi ortadan kaldırılmakta, taşıma kapasitesi güvenlik sayısı artırılmakta neden tek kat membran sistemi? ve deprem durumunda sıvılaşan, mukavemeti azalan zeminler sağlam-laştırılmaktadır. Zemin ıslahı veya iyileştirmesi yöntemiyle derin temel sistemlerinden çok daha ekonomik çığ önleme ve etkilerini azaltma teknikleri ve daha kısa sürede yapılabilen geotek-nik çözümler elde edilmektedir.

Uygulamada en çok kullanılan geoteknik çözümler aşağıda sıralanmıştır. Araştırması devam eden veya ülkemizde henüz uygulamasına çok sık rastlanma­yan yöntemler de bu listede yer almıştır.

2. ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

Dünyada dezenfeksiyon ve içme suyunda kullanılan dezenfeksiyon yöntemleri ve ülkemizde çok sık kullanılan zemin iyi­leştirme yöntemleri aşağıda sıralanmıştır. Bunlar;

a. Taş Kolonlar
b. Kum Kazıklar-Düşey Drenler
c. Ön hızlı trenlerin teknik özellikleri ve Fazla Yükleme
c. Derin Karıştırma
d. Vibrokompaksiyon-Vibroflotasyon
e. Dinamik Kompaksiyon (Ağırlık düşürme)
f. Kompaksiyon Enjeksiyonu
g. Çatlatma-Girme-Deplasman Enjeksiyonu
h. Jet Enjeksiyonu
ı. Patlatma
i. Geotekstil enflasyon muhasebesi ve Geosentetikler ile Güçlendirme
j. Kimyasal Enjeksiyon izmir ve istanbul otoyol köprü ve viyadukleri’nin deprem performasyonlarına ait ön değerlendirme çalışmaları ve Diğerleri

Her mühendislik yapısının zemin durumu ahşap karkas yapılar ve bunların restorasyonunda inşaat mühendislerinin rolü ve prob­lemi kendisine özgün bir problemdir. Farklı zemin yapısı ahşap: mükemmel bir yapı malzemesi ve yeraltı suyu durumu için farklı zemin iyileş­tirmesi yöntemleri önerilebilir. Belli bir zemin prob­lemi için yukarıdaki zemin iyileştirme yöntemlerinin birisi veya birkaçı uygun olabilir, ancak yukarıdaki yöntemlerin hepsinin benzer zemin koşullarında uygulanması söz konusu değildir. Örneğin prob­lemli kil bir zemin koşulunda dinamik kompak-siyon, kimyasal ahşap mühendisliği: fazla tanınmayan bir meslek hakkında özet bilgiler ve diğer enjeksiyon sistemleri, vibrokompaksiyon toprak, sanayi ve deprem ve ağırlık düşürme yöntemleri çözüm olmayacaktır. Kum 17 ağustos marmara depremi ve prefabrike betonarme yapılar (tpb) ve çakıllardan oluşan problemli bir zeminde ise ön yükleme, taş kolon yöntemleri uygun olmayabilecektir. Dolayısıyla her mühendislik yapısının zemin problemi tekil olarak incelenmeli, çok detaylı bahçe teraslarda su yalıtımı ve çok sayıda arazi ulaştırma –trafik mühendisliğinde yeni yöntemler: bulanık mantık tekniği uygulamaları ve laboratuvar deneyi yapılarak zemin yapısı çelik levha perdeli yapılar ve yeraltı suyu durumu sıhhatli bir şekilde tespit edildikten sonra ıslah yöntemine karar verilmelidir. Zemin etü­dünün önemi vurgulanırken laboratuvar deneyleri ile birlikte saha deneylerinin tercih edilmesi unutul­mamalı çelik yapıların yangına karşı korunması ve zemin iyileştirmesi gereken bir projede kesinlikle CPT (Koni Penetrasyon Deneyi) deneyle­rinin yapılması tercih edilmelidir.

Bu makalede hali hazırda inşaatı devam eden önemli bir mühendislik yapısında uygulaması yapı­lan taş kolonlar ile zemin iyileştirmesi yönteminden bahsedilecektir.

3. TAŞ KOLONLAR İLE ZEMİN İYİLEŞTİRİLMESİ

Taş kolonlar ile problemli yumuşak çelik yapıların yangına karşı korunmasında boya kullanımı ve gevşek zeminlerin iyileştirilmesi, son yıllarda yurtdışında çok uygulaması olan bir sistemdir. Ülkemizde de sınırlı sayıda projede uygulanmıştır. Taş kolonlar ile üstyapı proje yüklerine, saha inşaatçının aşkı ve zemin koşullarına bağlı olarak zeminin taşıma kapasitesi artırılmakta, oturma (konsolidasyon) süresi azaltılmakta ve deprem durumunda sıvılaşan veya mukave­meti kaybeden zeminler sağlamlaştırılmaktadır. Taş kolonlar genellikle yumuşak ve orta katı kil zeminlerde, problemli zemin tabakası kalınlığının genellikle 10.0 m’den az olduğu koşullarda tercih edilmektedir. Taş kolon uygulaması ile oturma problemleri genellikle %50-%60 oranında azaltılabilmekte, taşıma kapasitesi ise çok daha yüksek seviyelere çıkartabilmektedir. Taş kolonlarının genellikle uçlarının sağlam bir taban zeminine otur­tulması tavsiye edilmektedir. Yapım yöntemi olarak,

– Vibroflotasyon ataşmanları (su veya hava) ile kolonların oluşturulması
– Klasik foraj ile problemli zeminin dışarı atılarak yerine çakıl yerleştirilmesi ve sıkıştırılması
– Boru çakma veya itme ile zeminin sıkıştırılması ve
kolonların oluşturulması imalatları yapılabilmektedir.

Üstyapı proje yükleri ve zemin koşullarına bağlı olarak 60-100 cm çapında taş kolonlar üçgen veya kare yerleşim planında projelendirilmektedir. İmalatlarda kullanılan taşların temiz, genellikle 10-50 cm boyutlarında ve içerisindeki ince oranı %5-10 arasında olan malzemeler ile yapılması gerekmek­tedir. Uygulamada sahada bulunabilecek malze­meye göre tasarımlar yapılabilmektedir.

4. TAŞ KOLON UYGULAMASI

İnşaat faaliyetleri devam eden bir terminal binası oturum alanı yaklaşık 27000 m2 mertebesindedir. Yapı mimari projelere bağlı olarak değişik kat yük­sekliğine sahiptir. Üst yapı çözümleri sonucunda statik durumda bina yükleri 7.0 -12.00 t/m2 mertebelerinde hesaplanmıştır.

Şekil 1 – Taş Kolon İmalatı 1. Aşama – Borunun Çakılması Zemin yapısı yüzeydeki bitkisel topraktan sonra 7.00 m derin­liğe kadar problemli, gri-yeşilimsi renkte, yumuşak-orta katı-katı siltli kil – killi şilt zeminlerden oluşmak­tadır. Kil birim içerisinde yapılan SPT deneylerin darbe sayıları N= 3-25 aralığında değerler elde edil­miştir. Kil zemin bileşik zemin sınıf­landırmasına göre genelde CL-CH karakterde olup plastisite indisi değeri 16-37 arasında değişmekte­dir. Siltli kil – killi şilt zeminden sonra orta sıkı- çok sıkı siltli kum zemin yer almaktadır. Kum zemin 7.00-20.00 m derinlikler arasındadır. Kum birimde SPT darbe sayıları genellikle 30-50+ arasında değişmektedir. Kum birimin altında derinlerde ise orta katı-sert, killi şilt – siltli kil zeminlere girilmiştir. Yeraltı su seviyesi yüzeyden 1.00 m derinliktedir.

Yüzeydeki yaklaşık 7.00 m kalınlığındaki kil zeminde oturma ve taşıma kapasitesi problemi mevcuttur. Problemlerin taş kolonlar ile çözülmesi yöntemi seçilmiştir. Taş kolon taşıma kapasitesi, iyileştirme oranı ve taş kolon aralığı tespit amacıyla sahada iki adet taş kolonlu , bir adet doğrudan zemin üzerine plaka yükleme deneyi yapılmıştır. Plaka olarak 2.40 x 2.40 m boyutlarında ve 50 cm kalınlığında rijit bir betonarme plak yaptırılmıştır. Deneylerde 60 cm çapında 1.20 x 1.20 kare yerleşim ile (Alan oranı, ar=0.196) ve 80 cm çapında üçgen yerleşimle (Alan oranı, ar=0.27) yükleme deneyleri yapılmıştır. Yükleme deneylerinde 16 adet kare ve üçgen yer­leşimli taş kolonlar imal edilmiştir.

Taş kolonlar ucu kapalı borunun zemine çakılması ve geri doldurulması yöntemi ile yapılmıştır. (Şekil 1-2-3) Taş kolonlar ortalama 7.0 m boyundadır. Zemin yapısı homojendir. Taş kolonların taban sıkı kumlara oturtulduğu imalat sırasında kazık çakma refü değerlerinden kontrol edilmiştir. Taş kolonlar daha sonra rijit bir temel ile 4 adet kazığın üstünde olacak şekilde yükleme deneyine tabi tutulmuşlar­dır.

Şekil 2 – Taş Kolon İmalatı 2. Aşama – Çakıl Doldurulması Yükleme deneylerinde Georgia Teknoloji Enstitüsünce yayımlanan “Design and Construction of Stone Columns” Georgia Institute of Technology, Atlanta, US Department of Commerce (National Technical Information Service), 1983 referansında belirtilen kriter ve yük-zaman değerleri kullanılmıştır.

Taş kolon yükleme deneyleri kade­meli olarak yapılmıştır. 1 kademe proje yüklerine kadar kademeli yükleme yapılmıştır. Yük – zaman artış ve bek­leme süreleri, ilgili referansta belirtilen kriterlere uygun olarak yapılmıştır. 2. kademe’de proje yüklerinin %150 si’ne kadar yükleme yapılmıştır. Son kade­mede göçme beklenen yüklere kadar yükleme yapılmış ve yük-deplasman eğrileri çıkarılmıştır. Son kademe yük­leme bittikten sonra süreye bağlı olarak deplasmanların görülmesi açısından deney düzeneği ve yükleme 5 gün süre ile bekletilmiş ve okuma alınmasına devam edilmiştir. Okumalar 4 farklı nok­tadan komparatörler ile yapılmış, ayrıca sabit bir noktadan topoğrafik deplasman okumaları alınmıştır.

Şekil 3 – Taş Kolon imalatı 3. Aşama – Borunun Vibrasyonla Geri ÇekilmesiYükleme deneyleri sonucunda taş kolon aralığı ve çapına karar verilmiş, elde edilen iyileştirme oranlarına göre imalat­lara başlanmıştır.

İmalatlar yerinde zemine borunun çakma işlemi sonrası yerleştirilen malzeme ora­nındaki artış yüzdesi ile sahada kont­rol edilmektedir. Zemine teorik olarak kazık çapı ve boyu ile hesaplanandan %10-%20 oranında fazla malzeme sıkıştırılmıştır. Şekil 3′de gösterilen (3. aşama-boru çekme) vibrasyonla boru­nun geri çekilme zamanı ve titreşim gücü malzeme sıkıştırma oranında en önemli faktördür. Sahada ilk yapılan 20-30 adet kazıkta denemeler yapılmış ve imalat-sıkıştırma-iyileştirme oranı için en uygun yöntem tespit edilmiştir. Ayrıca sahada yapılan CPT deneyleri ile taş kolon uygulaması iyi­leştirmesi kontrol edilmektedir.

Şekil 4 – Taş Kolon Yükleme Deneyi 5. SONUÇÖnemli bir mühendislik yapısı temellerindeki zemin problemi taş kolon uygulaması ile çözülmüştür. Taş kolonlar sayesinde zemin taşıma kapasitesi yaklaşık 3 kat artırılmış, oturmalar %50 oranında azaltılmış ve oturmaların tamamlanma süresi kısal­tılmıştır.

Taş kolonlar ile zemin ıslahı yöntemi, belli bir derin­liğe kadar olan problemli zeminlerin radye temeller ile çözülmesini sağlamış, güvenlik, zaman ve eko­nomik açıdan projeye çok önemli avantajlar sağ­lamıştır.

SOIL LIQUEFACTION IN EARTHQUAKES — ITS EFFECTS ON STRUCTURES AND HOW TO AVOID IT

Mayıs 20, 2008

Abstract

Cases of structure failure caused by soil liquefaction during earthquakes are reviewed. The mechanism of soil liquefaction is summarized. Methods to identify soil liquefaction are introduced and mathematical models to simulate soil liquefaction are presented. Based on the historical facts and the nature of soil liquefaction, ways by which to reduce soil liquefaction potential during earthquakes are suggested, with the emphasis on the structural design aspect. Key Words: Soil Liquefaction, Earthquake, Structural Failure

Introduction

During earthquakes, soil failures, especially soil liquefaction, can cause devastating effects on structures, such as land-sliding, lateral spreading, large ground settlement and so on. This phenomenon has been observed for many years. In fact, many of the structural failures in ancient earthquakes can be associated with soil liquefaction based on the knowledge we process today. But this phenomenon was not brought to the attention of engineers until after the Niigata earthquake and the Alaska earthquake, both of which occurred in 1964 and demonstrated lots of typical soil liquefaction effects. Since then, careful observations and in-depth research on this phenomenon ha soil liquefaction in earthquakes — its effects on structures and how to avoid it ve been carried out by engineers and scientists all over the world. The mechanism of this phenomenon has been studied and principles drawn from these studies ha temel zeminlerinin enjeksiyon tekniğiyle iyileştirilmesi ve been applied to practical engineering designs and construction. However, due to the complex nature of soil and liquefaction, this phenomenon is far from thoroughly understood.

Soil Liquefaction in Some Major Earthquakes

All strong earthquakes are accompanied by the phenomena of soil liquefaction of some kind. Liquefaction can cause the failure of structures of any form in many modes. Some typical cases of structure failure caused by soil liquefaction in some major earthquakes are summarized below.

1. The Niigata Earthquake

Fig. 1 shows overturned buildings in the Niigata Earthquake, which occurred on June 20, 1964 in Japan with a Richter magnitude of 7.7. The buildings in the picture remained relatively intact but rotated as whole structures because of the land-sliding under their foundations. The land-sliding was determined to ha ihracatta ödeme şekilleri – l/c – akreditif ve been caused by soil liquefaction.

2. The Alaska Earthquake

The Alaska Earthquake, which occurred on March 27, 1964 in the Gulf of Alaska, had a Richter magnitude of 8.5. It was one of the largest
earthquakes in the 20th century and caused many structural failures due to soil liquefaction. It is earthquake, together with the Niigata Earthquake that called the attention of engineers to the phenomenon of soil liquefaction in earthquakes. Fig. 2 shows the failure of a road embankment caused by soil liquefaction. The failure of the roadbed caused the embankment to spread to the two sides of the road, thereby tore the embankment apart.

Fig 2. Cracking of Road Embankment1

3. The Loma Prieta Earthquake

The October 17,1989 Loma Prieta Earthquake had a Richter magnitude of 7.1. It was also not exempted from significant structure failures caused by soil liquefaction. Fig. 3 shows a sand boil at the Oakland International Airport caused by soil liquefaction in the earthquake.

Fig. 3 Sand boil at an airport1

4. The Kobe Earthquake

Liquefaction caused by strong dynamic ground motion during the Kobe earthquake (7.2, Richter) also contributed greatly to the structure failure, especially the failure of the bridges and viaducts on the Hanshin Expressway. Fig. 4 shows the Nishinomiya Bridge with one span of its deck fallen to the ground. The supports of the bridge were not damaged, but large ground deformation occurred. Soil liquefaction played a key role in the failure of this bridge.

Fig. 4. Fallen bridge deck

5. The Izmit Earthquake

The Izmit earthquake is a more recent large earthquake, which hit Turkey on August 17, 1999, with a Richter magnitude of 7.4. This earthquake caused many deaths because of residential building failure. One common failure type of buildings is caused by soil-liquefaction-induced loss of bearing strength beneath shallow mat foundations. Fig. 5 shows one typical example of these phenomena.

6. The Taiwan
Earthquake

One other effect of soil liquefaction large ground settlement, can be found in the September 21, 1999 Taiwan Earthquake (7.6, Richter). Fig. 6 shows the damage of the Taichung Harbor caused by soil liquefaction. Large ground settlement can be seen in the picture as well as the water burst out from the deeper soil layer can be easily discerned.

Mechanism of Soil Liquefaction

Given the examples above, it is necessary to understand the mechanism of soil liquefaction, where it occurs and why it occurs so often in earthquakes.


Fig 7. Shear Deformation Caused by Earthquake4

Liquefaction of soil is a process by which sediments below the water table temporarily lose strength and beha gayrimenkul sigortası hakkında herşey ve more as a viscous liquid than as a solid3. Liquefaction occurs in saturated soils, especially clay-free sand and silts. The water in the soil exerts pressure upon the soil particles. If this pressure is low enough, the soil stays stable. But once the water pressure exceeds a certain level, it forces the soil particles to mo izolasyon yaparken dikkat edilmesi gerekenler ve relati evinizin yıllık bakım takvimi ve to each other, thus causing the strength of the soil to decrease and failure of the soil follows. During earthquakes, when the shear wa iç cephe onarımı ve passes through saturated soil layers, it causes the granular soil structure to deform and the weak part of the soil begins to collapse. The collapsed soil fills the lower layer and forces the pore water pressure in this layer to increase. If the water pressure cannot be ready released, it will continue to build up until it can sustain the total weight of the soil layer above, thus the upper layer soil are ready to mo yazlığınızı yaza hazırlayın ve and beha çatı ve duvar bakımı ve as a viscous liquid. It then is said that soil liquefaction has occurred. Fig 7 shows the shear deformation of soil caused by dynamic earthquake load.

Fig. 8. Flow Liquefaction3

Although soil liquefaction is usually followed by significant structural failures, it does not happen everywhere. There are some places that are more susceptible to soil liquefaction. Generally, the more loose the soil and the higher the underground water level, the more likely liquefaction is to occur at this site during earthquakes. The degree of ground deformation caused by soil liquefaction is always depended on the age, density, and depth of the soil. The slope of the ground, as well as the characteristic of the structure sitting upon the ground, will also affect the soil deformation caused by liquefaction.

Soil liquefaction is a very complex phenomenon, but it generally can be put into two major categories, that is flow liquefaction and cyclic mobility.

Flow liquefaction occurs in large soil areas where the strength of the liquefied soil is extremely low and the ground has a rather deep slope. When the static equilibrium is destroyed by dynamic earthquake load or sometimes even a small load, the huge soil body can �flow� as a whole and in some instances travel a very long distance (even of tens of miles) with very high velocity. Because of this characteristic, this type of soil liquefaction is always the most disastrous. Fig. 8 shows the mechanism of this type of soil liquefaction and the damages to the buildings shown in fig. 1 and fig. 5 are typical damages caused by flow liquefaction.

Cyclic mobility is triggered by cyclic loading at places where the shear stress of the soil is lower than the soil strength and the ground slope is moderate. During earthquakes, cyclic mobility of the soil increases steadily with the dynamic load, and finally triggers the soil to fail. One common result of cyclic mobility is lateral spreading, which occurs when the subsiding soil cannot bear the surface layer any longer. Thus the gravitational forces, together with the inertial forces built up by the dynamic earthquake load cause the surface soil layer to fail. Fig. 2 and 3 show cases of soil liquefaction caused by cyclic mobility.

Identification of Soil Liquefaction

Most soil liquefaction has devastating effects, which can be very easily identified. But there are cases where liquefaction has occurred in some earthquakes without structure failure. It is necessary to identify these cases and reinforce the soil below the structure to avoid possible future failure.

Several techniques ha ahşap evlerin bakımı ve been developed to do this job. One is to place two accelerometers at the site, with one at some depth in the soil and one in the surface layer. If the ground acceleration recorded at the surface level is significantly smaller than that recorded by the one underneath, and the upper layer ground exhibits apparently longer period of motion, it can be determined that soil liquefaction has occurred to some extent at this site. This vtechnology has been used at the Higashi-Kobe Bridge which is near the epicenter of the 1995 Kobe earthquake. During the earthquake, the bridge site underwent very strong ground motion. Fig. 9 shows the time histories of the earthquake recorded by two accelerometers, one on the ground level (G2) and the other in a depth of 34m. Compare the two time histories, it can be seen very clearly that the ground acceleration at the surface layer is much smaller than that of the depth of 34m. And the period of the ground acceleration is apparently much longer at the surface. This suggests strongly that soil liquefaction has occurred to a certain extent at this site during the earthquake, although the earthquake produced no severe damage to the bridge.

Figure 3. Time History of Earthquake at Different Ground Level4

Simulation of Soil Liquefaction in Earthquake Design

Because of its devastating effects on structures, it is very important to include liquefaction as a consideration in earthquake design for soil sites that are susceptible to this phenomenon so that measures can be taken to reduce the potential hazard.

Many mathematical models ha emlağınızı satarken dikkat etmeniz gerekenler ve been developed based on different soil properties, different structure types and foundations to simulate soil liquefaction induced by dynamic load. In finite element modeling, two kinds of models are generally adopted. One uses soil springs to simulate the soil around the structure foundation. Different stiffness of the springs is adopted during different stages of the soil behavior during earthquakes. In this model the super-structure is simplified as concentrated masses that are connected by stiff rod elements. The other model uses large scale finite element simulation, in which the soil, the foundation and the super-structure are all simulated using different types of finite elements reflecting their relati emlak alırken dikkat etmeniz gerekenler ve properties. In particular, special soil elements are used to simulate the soil-foundation boundary and parameters of the soil elements and the boundary elements are adjusted according to different stages of soil deformation. The second model has some advantages over the first model in that it takes into consideration the effects of soil-structure interaction. The soil no longer acts alone, which is closer to reality. Furthermore, it effectively distinguishes the soil closer to the foundation from the soil farther away from it. It has been discovered that the soil near the structure foundation has more complex properties and is more likely to liquefy because of the dynamic disturbance from the foundation and water pressure is more difficult to dissipate in this region. The difficult part of the soil liquefaction modeling is soil parameter identification. There has been considerable work done on this subject and more actively underway.

Methodologies to Reduce Soil Liquefaction Potential

Soil liquefaction does occur and it is rather hard to predict it. Yet it is the engineer s responsibility to reduce the potential for soil liquefaction and the catastrophic results it brings to structures and. Although there is still a lot to learn about soil liquefaction, some general rules should be followed to reduce the potential of soil-liquefaction-induced structure failures. Some suggestions are summarized below.

First, avoid building structures in areas that are susceptible to soil liquefaction, which is the best policy. These areas incluide*:

1. areas known to ha arsaya yatırım yaparken dikkat etmeniz gerekenler ve experienced soil liquefaction during historic earthquakes;

2. all areas of uncompacted fills containing liquefaction susceptible material which are saturated, nearly saturated, or can be expected to become
* Based on “Earthquake Basics”, Earthquake Engineering Research Institute saturated;

3. areas where sufficient existing geotechnical data and analyses indicate that the soils are potentially liquefiable;

4. areas underlain with saturated geologically young sediments (younger than 10,000 to 15,000 years old); and

5. areas that has a relatively steep ground slope.

Second, impro gayrimenkul kiralamada kefil dönemi ve the soil if it is absolutely necessary to build structures in liquefaction-susceptible areas. Such approaches include soil exchanging, dynamic soil compaction, concrete grouting and installing stone or concrete column and1.

Third, structures can be built to be liquefaction resistant. Some areas may not seem liquefaction-susceptible, but the structure may be very important, examples include densely populated residential buildings, long bridges and large dams on major rivers. It is especially important to put soil liquefaction validation into the design process for these structures.

Based on the mechanism and forms of soil liquefaction and the lessons learned from past earthquakes, some suggestions can be provided as follows for structural design:

1. Provide sufficient drainage at the foundation so that water pressure in the soil will not easily build up under dynamic load.

2. Design strong foundation mats so that the structures do not fail even
though liquefaction occurs under part of their foundations. The building in
Fig. 5 experienced failure because it did not ha gayrimenkul kiralarken dikkatli olun ve a strong enough mat.

3. Include angled piles if pile foundations are adopted. Because, if soil faction occurs in earthquakes, the piles will sustain not only vertical load, but also lateral load.

4. Reinforce weakened soil around structures after earthquakes or some other dynamic load; repair damaged foundations.

Conclusions:

Soil liquefaction is a common phenomenon during earthquakes. Its effects on structures are devastating and it occurs in many forms. The mechanism of soil liquefaction is very complicated due to the nature of soil, which renders it difficult to fully understand. Because of the consequences it can bring to structures, soil liquefaction should be an important factor considered in earthquake design, especially for important structures. Research has been performaed to identify and model the phenomenon of soil liquefaction so as to provide references for earthquake design. To reduce the potential for structure failures caused by soil liquefaction, some general rules ha gayrimenkul danışmanınızı doğru seçin ve to be followed.

Recommendations

Soil is a material that has the one of the most diverse forms and most complex properties. Much research has been performed to study this material, both computational and experimental. But there seems little work done to understand the properties of the part of soil at the soil-structure interface, which has different properties as compared to the ordinary soil and could play a decisi kendi evini yaptırmak ve role in the behavior of both the soil and the structure during such severe loads as earthquake, including soil liquefaction. This may be a future focus of study.

One other possible field of study concerning soil liquefaction is to combine this phenomenon with the other commonly observed phenomena during earthquakes, such as soil-structure separation and soil softening. There has been some work done in this field. A critical part of this area of research is soil parameter identification, which has always been a difficulty.

References:

1. Soil Liquefaction Web site, University of Washington,
www. ce.washington.edu/~liquefaction/html/main. html

2. “The Izmit (Kocaeli), Turkey Earthquake of August 17, 1999“, EERI Special Earthquake Report, Oct 1999, http://www.eeri.org/Reconn/Turkey0899/Turkey0899.html

3. “The Chi-Chi, Taiwan Earthquake of September 21, 1999“, EERI Special
Earthquake Report, Oct 1999, http://www.eeri.org/Reconn/Turkey0899/Turkey0899.html

4.”Earthquake Basics�Liquefaction, What it is and what to do about it”, Earthquake Engineering Research Institute, http://www.eeri.org/eq Basics/liq/LIQUEFAC.html

5. ” Response Analysis of the Higashid-kobeBridge and Surrounding Soil in the 1995 Hyogokendnanbu Earthquake”, Todor Ganevi, Fumio Yamazaki, Hiroshi Ishizak and Masahiko Kitazawa, “Earthquake Engineering and Engineering Dynamics”, 557- 576,1998

TEMEL ZEMİNLERİNİN ENJEKSİYON TEKNİĞİYLE İYİLEŞTİRİLMESİ

Mayıs 20, 2008

ÖZET

Bu çalışma zeminlerin farklı enjeksiyon teknikleriyle iyileştirilmesine temel zeminlerinin enjeksiyon tekniğiyle iyileştirilmesi ve bu tekniklerin hem zemin hem de enjeksiyon parametreleri bakımından karşılaş­tırılmasına yöneliktir. Permeasyon, kompaksiyon, çatlatma ihracatta ödeme şekilleri – l/c – akreditif ve ülkemizde de yaygın olarak kullanılan jet enjeksiyonu teknikleri, enjeksiyon malzemesinin zemin içerisine işleyiş mekanizması başta olmak üzere detaya inilmeksizin açıklanmaya çalışılmıştır.

GİRİŞ

Zemin enjeksiyonu, temel olarak akışkan malze­melerin basınç altında zemin içerisindeki boşluk­lara enjekte edilmesidir. Buradaki amaç zeminin ya da kaya kütlesinin mühendislik özelliklerini iyi­leştirmektir. Nitekim bu iyileştirme zeminin gerilme-deformasyon gayrimenkul sigortası hakkında herşey ve dayanım gibi mekanik özellikleri ile geçirimlilik gibi hidrojeolojik özellikleri değiştiri­lerek elde edilir.

Enjeksiyon teknolojisinin kökeni diğer zemin iyi­leştirme teknikleri gibi eskiye dayanmakla bera­ber bu teknoloji hem yeni enjeksiyon malzemeleri hem de bu malzemelerin zemin içerisine nüfuz ettirilmesi bakımından sürekli bir gelişim içerisinde­dir. Enjeksiyon tekniği, başlangıçta su sızıntılarını önlemek izolasyon yaparken dikkat edilmesi gerekenler ve dayanım kontrolü için maden endüst­risinde evinizin yıllık bakım takvimi ve baraj temellerinde sızdırmazlık perdesi oluşturulmasında uygulanmaya başlanmış, daha sonra inşaat mühendisliğinde de tünel kazımı esnasında gevşek zeminlerin iç cephe onarımı ve parçalı kayaların stabilizasyonunda, sondaj yazlığınızı yaza hazırlayın ve numune alma esna­sında su problemlerinin çözümünde, zemin içeri­sindeki boşlukların doldurularak aşırı oturmaların engellenmesinde, hem mevcut hem de yeni inşaa edilecek yapıların zemin emniyet gerilmelerinin arttırılmasında çatı ve duvar bakımı ve özellikle de son 10-15 yıllık bir süreç içerisinde tünel kazımı dolayısıyla yüzeydeki veya yakın çevredeki yapılarda meydana gelebilecek zararlı oturmaların engellenmesinde ahşap evlerin bakımı ve deprem esnasında sıvılaşabilecek gevşek, suya doygun granüler zeminlerin sıvılaşma potansiyellerinin azaltılmasında kullanılmıştır.

Burada dikkatle üzerinde durulması gereken nokta, bütün bu uygulamalar için aynı enjeksiyon malze­mesinin emlağınızı satarken dikkat etmeniz gerekenler ve enjeksiyon parametrelerinin kullanıla­mayacağıdır. Enjeksiyon malzemesi emlak alırken dikkat etmeniz gerekenler ve enjeksiyon parametreleri (enjeksiyon basıncı, enjeksiyon hızı, enjekte edilen hacim vs.) zemin koşullarına (dane çapı dağılımı, rölatif sıkılık, geostatik gerilmeler vs.) arsaya yatırım yaparken dikkat etmeniz gerekenler ve uygulama amacına yönelik olarak tasarlanmalı­dır. Dolayısıyla bu çalışmanın amacı farklı enjeksi­yon tekniklerini, uygulama bazında gayrimenkul kiralamada kefil dönemi ve enjeksiyon parametreleri ile zemin koşullarıyla olan ilişkileri doğrultusunda karşılaştırmaktır.


Şekil 1 – Enjeksiyon tekniklerinin şematik gösterimi

ENJEKSİYON TEKNİKLERİEnjeksiyon teknikleri enjeksiyon malzemesinin zemin içerisine yerleştirilme biçimine bağlı olarak değişmektedir. Fakat enjeksiyon malzemesinin özelliğine bağlı olarak da (çimento enjeksiyonu veya kimyasal enjeksiyon) bir ayrım yapılabilir.

Zemin içerisine yerleştirilmesine göre temel enjek­siyon teknikleri Şekil 1 ‘de gösterilmiştir.

Emdirme (Permeasyon) Enjeksiyonu:

Bu enjeksiyon tekniğinde düşük vizkoziteli enjek­siyon malzemesi, zemin içerisindeki boşluklara, düşük basınçlarda nüfuz etmekte dolayısıyla zemi­nin hacmi gayrimenkul kiralarken dikkatli olun ve yapısında bir değişiklik meydana getirmemektedir. Zemin içerisine enjekte edilen malzeme zamanla sertleşmekte gayrimenkul danışmanınızı doğru seçin ve böylece zemi­nin mekanik kendi evini yaptırmak ve hidrojeolojik özelliklerini değiştir­mektedir.

Emdirme enjeksiyonunda hem süspansiyon türünde olan çimento şerbeti hem de koloit yapı­daki saf kimyasal çözeltiler kullanılabilir. Fakat zeminin geçirimliliği azaldıkça hem teknik hem de ekonomik zorluklar artmaktadır.

Zeminin geçirimlilik katsayısı, k, açısından baktığı­mızda silikat karışımlar için permeasyon limiti 10-3 cm/s , en pah

alı reçine malzemeler içinse 10-4 cm/s civarındadır.

Tablo 1 aşağıdaki faktörleri göz önüne alarak per­measyon enjeksiyonu için genel bir çerçe inşaat mühendisliği nedir? ve oluş­turmaktadır. � Temel reolojik kategoriler bina veya yapı asansörleri ve enjeksiyon malze­ mesi türleri
� Enjekte edilecek zemine bağlı olarak uygulama alanları
� Geçirimlilik katsayısı kompozit malzemeler ve özgül dane yüzeyi cinsin­den yaklaşık enjekte edilebilirlik sınırları

� Temel enjeksiyon teknikleri

Son yıllarda yeni çimento karışımları üzerinde çalışılmış yüzme havuzları ve normal portland çimentoları ile permeasyonu mümkün olmayan zeminler enjekte edilebilmeye başlanmıştır. Bu sayede daha ince daneli zeminlerin de iyileştirilmesi mümkün olmuş ve hem çevresel koruma hem de ekonomik açıdan olumlu sonuçlar elde edilmiştir.

Tablo 1 – Enjeksiyon malzemelerinin sınıflandırılması (Gallavresi, 1992)

Reolojik Kategori

Partiküler Süspansiyonlar (Bingham Akışkanları)

Çözeltiler (Newton Akışkanları)

Gaz Emü

Kararsız

Kararlı

Koloit Çözeltiler (Vizkozite zamanla artmakta)

Saf Çözeltiler (Vizkozite zamanla değişmemekte)

siyonları

Enjeksiyon Malzemelerinin Ana Türleri

Sadece çimento

Bentonit veya kil ile birlikte çimento

Topaklaşmamış bentonit

Kimyasal Enjeksiyon Malzemeleri

Şişebilen Enjeksiyon Malzemeleri

Sodyum Silikat bazlı

Organik Reçineler bazlı

Çimento bazlı

Organik Ürünler bazlı

Yüksek dayanımlı

Orta-Düşük

dayanımlı

Uygulama Alanları

Çatlaklı kaya ve duvar

Mikro fisürlü ve geçirimli kaya

Büyük boş­luklar veya oyuklar

Boşluklar ve hızlı akan sızıntı suları

GRANÜLER ZEMİNLER

Çakıl

Kaba Kumlar

Orta-İnce Kum

İnce Siltli Kumlar (Kumlu Siltler)

Geçirimlilik Katsayısı, k, (m/s)

>5.10-4

>5.10-5

>5.10-5

> 1.10-5

>1.10-6

Özgül Yüzey, Ss, (m²/N)<0.5<1.5<1.

<0.5

<1.5

<1.5

<4

<10

Temel Enjeksiyon Tekniği

Yüksek Basınç

Kontrollü hacim ve basınç

Düşük basınç (Boşlukların doldurul­ması)

Yukarıda sözü edilen bu karışımlar çok ince daneli çimentolar (microfine cements) ve değişik katkı malzemeleri kullanılarak elde edilmiştir. Bu sayede elde edilen karışımlar için segregasyon (karışım içe­risindeki çimento veya katkı malzemesi danelerinin zamanla çökmesi ve karışım suyundan ayrılması) ve filtrasyon oranları (karışım içerisindeki danelerin zemin tanecikleri tarafından tutulması ve enjeksiyo­nun engellenmesi) çok daha az, vizkozite paramet­relerinden olan akma değeri belli bir süre boyunca sabit ve daha düşük, uzun vadedeki dayanım daha yüksek ve geçirimlilik daha azdır.

Silikat bazlı çüzeltilerde de hem teknik hem de çev­resel açıdan bakıldığında yüksek kararlılıkta ve kris­tal yapıda yeni tip karışımlar elde edilmiştir.

Son 10-15 yıllık literatür taraması yapıldığında enjeksiyon malzemelerinin reolojik özellikleri (viz­kozite ve zamanla değişimi, statik ve basınç altın­daki segregasyon miktarı, filtrasyon oranı, ilk ve son priz zamanı), bu özelliklerin farklı dane çapı dağılımındaki zeminlere enjekte edilebilirliği nasıl etkilediği ve değişik pozolanik katkı maddelerinin bu özellikleri nasıl değiştirdiği hakkında birçok çalışma olduğu görülecektir. Dolayısıyla kritik olan husus zeminin geoteknik özelikleriyle enjeksiyon malzemesinin reolojik özelliklerinin tam olarak belirlenmesi ve bu özelliklerin birbirleriyle uyumlu olarak biraraya getirilmesidir.

Yüzeysel derinliklerde enjeksiyon işlemi tek aşa­mada yapılabilir. Bu durumda enjeksiyon kuyusu tasarım derinliğine kadar açılır ve enjeksiyon borusu yardımıyla yukarıya doğru enjeksiyon işlemi gerçekleştirilir. Alternatif olarak kuyu açılırken de enjeksiyon işlemi yapılabilir. Kuyu belli bir derinlikte açıldıktan sonra enjeksiyon borusu indirilir ve açılan derinlik boyunca enjeksiyon işlemi gerçekleştirilir. Bu durum tasarım derinliğine kadar tekrar ettirilir.


Şekil 2 – Kademeli enjeksiyon işlemi (Bell, 1993

Kademeli enjeksiyon işlemi ise rölatif olarak yüksek enjeksiyon basınçlarının gerektiği daha derin zemin lerde ve daha efektif bir permeasyon için uygulanır. Burada enjeksiyon kuyusu belli bir derinliğe kadar açılır ve enjeksiyon yapılır. Enjeksiyon malzemesi sertleştikten sonra kuyu biraz daha derinleştirilir ve tekrar enjeksiyon yapılır (Şekil 2). Kademeli enjek­siyon derinliğin artması, enjeksiyon basıncının artı­rılmasını sağlar ve yüzeydeki sızıntıdan meydana gelebilecek enjeksiyon malzemesi kaybını engel­ler.

Herhangi bir zemin enjeksiyonu uygulamasında ve özellikle tüneller için enjeksiyon işleminin enjekte edilen malzeme hacmi cinsinden zamana bağlı kontrolü büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla her ne kadar uzun zaman önce kullanılmaya başlansa da Tube a’ Manchette tipi enjeksiyon borusu hala en uygun sistem olarak görülmektedir.

Tube a’ Manchette, üzerinde yaklaşık 8 mm çaplı küçük deliklerin bulunduğu bölmelerden oluşan ve çapı 37.5 ve 62.5 mm arasında değişen çelik bir borudur. Delikli bölmeler yaklaşık 30 cm ara­lıklı olup tek yönlü vana gibi çalışan lastik kılıflarla kapatılmışlardır (Şekil 3). Muhafaza borusu yardı­mıyla enjeksiyon kuyusu istenilen tasarım derinli­ğine kadar açıldıktan sonra tube a’ manchette kuyu içerisine indirilir. Daha sonra muhafaza borusu yukarı çekilir ve tube a’ manchette ile kuyu duvarı arasındaki boşluk zayıf dayanımlı bir enjeksiyon malzemesi olan kil-çimento veya bentonit karışı­mıyla doldurulur. Asıl enjeksiyon işlemi ise tube a’ manchette içerisine uç kısmı delikli ve U-tıkaçlarla kapalı olan küçük çaplı bir enjeksiyon borusu indi­rilerek gerçekleştirilir. Tıkaçlar tube a’ manchette üzerindeki delikli bölmelerden herhangi biri üzerine merkezlenebilir. Enjeksiyon işleminin başlamasıyla beraber lastik kılıf ve tube a’ manchette ile kuyu duvarı arasındaki zayıf enjeksiyon malzemesi yırtı­lana kadar enjeksiyon basıncı artacaktır. Lastik kılıf­ların tek yönlü çalışması enjeksiyon malzemesinin tube a’ manchette içerisine geri girmesini engelle­yecek, tube a’ manchette ile kuyu duvarı arasındaki zayıf enjeksiyon malzemesi de meydana gelebile­cek sızıntıları önleyecektir.


Şekil 3 – Tube a’ Manchette sisteminin detayı (Bell, 1993)

Tube a’ manchette kullanımı, aynı enjeksiyon deli­ğinden birden fazla enjeksiyonun değişik enjeksi­yon malzemeleriyle yapılabilmesini sağlamaktadır. Fakat yoğun şehir merkezlerinde veya çalışma alanı yetersizliğinde tube a’ manchette sisteminin yer yüzeyinden, kuyulardan veya tünel yüzeylerin­den kurulması uygun olmayabilir. Bu durumlarda tube a’ manchette sisteminin yeni geliştirilen yatay yönlü foraj (horizontal directional drilling) sistemi ile yerleştirilmesi söz konusudur.

Kompaksiyon Enjeksiyonu:

1980 yılında toplanan ASCE Enjeksiyon Komitesi, kompaksiyon enjeksiyonunu 25 mm’den daha az çökme değeri olan, yeterli plastisiteyi sağlayacak kadar silt ve içsel sürtünmeyi sağlayacak kadar da kum içeren katı enjeksiyon malzemesinin, zemin boşlukları içerisine girmeksizin enjeksiyon noktası etrafında giderek genişleyen bir kütle oluşturacak ve bu sayede etrafındaki gevşek zeminleri sıkıştı­racak şekilde yüksek basınçlarda enjekte edilmesi olarak tanımlamıştır (Şekil 4).


Şekil 4 – Kompaksiyon enjeksiyonunun şematik gösterimi (Essler, 2000)

50 yıl kadar önce ABD’de uygulanmaya başlayan yöntem, çoğunlukla zayıf veya yumuşak zeminlerin sıkıştırılmasında, temel ve döşemelerin alttan des­teklenmesinde, yapı oturmalarının kontrol edilme­sinde, farklı oturmalar gösteren yapı temellerinin rehabilitasyonunda ve tekrar eski seviyelerine yük­seltilmesinde kullanılmıştır.

Kompaksiyon enjeksiyonu ile permeasyon enjeksi­yonu arasında hem enjeksiyon parametreleri hem de uygulanabilecek zeminler arasında büyük fark vardır. Kompaksiyon enjeksiyonunda çok katı bir enjeksiyon malzemesi ve çok yüksek basınç­lar (3.5 MPa’a kadar) gerekmektedir. Dolayısıyla zeminin orijinal yapısı bozulmakta ve bu sayede radyal olarak sıkıştırılabilmektedir. Ayrıca kompak­siyon enjeksiyonu tüm zeminlere uygulanabilirken permeasyon enjeksiyonunun uygulanabilirliği, burada zemin içerisindeki boşluklara nüfuz etme söz konusu olduğundan, hem zeminin dane çapı dağılımı hem de enjeksiyon malzemesinin dane çapı dağılımı tarafından belirlenmektedir.

Literatür çalışmaları göz önüne alındığında kom­paksiyon enjeksiyonunun başarılı sonuçlar vermesi enjeksiyon malzemesinin katı ve yüksek vizkozi-tede olmasına bağlıdır. Bu yüzden karışımlarda plastisiteyi gereğinden fazla artıracak silt ve gere­ğinden fazla mobilite sağlayacak bentonitin kulla­nılmaması öngörülmektedir. Karışımda kullanılacak kum için de tercih edilen dane çapı dağılım aralığı Şekil 5 ‘de gösterilmiştir.


Şekil 5 – Kompaksiyon enjeksiyonu karışımındaki kumiçin öngörülen dane çapı dağılım aralığı (Warner &Brown, 1974)

Kompaksiyon enjeksiyonunun son 10 yıllık bir süreç içerisinde sıvılaşmayı önleyici bir teknik olarak da kullanılmaya başlandığını görmekteyiz. Gerçekten Boulanger ve Hayden (1995) kompaksiyon enjeksi­yonunun sıvılaşmayı önlemek için kullanıldığı geniş bir vaka analizleri özeti hazırlamışlardır. Vaka analiz­lerinde, bu enjeksiyon tekniğinin siltli kumlarla siltli zeminlerin SPT ve CPT direnç değerlerini önemli ölçüde artırdığı belirtilmiştir. Fakat şu da unutulma­malıdır ki kompaksiyon enjeksiyonu sonucu zemin içerisinde oluşturulan kütlenin uzun vadede de yeterli dayanımda olması gerekir. Ayrıca bu tekniğin çok yumuşak killerde uygulanması ekstra boşluk suyu basınçları oluşturacak bu da uzun vadede oturmalara yol açacaktır. Dolayısıyla bu hususların uygulama öncesinde enjeksiyon parametreleri ve enjeksiyon malzemelerinin tasarımı esnasında göz önünde bulundurulması gerekir.

Çatlatma Enjeksiyonu:

Çatlatma enjeksiyonu Avrupa’da ortaya çıkmakla beraber diğer enjeksiyon tekniklerine göre daha yenidir. Burada zeminin kontrollü bir şekilde, kararlı fakat düşük vizkoziteli çimento enjeksiyonu ile yüksek basınçlarda (4 MPa) çatlatılması söz konu­sudur. Bu enjeksiyon tekniği temel olarak permeasyon enjeksiyonunun mümkün olmadığı düşük geçirimliliğe sahip, ince daneli zeminlerin stabilizasyonunda uygulanmaktadır. Çatlatma enjeksiyo­nunun gelişimi tünel veya kazı aktiviteleri esnasında meydana gelen oturmaları önleme (kompense etme) çalışmalarına dayanmaktadır.

Çatlatma enjeksiyonu sonucunda zemin içeri­sinde ağaç dallarına benzer bir şekilde sertleşmiş çimento kanalları oluşmakta ve bu sayede zemin kontrollü bir şekilde ve bölgesel olarak sıkıştırıl­maktadır (Şekil 6). Çimento şerbeti başlangıçta yüksek basınçlarda enjekte edilmekte ve zeminin çatlamasıyla beraber oluşan çatlaklar çimento ile doldurulmaktadır. Oluşan çatlakların boyu, genişliği ve hacmi enjeksiyon basıncına ve mevcut geostatik gerilmelere bağlıdır.


Şekil 6 – Düşey yönde çatlakların oluşumu ve yatay sıkıştırma

Teorik olarak bakacak olursak, normal konsolide, homojen bir zemin içerisinde meydana gelecek ilk çatlaklar düşey doğrultuda (büyük asal gerilme doğrultusunda) olacak, bu sayede yatay gerilmeleri artıracak ve zemini sıkıştıracaktır (Raabe ve Esters, 1990). Eğertube a’ manchette sistemi ile aynı nok­tadan birden fazla enjeksiyon işlemi tekrarlanacak olursa asal gerilmelerin doğrultuları değişecek ve yatay yönde çatlaklar meydana gelmeye başlayacaktır. Bu da sonuç olarak (bazen ani bir şekilde) yer yüzeyinde ya da üst yapılarda kabarmaya neden olacaktır. Fakat pratikte, meydana gelecek çatlak­ların yönü zemin içerisinde mevcut çatlaklara, zayıf bölgelere veya fisürlere bağlı olarak değişmektedir (Rawlings vd., 1998).

Bu tip enjeksiyon türünün uygulanmasında datube a’ manchette kullanılmakta ve örneğin tünel kazımı esnasında meydana gelen oturmalara bağlı olarak aynı noktadan birden fazla gerektiğinde farklı enjek­siyon malzemeleriyle enjeksiyon yapılabilmektedir.

Literatürdeki vaka analizleri incelendiğinde çat­latma enjeksiyonunda kullanılan çimento şerbeti­nin su/çimento oranlarının nispeten daha yüksek olduğu ve karışıma mobilite vermek için başta bentonit olmak üzere değişik katkı malzemelerinin kullanıldığı görülmektedir. Bu açıdan kompaksiyon enjeksiyonundan ayrılmaktadır.

Jet Enjeksiyonu:

Bu enjeksiyon türünde tasarım derinliğine kadar, su kullanılarak delgi yapılmakta ve delgi için kullanılan tijlerin ucundaki nozullardan yüksek basınçlarda çimento şerbeti zemine jetlenmektedir. Bu jetleme esnasında tijler de belirli bir hızla döndürülmekte ve yine belirli bir hızla da zemin içinde aşağıdan yuka­rıya doğru çekilmektedir. Böylece, belirli bir çapta ve boyda zemin içinde silindirik bir kolon oluşturul­maktadır (Şekil 7). Jetleme esnasında kolon çapını artırabilmek için çimento jeti yanında hava ve su jetleri de kullanılabilmektedir. Buradaki mekaniz­madan anlaşılabildiği gibi jet enjeksiyonu aslında bir enjeksiyon tekniği değil bir karıştırma yöntemidir. Sonuçta zemin içerisinde beton-zemin karışımı yüksek dayanımlı ve geçirimliliği düşük kolonlar elde edilmektedir. Bu yönüyle jet enjeksiyonu diğer enjeksiyon türlerinden kesin olarak ayrılmaktadır.

Jet enjeksiyonu sonucu zemin içerisinde oluşturu­lan kolonlar, temeller, döşemeler ve dolgular altında taşıma gücü ve oturma kontrolü için kullanılabi­leceği gibi yumuşak zeminlerde açılan tünellerde tünel kesiti üzerinde taşıyıcı şemsiye, yine yumuşak killerdeki derin kazılarda kazı tabanı altında payanda elemanı olarak da kullanılabilir. Ayrıca Durgunoğlu (2004) bu enjeksiyon tekniğinin sıvılaşma riskinin azaltılması gayesiyle kullanımına ait bir metodoloji ve tasarım yöntemi de göstermiştir.


Şekil 7 – Jet enjeksiyonu işlemi


Şekil 8 – SuperJet kolonlar

Ülkemizde de yaygın olarak kullanılan jet enjeksi­yonunun, bir zemin iyileştirme tekniği olarak dün­yanın birçok bölgesinde, özellikle de Japonya, Avrupa ve ABD’de uygulanıyor olmasına rağmen halen bir tasarım standardı bulunmamaktadır.

Uygulamanın maliyeti, jet enjeksiyonunun devam eden gelişimini kısmen düşürmüştür. Fakat Japonya’da çok yüksek çapta (5 m’ye kadar) kolonlar oluşturabilme metodu geliştirilmiş ve bu sayede enjeksiyon noktalarının sayısı azaltılarak maliyet düşürülmüştür. Bu teknoloji Japonya ve ABD’de SuperJet Enjeksiyonu (Şekil 8), Avrupa’da ise Soilcrete-DS (Toprakarme) Enjeksiyonu olarak bilinmektedir.

incelenmiştir. Değişik enjeksiyon tekniklerinde enjeksiyon malzemelerinin zemin içerisine işleyiş mekanizmalarının farklı olduğu vurgulanmış ve uygulanması gereken enjeksiyon tekniği ile tasa­rım parametrelerinin mevcut zemin koşullarına ve uygulama amacına göre seçilmesi gerektiği belir­tilmiştir.

REFERANSLAR

1. Bell, F.G., ‘Engineering Treatment of Soils’, E&FN SPON, London, 1993

2. Boulanger, R.W., and Hayden, R.F. (1995), ‘Aspects of Compaction Grouting of Liquefiable Soil’, Journal of Geotechnical Engineering , ASCE, Cilt 121,No.12.

3. Committee on Grouting of the Geotechnical Engineering Division, 1980, Preliminary Glossary of Terms Relating to Grouting, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, Cilt 106, No. GT7, s. 803-815.

4. Durgunoğlu, H.T., Yüksek Modüllü Kolonların Temel Mühendisliğinde Kullanımı’, Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onuncu Ulusal Kongresi, 2004.

5. Gallavresi, F., ‘Grouting Improvement of Foundation Soils’ Grouting, Soil Improvement and Geosynthetics, Geotechnical Special Publication, ASCE, 1992, Cilt 1, s. 1-39.

6. Raabe, E. W., Esters, K., ‘Soil Fracturing Techniques for Terminating Settlements and Restoring Levels of Buildings and Structures’, Ground Engineering, Mayıs 1990, s. 33-45.

7. Rawlings, C.G., Helliwell, E.E. ve Kilkenny, W.M. (1998). CIRIA Report CP/56 Mart 1998-Grouting for Ground Engineering.

8.Warner, J., ve Brown, D.R. (1974), ‘Planning and Performing Compaction Grouting’, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE,
Cilt 100, No. GT6, s. 653-666.

TMH – TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI SAYI 430 – 2004/2

ZEMİN İNCELEMELERİ NASIL YAPILMALI?

Mayıs 18, 2008

MESLEĞİN GÜNCEL DURUMU

İnşaat mühendisliği mesleği Türkiye’de askeri mühendislikten sonra kurulmuş, gelişmiş en eski zemin incelemeleri nasıl yapılmalı? ve köklü mühendislik dalıdır. İnşaat Mühendisleri Odası en çok üyesi olan meslek odasıdır. Tarihte takılmış adına karşın Sinan’ın gerçekte mimar mı yoksa inşaat mühendisi mi olduğu konusu da tartışmalıdır.

Cumhuriyet döneminde başta istanbul Teknik Üniversitesi olmak üzere Yıldız Teknik Okulu, ODTÜ, KTÜ gibi eğitim kuruluşları 1970 lere kadar inşaat mühendisliği eğitimi için en iyi öğrenci­leri seçerek almış iznik çini ve seramikleri ve üstün kaliteli mühendis­leri yetiştirmişlerdir. Bu mezunlar toplumun her dalında çini sanatı ve düzeyinde, yurt dışında büyük proje­ler de dahil, üstün başarı kazanmışlardır.

Bu üstünlük inşaat mühendisliği camiasına yıllar içinde bir rahatlık kazandırmış gibi görünmekte­dir. Onlara göre bu üstün sınıfın ekmeğini kimse alamaz, paylaşamazdı. Oysa olaylar öyle geliş­medi, inşaat mühendisliği sürekli kan kaybetti. Bunda inşaat mühendisliği dalını seçen öğrenci­lerin kalitesinde beliren genel bir düşüş yanında 1960-1985 yılları arasında tüm meslek dallarında olduğu gibi İMO’da da olabildiğince sürmüş olan sistem kavgalarının da etkisi olasıdır.

Yıllar içinde orman mühendislerinden jeofizikçi­lere kadar birçok meslek dalı inşaat mühendis­lerinin etkinlik alanına girmiş kesici takım malzemeleri ve sadece inşaat mühendislerinin yetkili olması gereken, bina inşaatından yol yapımına kadar konularda pervasızca at oynatmışlardır.

Özellikle geoteknik mühendisliği dalı adından etkinlik alanlarına kadar meslekte Aşil’in topuğu olmuştur. Üniversitelerde 1970′lerden bu yana devlet tarafından plansız olarak açılan jeoloji yüksek iç mekan hava kalitesi ve jeofizik bölümleri mezunlarının sayıları talebin çok üzerinde arttığında bunlar kendi konuları dışında zemin incelemeleri, toprak/kaya yapıla­rının projelendirmesi gibi konulara yönelmişler­dir. Bu jeofizik yapı sektöründe eğitim ve kariyer ve jeoloji “mühendisleri” nin işsiz kalmaları düşünülemeyeceğine göre kaçınılmaz sonuç olan inşaat mühendisinin meslek alanına tecavüz, ya da girişler, 1980lerle birlikte başla­mıştır. 1999 depremlerinde aniden artan zemin etüdü talepleri bu sürecin gelişmesine uygun zemin hazırlamıştır.

Geoteknik mühendisliği adının kullanımı İskandinavya’da inşaat mühendisliğinin XX. Yüzyılın başlarında kullandığı “Geoteknikk/ Geoteknisk” ile başlamış olup A.B.D. döşemeler, döşeme kaplamaları ve uygulama yöntemleri ve İngilizce konuşan diğer ülkelerde ancak II.Dünya Savaşı sonrasında kullanılmağa başlanmıştır. Türkiye’de resmileşmesi ise Üniversitelerarası Kurul’un Mühendislik Bilimleri İnşaat Mühendisliği AnaBilim Dalı Dalı (911/1.050 No.lu) olarak kabulü ile gerçekleşmiştir.

Jeolog sayısının aşırı artmağa başladığı 1980′lerle birlikte önce dal’ın adı değiştirilmeğe baş­lanmış mimar sinan ve günümüz mimarisi ve yasal adı yerine ‘Jeoteknik” adının ikamesi Jeoloji Mühendisleri Odasının adeta resmi politikası haline gelmiştir. Buna gerekçe olarak yabancı bir sözcüğün (jeoloji) Türkçe’de yaygın kullanımı öne sürülmekte, ama kimse geometri’nin Türkçe’de “jeometri” olarak olarak telaffuz edilmediğini hatırlamak istememektedir.

Jeoloji bir bilimdir. Bilimin sonsuz yolculuğunda her tür bilginin üretilmesi sentetik örtülerle su yalıtımı ve spekülasyon ola­nağı vardır. O kadar ki, Jeoloji Bölümlerinde bilime dayalı anabilim dalları yanında bir de “Uygulamalı Jeoloji” kürsüleri/anabilim dalları bulunmaktadır.

Jeofizik Mühendisliği ise yakın zamana kadar jeoloji bölümlerinde bir anabilim dalı olarak yaşa­mını sürdürmüş taze betonda işlenebilmenin ölçülmesi ve deneylerde kullanılan aletlerinin irdelenmesi ve depremler, petrol/gaz bazen su arama gibi yer kabuğunun büyük ölçekli problemlerine eğilmiştir. Oysa Türkiye’de günümüzde belki de dünyada ilk kez olarak parsel bazında zemin incelemeleri salt jeofizik ölçümleri ile ger­çekleştirilmekte, bu da birçok yabancı mühendisi hayrete düşürmektedir. Sismik ölçümlerle temel güvenli taşıma gücü, yatak katsayısı alçı sıva nasıl yapılır? ve oturma­ların hesaplaması dünyada sadece Türkiye’de yapılmaktadır!

O halde Geoteknik Mühendisliği neden inşaat mühendisliğinin üvey evladı haline gelmiş, diğer dalların önüne atılıvermiştir? Özeleştiri yapmak gerekir.

Günümüzde sayısı 44′ü bulan üniversitelerin inşaat mühendisliği bölüm­lerinden mezun meslekdaşlarla yapılan söyleşilerde büyük bir çoğunluk örneğin betonarme, çelik yapılar, yol mimarlık ve kimlik temrinleri- ı: türkiye�de modern yapı kültürünün bir profili ve benzeri derslerinde öğrendiklerini daha sonra uygulayabildiklerı için ken­dilerine yakın bulduklarını, zemin mekaniği sermaye şirketlerinde nev�i değişikliği ve temel derslerini ise (a) kendilerine yabancı geldiği (^okuduk­ları üniversitede ilgili öğre­tim elemanının bulunmadığı veya konuları öğretemediği (c)öğretim üyesinin maksi­mum öğrenci memnuniye­tini sağlamak için çok şey öğretmeden tam not ver­diği gerekçesi ile geoteknik konularından olabildiğince kaçındıklarını bildirmişlerdir. İnşaat mühendisi­nin birçok projede karşı karşıya kaldığı kayanın problemlerini çözmede gerekli olan kaya meka­niği konusu ise lisans düzeyinde hiçbir üniversi­tede öğretilmemekte, lisansüstünde ise birkaç üniversitede inşaat mühendisi olmayanlarca okutulmaktadır.

Sonuçta, inşaat mühendisi çözümünde kendisini hemen her zaman yetersiz bulduğu zemin prob­lemlerini (a) üniversitelere (b) piyasada ağırlıklı olarak bulunan jeoloji kökenli firmalara başvura­rak çözdürmeyi yeğlemektedir.

Bu gerçekler günümüzde oldukça çarpık bir zemin mühendisliği uygulamasını ortaya koy­muştur

– Konuyla ilgili kamu kuruluşları teknik üst düzey yöneticisi kadrosu çoğunlukla inşaat mühen­disi olmayanlardan oluşturulduğundan zemin etüdleri ile ilgili çıkartılmış tüm yönetmelik geleneksel ile teknolojik yapıların farkları ve genelgeler işlerin jeoloji, hatta jeofizik mühen­dislerince gerçekleştirilmesini öngörmektedir.

Bayındırlık Bakanlığı geoteknik konusunda uzman olmayan, zemin laboratuvarı deneyi öğrenmemiş kuruluş küreselleşme ve mimarlık ve kişilere bu konuda yetki belgesi vermektedir.

Böyle olmasa osmanlı döneminde mimarların yetişme ve örgüt düzeni ve inşaat mühendislerine gereğince görev binalarda tesisat yalıtımı ve sorumluluk verilse dahi Türkiye’de yeterli sayıda uzman geoteknik mühendisinin bulunmaması iş akışında ciddi sorunlar yaratmaktadır.

ZEMİN İNCELEMELERİ NASIL YAPILMALI?

Bu aşamada Türkiye’de zemin incelemelerinin nasıl gerçekleştirildiğini kısaca değerlendirmede yarar olacaktır.

Öncelikle zemin inceleme­lerinin yakın zamana kadar işin sahibi idarelerce değil, yapımı üstlenmiş müteahhide yangın yalıtımı ve hiçbir ödeme öngö­rülmeden yaptırılmasından kaynaklandığını hatırlamak gerekir. Bir başka deyişle geoteknik raporun inşaat başladıktan sonra ses yalıtımı konusunda bir kaç açıklama ve ücret­siz olarak üretilmesi gelenek haline dönüşmüştür.

Bu uygulamadan çıkan trajik sonuçların birçoğu belleklerdedir. Son yıl­larda kamu suyun sebep olduğu korozyonun yapı dayanımı üzerindeki etkisi ve özel kuruluşlar bu vahim hatayı düzeltme yoluna gitmişlerdir. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı bünyesinde zemin araştırmaları 1987 tarihli bir genelge ve 1993te çıkartılmış “Zemin ve Temel Etüdü Raporunun Hazırlanmasına İlişkin Esaslar” başlıklı bir yönerge uyarınca yapılmaktadır. İnceleme konu­ları yerleşime uygunluk ve Ada/Parsel bazında etüd olarak iki ana başlıkta toplanabilir.

İmara yeni açılacak ya da durumu yeniden değer­lendirilecek alanlarda Afet İşleri Genel Müdürlüğü vekısmen İller Ban kası GMdenetiminde”sondajh” ve “gözlemsel” jeolojik raporlar esas alınmakta, gerektiğinde jeofizik ve geoteknik ölçümler yap­tırılmaktadır. Bu tür raporu hazırlamakta kimle­rin yetkili olduğu açıklık kazanmadığı gibi rapor sonucunda alan yerleşime uygun, önlemli ya da “yerleşime uygun olmayan” terimleri ile sınıflan­dırılmaktadır. Bu sonuncu nitelendirme etkisi ile birçok arazi yerleşime kapatılmakta, geotekniğin “yerleşilemeyecek ve sorunu çözülemeyecek alan bulunmadığı” kuralı gözardı edilmektedir. Bu nedenle yerleşime uygunluk raporlarının geoteknik mühendisinin katılımı ile hazırlanması hayati önem taşımaktadır. Örneğin, birçok yer heyelanlı olduğu gerekçesi ile imara açılmamak­tadır. Oysa günümüz teknolojisi büyük ve etkin kitle hareketlerini dahi kontrol altına alma ola­nağı getirmektedir.

Asıl sorun parsel bazında incelemeler konusunda belirmiştir. 100-10000 m2 gibi kısıtlı büyüklükte alanlarda ayrıntılı jeolojik incelemelerin ne denli gerekli olduğu tartışılacak konuların başında gel­mektedir. MTA Genel Müdürlüğü ve yerel yöne­timlerin hazırlamış olduğu uygun ölçekli ayrıntılı harita ve raporlar elde iken bir yerleşim merke­zinde ne tür bir yüzeysel jeoloji değerlendirmesi yapılacağı açıklığa kavuşmamıştır. Bizce, gere­ğince yetiştirilmiş bir jeomorfolog’un görüşleri bu konuda en az diğerleri kadar değer taşıya­bilir. Oysa Türkiye’de jeomorfoloji dalı Coğrafya Bölümlerinin gereğince önem verilmeyen bir anabilim dalı olarak kalmıştır.

Etüdü yapılacak alanlar kaya, yumuşak kaya/ sert zemin ve zemin olarak üç farklı ortam olarak ayırtlanırsa kaya ortamlarında sondajların olabil­diğince düşük sayıda tutulması ve sondaj araları­nın öncelikle jeofizik/sismik yöntemlerle güvenilir biçimde kapatılması en uygun sonuçları vere­cektir. Dolayısı ile jeolog tarafından kaya ortamı olarak nitelendirilen alanlarda jeofizik mühendi­sinin katkısı üst düzeyde olacaktır. Taşıma gücü temelin boyutlarından ve yeraltı su seviyesinden bağımsız olduğundan Geoteknikçi’nin görevi minimal olabilir.

Türkiye gibi ayrışma/yıpranma mekanizmaları­nın güçlü ve yaygın olduğu bölgelerde niteliğini önemli ölçüde yitirmiş kayalar ve aşırı konsolide killer çoğunca temel ortamını oluşturmaktadır. Bu gibi durumlarda jeolog-jeofizikçi-geoteknikçi işbirliği kaçınılmaz olmaktadır.

Uygulamada özellikle yeraltı su seviyesinin de bulunduğu problemli zemin ortamları ana sorunu oluşturmaktadır. Örneğin, kil ve şiltten ya da gevşek kumlardan oluşan batık bir zeminde yüzey sismiği ile zemin özellikleri tayin edile­meyeceğini kabul etmek istemeyen bu nedenle geoteknikçiye gereksinme duymayan jeofizikçi, sondaj sırasında yumuşak kilde yapılmış standard penetrasyon deneyi sonuçları ile temel boyutlandıran jeoloji mühendislerine sıkça rast­lanmaktadır. Oysa bu neredeyse tüm diğer ülke­lerde karşılıklı anlayış ve dayanışma ile yürütülen bir çalışma olmalıdır.

İşin yürütücüsü olan geoteknik mühendisi gerek­tiğinde jeolog ve jeomorfolog desteği alarak alanın kökeni hakkında güvenilir bir bilgi edinir. Sondaj ve yerinde deneylerin yerleri de gerekirse jeolog tarafından değiştirilir. Alanda kaya uygun derinlikte beliriyorsa yardıma jeofizikçi çağırılır ve gerekli ölçümler alınır. Günümüzde zeminin mekanik özelliklerini ölçen birçok yerinde (in situ) deney zaten sismik ölçüm aygıtını da içer­mektedir. Alınan örselenmiş ve örselenmemiş numuneler konusunda uzman olan bir laboratu-varda deneye tabi tutulur ve sonuçlar geoteknik mühendisine iletilir.

Rapor aşamasında deprem yönetmeliğinin iste­diği bilgiler zeminin gurubu ve sınıfı, ivme değer­leri, yapının doğal periyodunun tayini ve güvenli taşıma gücüdür. Bunların ötesinde zeminin ve taşıyıcı sistemin özelliklerini gözönüne alarak temel tipinin önerilmesi, yapının olası oturmaları­nın gözönüne alınması, temel çukuru için gerekli önlemler ve betonun zeminle olası etkileşiminin tahmini geoteknik mühendisince yapılacak işler­dir. Günümüzde hala yaygın olarak temel boyutlandırmasında kullanılan yatak katsayısı ks nin tayini de önem taşımaktadır. Büyük temeller söz konusu olduğunda bu parametrenin yüzeyde ya da derinde vidalı plaka taşıma deneyi ile ölçül­mesi gerekmektedir.

SONUÇ

Birçok konu gibi zemin incelemeleri de çok disiplinli bir mühendislik konusudur. Bu nedenle inceleme raporları gerekli şekilde yetişmiş inşaat, jeoloji ve jeofizik kökenli mühendisler ve jeomor-fologların konunun niteliği ölçüsünde katılımları ile hazırlanmalıdır.

Ancak, özellikle bina temellerinde işin sahibi olması gereken inşaat mühendislerinin arka planlara itilerek raporların onların hiç katılma­dığı guruplarca hazırlanması teknik açıdan kabul edilemez sonuçlar doğurmaktadır. Olay farklı mühendislik guruplarının çıkar/meslek kavgası haline gelmiştir. Tüm dünyada yapılan uygula­maların Türkiye’de de geçerlik kazanması için başta yetkin mühendislik konusunun çözümü olmak üzere İnşaat Mühendisleri Odasına önemli görevler düşmektedir.

İSTİNAT YAPILARI

Mayıs 18, 2008

Eğimli arazilerde araziden yararlanmak üzere zemini tabi şev açısından daha dik açı ile tutmak kayma göçme ihtimali olan zeminlerin yıkılmasının engellemek , bir binanın bodrum duvarlarını oluşturmak. Kıyıların erozyondan veya taşkınlardan korunmasını sağlamak, köprülerde kenar ayak görevi yapmak , derin çukurların yan duvarlarını tutmak gibi amaçlara hizmet vermek için inşa olunan düşey yada düşeye yakın geçişi sağlayan yapılara istinat yapıları denilir.

İstinat duvarlarını kütle istinat duvarları istinat yapıları ve kütle olmayan istinat duvarları olarak iki kategoride inceleyebiliriz.

Kütle istinat duvarları kendi ağırlıkları ile stabiliteyi sağlarlar. Duvar gövdesi değişik şekil inşaat sektöründe toplam kalite yönetimi ve kombinasyonlarda inşa edilebilir.Yapının gövdesi , beton kütle , betonla birlikte zemin veya sadece zemin şeklinde oluşturulabilir.Bu duvarlar rijit veya bükülebilir olarak sınıflandırılabilirler.Bu tip duvarların hepsi üstten serbest olup deplasmana müsaittir.Bu nedenlede aktif toprak başıncı kolayca oluşur.

Kütle olmayan duvarlarda ise harekete izin verilmez. Bodrum duvarları, köprü giriş ayakları aydınlatma tasarımında temel kurallar ve ankrajlı duvarlar bu tipi oluştururlar. Ankrajlı beton perde duvarlar henüz inşaat aşamasında iken toprağı tutacak şekilde inşa edilirler.

RİJİT BETON KÜTLE DUVARLAR

Beton kütle duvarlar genelde iyi performans gösterirler fakat potansiyel kayma düzleminin iyi drenajlı granüler dolgu içerisinde oluşmasını sağlayabilmek için büyük miktarda kazı tuğla ve ahşap kaplamalar ve dolgu gerekebilir.

Herhangi bir durumda pozitif drenaj mutlaka sağlanmalıdır.Drenaj deliklerinin her an tıkanması söz konusu olduğundan bunların periyodik bakımı gerekmektedir.

SADECE BETONDAN YAPILMIŞ BETON KÜTLE DUVARLAR

Çekme gerilmesi alamazlar deprem parametreleri ve fazla yüksek durumlar için ekonomik değildirler.

YARI KÜTLE DUVARLAR

Az miktarda donatı çeliğine sahiptirler.Bnun amacı beton hacmini küçültmek depremin oluş nedenleri ve büyük yükseklikli duvarlarda kapasiteyi artırmaktır. Bu tip duvarlar 32 metreye kadar inşa olunmuştur.(Kulhawy,1974)

BETONARME KONSOL DUVARLAR

Genellikle 8 m seviyesindeki duvarlar için ekonomiktirler. Bunun sebebi duvarın taban gövde birleşiminde yeterli mukavemetin sağlanma gereğidir.Arka topuk üzerine etkiyen toprağın ağırlığı ise aktif itkiye direnç sağlamak için beton ağırlığına ila binalarda enerji performansı direktifi uyumlaştırma çalışmaları ve edilir.Bu tip duvarlar Ka dan çok Ko toprak basıncına göre tasarlanır çünkü Ko şartalarını oluşturmak için gerekli eğilme duvarda çatlaklara , özellikle kuvvetli temel elemanları ile desteklendiği yerlerde sebep olabilir.

PAYANDALI DUVARLAR

Payandalarla güçlendirilmiş, yükseklikleri 8 m den 12 m ye kadar değişen konsol duvarlardır.Boyutlandırılmaları konsol duvarlara benzer ts 825 � binalarda ısı yalıtım kuralları � standardı ve son gelişmeler ve payanda aralıkları duvar yüksekliğine bağlı olarak (1/3) ile (1/2)H arasında değişir.yüksekliğin 10 m olduğu duvarlarda aralık bırakma (1/2)H seviyelerindedir. Bu duvarda devrilmeye binalarda enerjinin verimli kullanılması � erzurum ilinde uygulama projesi ve kaymaya karşı direnç tabana ankraj yapılarak elde edilebilir.

BÜKÜLEBİLİR KÜTLE DUVARLAR

Donatılı zemin duvarlar yüksek kapasiteli bir şekilde inşa edilebilirler.Bu duvarlar pozitif eğim drenajı sağlamada barajlar ve hidroelektrik santrallerde malzeme etütleri ve oturma toleransı açısından doğal avantajlara sahiptirler.

KAYA DOLGULU BUTRESLER

Büyük kaya parçacıkları ile inşa edilirler.Topuk yerinin uygunluğuna göre hareket eden şevleri stabilize etmekte kullanılırlar.

METAL SANDIK TİPİ DUVARLAR

Bunlar içi kaya veya çakıl dolu metal blokların birbirine çakılması ile inşa edilen duvarlardır.metal bloklar genellikle 1m 1m kesitinde olup 2 m ye varabilen uzunluklara sahiptirler.Bu duvarlarda tüm yapının stabilitesi hesaplanırken her bir bloğun da stabilitesi göz önünde bulundurulmalıdır.Dvar yüzü düşeyden 6derece geriye doğru yatırılır.Maksimum yükseklik10 m civarındadır. Duvarın ön veya arka yüzü basamaklı olabilmektedir.

KAFES TİPİ DUVARLAR

Birbirine bağlı ahşap kereste , prefabrike beton kaya zemin mekaniği deneyleri ve metal elemanlardan imal edilen barajlar ve hidroelektrik santrallerin harita çalışmaları ve içi kırmataş veya diğer kaba daneli malzemelerle doldurulmuş kutulardan oluşan yapılardır.Genellikle yer seviyesindeki sıkıştırılmış yol dolgularında kullanılırlar.Prefabrik elemenlar genellikle 2 m uzunluğundadır barajlar ve hidroelektrik santrallerde havza planlama ( master plan) çalışmaları ve duvar yüksekliğide bunun iki katı ile sınırlıdır.Duvar yüksekliği kutu kısımlarını ikişer yaparak arttırılır fakat yüksek duvarların enine farklı oturmalara karşı çok hassas olması hidroelektrik santral projeleri istikşaf ( ön inceleme) çalışmaları ve çapraz elemenların zayıflığı ağır sürşarj yüklerinin karşılanmasına meydan vermemektedir. Yük diyagramı gösterilerek devrilmeye karşı koyan kısım olarak (H*B) boyutundaki dikdörtgen alınmıştır.

DONATILI ZEMİN DUVARLARI

Genellikle galvanizli çelikten yapılmış şerit veya çubukların çekme gerilmelerini alamk üzere dolgunun içine gömülmesi ile inşa edilirler. Şeritler aliminyum , plastik veya biyolajik ayrışma yapmayan örgülerde olabilir .Bu çubuk vaya şeritler dış yüzeyde ince elemenlarla birleştirilirler.Bnun amacı yüzeyi tutabilmektir.Bu elemenler dayanıklılık estetik yatay basınçları karşılama barajlar ve hidroelektrik santrallerin dizaynı ve her noktadaki gerekli mukavemet açısından prefabrike betondan yapılmaktadır.
Çubuklar gerekli çubuk-zemin sürtünmesini sağlayabilmek için yeterli uzunluk hidroelektrik santrallerde proje değerlendirme teknikleri ve genişliğe sahip olmalıdır.Bu uzunluklar genellikle yapı yüksekliğinin 0.8 ile 1.2 katı arasında değişmektedir.Gerekli sürtünmenin elde edilebilmesi için dolgunun içsel sürtünme açısı minimum 25derece olmalıdır.Ayrıca dolgunun maksimum %25 lik kısmı no:200 eleğinden geçirilmelidir. (Lee hidroelektrik barajların planlama düzeyinde projelendirme kriterleri ve diğerleri,1973)

ANKRAJLI DUVARLAR

ANKRAJLI BETON PERDE DUVARLAR

20-30 cm lik betonerme bloklardan oluşan hidroelektrik santral projeleri planlama çalışmalarının aşamaları ve kazı yapıldıkça yukarıdan aşağıya doğru gelişen duvarlardır. Tuttukları zemine ankraj edilirler.Bunlar normal bir duvar gibi inşa edilip sonrada doldurulabilirler.Bu duvar tipi derin gri çimento türleri ve kullanım alanları ve yüksek kapasite isteyen durumlarda oldukça kullanışlıdır. Büyük yapıların açık kazılarında yamaç dolgu sertlik derecesi nedir? nasıl ölçülür? en sert element hangisidir? ve yol dolgularının tutulması gibi durumlardada bu duvarlar avantajlıdır.Bu sistemin en büyük faydası kazı yapılırken şeve daima destek verilmesidir.Duvar yapılıp bittikten sonrada ilave ankrajla duvarın kapasitesi arttırılabilir.

ÇELİK PALPLANŞ DUVARLAR

Çelik palplanş profillerin zemine çakılması ve gerekirse geriye ankrajlarla bağlanması suretiyle inşa edilirler.Bu duvarların diğerlerine göre pek çok avantajları olduğundan daha yaygın kullanıma sahiptir.Bnların en önemli özellikleri şunlardır.

1.Yüksek çakma dayanımı özelliği(zemin sert veya kaya olsa bile)
2.Nisbeten hafif malzeme olması
3.Tekrar kullanılabilmesi
4.Su altında ve üstünde çok uzun süre hizmet verebilmesi
5.Kazıkların kaynakla veya vidalanarak rahatlıkla uzatilabilmesi
6.Eklem yerlerinin deformasyon eğiliminin az olması
7.İstenilen durumlara göre malzeme seçiminin yapılabilmesi

Bu yapılar yamaçlarda çok kullanılmazlar, çünkü deplasmana müsait olmaları , korozyona uğramaları ve yüksek maliyet söz konusudur.

İSTİNAT KAZIKLARI

Kazıkların yanyana getirilmesi ile ortaya çıkan istinat yapılarıdır. Alışılagelen istinat duvarlarına göre daha çabuk inşa edilebilmeleri ve inşa sırasında zemin profilini bozmamaları tercih sebebidir.Çakma kazık türünden olabildikleri gibi
yerinde inşa edilen kazık türüde bu amaçla kullanılabilir.

Yanal zemin yükü taşıyan kazıkların statik hesabı için değişik yöntemler uygulanmaktadır. Burada istinat kazıkları, elastik zemine oturan kiriş olarak göz önüne alınmış ve uygulama için yeterli olabileceği düşüncesiyle yarı sonsuz kiriş sonuçları ile yetinilmiştir.

KÖPRÜ AYAKLARI

Konsol betonerme duvarların boyutlandırılması ve stabilite kontrellerinin yapılmasında kullanılan esasların büyük bir kısmı konsol köprü ayaklarındada kullanılabilir. Köprü ayakları esas olarak köprünün üst yapısını veya tabliyesini destekler.Bunun yanında eğer kenar ayak söz konusu ise bu yapı köprüye birleşen yolun altında bulunan zeminin yatay itkisine karşı durur.Köprü orta ayakları ise köprü kirişlerinden gelen yatay ve düşey kuvvetleri karşılar ve güvenli bir şekilde zemine iletir.

İSTİNAT DUVARLARINA ETKİYEN KUVVETLER

Sismik basıncın istinat yapıları üzerindeki etkisi relatif sıkılığa ve zemin ile beraber çalışmasına bağlıdır.Zemin-yapı etkileşmesi iki kategoride tanımlanır.

1. Esnek yapılar zemin basıncını minimize etmeye kadar hareket etme eğilimindedirler, örneğin serbest duran istinat yapıları gibi.
2. Bodrum duvarları ve sabitleşmiş istinat duvarları gibi rijit yapılar.

Birinci durumda aktif basınçlar meydana gelir ve hareket tablodaki gibi oluşur. Duvar hareketinin miktarı temel sağlamlığına ve duvar esnekliğine bağlıdır.Kesin analizler yapılmalı ve aşağıdaki basınçlar kullanılmalıdır.

� Esneklik:Kaya olmayan malzemeye temellenmiş duvarlar veya 5 m den yüksek destek duvarları
� Orta durum:Kayaya temellenmiş 5 m den az yükseklikteki destek duvarlar
� Rijit durum:Kayaya temellenmiş ağırlık duvarları yada kazıklar
(Dowrick,1987)

SİSMİK TOPRAK BASINÇLARI

Genel olarak sismik kuvvetleri elde etmede tavsiye edilen ve ekivalan-statik katsayıları benimseyen matod kulanılmaktadır.Sadece çok nadir yapılarda sonlu elemanları kullanan dinamik analizler mevcuddur.

Ekivalan-statik metodda zemin kamasının ağırlığına eşit yanal deprem kuvveti sismik bir katsayı ile çarpılmakta ve bunun zemin ağırlık merkezine etkidiği farzedilmektedir.Bu deprem kuvveti duvar üzerindeki statik kuvvetlere ilave bir kuvvet oluşturur.

Genelde bir deprem süresince duvar üzerine gelen toplam basınç aşağıdaki üç olası parçanın toplamıdır.

1.Ağırlık yüklerinden gelmesi beklenen statik basınç
2.Depremden gelmesi beklenen dinamik basınç
3.Dolguya bir dış kuvvetten gelebilecek basınç, örneğin monolitik bir köprü ayağında yatay sarsıntıdan oluşabilir.

Zemin basınçları aşağıdaki metodlarla tahmin edilebilir.

1.Elastik teori
2.Yaklaşık plastik teori,coulomb ve mononobe �Okabe
3.Numerik metodlar , zemini sonlu elemanlar olarak modelleyen metodlar

Mononobe � Okabe metodunu kullanmak için efektif zemin ivmesi yaklaşık olarak 0.3 gr kadar olmalıdır.Bu da kohesyonsuz zeminlerde statik basınca eşit bir deprem kuvveti meydana getirecek değerdedir.Bunun için makul depremlerde sağlam kalabilecek ve sismik olmayan duvar tasarımında 2.0 gibi bir güvenlik faktörü kullanılmamalıdır.

AKTİF TOPRAK BASINCI

Aktif toprak basıncı göçme dairesi ile verilen plastik denge durumunu gösterir. Öncelikle OA ve OE gerilmeleri uygulanarak Ko durumu elde edilir.Daha sonra OE gerilmesi OC ye düşürülerek kayma açısı elde edilir. OA (maksimum) ve OC (minimum) gerilmeleri mohr dairesini oluşturmakta kullanılabilir.OA ile OC arasındaki fark ise daire çapı ve aynı zamanda deviatör gerilmesi olup labaratuarda üç eksenli gerilme deneyinden elde edilebilir.

Şekilde elastik ve plastik denge durumu gösterimi
a)Göçmeden önceki (elastik) ve göçme durumundaki (plastik) gerilme
b)OA sabit yüzey gerilmesinin başlangıç durumu
c)Aktif toprak basıncı teorisi için kesme göçme yüzeyleri
d)Pasif toprak basıncı teorisi için kesme göçme yüzeyleri
c ve d deki kayma çizgileri idealize edilmiştir.(Bowles,1982)

Zemin karakteristiklerinin yükseklik boyunca değişmediği durumda zemin basıncının bileşkesi yani aktif toprak basıncı

Pa=0.5*Ka*γ*H^2

PASİF TOPRAK BASINCI

Eğer (Ko durumundan) başlarsak,OA yı sabit tutarak yanal gerilme OE yi göçme gerilmesi OD ye getirirsek OD dairesini oluşturmak için gerekli verileri elde ederiz. Bu ikinci göçme dairesi ile tanımlanan pasif toprak basıncı durumudur. Bu durumda AD uzunluğu deviatör gerilmeyi vermektedir. Kayma düzlemleri yatayla Φ açısını yapmaktadır kibu açı malzamanin sadece mekaniğiyle ilgilidir

Pp=0.5*Kp*γ*h^2

COULOMB TOPRAK BASINCI TEORİSİ

Coulomb tarafından 1776 da sürülen toprak basıncı kabulleri şöyledir:

1) Zemin izotropik ve homojendir.ayrıca içsel sürtünme ve kohezyonuda içermektedir.
2) Göçme yüzeyü düzlemseldir. Coulomb bunun böyle olmadığını farketmiştir. Fakat hesapları kolaylaştırmak için kullanmıştır. Arka dolgu yüzeyi düzlemseldir.
3) Sürtünme kuvvetleri göçme yüzeyine üniform bir şekilde dağılmıştır ve Φ=tanΦ(sürtünme katsayısı=Φ)
4) Göçme kaması rijit bir kütledir
5) Duvar sürtünmesi vardır. Göçme kaması duvar arkası boyunca hareket eder ve duvar sınırı boyunca sürtünme oluşturur.
6) Göçme düzlemsel bir eğilmedir sonsuz uzun bir kütlenin birim uzunluğu gözönüne alınacaktır.

RANKINE ZEMİN BASINCI

Rankine (1857) zemini plastik denge halinde düşünmüş ve coulombla aynı varsayımları yapmıştır.Coulomb�dan farklı olarak Rankine kohesyonu ve duvar sürtünmesini gözönüne almayarak problemi daha basit hale getirmiştir.

PROJELENDİRME AŞAMASI
Projelendirme aşaması için stabilite analizleri ve betonerme hesap yapılmalıdır.

STABİLİTE KONTROLLERİ
İnşaat duvarları hesabında ilk yapılacak iş ,istinat duvarının devrilme,kayma ve toptan göçme kontrollerinin yapılmasıdır.

Devrilme kontrolü

İstinat duvarının devrilme ve kayma kontrolünde taban zemini üzerindeki duvar ve zemin kütlesinin beraber hareket ettiği ve devrilmenin istinat duvarının ön alt köşesi etrefında meydana geleceği kabul edilir.W bu kütlenin ağırlığı olmak üzere devrilme güvenliği

No=Devrilmeye karşı koyan moment/Devirici moment

Olarak hesap edilir.Devrilme güvenliği 2 den küçük olmaması gerekirse daneli dolgu için 1.5 değerine kadar inebilir Statik ve dinamik zemin basınçlarının beraber etkidiği depremli durumda devrilme güvenliği en az 1.3 olmalıdır.Devrilme güvenliğinin sağlanmadığı durumda devrilmeye karşı koyan kuvveti artırmak için taban plağı boyunun büyütülmesi tavsiye edilir.

Kayma kontrolü

Kaymanın istinat duvarının tabanında meydana geldiği kabul edilerek kayma güvenliği

Ns=Kaymaya karşı koyan kuvvet / Kaydırıcı kuvvet

olarak hesap edilir.Kayma güvenliğinin 1.5 den küçük olmaması gerekir.Depremli durumda ise 1.1 değereine kadar inebilir. Kayma güvenliğinin hesabında duvarın ön kısmındaki pasif basınç genellikle ihmal edilirsede kayma güvenliğini sağlamak için taban dişi düzenlendiği durumda hesaba katılır.

Toptan göçme kontrolü

Zeminin zayıf olduğu durumda istinat duvarı ile beraber zemin kütlesinin alt zemin üzerinde kayması ile toptan göçme ortaya çıkabilir bu durumda kayma yüzeyinin silindirik olduğu kabul edilir.Silindir ekseninin düzlemi kestiği nokta ve yarıçap sistemin bütün parametrelerine bağlı olduğu için belirsizdir. Genel olarak göçme dairesinin istinat duvarı daire içinde kalacak şekilde duvarın arka ucundan geçtiği kabul edilir.Daire merkezinin yeri seçildikten sonra toptan göçme güvenliği

Nt=Toptan devrilmeye karşı koyan moment/Devirici moment

Olarak hesap edilir.Burada moment dönme merkezi olan daire merkezine göre alınacaktır. Zemin ve duvarın ağırlıklarının momenti devirici momenti ve kayma dairesi üzerindeki sürtünme kuvvetlerinin momenti karşı koyan momenti oluşturmaktadır.Toptan göçme güvenliği zemin ve duvardan küçük düşey dilimler alarak hesaplanabilir.Daire merkezinin yeri değiştirilerek güvenliğin minimum değeri aranır. Bulunan sonucun ön görülen bir değerden küçük olması durumunda duvarın daha derine yerlerştirilmesi veya taban plağının boyunun büyütülmesi tavsiye edilir.

Zemin gerilmesi kontrolü

Zemin yatay itkisi ve ağırlığı altında (G+Q yükleme durumu) duvarın taban plağı altındaki gerilmeler kontrol edilerek bunların zemin emniyet gerilmesini geçmediğin belirlenmesi gerekir.Ayrıca çekme gerilmesinin meydana gelmemesi tavsiye edilir.Bu kontrolün sağlanamaması durumunda taban plağı büyütülerek zemin gerilmelerinin daha düzgün yayılması ve küçülmesi sağlanabilir.

STATİK VE BETONARME HESAP

İstinat duvarında H yanal zemin etkisini göstermek üzere 1.4 G+1.6H+1.6Q yüklemesi göz önüne alınarak ve kritik kesitleri ihtiva eden kısımlar için serbest cisim diyagramı çizilerek kesitlerdeki eğilme momenti ve kesme kuvveti hesaplanır ve kesit hesabı yapılır.Bazı durumlarda 0.9G+1.6H+1.6Q yüklemesininde kritik kesit tesirleri oluşturacağı unutulmamalıdır.Düşey plağın mesnet kesiti ve taban plağının düşey plakla birleşme kesitleri olmak üzere en az üç kesitte donatı hesaplanması gereklidir.İstinat duvarının yüksekliğine göre kesit sayısı arttırılır.Eğilme donatıları tek doğrultuda çalışan döşeme donatılarına benzer şekilde hesap edilir ve seçilir.Genellikle kayma donatısına ihtiyaç duyulmaz. İnşaat sırasındaki safhalarda düşünülerek donatı düzeninin seçiminin buna göre yapılması gerekir.

KONTRÜKTİF KURALLAR

İstinat duvarı tabanında düzgüne yakın gerilme yayılışı tercih edilmelidir.Teraltı suyunun birikip zemin itkisini artırmaması için zemin tarafında şekilde gösterildiği gibi dreneja elverişli malzeme ile dolgu yapılmalıdır.Alt kısma yerleştirilen boyuna boru ile toplanan su alınmalıdır.Ayrıca duvar içinde 1-2 m aralıkla barbakanlar düzenlenmelidir.Bunlar dışa doğru eğik olmalı ve tıkanmamaları için arka kısmına uygun dolgu yerleştirilmelidir.

KAYNAKLAR

� Deprem riski analizi ile İstanbul ve çevresinde istinat duvarları tasarımı(Y.T.Ü.kütüphanesi)
� Betonarme 1 İ.T.Ü.Prof. Zekai Celep ve Nahit Kumbasar
� Emay mühendislik (Yüksek İnş. Müh. Mehmet Erinçer)
http://www.bayindirlik.gov.tr
http://www.ihalebulteni.com
http://www.east.com.tr
� Steven L. KRAMER, Geoteknik Deprem Mühendisliği . Çeviren Doç. Dr. K.KAYABALI Temmuz 2003

KAYA ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

Mayıs 18, 2008

Kaya-zemin mekaniği deneyleri; büyük inşaat yapılarının projelendirilmesine yönelik olarak arazide (yerinde ) kaya zemin mekaniği deneyleri ve laboratuvarda gerçekleştirilen deneysel çalışmalar, proje hesaplamalarında gerekli mühendislik parametrelerini elde edilmesini kapsamaktadır.

Bu çerçevede, laboratuvarda barajlar ve hidroelektrik santrallerin harita çalışmaları ve arazide (yerinde ) gerçekleştirilen kaya barajlar ve hidroelektrik santrallerde havza planlama ( master plan) çalışmaları ve zemin mekaniği deneylerinin başlıcaları şunlardır:

LABORATUVAR DENEYLERİ A � Kaya Mekaniği Deneyleri Kayalarda Tek Eksenli Basınç Dayanımı Testi : Kayalardan alınan silindirik numunelerin tek eksenli yükleme ile basma dayanımlarının tayini (kgf/cm2) ile ilgili bir deneydir. Kayaların Üç Eksenli Basınç Dayanımlarının Tayini : Silindirik kayaç numunelerinin üç eksenli yükleme ile dayanımlarının tayinine ilişkin bir deneydir. Bu deney ile boşluk suyu basıncı dikkate alınmadan kayaların değişik yanal basınçlarda Makaslama Dayanımları, İçsel Sürtünme Açısı, Kohezyon, Deformasyon Modülü gibi Elastik Özellikleri ile dayanımlarının saptanması için gerekli verilerin bulunması sağlanır. Kayalarda Elastisite Modülü hidroelektrik santral projeleri istikşaf ( ön inceleme) çalışmaları ve Poisson Oranının Tayini : Kayalardan alınan silindirik numuneler üzerinde Elastisite Modülü (E) barajlar ve hidroelektrik santrallerin dizaynı ve Poisson Oranı�nın Tek Eksenli Basınç Dayanımı deneyi ile hesaplanmasına yönelik bir deneydir. Elastisite Modülü : Pratik olarak, yükleme koşulları altında bir kayacın gösterdiği Gerilme-Deformasyon oranıdır. Sayısal olarak Gerilme-Deformasyon eğrisinin tanjant veya sekand eğimi olarak tanımlanır. Poisson Oranı : Kayaçta birim gerilme altında oluşan birim boy değişimidir. Kayaçların çekme dayanımının dolaylı yöntemle tayini Kayalarda Aşınma Direnci (Los Angeles) Deneyi : Kayalarda (agregalarda) Los Angeles deney aleti ile aşınma dayanımının bulunmasına ait bir deneydir. Nokta Yükleme Dayanımı (Point Load) Deneyi : Kayaların Nokta Yükleme Dayanım İndekslerinin tayinine ilişkin bir deneydir. Farklı karot çaplarında numuneler ile eksensel hidroelektrik santrallerde proje değerlendirme teknikleri ve şekilsiz kaya numunelerinde uygulanabilir (kgf/cm2). Kayaların Özgül Ağırlık hidroelektrik barajların planlama düzeyinde projelendirme kriterleri ve Su Emme Yeteneği : Kayaların su emme yetenekleri ile özgül ağırlığının tayinine ilişkin bir deneydir. Kayalarda Porozite Deneyleri : Kayaların gözenekliliğine paralel olarak gelişen bir özellik olan geçirimliliğinin saptanmasına ait bir deneydir. Dayanıklılık İndeksi (Slake Durability) Testi : Kayaçların kuruma hidroelektrik santral projeleri planlama çalışmalarının aşamaları ve ıslanmadan sonra zayıflama gri çimento türleri ve kullanım alanları ve dağılmaya karşı gösterdiği dayanıklılığın tayin edilmesidir. Yüzde olarak ifade edilir. B � Zemin Mekaniği Deneyleri Atterberg Limitleri : Öncelikle ince taneli zeminlerin kıvam durumlarının sınırlarını belirler. Likit Limit : Zeminlerin plastik halden likit hale geçtiği deney sonucunda, elde edilen su içeriği değeri olarak tanımlanabilir. Yüzde olarak ifade edilir (WL). Plastik Limit : Zeminin plastik halden katı hale geçtiği deney sonucunda, elde edilen su içeriği değeridir. Yüzde olarak ifade edilir (WP). Büzülme Limiti : Daha fazla su kaybının zeminin hacminde bir azalmaya neden olmadığı koşuldaki su içeriğidir. Yüzde olarak ifade edilir. Konik Penetrometre İle Likit Limit Tayini Zeminlerde Tane Boyu Dağılımı : Zemini oluşturan, boy sertlik derecesi nedir? nasıl ölçülür? en sert element hangisidir? ve şekil bakımından farklı olan tanelerin dağılış şekil kalsiyum alüminatlı çimento kullanım alanları ve miktarlarının belirlenmesi için yapılan işlemdir. Deney İki yöntemle gerçekleştirilir. Elek Analizi : Çakıl beyaz çimento türleri ve kullanım alanları ve kum boyutundaki iri sayılabilecek taneciklere uygulanır. Hidrometri Analizi : Silt deprem hasarları, sebepleri ve öneriler ve kil boyutundaki ince taneciklere uygulanır. Zeminlerde Su İçeriğinin Tayini : Zeminin sınıflandırılması amacı ile laboratuvarda �Etüv Kurutma Yöntemi� ile zeminin su içeriğinin hesaplanmasına ilişkin bir deneydir. Yüzde olarak ifade edilir. Zemin Tanelerinin Özgül Ağırlığının Tayini : Belirli bir sıcaklıktaki zemin tanelerinin havadaki ağırlığının, belirli bir sıcaklıktaki depreme dayanıklı akıllı yapılar ve aynı hacimdeki saf suyun havadaki ağırlığına oranıdır. Geçirimlilik (Permeabilite) Deneyi : Zeminlerin geçirgenlik katsayılarının belirlenmesine ilişkin bir deneydir. ( K=cm/sn) . İki yöntemle belirlenebilir: Düşen Seviyeli Geçirgenlik : Orta deprem hasarı gören binaların hasar tespitinde bulanık mantık yaklaşımı ve az geçirimli olarak adlandırılan killi veya siltli zeminlerde uygulanır. Sabit Seviyeli Geçirgenlik : Büyük geçirgenlik gösteren kumlu ya da çakıllı zeminlerde uygulanır. Kohezyonlu Zeminlerde Tek Eksenli Basınç Dayanımı Deneyi : İnce taneli zeminlerin örselenmemiş ya da yoğurulmuş halde serbest basınç dayanımlarının bulunması ile ilgilidir. Basit tek eksenli sıkışma testinde silindirik bir zemin örneğinin yenilmesi anında,birim alana etkiyen yük olarak tanımlanır. (kgf = kPa) Kohezyonlu Zeminlerde Üç Eksenli Basınç Dayanımı Deneyi Zeminlerde Tek Eksenli Konsolidasyon Deneyi : Yanal deformasyonu önlenmiş olan suya doygun, disk biçiminde iş bulmanın püf noktaları ve örselenmemiş bir zemin numunesinin alt müteahhitlik karnesi nasıl alınır? ve üst yüzeyinden drenaj sağlanarak, düşey yapı denetçi belgesi almak için istenilen belgeler ve eksensel bir basınç altında konsolidasyon miktarı asma tavan imalatında kontrol edilmesi gerekenler ve konsolidasyon hızının ölçümü esasına dayanan bir deneydir. (Konsolidasyon Katsayısı Cv = cm2/sn) Zeminlerde Sıkıştırılma (Kompaksiyon) Deneyi : Zeminlerde �Kuru Birim Hacim Ağırlık� – �Su İçeriği� ilişkisinin kompaksiyon deneyi ile tayinine ilişkin bir deneydir. Sonuçta Max. Kuru Birim Hacim Ağırlığı (mg/m3) ile Optimum Su İçeriği (%) ile ifade edilir. Zeminlerde Konsolidasyonlu Drenajlı Kesme Deneyi (Shear Test) : Zeminlerin direkt makaslama ile konsolidasyonlu drenajlı makaslama dayanımlarının tespiti yapılır. Bu deney bozulmamış veya yoğrulmuş tüm zemin malzemeler üzerinde uygulanabilir (kN/m2). Kaliforniya Taşıma Oranı (CBR) Tayini Laboratuvar Kanatlı Kesme Deneyi (Wane) : Kohezyonlu zeminlerin laboratuvarda kayma dayanımlarının saptanmasında kullanılır ( c = kN/m2).


Takip Et

Her yeni yazı için posta kutunuza gönderim alın.