AFET ��LER� GENEL MÜDÜRLÜ�Ü

PARSEL BAZINDA

ZEM�N – TEMEL ETÜDLER�

VE

ZEM�N �Y�LE�T�RME ��LER�

HAKKINDA YÖNETMEL�K TASLA�I

ÖN RAPORU

Prof. Dr. Ufuk ERGUN Prof. Dr. Yener ÖZKAN

Prof. Dr. Akın ÖNALP Prof. Dr. Ali KEÇEL�

14 Mayıs 2005

2

��NDEK�LER

ÖNSÖZ .................................................................................................................................4

1. ZEM�N – TEMEL ETÜDLER� .......................................................................................5

1.1. AMAÇ VE KAPSAM ................................................................................................5 1.2. STANDARTLAR VE �ARTNAMELER..................................................................5 1.3. ZEM�N ETÜDLER�N�N PLANLANMASI VE KAPSAMI ....................................6

1.3.1 Genel.....................................................................................................................6 1.3.2 Sondajların Aralı�ı, Yeri ve Sayısı ......................................................................7 1.3.3 Etüd ve Sondaj Derinli�i......................................................................................8 1.3.4 Numune Alma ve Numune Sayısı ........................................................................9 1.3.5 Laboratuvar ve Saha Deneyleri Miktarı ...........................................................10 1.3.6 Yeraltı Suyu........................................................................................................12 1.3.7 Parsel Zemini Hakkında Etüd Öncesi Bilgi ......................................................13 1.3.8 Etüd Yapılacak Parseldeki Yapı Özellikleri .....................................................13

1.4. JEOLOJ�K ÇALI�MALAR VE DEPREMSELL�K .............................................14 1.5. ETÜD KATEGOR�LER� ........................................................................................15 1.6. MÜHEND�SLER�N ETÜDLERDEK� ROLÜ, PERSONEL VE DENET�M .......15 1.7. DENET�M................................................................................................................18 1.8. RAPOR ONAYI.......................................................................................................19

2. ZEM�NLER�N �Y�LE�T�R�LMES� .............................................................................20

2.1. AMAÇ VE KAPSAM ..............................................................................................20 2.2. ZAYIF ZEM�N KO�ULLARINA �L��K�N ALTERNAT�F ÇÖZÜMLER.........20 2.3. ZEM�N �Y�LE�T�RME �HT�YACI VE UYGUN METODUN SEÇ�M� .............21 2.4. ZEM�N �Y�LE�T�RME TEKN�KLER�N�N SINIFLANDIRILMASI.................22 2.5.�Y�LE�T�RMEN�N TASARIM VE UYGULAMASINDA MÜHEND�SLER�N ROLÜ..............................................................................................................................30 2.6. �Y�LE�T�RME ��LER�NDE TASARIM VE UYGULAMADA DENET�M........30 2.7. ZEM�N �Y�LE�T�RME PROJES� ONAYI ...........................................................31 2.8. SIVILA�MA YÖNÜNDEN ZEM�N �Y�LE�T�RME YÖNTEMLER�.................32 2.9. DENEME ��LER� VE ALETSEL GÖZLEMLER ................................................34

EKLER ...............................................................................................................................35

I. PARSEL BAZINDA ZEM�N-TEMEL ETÜD RAPOR FORMATI........................36 II. ZEM�N–TEMEL ETÜDLER�, PARAMETRELER VE ANAL�ZLER – GENEL B�R BAKI� .....................................................................................................................37 III. ÖRNEK ALMA ÇALI�MALARI ...........................................................................46 IV. TEMEL ZEM�N� ÖZELL�KLER�N�N ÖLÇÜMÜ...............................................52 V. SIVILA�MA TEHL�KES�N� BEL�RLEME YÖNTEMLER� ................................82 VI �ST�NAT YAPILARI .............................................................................................104 VII �EV STAB�L�TES� ...............................................................................................118 VIII. PROBLEML� ZEM�N �ARTLARI..................................................................123 IX. JEOF�Z�K YÖNTEMLER...................................................................................125 X. ZEM�N �Y�LE�T�RME YÖNTEMLER�...............................................................134 XI. �Y�LE�T�RME RAPOR FORMATI...................................................................195

3

XII. ZEM�N - TEMEL ETÜDLER�N�N YAPILMASI, RAPORLARININ HAZIRLANMASI VE ONAYLANMASINDA KAR�ILA�ILAN SORUNLAR (GEÇ�C� EK I) .............................................................................................................196 XIII. �Y�LE�T�RME ��LER�NDE GÖZLENEN POTANS�YEL SORUNLAR (GEÇ�C� EK II)............................................................................................................197

KAYNAKLAR..................................................................................................................198

4

ÖNSÖZ

Bu ön rapor zemin–temel etüdleri ve zemin iyile�tirmesi konularında düzenlenecek

çalı�taya bir tartı�ma ortamı yaratmak üzere hazırlanmı�tır. Rapordaki bütün kısımlar

detaylı olarak ele alınıp tartı�ılacak, eksiklikler giderilecek ve çalı�tay sonrası ön rapor

bir yönetmelik tasla�ı haline getirilecektir. Ülkemizin anılan konularda daha iyi

seviyelere gelmesi için bütün katılımcıların katkısı beklenmektedir. Ön rapor

dökümanına bilgi içeren kısımlar ve ekler Afet ��leri Genel Müdürlü�ü’nün talebi

do�rultusunda konmu�tur.

5

1. ZEM�N – TEMEL ETÜDLER� 1.1. AMAÇ VE KAPSAM

Yapıların ruhsatına esas üstyapı projelerinin hazırlanması için gerekli olan parsel bazında

zemin-temel etüdleri ve bunların raporlarının yeterli, uluslararası uygulamaya paralel ve

ça�da� standartlara uygun yapılmasını ve hazırlanmasını temin etmek üzere ilgili standart,

kural ve esasları uygulamaya yönelik hususlarla birlikte belirlemek bu yönetmeli�in ana

amacını olu�turmaktadır.

Zeminin tabakaları, bunların kalınlıkları, yeraltı su durumunun tespiti, zemin-temel

etkile�iminin irdelenmesinde ve temellerin tasarlanmasında etkili gerekli statik ve dinamik

parametrelerin belirlenmesi etüdlerin hedefidir. Sondajlar, sondalamalar, saha deneyleri ,

laboratuvar deneyleri ve bunlara dayalı olarak hazırlanacak zemin-temel raporunun içeri�i ile

ilgili prensipler ise kapsamı olu�turmaktadır. Bir di�er amaç da sıvıla�ma, dayanma

yapılarının stabilitesi ve parseli etkileyebilecek kitle hareketleri ile ilgili etüd, hesaplamalar ve

çalı�malara yol göstermektir.

Yönetmeli�in ikinci amacı ise temel mühendisli�inin ana konularından olan, iyile�tirme

(stabilizasyon) yöntemlerine ili�kin seçim kriterleri, tasarım ve uygulamaya yönelik prensipler

belirlemektir.

Her iki amacın kapsamında teknik hususlar yanında denetimin sa�lanması, sorunların tespiti

ve en etkin onay mekanizmasının belirlenmesi bulunmaktadır.

1.2. STANDARTLAR VE �ARTNAMELER

Zemin ve temel etüdleri ile ilgili olarak a�a�ıdaki standart, �artname ve dökümanlar bu

yönetmelik yanında gözönünde bulundurulmalıdır:

1. “Zemin ve Temel Etüdü Raporunun Hazırlanmasına ili�kin Esaslar” 1993, Bayındırlık

ve �skan Bakanlı�ı, Sayı: 93/34

6

2. “Yapılar için Temel Sondajları Teknik �artnamesi” 1976, Bayındırlık Bakanlı�ı Yüksek

Fen Heyeti, A-03-6-15/1050

3. “Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, 1997, Resmi Gazete

No.23098

4. Türk Standartları TS1500/2000, TS 1900/1987 (2005), TS1901/1975

5. TS ENV 1997-1, TS ENV 1997-2, TS ENV 1997-3 (Eurocode 7)

6. Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance-Part 5: Foundations, Retaining

Structures and Geotechnical Aspects, December 2003.

1.3. ZEM�N ETÜDLER�N�N PLANLANMASI VE KAPSAMI

1.3.1 Genel

�ncelenecek parsele ili�kin mevcut bilgilerin toplanmasından sonra, geoteknik mühendisi

yeraltı zemin ko�ullarını tanımlamak, geoteknik tasarım parametrelerini belirlemek ve

mühendislik analizleri ve tasarımlarını gerçekle�tirebilmek için gerekli verileri elde etmeye

yönelik bir etüd programı yapar.

Herhangi bir proje için gerçekle�tirilmesi gereken saha etüd teknikleri, numune alma

gereksinimleri, saha ve laboratuvar deneylerinin türü ve sayısı; mevcut yer altı verileri,

jeolojik ko�ullar, proje tasarım gereksinimleri (yapı veya yapıların boyutları ve zemine

aktardıkları yükler, yapısal düzenleme ve oturma kriterleri, kom�u yapıların özellikleri ve

proje sahasına yakınlı�ı) ile teçhizata ba�lıdır.

Etüd programı saha i�leri ba�ladıktan sonra çalı�maların ilerlemesiyle birlikte gözden

geçirilmelidir. Bu de�i�iklikler daha verimli bir etüd programı olu�turmayı, ekonomik ve

güvenilir bir tasarım gerçekle�tirmek için do�ru verileri elde etmeyi ve zeminden

kaynaklanabilecek zararların tesbit edilmesini içerir. En önemli hususlardan biri zemin/kaya

profilinin olu�turulması ve yer altı su durumu ve rejiminin belirlenmesidir.

7

Parsel bazında saha etüdleri ara�tırma çukuru ve hendeklerinin açılması, sondaj/sondalamalar,

örselenmi� ve örselenmemi� numune alma, saha deneylerinin icrası, jeofizik ölçümlemeler ve

uzaktan algılama tekniklerinden olu�ur.

Kohezyonsuz ve ta�lı çakıllı kohezyonlu zeminlerde en iyi metod kepçe veya benzeri bir

ekipmanla yapılan kuru kazı ya da el kazısıdır. Alanda yeraltı su tablası (Y.A.S.S.) mevcutsa

kohezyonsuz zeminlerde Y.A.S.S.’nin dü�ürülmesi gerekir. Böylece zeminin yapısı ayrıntılı

olarak incelenebilir ve numune alınabilir. Bu tip zeminlerde sondaj çalı�maları zor, bazı

durumlarda imkansızdır.

Türkiye’de dönel (rotary) sondaj genel uygulamadır. Bunun temel nedeni hızı ve tüm kurum

ve kurulu�larca yaygın olarak kabul görmesidir. Sürekli burgularla delgi de kohezyonlu

zeminlerde uygulanmaktadır. Hafif vurmalı (darbeli) sondaj tekni�i de kum kovası

(kohezyonsuz zeminlerde) veya kil kovası (kohezyonlu zeminlerde) kullanılarak bütün

zeminlerde uygulanmaktadır. Bu teknikte zemin profili detayları daha iyi bir �ekilde takip

edilebilmektedir.

1.3.2 Sondajların Aralı�ı, Yeri ve Sayısı

Parsel ile ilgili geoteknik raporu yazacak uzman mühendis veya kurulu� belli ise sondajlar

onun tarafından planlanmalı, mümkün ise gerçekle�tirilmeli ve denetlenmelidir. Sondaj

yerlerinin koordinatları ve kotları çalı�ma öncesi belirlenmelidir. Vaziyet planında sokaklar,

önemli yapılar vb. ayrıntılar gösterilmeli ve plan e�yükselti e�rilerini içermelidir.

Parselde yapı yerle�iminin belli oldu�u durumlarda sondaj yerlerinin seçilmi bu konuma göre

yapılmalıdır.

Sondaj çalı�maları ba�ladıktan sonra ilk sonuçlara göre programı gözden geçirmek en uygun

sonuçları getirir. Ba�langıçta kuyulararası 10m – 25m gibi bir aralık uygundur. Büyük

parsellerde (>1000 m2) yapı planının dört kö�esi ve ortasında sondaj yeri seçmek do�ru olur.

8

Daha küçük parsellerde, çok de�i�ken zemin ko�ullarının bulundu�u haller dı�ında, her 300

m2 için en az bir adet sondaj yapılır. Ancak kom�u (biti�ik) parsellerde yapılmı� sondajlı etüd

varsa delgi sayısının tayininde bunlar da gözönüne alınabilir. Sondaj/sondalama yapılan en

uzak iki noktadaki zemin profili farklı ise sayıya olası farklı oturma potansiyeli açısından

kısıtlama getirilmez. Sanayi tesislerinde oldu�u gibi geni� parsellerde yapı tipleri ve yerleri

belirli ise yapılara uygun sayıda sondaj noktası yerle�tirilirken yerle�imi belirsiz tesislerde ilk

etap olarak bir karelaj (grid) üzerinden (örne�in parsel büyüklü�üne göre 20-60m) sondaj

yerleri planlamak uygundur. �kinci etap etüdlerde kesin yerle�im belirdi�inde yapı altlarında

ek sondaj yapılır. �ki a�amalı etüdlerde ilk inceleme a�amasında ortam hakkında iyi bir fikir

edinilmesi nedeniyle ikinci etapta daha tesirli ve ekonomik planlama mümkün olur.

Yapı veya projenin tipi etüdlerin planlamasını etkiler. Örne�in, bir heyelan etüdü ile kazıklı

temellere oturacak çok katlı bir yapının etüd detayları farklı yakla�ımları gerektirir.

1.3.3 Etüd ve Sondaj Derinli�i

De�i�ik yapı ve temel �artlarında farklı kurallar bulunmakla birlikte, bina temelleri için genel

olarak temel tabanından ba�layarak geni�li�in en az bir buçuk katı kadar derinli�e veya

ortama etkiyecek temel taban basıncının zeminde %10 seviyelerine dü�tü�ü derinli�e kadar

inmek (gerilme artı�larının önemini kaybetti�i yüksek dayanımlı bir zemin tabakası daha

sı�da bulunmuyorsa) gerekir. Geni� yapılarda (B>20 m) ve temellerde derinlikler daha az

olabilir (EK III). Daha özelde tekil ve sürekli temeller (sömeller) için; uzun kenarı (L) kısa

kenarının (B) iki katından kısa olan temellerde kısa kenarın en az iki katı kadar, uzun kenarı

kısa kenarın be� katı ve daha fazlası olan sürekli temellerde ise en az kısa kenarın dört katı

kadar sondaj derinli�i gerekir. Ara durumlar için korelasyon (ili�kilendirme) yapılmalıdır.

Temellerin birbirine yakın oldu�u durumlarda derinlik artırılır.

9

Zemin sondajlarında kayaya girildi�inde en az 3m ilerleme yapılmalı ve kesilen bölgenin

zemin içinde bir blok olmadı�ı kesinle�tirilmelidir. Çok sayıda sondajlı programlarda derin

formasyonlar için yeterli bilgi elde edildikten sonra sondaj derinliklerinin yukarıda belirtilen

kriterlerde önerilenlerden daha sı� ve fazla yapılması ile sı� (üst) seviyelere ili�kin daha fazla

bilgi alınması mümkün olabilir.

Kazık guruplarının tasarım olasılı�ı bulundu�unda hesaplamaları etkileyecek tüm tabakalara

eri�ilmelidir. Oturmalar kazık guruplarının boyutlandırma ve analizinde esas kriter

oldu�undan kazık boyunun 2/3 si derinlikte olu�turulan sanal radye geni�li�inin bir buçuk katı

kadar derinli�e inilmelidir. Az sayıda kazık içeren guruplarda kazık uç kotundan 6m veya

gurup kısa kenarı kadar derinli�e (hangisi büyükse) inmek gerekir.

Heyelan analizlerinde mevcut veya olası kayma yüzeyi derinliklerinin altına inilmeli, derin

kazılarda ise tabandan kazı derinli�inin en az yarısı kadar a�a�ı inilmelidir. Artezyen

potansiyeli olan durumlarda bu derinlik artırılmalıdır.

1.3.4 Numune Alma ve Numune Sayısı

Numune alma yöntemleri ve numune alıcılar EK III’de özetlenmi�tir. Standart penetrasyon

testi dolayısıyla örselenmi� numune alma sıklı�ı genel olarak her 1.5 m de bir adet olarak

gerçekle�tirilir. Ancak, daneli zeminlerin yeraltı su seviyesi altında oldu�u durumlarda

özellikle ilk 10m derinlikte her metrede bir adet SPT deneyi yapılması tercih edilmelidir. Bu

durumda dane çapı da�ılımı ve inceler oranının belirlenmesi önem kazandı�ından SPT

ka�ı�ından yeterli miktarda örselenmi� numune elde edilemiyorsa ayrıca a�zı numune

yakalayıcı (basket tipli) özel tüpler ile incesi yıkanmamı� örselenmi� numune alınmalıdır.

Kohezyonlu zeminlerde ise SPT numuneleri ile bilgi toplanan profilde her tabakanın

özelliklerini belirlemeye yönelik yeterli sayıda ve zeminin kıvamına göre ince cidarlı tüp veya

pistonlu tüple örselenmemi� numune alınmalıdır. Örne�in, zemin profilinde temel altında ilk

10

4m de kohezyonlu tabaka var ise en az iki örselenmemi� tüp numune alınmalıdır. Örselenmi�

numune olarak gerekli görüldü�ünde burgudan çıkan numuneler veya açık kazıdan veya üst

tabakalardan elle numuneler alınabilir.

Örselenmemi� tüp numunenin çapı en az 80 mm olmalıdır. Kuyu dibi temizli�i ve

numunelerin iyi yalıtılması, korunması hususu elde edilecek numunenin kalitesi açısından

önem ta�ır. �nceleme çukurları ve hendeklerden elle kesilip yalıtılan ve kutuya alınan blok

numuneler örselenmenin en az olması açısından tercih edilir.

Örselenmemi� numune alımında kullanılan ince cidarlı tüplerin yeterli alan ve ferahlama

oranına sahip olmaları gereklidir (Bknz. EK III).

Kaya sondajlarında karotiyer ve vidye tipi formasyonun özelli�ine göre seçilmelidir.

1.3.5 Laboratuvar ve Saha Deneyleri Miktarı

Yapılacak olan laboratuvar deneyleri etüd alanındaki ortam özelliklerini en çok 2m aralıklar

ile tanımlayacak �ekilde programlanmalıdır. Buna göre bütün örselenmi� ve örselenmemi�

numunelerde yapılacak deneyler zeminde do�al su içeri�i, kıvam limitleri ve elek analizi

deneyleridir.

Bütün örselenmemi� numuneler üzerinde do�al su içeri�i tayini(wn) ve birim hacım a�ırlı�ı

(γ) deneyleri yapılmalıdır. Do�al su içeri�i deneyi, ortamı temsil etti�ine kanaat getirilirse

SPT ka�ı�ından çıkan örselenmi� numuneler üzerinde de yapılabilir.

Pipet, hidrometre ve özgül a�ırlık deneyleri örselenmi� veya örselenmemi� numuneler

üzerinde yapılabilir. Bunların sayısına deney programını planlayan mühendis karar verir.

Sıvıla�ma tehlikesinin belirlenmesi çalı�ması yapılması durumunda ilk 15m de bütün

numuneler üzerinde pipet veya hidrometre deneyi yapılmalıdır.

11

Heyelan tipi çalı�malarda ve kazılarda bo�luk suyu ölçmeli konsolidasyonlu drenajsız,

konsolidasyonlu drenajlı kesme deney programına veya problemli zemin �artlarında

(çökebilen, �i�en, organik vb.) yapılacak özel deneylere uzman mühendis karar verir.

Mühendislik özellikleri ile ilgili laboratuvar deneyleri yapının veya konunun özelliklerine

göre etüd ve tasarımı yönlendiren uzman mühendis tarafından planlanır. Etüd kohezyonlu bir

zemin üzerindeki bir yapı için ise zeminin drenajsız kayma mukavemeti ve sıkı�abilirlik

özellikleri tayin edilir. Örselenmemi� tüp numuneler genellikle çok sayıda olmadı�ından her

tüpte drenajsız üç eksenli basınç deneyleri (UU), kesme kutusu deneyleri, serbest basınç

deneylerinden en uygunu ve konsolidasyon deneyi yapılması planlanabilir. Bir sondaj

kuyusundan örne�in 4 adet örselenmemi� numune tüpü alınmı� ise ve etüd kapsamında en

fazla 4 -5 sondaj var ise bu tüplerin hepsinde yukarıda belirtilen deneylerin yapılması gerekir.

Zeminin tekdüzeli�i nedeniyle deney programı kısılmak isteniyorsa temel tasarımına en

uygun olacak �ekilde her sondajda yukarıda anılan laboratuvar deneylerinden birer adet

gerçekle�tirmek gerekli en az miktardır.

Kaya karot numuneleri üzerinde kaya kalitesinin (RQD) uygun olması durumunda her 3

metrede bir tek eksenli basma veya nokta yükleme deneyi, birim hacim a�ırlık/porozite

tayini ve projenin önemine göre ek deneyler yapılmalıdır. Projede kazıkların kayaya

soketlenmesi gibi durumlar oldu�unda soket bölgesinin özellikleri sık numuneleme ile

belirlenir. Yamaç problemlerinde kayma direnci parametrelerini bulmanın en uygun yolu ise

çatlaklar üzerinde yürütülecek dü�ey hareketlerin de izlendi�i, kesme kutusu deneyleridir.

Arazide koni penetrasyon deneyi (CPT) sürekli ölçüm yapabilen bir deney olup sondaj

sayıları gözönünde bulundurularak bundan kaç adet ve derinlikte yapılaca�ına profilin

kontrolu açısından uzman mühendis tarafından karar verilir. CPT deneyinin; hızı, insan ve

ekipman faktörünü en aza indirmesi, sürekli profil kontrolu sa�laması ve sondaj sayılarını en

aza indirmesi açısından kullanılması uygundur. Sıvıla�ma tehlikesinin belirlenmesinde bu

12

deney öncelikle tercih edilmelidir. Özellikle bazı sondajlar ile paralel planlanması profil ve

parametrelerin sıhhatli tayini açısından avantaj sa�lar. Benzer �ekilde, etüd programına

alınması kararla�tırılan presiyometre, kanatlı kesici (veyn) gibi mekanik deneylerin sayısı ile

jeofizik ölçümlerinin miktarı projenin özelliklerine göre planlanır.

Yüzeyden ba�layarak kaya formasyonlarının geçildi�i ortamlarda sondaj sayıları jeofizik

ölçümlemeler ile en aza indirilebilir.

1.3.6 Yeraltı Suyu

Yeraltı su durumunun bilinmesi ve öngörülen yapının yeraltı su seviyesi ile etkile�imi büyük

önem arz etmektedir. Piyezometre seviyeleri ve mevsimsel de�i�imleri, yeraltı su seviyesini

dü�ürme teknikleri ve bunun mevcut yapılar, tesisler ve su kaynakları üzerine olan etkisi, yapı

üzerindeki hidrostatik basınçlar ve kaldırma kuvveti göz önünde bulundurulması gereken

hususlardır. Yeraltı su seviyesinin kısa mesafelerde bile de�i�iklik gösterdi�i

unutulmamalıdır.

Su seviyelerinin ölçülmesi kum içerisine yerle�tirilen basit yarıklı borular (ayrıca ucu filtreli

basit boru ve benzer tipte piyezometreler) yeterli olmaktadır. Gözlemler su seviyesinin

kuyuda dengeye ula�tı�ının belirlenebilmesini sa�layacak süre kadar uzatılmalıdır. Bu süre

çok geçirimli zeminler hariç olmak üzere birkaç günü geçebilir. Ardı�ık ölçümler

yapmaksızın ve sondaj kuyusunu bo�altmadan sondaj esnasında ilk kez kar�ıla�ılan su

derinli�ini su tablası olarak kabul etmek sık yapılan yanlı�lardandır. Proje için önemli olan

derinliklerde birden fazla suta�ır katman (akifer) bulunması olasılı�ı mevcut olup,

piyezometreler her akifere yerle�tirilmeli ve uygun, geçirimsiz tıkaçlar yardımıyla

birbirlerinden izole edilmelidirler. Derin kazılarda yeraltı su seviyesinin dü�ürülmesi

gerekiyorsa, bütün akiferlerdeki piyezometrik seviyeler gözlemlenen en yüksek yer altı su

seviyesinden en dü�ük kazı derinli�inin en az 1.5 katı bir derinli�e kadar belirlenmelidir.

13

Kayada çatlak suyu basınçları zeminlere oranla daha hızla dengeye geldi�inden bu ortamlarda

kaplanmamı� kuyularda ölçüm yapılabilir.

1.3.7 Parsel Zemini Hakkında Etüd Öncesi Bilgi

Parsel hakkında a�a�ıda belirtilen ön bilgiler toplanmalıdır:

a) Etüd edilecek parselde veya kom�u parsellerde daha önce yapılmı� çalı�malar,

b) �mar planına esas pafta veya ada’yı kapsayan jeolojik, hidrolojik ve geoteknik etüdler

varsa, jeoloji, deprem istatistikleri, yeraltı su rejimi ve di�er (çevresel vb.) konularda

elde bulunan bilgiler,

c) Her nevi harita bilgisi (topografik durum vb.),

d) Hava ve uydu fotografları,

e) Yakın parsellerde mevcut yapılarda zemin, yapı ve temellerle ilgili yapılmı� gözlemler

ve toplanan bilgiler (oturma, çatlak, bodrumda su vb.),

f) Parselde daha önce yapılmı� in�aat, kazı ve dolgu toprak i�leri,

g) Varsa, bölgenin zirai amaçlı toprak haritaları,

h) Arazi gözlemleri yapılarak heyelan potansiyeli, morfolojik durum, yüzey drenaj

ko�ulları, varsa kaya mostralarının (yüzlek) incelenmesi, ta�kın, çamur akması, kaya

dü�mesi gibi potansiyel riskler.

Mühendis bu ön bilgiler ı�ı�ında öngörülen yapı özelliklerini de gözönünde bulundurarak etüd

planlamasını yapar.

1.3.8 Etüd Yapılacak Parseldeki Yapı Özellikleri

Etüdlerin planlanmasındaki en önemli konulardan biri parselde in�a edilecek yapının

özellikleridir. Bunlar yapının mimari özellikleri, yükleri, boyutları , temel-bodrum derinli�i,

farklı ve toplam oturmalara toleransı, yapının önemi gibi konulardır. Bu özellikler bilindi�i

14

taktirde hem etüdün planlanması hem de etüd sonucu elde edilen bilgilerin temel tasarımında

kullanılması daha etkin yapılabilmektedir. Aksi taktirde iki a�amalı etüdler gerekebilir.

1.4. JEOLOJ�K ÇALI�MALAR VE DEPREMSELL�K

�n�aat etkinli�i öngörülen parselde, alanın yapımı dü�ünülen bina için jeolojik açıdan uygun

olup olmadı�ı, varsa olası afet etkilerinin de�erlendirilmesi gerekir. Bu amaçla

• Jeolojik yapının öngörülen in�aata olası etkileri,

• Zemin/kaya ortamında yapılacak de�i�ikliklerin parsel ve çevrede olu�turabilece�i

etkiler,

• Yapıyı olumsuz etkileyebilecek olası yeraltı özellikleri,

• Amaca yönelik mühendislik jeolojisi haritası ve jeolojik kesitin çıkartılması

çalı�maları gerçekle�tirilmelidir.

Raporun bu bölümünde öncelikle bölgesel ve yerel jeoloji ve tektonik hakkında kısa bilgi

sa�lanır. Bölgedeki tarihsel depremler ve önemi, sahanın sismotektonik durumu, alan için

deprem etkisi ile olu�acak kaya dü�mesi, heyelan ve sıvıla�ma potansiyeli belirtilir.

Bunu izleyerek parselin bulundu�u bölgede yeryüzü �ekilleri ve bunların evrimi yapının

tasarımına yardımcı olacak biçimde açıklanmalıdır.

�ncelenen parselin jeolojik kökeni belirtilmeli (zemin-kaya, denizel çökel, karst alanı, kalıntı

zemin, yamaç molozu vb.) ve bunun yapıya olası etkileri de�erlendirilmelidir.

Yüzlek (mostra) veren kayaların türü anakaya ile birlikte belirtilir. Kayaların ayrı�ma durumu

de�erlendirilir.

Temel ortamında mevcut ve olası süreksizliklerin (fay, kıvrım, eklem, çatlak sistemi,

yapraklanma) tesbiti ve sayısal ortamda belirtilmesi önem ta�ır.

Yeraltı ve yerüstü sularının güncel durumu saptanır ve bunun yapıya olası etkisi belirtilir.

15

1.5. ETÜD KATEGOR�LER�

Zemin- temel etüdleri üç ayrı grupta dü�ünülmelidir (TS ENV 1997-1):

1. kategoriye örnek yapılar olarak, kulübeler, hayvan barınakları, bir-iki katlı geçici yapılar

(�antiye binaları gibi), planda burulma, dö�eme düzensizli�i bulunmayan, bina çıkıntıları

olmayan, ta�ıyıcı eksenleri paralel olan, dü�ey yönde zayıf kat, yumu�ak kat gibi

düzensizlikleri bulunmayan, ta�ıyıcı sistemin dü�ey elemanları sürekli olan en çok 2 katlı

konutlar gösterilebilir.

2. kategoriye örnek olarak, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik’te

Tablo 6.6’da tanımlanan e�de�er deprem yükü yönteminin uygulanabilece�i yapılardan bina

önem katsayısı 1.2’den büyük olmayan binalar gösterilebilir.

3. kategoriye örnek olarak ise bina önem katsayısı 1.2’den büyük olan yapılar sayılabilir.

2. ve 3. kategoriye giren yapılarla ilgili incelemeler bu Yönetmelik hükümlerine göre yapılır.

3. grup etüdlerde yapının özelliklerine göre ayrıntılı ve kapsamlı çalı�malar planlanır ve

yapılır.

1. kategoriye giren yapılarda mühendisin gözlemleri (jeoloji, morfoloji, civar yapıların ve

kazıların durumu), tecrübesi ve muayene çukurlarından elde edilen veriler esastır. �i�en,

çöken, sülfatlı, organik gibi problemli zeminlerin te�hisi açısından (Bknz. Ek VIII) muayene

çukurlarından hem örselenmi� hem de blok (örselenmemi�) numune alınır ve laboratuvar

deneylerine tabi tutulur.

1.6. MÜHEND�SLER�N ETÜDLERDEK� ROLÜ, PERSONEL VE DENET�M

Etüdlerin yapılmasını üstlenen kurulu�un uzman bir mühendisi çalı�maları yakından denetler.

Sondaj tekni�inin zemine uygunlu�u, numunelerin alını�ı, teçhizatın do�ru seçimi (SPT

ka�ı�ının standardı ve durumu, SPT vuru� düzeni, ince cidarlı tüplerin uygunlu�u vb.), kuyu

16

içi temizli�i, muhafaza borusu gereklili�i, yeraltı su durumunda iç/dı� su kotları, farklı saha

deneylerinin gerçekle�tirilmesi gibi konularda sondör ve yardımcı personele yol gösterilerek

çalı�malar kontrol edilir (TS 1901/1975,BB. Sondaj �artnamesi, 1976).

Sondaj, numune alma, SPT, CPT, PM, arazi yükleme, veyn gibi arazi deneylerini icra eden

teknisyenler konularında tecrübeli, e�itilmi� ki�ilerden seçilmeli ve ilgili kurulu�ların açmı�

oldu�u kurslardan sertifika almı� olmalıdır. Laboratuvar çalı�maları, aynı �ekilde zemin-kaya

mekani�i deneylerinin icrasında tecrübeli ve sertifikalı teknisyenlerce yetki belgesine sahip

laboratuvarlarda gerçekle�tirilmelidir.

Gerek imar planına esas etüdlerde gerekse bu yönetmeli�in konusu olan parsel bazındaki

zemin-temel etüdlerinde i�lerin hangi mühendislerce yapılması gerekti�i a�a�ıda

tariflenmi�tir. Yetkin mühendislik yönetmeli�i Türkiye’de henüz hazırlanıp yürürlü�e

giremedi�i için bu a�amada zemin-temel etüdleri i�lerinin konuda uzmanla�mı� tecrübeli

mühendisler marifetiyle yapılması gerekti�i belirlenmi�tir.

Konu ile ilgili mühendislik dalları, in�aat, jeoloji, jeofizik ve maden mühendisli�idir. Çevre

konularındaki zemin problemleri için çevre mühendislerine de görev verilebilir.

EK II’de de�inildi�i gibi zemin-temel etüdleri sadece yapı ve zeminin özelliklerine göre

temellere zemin emniyet gerilmesi ve temel yatak katsayısını tayin etmenin dı�ında kapsamlı

in�aat mühendisli�i yapılarının temel tasarımına yol göstermelidir. Bunlar arasında derin kazı

ve iksa i�leri, yeraltı suyunun kontrolu, derin temel tasarımı, zemin iyile�tirmesi, dinamik

yüklenme ve etkile�im, alttan destekleme, heyelan stabilizasyonu, tünel kazı ve iksası, �i�en/

çökebilen özel zeminlerde tasarım, sıvıla�ma potansiyeli, deniz yapıları ve özel yapıların

tasarımı gibi çe�itli konular bulunmaktadır. Hesapları ve son tasarımı yapacak olan geoteknik

mühendisinin istedi�i verileri elde edebilmek için sondaj ve arazi-laboratuvar programını ve

kapsamını planlaması ve yönlendirmesi kaçınılmazdır. Yukarıda sıralanan mühendislik

grupları planlamaya katkıda bulunurlar ve icraatta kendi uzmanlık konularında yer alırlar.

17

Çalı�maların uzmanla�mı� hangi mühendislerce yapılabilece�i a�a�ıda belirlenmi�tir:

1. Sondajların ve SPT deneylerinin, yeraltı suyu gözlemlerinin yapılması, sondaj arazi

cetvellerinin (logların) hazırlanması, her nevi örselenmi� ve örselenmemi� numunelerin

alınması, uluslararası standartlarda tarif edilen statik parametrelere yönelik di�er saha

deneylerinin yapılması (CPT, presiyometre, kanatlı kesici, plaka yükleme vb.) ve

raporlarının düzenlenmesi: Konuda uzmanla�mı� in�aat, jeoloji, jeofizik, maden

mühendisleri

2. Zemin ve kaya mekani�i laboratuvar deneylerinin kabul edilmi� standartlara göre

yapılması, sonuçlarının rapor edilmesi: Konuda uzmanla�mı� in�aat, jeoloji, jeofizik ve

maden mühendisleri.

3. Uluslararası standartlarda tarif edilen dinamik parametrelere yönelik saha deneylerinin

(sismik refraksiyon, refleksiyon, rezistivite, elektrik, jeoradar, kar�ıt kuyu vb.) yapılması

ve rapor edilmesi: Konuda tecrübeye sahip jeofizik mühendisi

4. Sahada bölgesel/yerel jeoloji, hidrojeoloji ve jeomorfoloji: Tecrübeli jeoloji mühendisi

5. Kayaçların özelliklerinin tespiti, tanımı ve de�erlendirilmesi (eklem, çatlak sistemleri,

tabakala�ma vb.): Jeoloji mühendisi ve konuda tecrübeli maden, jeofizik mühendisleri

6. �n�aat alanında özel dinamik zemin-yapı etkile�im analizi gerektiren durumlarda saha

deneyleri ve jeofizik ölçümleme sonuçlarına dayanarak parametrelerin tespiti: Konuda

uzman jeofizik ve in�aat mühendisleri; Analiz ve de�erlendirme: Konuda uzman in�aat

mühendisi

7. �ncelenen sahada kirlenme, zararlı kimyasal ve biyolojik maddelerin bulunup

bulunmadı�ının tespiti, zemin temizleme yöntemlerinin belirlenmesi, vb: Çevre

mühendisleri (bu konularda uzmanla�mı�) veya in�aat, jeoloji mühendisleri, kimyagerler

(çevre geotekni�i konusunda uzmanla�mı�)

18

8. Geoteknik de�erlendirme, parametrelerin seçimi, analizler (ta�ıma gücü, oturma,

sıvıla�ma, dayanma yapıları, �ev stabilitesi, iyile�tirme v.b.) ve temeller ve yapılar ile ilgili

kesin projenin yapılması: Uzman geoteknik in�aat mühendisi.

Yukarıda sayılan çok sayıda konu ile ilgili çalı�malar ve bulgular yorumsuz rapor olarak

hazırlanır ve zemin-temel sonuç raporunun birer kısmı olur.

Zemin-temel etüdlerini yapan kurum ve kurulu�, sonuç raporun de�i�ik kısımlarını hazırlayan

mühendisler ile sonuç de�erlendirme ve tasarımı ve temel sistemi tavsiyelerini hazırlayan

mühendisi ayrı ayrı belirterek imzalarını alarak raporu sunar.

1.7. DENET�M

Zemin-temel etüdleri çalı�malarının yerinde sondajlar, saha deneyleri ve laboratuvar deneyleri

ile sonuç zemin-temel raporunun denetimi Yapı ve Zemin Denetim Kurulu�ları tarafından

yapılacaktır. Bu denetim kurulu�ları bünyelerinde zemin-temel etüdlerini kontrol edebilecek

ve denetleyebilecek eleman düzenini kuracaklardır. Bu mühendisler in�aat mühendisli�inin

geoteknik mühendisli�i dalında uzmanla�mı� mühendisler, jeoloji mühendisleri, jeofizik

mühendisleri, maden mühendisleri ve gerekirse çevre, kimya mühendisleri ve kimyagerler

olup denetleyip onaylayacakları konularda en az 8 yıllık mesleki deneyimi olmak ve en az 5

yıl tecrübeli bir uzman mühendis denetiminde çalı�mı� olma ko�ulunu sa�layacaklardır.

Hazırlanan raporda yanlı� sunum, bu yönetmeli�e aykırı hususlar, hesap hataları veya uygun

olmayan de�erlendirme ve öneriler varsa, bu durum raporu hazırlayan müellifçe düzeltilir.

Büro çalı�ması ve rapor yazma a�amasında geri dönü� olmaması için saha ve laboratuvar

çalı�maları sırasındaki eksiklikler ivedi olarak giderilmelidir. Denetimde birinci amaç

yönetmeliklere, geli�me ile ilgisi olan kurallara ve standartlara uyumu saptamak olmalıdır.

Denetçi minimum standartların kar�ılanmasını talep etmelidir. Denetçiler kendi yazdıkları

veya ba�lı oldukları kurulu�un raporlarını denetleyemezler.

19

1.8. RAPOR ONAYI

Raporun onaylanabilmesi için yürürlükteki tüm yönetmeliklere uygunlu�unun sa�lanması

gerekir. Bina statik hesaplarına esas olacak parsel bazında hazırlanan zemin etüt raporları,

Yapı ve Zemin Denetim Kurulu�u denetim raporu ekinde onaya sunulmalıdır. Rapor, ruhsatı

veren kurum olarak mücavir alan sınırları içinde Belediyesi, dı�ında ise Valili�i (Bayındırlık

ve �skan Müdürlü�ü) tarafından de�erlendirilir ve onaylanır. Teknik eleman yetersizli�i vb.

nedenlerle onay i�lemlerinde sorun ya�ayan Belediyeler, ilgili Valilikten (Bayındırlık ve �skan

Müdürlü�ü) veya üniversitelerin ilgili bölümlerinden teknik destek ve görü� alarak inceleme

ve onay i�lemlerini gerçekle�tirirler.

20

2. ZEM�NLER�N �Y�LE�T�R�LMES�

2.1. AMAÇ VE KAPSAM

Raporun bu ikinci bölümünün amacı yetersiz zeminler, bunları a�ır yükleme durumları,

deprem veya toprak kayması gibi afetlerden etkilenen bina temel zeminleri için iyile�tirme

yönergelerini tanımlamaktır.

Zemin iyile�tirme tekniklerine yapıların statik yükleri altında istenen performansı

gösteremeye�i anla�ılan zeminlerde de sık ihtiyaç duyulmaktadır. Beliren problemler ve

bunlardan kaynaklanan zararlar zayıf zemin ko�ullarında gerçekle�ti�inden, ba�langıç veya

referans noktası arazinin, zemin ve yeraltı suyu ko�ullarının genel bir de�erlendirmesi

olmalıdır. Tasarım ve projenin gereksinimleri kısmen iyi zemin ko�ullarında da iyile�tirme

i�leri yapılmasına yol açabilir. �yile�tirme gerektiren zayıf ve problemli zemin ko�ullarının ve

iyile�tirme yapılmasını öngören tasarım ve yapım gereksinimlerinin incelenmesinden sonra

uluslararası alanda uygulanan tüm teknikler de�erlendirilmelidir.

Mevcut bir durum için zemin iyile�tirme tekniklerinden uygun seçim yapılması ve di�er

kriterler konunun bir di�er önemli kısmını olu�turmaktadır. Bu yönetmelikte tasarım,

uygulama ve onaya ili�kin yönerge ve kurallar belirlenmi�tir. Ayrıca, zemin iyile�tirme i�leri

deneme çalı�malarına ve yapımına ili�kin de�erlendirmeler, gözlemleme ve denetime ili�kin

hususlar belirtilmektedir. Son olarak da tasarım, yapım ve denetimde kar�ıla�ılan sorunlar ve

bunlara ili�kin çözümlere de�inilmi�tir.

2.2. ZAYIF ZEM�N KO�ULLARINA �L��K�N ALTERNAT�F ÇÖZÜMLER

Yetersiz zemin ko�ulları ile kar�ıla�ıldı�ında birkaç çözüm söz konusu olabilir :

a) Sorunlu parselden vazgeçilip yeni bir arazi seçilebilir,

b) Daha iyi nitelikli zemin tabakalarına ula�mak için derin temeller tasarlanabilir,

c) Zayıf zemin kaldırılıp yerine daha iyi bir malzeme, kontrollü olarak yerle�tirilebilir,

21

d) Zayıf zemin üzerine in�a edilecek yapı, zeminden beklenen davranı�a uyum sa�layabilecek

biçimde tasarlanabilir,

e) Yetersiz ve zayıf zeminin iyile�tirilmesi yoluna gidilebilir.

2.3. ZEM�N �Y�LE�T�RME �HT�YACI VE UYGUN METODUN SE�M�

Zemin iyile�tirmesine ihtiyaç olup olmadı�ı zayıf ve problemli zeminlerin tanımlanması ve

özelliklerinin binanın tasarım ve yapım gereksinimleriyle birlikte de�erlendirilmesiyle

belirlenir. Daha sonra mevcut iyile�tirilmemi� zemine ili�kin geoteknik veriler baz alınarak ön

tasarım gerçekle�tirilir. Herhangi bir problem belirmemi�se yüzeysel temeller tasarlanır. Bu

tasarım sonucunda varsa, yapıdan kaynaklanan problemler ortaya çıkar. Söz konusu

problemler a�a�ıdakilerden herhangi biri olabilir:

a) temel zeminlerinin sıvıla�ma potansiyeli olması,

b) yetersiz ta�ıma gücü,

c) yapım esnası veya sonrasında belirebilecek a�ırı toplam oturmalar,

d) yapının e�ilmesine, zarar görmesine veya yıkılmasına yol açabilecek farklı oturmalar,

e) temel kazısı ile ilgili problemler,

f) �ev duraysızlı�ı,

g) kazı sonucu kabarmalar,

h) problemli zeminlerin varlı�ı (çökebilen, �i�en, organik vb. zeminler).

Birinci Kısım’da belirtilen zemin – temel etüdlerine ili�kin kuralların uygun bir �ekilde yerine

getirilmesi, zemin profili ile özelliklerinin ve yukarıdaki listede sözü edilen potansiyel

problemlerden hangisi veya hangilerinin mevcut oldu�unun belirlenmesinde ana rol oynar.

Etüd çalı�maları aynı zamanda problemin hangi zeminden kaynaklandı�ını da gösterir.

Sorun açı�a çıktıktan ve problemli zeminin derinli�i, kalınlı�ı ve yayılımı belirlendikten sonra

çözüme yönelik birkaç yol seçilebilir. Bunların her zaman bir zemin iyile�tirme tekni�i olması

22

gerekmez. Temel tipini sürekliden yayılı tipe (radyejeneral), yüzeysel temelden derin temele

dönü�türmek yumu�ak ve zayıf zemin tabaklarından kurtulmak için ba�vurulabilecek bir

çözüm yoludur.

Bununla beraber zemin iyile�tirme bilgisi gerekli olup her potansiyel uygulamaya elveri�li

birkaç farklı yöntem olabilir. �yile�tirme tekni�inin zemine etkileri ve her metoda uygun olan

zeminlerin tipleri hakkında bilgi edinilmesi önem arzeder.

Zemin iyile�tirme tekni�inin seçimini etkileyen faktörler a�a�ıda sıralanmı�tır:

a) zemin/kaya profili ve özellikleri (incelerin yüzdesi, kıvam, normal yüklenmi�/a�ırı

konsolide, vb.)

b) yeraltı suyu durumu

c) gözetilen iyile�tirme seviyesi (büyüklü�ü)

d) farklı metodlarla elde edilebilecek iyile�tirmelerin görece büyüklü�ü ve yararı

e) iyile�tirmeye ili�kin gerekli alan ve derinlik

f) yapıma ili�kin faktörler (i� planı, ula�ılabilirlik, malzemeler, geçit hakkı, ekipman i� gücü,

yeraltında çalı�abilme alanlarına ili�kin engeller)

g) çevresel faktörler

h) maliyet

i) yeni veya mevcut yapılarla etkile�im

j) bakım, dayanıklılık ve i�letme gereksinimleri

k) di�erleri (sözle�me, politika, gelenek, vb.)

2.4. ZEM�N �Y�LE�T�RME TEKN�KLER�N�N SINIFLANDIRILMASI

Zemin iyile�tirme teknikleri birkaç ana kategoriye ayrılabilir:

• derin sıkı�tırma (sıkıla�tırma)

• suni drenler kullanılarak/kullanılmaksızın konsolidasyon ve/veya önyükleme

23

• gereç eklenmesiyle (çelik donatı, geosentetik vb.) veya iyi zemin katkısıyla

güçlendirme

• enjeksiyonla veya katkı maddeleri ile karı�tırarak güçlendirme

• hafif malzemelerin kullanımı (a�ırlık azaltma)

• zeminleri de�i�tirme

• drenaj

• di�er (ısıl iyile�tirme, elektro-iyile�tirme, biyoteknik iyile�tirme vb.)

Bazı metodlar bazen tek zemin tipi için uygun olurken bazıları geni� aralıktaki zeminlere

uygulanabilmektedir. Tablo 1 daneli ve kohezyonlu zeminler için zemin iyile�tirme

tekniklerini ve uygulamada hedeflenen temel amaçları göstermektedir.

Gev�ek daneli zeminler, ta�ıma güçlerinin artırılması, oturmalarının azaltılması ve

sıvıla�maya kar�ı dirençlerinin artırılması için sıkı�tırılır. Yüzeyde sıkı�tırma i�lemi ise

titre�imli silindirler kullanılarak gerçekle�tirilir. Daha derinlerdeki zeminlerin sıkı�tırılması

ise daha ileri tekniklerin ve özel ekipmanların kullanılmasını gerektirir.

24

ZEM�N TÜRÜ ZEM�N �Y�LE�T�RME AMACI ANA YÖNTEM

GRUPLARI YÖNTEMLER

Daneli Kohezyonlu

Ta�

ıma

Güc

ü

Otu

rma

Kon

trol

ü

Stab

ilite

Çev

rese

l

Sebe

bler

Sıvı

la�m

a

Vibrokompaksiyon

Yöntemler:

Vibro-Sondalar * * * *

Kum Sıkı�tırma

Kazıkları (SCP) * * * *

Vibroflotasyon * * * *

Sıkı�tırma

Kazıkları * * * * *

A�ırlık Dü�ürme

(Dinamik

Kompaksiyon)

* * * * *

Patlatma *

Sıkı�tırma

Vibro Tokmak * * *

A�ırı Dolgu ile Ön

Yükleme * * *

Yer Altı Su

Seviyesinin

Dü�ürülmesi ile

Ön Yükleme

* * *

Vakum

Uygulaması ile Ön

Yükleme

* * *

Suni Drenler

Kullanılarak /

Kullanılmaksızın

Önyükleme ile

Konsolidasyon

Elektro - Osmoz * * *

25

Mini Kazıklar * * * *

Zemin Çivileri * *

Zemin Ankrajları * *

Pasif Kazıklar * * *

Geotekstiller

(Donatılı Zemin) *

Lif (Fiber)

Güçlendirme *

Ta� Kolonlar * * * * *

Kireç Kolonlar

(katkı &

katıla�tırma)

* * * * * *

Zemin

Güçlendirme I

Derin Karı�tırma

(katkı &

katıla�tırma)

* * * * * * *

Permeasyon

(Sızdırma –

Emdirme)

Enjeksiyonu

* * * * *

Çatlatma

(Yapraklanma)

Enjeksiyonu

* * * *

Kompaksiyon

Enjeksiyonu * * * * *

Zemin

Enjeksiyon

Teknikleri

(Zemin

Güçlendirme II)

Jet Enjeksiyonu * * * * * * *

26

Zeminin Kazılması

ve De�i�tirilmesi

(Yapısal -

Kontrollü

Dolgular)

* * * * *

�tmek Suretiyle

(Deplasman

Yoluyla) Zemini

De�i�tirme

* * *

Zemini

De�i�tirme

Ön Karı�tırma

Yapılmı� Dolgular * * * *

Çakıl Kazı�ı

Drenler *

Suni Malzeme

Drenaj Kazı�ı *

Drenaj Kuyu ve

Hendeklerle Yer

Altı Su

Seviyesinin

Dü�ürülmesi

* * *

Hafif Do�al

Malzemeler * * *

Hafif

Malzemeler Hafif Geo-

Malzemeler * * *

Isıtma *

Dondurma * * * Isıl �yile�tirme

(Stabilizasyon) Kristallendirme * * *

27

Elektro-

iyile�tirme

(Elektrokinetik

iyile�tirme)

* * *

Biyoteknik

Yöntemler * * *

Tablo 1. Zemin �yile�tirme Teknikleri ve Uygulanma Amaçları

Yöntemler EK X’da detaylı tarif edilmekle birlikte a�a�ıda ana yöntemler özetlenmektedir.

Derin sıkı�tırma veya sıkıla�tırma olarak tanımlanan yöntemler danelerin inceler oranı

(<74�m) %20-25’den dü�ük ve gev�ek daneli zeminlerde kullanılır. Bu tip zeminlerde sorun

statik oturmalar veya ta�ıma gücü de�ildir, sorun deprem sırasında bu zeminlerin sıvıla�ması,

büyük yarı sıvıla�ma deplasmanları göstermesi veya zeminin e�imli olması durumunda

akmasıdır.

Derin sıkı�tırma i�lemleri, ya vibrasyon olu�turarak zemini yerle�tirme ve genellikle aynı

zamanda dı�arıdan yeni kaba daneli zemin ekleme suretiyle, ya a�ırlıkları yüksekten

dü�ürerek dinamik bir �ok etkisi yaratarak veya zemin içinde patlatıcı madde patlarak ya da

zeminin içine beton doldurularak zemini itmek suretiyle yapılır.

Vibroflotasyon yönteminde genellikle yatayda titre�en büyük vibratör sondalar kendi

a�ırlıkları ve su jeti yardımı ile istenilen derinli�e indirilir ve açılan derin krater zemin

yüzeyinden kepçe ile daneli kaba zeminle doldurulurken vibratör çekilerek bir kolon

olu�turulur ancak vibrasyon dolayısıyla kolon çevresindeki zemin de sıkıla�tırılmı� olur.

Japon tipi kum sıkı�tırma kazıklarında ise vinçe asılı bir vibratör ucu kapalı (özel tasarlanmı�)

bir muhafaza borusunu iterek zemine sokar ve boru içi kepçe ile doldurulup hava basıncı

28

uygulanarak boru ileri geri vibrasyon etkisi ile çekilir. Bazen muhafaza ucunda yatay bir

vibratör daha kullanılmaktadır (daha büyük çaplı i�lerde).

Vibrasyonlu sonda tekni�inde ise malzeme eklemesi yapmadan sonda (boru, kanatlı bir �aft

veya özel bir tasarım) zemine sokup çıkarılmak suretiyle zemin oturtulup sıkıla�tırılır. Büyük

oturmalardan dolayı zemin kot kaybeder. Üstten zemin ilave edilerek silindirle sıkı�tırılır.

Vibrasyonlu bir ba�ka teknik ise vibrasyonlu tokmak yöntemidir. Kuvvetli mekanize

vibrasyonlu tokmaklar zemini üstten etkiyerek sıkı�tırmaktadırlar. A�ırlık dü�ürme

yönteminde ise özel olarak dayanıklı tasarlanmı� beton vb. a�ırlıklar (200 tona kadar)

yüksekten (40 m’ye kadar) zemin yüzeyine (birden fazla) dü�ürülerek zemin sıkı�tırılır.

Darbeden dolayı açılan kraterler doldurularak tekrar sıkı�tırılır.

Kompaksiyon kazıkları yönteminde ise kazık çakma çekiçleri veya üst vibratör ile muhafaza

borusu zemine sokulur ve içi daneli malzeme ile doldurularak çekilir. Bu yöntemin avantajı

killi, siltli her zemine uygulanabilmesidir.

Patlayıcı maddeleri (TNT vb.) sondaj kuyuları içine belirli aralıklarla yerle�tirerek ve

patlatma yapılarak gev�ek daneli doygun zeminleri oturtmak suretiyle sıkıla�tırmak uygulanan

di�er bir methodtur.

Kompaksiyon enjeksiyonunda ise çok katı harç kıvamında enjeksiyon malzemesi zemin

içerisine yüksek basınçlarda enjekte edilmekte ve bu sayede gev�ek zemin birimleri

sıkı�tırılmaktadır. Genel olarak, enjeksiyon malzemesi zemin daneleri arasına nüfuz

etmemekte; fakat homojen bir kütle olarak kalıp etrafındaki zemini ittirip sıkı�tırmaktadır.

Kullanılan enjeksiyon malzemesi kum, çimento, katkı malzemeleri ve sudan olu�maktadır. Bu

yöntem aynı zamanda zemin güçlendirme sınıfında olup esasen yaygın olarak yan yatmı�,

e�ilmi� yapıları do�rultmak için kullanılmaktadır.

Zemin güçlendirme yöntemleri ya zemine sokulan küçük çaplı (mini) kazık, zemin çivisi,

ankraj gibi yapısal elemanları ya geotekstil �erit, sürekli geotekstil dokuma veya elyaf,

29

geoızgara, fiber elyaf gibi malzemeleri ya ta� kolon gibi daha kuvvetli zeminleri ya da

çimento, kireç gibi zeminle karı�tırılan ve katıla�ma sa�layan katkı maddelerini içermektedir

(derin çimento ve kireç karı�tırma yöntemleri).

Enjeksiyon yöntemleri güçlendirme grubuna dahil edilmektedir. Permeasyon (emdirme)

enjeksiyonu, jet enjeksiyonu gibi yöntemler zeminde sızdırmazlı�ı temin etmek amacı ile de

kullanılır. Permeasyon (veya emdirme, sızdırma) enjeksiyonunda enjeksiyon sıvısı dü�ük

basınçlarda zeminin yapısını de�i�tirmeden daneler arasına girer ve katıla�ır. Çimento ve

kimyasal enjeksiyon karı�ımları bu gruba girer. Bu yöntemde dane çapı büyüklü�ü ve zeminin

incelerden arınmı� olması ana kriterlerdir. Çimento karı�ımları kaba-orta kumlardan daha ince

zeminlere giremez.

Jet enjeksiyonu, çimento karı�ımlarının a�ırı yüksek basınçlarda (500-700 bara kadar) birkaç

mm çapında bir delikten zemine karı�tırılması prensibine dayanmakta olup su ve/veya hava

basınçları ile desteklenerek karı�tırma ve/veya zemini de�i�tirme �eklinde uygulanmaktadır.

Çatlatma enjeksiyonunda ise enjeksiyon sıvısı zemini çatlarak yarar ve yapraklanma �eklinde

içine nüfuz eder. Zemin çatlaklı ise önce çatlaklar boyunca ilerler. Çatlatma ve kompaksiyon

enjeksiyonları aynı zamanda telafi (kompansasyon) enjeksiyonları olarak da bilinir ve

oturmaları düzeltmekte kullanılır.

Zemini kazıp yeni ve daha iyi (daneli bir zeminle) de�i�tirerek sıkı�tırma pratik derinliklerde

uygulanır. Önceden çimento ile karı�tırıp sıkı�tırma di�er bir benzer yöntemdir.

Önyükleme ise eski ve yaygın bir yöntem olup yapı yükleri kadar veya daha fazla yükü yapı

alanına koyarak oturmaları önceden alma ve ta�ıma gücünü de artırma prensibine dayanır.

Zemin daha sıkı ve kuvvetli hale gelir. Killi ve siltli normal konsolide olmu� zeminlerde

uygulanır. A�ırı yükleme (sürsarj) ve/veya kum/plastik drenler zamandan tasarruf etmek için

kullanılır.

30

2.5.�Y�LE�T�RMEN�N TASARIM VE UYGULAMASINDA MÜHEND�SLER�N

ROLÜ

�yile�tirme i�lerinde çalı�acak mühendislerin görev ve yetki alanları a�a�ıda tarif

edilmektedir:

1. Zemin ve yapı özelliklerine göre iyile�tirme yönteminin seçimi ve tasarımını temeller

ile birlikte in�aat mühendisli�inde uzmanla�mı� geoteknik mühendisleri yapar.

2. �yile�tirme yönteminin amaçlanan kriterlere, seviyeye ve tasarımına uygun �ekilde

gerçekle�tirilebilmesi için yürütülecek bütün laboratuvar ve saha uygulama

çalı�malarını in�aat, jeoloji, jeofizik ve maden mühendisleri yapar.

2.6. �Y�LE�T�RME ��LER�NDE TASARIM VE UYGULAMADA DENET�M

Zemin ve yapı özelliklerine gore hazırlanan iyile�tirme projesi uygulama için onaya

sunulmadan once Yapı ve Zemin Denetim Kurulu�unca kontrol edilir ve uygunlu�u onaylanır.

Uygulamada kontrol ve denetim sahadaki mühendis tarafından, ayrıca Yapı ve Zemin

Denetim Kurulu�unca yapılır. Denetim kurulu�unun mühendisi sahada tam zamanlı olarak

çalı�amayaca�ından sahada görevli bir mühendis iyile�tirme i�lerinin projesine uygun yapılıp

yapılmadı�ını gözlem ve yerinde deneyler ile kontrol eder. Bütün iyile�tirme projelerinde

(özel sektor ve kamu) bu mühendis i�in sahibi tarafından istihdam edilir ve ihtisas sahibi

yapımcı firmanın imalatını kontrol eder. Çalı�malar Belediyeler, Bayındırlık Müdürlükleri

tarafından ayrıca yerinde denetlenir.

Zemin iyile�tirme çalı�malarının de�erlendirilmesi ve kontrolu genel olarak saha deneyleri ile

yapılır. �yile�tirme yöntemlerinin guruplarına ba�lı olarak kontrola farklı yakla�ımlar olabilir.

Örne�in, jet enjeksiyonu ve permeasyon (sızdırma) enjeksiyonu gibi yöntemlerde en iyi yol

kritik kabul edilen noktalardan sürekli karot almaktır.

Derin sıkı�tırma ve sıkıla�tırma yöntemlerinde ise önceki ve eri�ilen sıkılı�ı kontrol saha

31

deneyleri ile yapılır.

Kontrol yerleri iyile�tirme i�leminin ba�lamasından once seçilir do�al zeminin özellikleri

ölçülür. �yile�tirme i�lemleri tamamlandıktan makul süre sonra sonra seçilmi� ve tutanakla

tesbit edilmi� yerlerde aynı deneyler tekrarlanır ve sonuçlar kar�ıla�tırılır. Kare ve üçgen

uygulama yerlerinin daima ortası seçilir. Kontrol çalı�malarında birden fazla yöntem

uygulanmalıdır.

Kontrol i�lerinde a�a�ıda sıralanan yöntemler kullanılır:

1. Yüzey oturma ölçümleri

2. Zemine sokulan veya eklenen zemin veya gereç hacminin ölçümü

3. Koni penetrasyon deneyi (CPT)

4. Standart penetrasyon deneyi (SPT)

5. Presiyometre deneyi (PMT)

6. Kayma dalgası hızı (vs) ve Rayleigh dalgası ölçümleri

7. Plaka ta�ıma deneyi

8. Kazık çakmaya gösterilen direnç

9. Kuyu a�a�ı birim hacım a�ırlık ölçümleri

10. Sondajla karot alma

2.7. ZEM�N �Y�LE�T�RME PROJES� ONAYI

Zemin iyile�tirme projesi hazırlandıktan sonra parsel bazında zemin ve temel etüd raporu ile

birlikte raporu onaylayacak makama sunulur. Bu sunu�tan once bir Yapı ve Zemin Denetim

Kurulu�u raporu inceler ve gerekiyorsa de�i�iklikler önerir. Onay makamı Belediyeler veya

Bayındırlık �l Müdürlükleri’dir.

32

2.8. SIVILA�MA YÖNÜNDEN ZEM�N �Y�LE�T�RME YÖNTEMLER�

Depremde yapılarda zemin açısından ortaya çıkan hasarların ana nedenlerinden biri zeminin

sıvıla�ması sonucu temellerin deplasmanlar göstermesidir. Bazen tam bir sıvıla�ma bazen de

yine yüksek oturma ve hasarlara neden olan yarı sıvıla�ma oturmaları gerçekle�ir. Ayrıca

yayılma sonucu yatay deplasmanların ortaya çıktı�ı durumlar da söz konusudur.

Sıvıla�ma potansiyeline sahip zeminlerde temel zemininin iyile�tirilmesi veya iyile�tirme

dı�ında uygun bir yöntem ile önlem alınması gerekir. Gev�ek ve orta gev�ek, kohezyonsuz

zeminlerin su seviyesi altında bulundu�u profillerde deprem büyüklü�üne ba�lı olarak bu

potansiyel kontrol edilir (Bknz EK V).

Gev�ek kumlu zeminlerin sıvıla�ma/yenilme potansiyeli oldu�u gözönüne alınarak titre�imli

sıkı�tırma yöntemleri ile kuru birim hacım a�ırlı�ı artırma en güvenilir yoldur . Tablo 1’de de

görüldü�ü gibi uygulanan yöntemler �unlardır:

1. Vibrasyonlu(titre�imli) yöntemler

a. Vibroflotasyon

b. Kum sıkı�tırma kazıkları

c. Vibrasyonlu sondalar ile sıkı�tırma

d. Patlatma

Vibrasyonlu yöntemler çok kirli olmayan kohezyonsuz zeminler için uygundur (�nceler oranı

< % 20-25). Zemindeki inceler daha fazla ise vibrasyon etkisini kaybetti�inden zemini yatay

veya dü�eyde iterek ve deplasman yaptırarak sıkı�tıran �u yöntemler uygulanır:

2. Deplasman Teknikleri

a. Kompaksiyon (Sıkı�tırma) Kazıkları

b. A�ırlık Dü�ürme (Dinamik Sıkı�tırma)

c. Kompaksiyon Enjeksiyonu

Bu yöntemler (1)’de kar�ıla�ılan zeminlere de uygulanabilir.

33

Üçüncü grup yöntemlerde bir ba�layıcı katkı malzemesiyle (çimento, kireç gibi) zemin

karı�tırılarak ta�la�tırılır. Kolonlar (tekli, çiftli, dörtlü, vb.), iki yönde kesi�en perdeler veya

kütle olarak zemin katı hale getirilir. Izgara �eklinde (kare/dikdörtgen) iki yönde �erit �eklinde

ta�la�tırılan zeminlerde ayrıca bo�luk suyu basınçlarını izole etti�i ve sıvıla�mayı önledi�i

bilinmektedir.

3.Karı�tırma Teknikleri

a. Kireç kolonları

b. Derin Karı�tırma

c. Jet Enjeksiyonu

d. Ön(ceden) Karı�tırma

4. Di�er Yöntemler

a. Zemini de�i�tirme ve yapısal dolgular

b. Çakıl dren kuyuları (veya suni drenaj malzemeleri)

c. Y.A.S.S. dü�ürme (kuyular, hendekler, vb.)

d. Permeasyon (Sızdırma) Enjeksiyonu (�nceler oranı %20’den az daneli zemin)

Zemin iyile�tirme yöntemleri dı�ında önlemler de sıvıla�ma için önerilmektedir. Bunlardan

bazıları �unlardır:

I. Kazıklı Temel kullanımı

II. Yapı etrafına diyafram duvar, palplan� perdelerle yalıtım

III. Rijit yapı – bodrum - temel tasarımı vd.

Türkiye deprem bölgelerinde temel projesi deprem yönetmeli�ine uygun yapılmamı� çok

sayıda mevcut bina vardır. Mevcut bir yapının zeminine uygulanabilecek yöntemler, henüz

in�a edilmemi� bir yapının zeminine uygulanacak yöntemlere gore sayıca daha kısıtlıdır.

Bunun nedeni mevcut temeller altında çalı�manın zorlu�u, tavan yükseklikleri nedeniyle

34

içerden çalı�ılamaması, iyile�tirme yöntemlerinin uygulanması sırasında olası

deplasmanlardır. Dar yapılarda temel zeminine dı�arıdan eri�ilmeye çalı�ılır. Genel olarak

zemin veya bodrum katlarda çalı�ma gere�i vardır. Yapı ve zemin iyile�tirme projelerinde

mevcut bir yapının temel zemininde zamanında farkedilmemi� bir sıvıla�ma potansiyeli varsa

ve zemin iyile�tirilmesi yapılacaksa yapının özellikleri ve biti�ik di�er yapılar incelenerek

yukarıda anılan yöntemlerden 2c, 3c, 4d veya temel yüklerini derin katmanlara aktaracak

kazıklar seçilir (kısıtlı tavan yüksekli�inde çalı�acak özel makinalarla).

2.9. DENEME ��LER� VE ALETSEL GÖZLEMLER

Yöntem seçimi yapıldıktan ve tasarım tamamlandıktan sonra ço�u iyile�tirme projesinde

deneme imalatlar, ölçümler ve de�erlendirme yapılır. Orta ve büyük i�lerde sahanın uygun

bir yerinde deneme çalı�maları yapılması istenen standart bir uygulamadır. Tasarımda tarif

edilen yöntem ile ilgili de�i�ik alternatif uygulamalar yan yana denenebilir. Tasarımda

hedeflenen seyinenin ula�ılıp ula�ılmadı�ı açıklıkla belirlenir, gerekli ise tasarımda revizyona

gidilir (örne�in daneli zeminin sıkı hale getirilmesinde ana yöntemin de�i�ik tipleri en iyi

sonuç açısından denenebilir).

Gerek deneme çalı�malarında gerekse iyile�tirme projesi uygulama safhasında aletsel

gözlemler yapılır. Kısım IV’de belirtilen saha deneyleri ve ölçümler ayrıca çok sayıda

gerçekle�tirilir. Aletsel gözlemler iyile�tirme projesine göre farklıdır (Önyükleme projesinde

oturma ölçer, piyezometre; heyelan çivileme i�lerinde inklinometre gibi). Beklenen davranı�

sahada gerçekle�enden ço�u kere farklılıklar gösterir, bunun sebebi etüdlerin iyi kalitede

olmayı�ı, hatalı projelendirme, uygun olmayan malzeme ve i�çilik v.d. olabilir. Tasarım ve

uygulama aletsel gözlemler sonucu ilk tasarım ve yapım de�i�tirilebilir. Aletsel gözlemler

i�ler tamamlandıktan sonra da devam ettirilir.

35

EKLER

36

I. PARSEL BAZINDA ZEM�N-TEMEL ETÜD RAPOR FORMATI 1. GENEL B�LG�LER

a) Amaç ve parselin tanıtımı

b) Parselin jeolojisi ve jeomorfolojik özellikler

c) �mar bilgileri (tapu, imar durumu)

d) Alanın depremselli�i

e) Yapının özellikleri ve yükler

2. TEMEL ZEM�N� ÖZELL�KLER�

a) Yapılan arazi çalı�maları

b) Laboratuvar çalı�maları

c) Yeraltı su seviyesi ve rejimi

3. DE�ERLEND�RME

a) Temel zemininin modellenmesi

b) Deney sonuçlarının de�erlendirilmesi

c) Zemin parametrelerinin seçimi

d) Gerekli analizler ve sonuçları

e) Temel sisteminin seçimi ve boyutlandırılması

f) Kazıdan çıkacak malzemenin kullanılabilirli�i ve sınıfı

4. SONUÇ VE ÖNER�LER

a) Temel projesi

b) Zeminin sınıflandırılması (Deprem yönetmeli�i uyarınca)

c) Önerilen ek i�lemler (var ise); i) drenaj ii) iyile�tirme iii)kazı destek sistemi iv)di�er

37

II. ZEM�N–TEMEL ETÜDLER�, PARAMETRELER VE ANAL�ZLER – GENEL B�R

BAKI�

Geoteknik mühendisi etüd programını planlar ve gerçekle�tirilmesi esnasında gerekiyorsa

revize eder.Mühendis sondaj loglarını, arazi ve laboratuvar deney sonuçlarını kullanarak

zemin profilini hazırlar ve söz konusu yapılar için gerçekle�tirilecek geoteknik analizlerde

kullanılacak geoteknik tasarım parametrelerini belirler.

Geoteknik zemin parametrelerinin tespit edilmesinde uluslararası kabul görmü� ba�ıntılar

kullanılır.

Bir bina temel tasarımı a�a�ıdaki hususları ve analizleri gerektirmektedir:

II.1. Seçilen sömel temellerinin nihai ta�ıma kapasitesi

Kohezyonlu zeminlerde kısa dönem kırılma varsayımı yapılmakta ve temel zemininin

drenajsız kayma dayanımı (cu) sürtünme göz önüne alınmaksızın (φu = 0) belirlenmeye

çalı�ılmaktadır. Terzaghi, Brinch Hansen, Meyerhof ve di�erleri tarafından önerilen ta�ıma

gücü ifadeleri ve faktörleri kullanılsa da genellikle Skempton ta�ıma gücü faktörleri göz

önüne alınmaktadır. Drenajsız kayma dayanımının laboratuvarda belirlenebilmesi için

örselenmemi� numuneler üzerinde gerçekle�tirilen konsolidasyonsuz drenajsız üç eksenli

basınç deneyleri, serbest basınç deneyleri, drenajsız direk kesme deneyleri ile laboratuvar

kanatlı (veyn) kesme deneyleri kullanılabilir. Ayrıca literatürde drenajsız kayma dayanımı ile

standard penetrasyon deneyi (SPT) N vuru� sayısı, konik penetrasyon deneyi (CPT) qc uç

direnci ve presiyometre deneyi (PMT) (pL) limit basıncı arasında ba�ıntılar mevcuttur. Arazi

kanatlı (veyn) kesici deneyinde ise drenajsız kayma dayanımı do�rudan ölçülmekte ve bir

düzeltme faktörü uygulanmaktadır.

Kohezyonsuz zeminlerde ise örselenmemi� numune alabilme mümkün olmadı�ından

laboratuvar prosedürleri kullanılmamaktadır. SPT, CPT ve PM gibi arazi deneylerine ili�kin

38

ba�ıntılar mevcuttur. Ba�ıntılar ya do�rudan izin verilebilir gerilmelerle(örne�in N

de�erlerinden do�rudan zemin emniyet gerilmesi elde etme) ya da içsel sürtünme açısıyla

ili�kilidir. Hem kohezyon hem de sürtünme gösteren zeminlerde toplam gerilme

parametrelerini elde edebilmek için hızlı laboratuvar deneyleri gerçekle�tirilebilir.

Temellerin zemin emniyet gerilmesi genellikle nihai ta�ıma kapasitesine üç de�erinde bir

güvenlik katsayısı uygulanarak elde edilir. �zin verilebilir gerilmelere ta�ıma gücü yönünden

ziyade hesaplanan oturma miktarlarına ve istenilen oturma kriterlerine göre karar verilir.

Sömeller için izin verilebilir oturma limitleri genellikle 3-4 cm civarındadır. Ayrıca de�i�ik

yapılar için farklı oturma limitleri de belirtilmi�tir.

E�er sömel altında tabakalı zeminler mevcutsa, tabakalı ta�ıma gücü analizi gerçekle�tirilmeli

ya da sadece hakim durumdaki zemin tabakası dü�ünülmelidir. E�er a�ırı oturmalardan dolayı

sömelli temeller uygun olmazsa radyeli temel dü�ünülür. Sömeller için geçerli prosedür

burada da aynıdır. Radyelerin kohezyonsuz ve kohezyonlu zeminler üzerinde izin verilebilir

oturmaları sırasıyla 5 cm ve 10 cm’dir. E�er radyeli temeller de a�ırı oturmalardan veya ba�ka

sebeplerden dolayı tasarlanamıyorsa, ya derin (kazıklı) temelller ya da iyile�tirilmi� zemin

üzerinde yüzeysel temeller dü�ünülür. Kazıklı temellerin analizi de benzer i�lemleri

içermektedir. Mevcut prosedürler kullanılarak kazık gruplarının ta�ıma gücü ve oturmaları

hesaplanır. Her ne kadar tek bir kazı�ın ta�ıma gücü hesaplanıp güvenlik katsayıları

uygulansa da kazık grubunun izin verilebilir oturma miktarının göz önüne alınması daha

önemlidir. Zemin iyile�tirme i�leri bu raporun ikinci kısmında belirtilmi�tir. �yile�tirilmi�

zemin üzerindeki yüzeysel temellerin ta�ıma gücü ve oturma miktarları hesaplanır. Aslında

iyile�tirme i�leri de bu kriterlere göre tasarlanmaktadır.

Heyelan problemlerinde göz önünde bulundurulması gereken hususlar bina temellerine ili�kin

olanlardan çok farklıdır. Sondajların yerle�imi �ev stabilite analizlerinde kesitler

olu�turabilecek �ekilde seçilmelidir. Kayan kütlenin �ekline ba�lı olarak merkezi kesitle

39

beraber bir veya daha fazla kesit belirlenebilir veya henüz bir heyelan olu�mamakla beraber

olası bir kayan kütle varsayılabilir. Dolayısıyla sondajların sayısı planlanan analizlere ba�lı

olarak belirlenir. Sondaj derinlikleri kayan kütle altındaki tabakalara kadar ula�malıdır.

Genellikle kütlenin geometrisi ve boyutları gerekli sondaj derinli�i hakkında bir fikir

vermektedir. Analizler ve ıslah (durdurma) i�leri için kayma yüzey derinli�i inklinometrik

aletler yardımıyla kesin olarak belirlenmeli ve inklinometreler ile piyezometreler arazi etüd

i�leri esnasında yerle�tirilmelidir.

Kalıntı kayma dayanımı parametreleri heyelan analizlerinde gerekmektedir. Bunlar ya analiz

kesitlerinin geri analizleri sonuçlarından (mümkünse birden fazla) ya da labaratuvarda kalıntı

kayma dayanımına ili�kin deneylerden elde edilir. En iyi yol her iki yöntemin de takip

edilmesidir. Herhangi bir kazıdan dolayı olası kayma yüzeylerine ili�kin analizler söz konusu

oldu�unda ilk kez kayma parametrelerini belirlemek için efektif kayma dayanımı

parametreleri ölçümleri yapılır. Deprem esnasındaki güvenlik katsayılarının belirlenebilmesi

için yarı-statik analizler yapılmalıdır (Bknz.EK VII). Islah i�leri çe�itli olmakla beraber

seçilen metod benzer yöntemler (stabilite) izlenerek analiz edilir ve düzeltici önlemler

tasarlanır. Nihai tasarımda deprem yükleri de göz önünde bulundurulmalıdır.

Kaya dü�meleri genellikle otoyol idareleri tarafından göz önünde bulundurulmaktadır.

Jeolojik ve istatistiksel bölgelendirme çalı�maları mevcuttur. Hendekler, bariyerler, duvarlar,

ankrajlar, bulonlar, çelik ve geotekstil a�lar, istinat yapıları v.b de�i�ik teknikler kaya

dü�melerinin yol açaca�ı zararları engellemeye yönelik olarak kullanılmaktadır. Kaya dü�me

riskinin mevcut oldu�u belirli bir bölgede bu tekniklerden uygun olanı seçilir.

II.2 Deprem durumuna ili�kin hususlar

II.2.1 Standart Binalar

Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (1998), 12. bölümde:

40

“12.2.1.2 - A�a�ıda belirtilen binalarda, gerekli saha ve laboratuar deneylerine dayanan zemin

ara�tırmalarının yapılması, ilgili raporların düzenlenmesi ve proje dökümanlarına eklenmesi

zorunludur. Raporlarda Tablo 12.1 ve Tablo 12.2’ye göre tanımlanan zemin grupları ve yerel zemin

sınıfları açık olarak belirtilecektir.

(a) Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde toplam yüksekli�i 60 m’den fazla olan tüm binalar,

(b) Bütün deprem bölgelerinde, bina yüksekli�inden ba�ımsız olarak, Bölüm 6’da Tablo 6.3 ile

tanımlanan Bina Önem Katsayısı’nın I =1.5 ve I =1.4 oldu�u binalar.

12.2.1.3 - Yukarıdaki 12.2.1.2’nin kapsamı dı�ında kalan di�er binalar için ise, birinci ve ikinci derece

deprem bölgelerinde, zemin gruplarının ve yerel zemin sınıflarının Tablo 12.1 ve Tablo 12.2’deki

tanımlara göre belirlenmesini sa�layacak yerel bilgilerin ya da gözlem sonuçlarının deprem hesap

raporlarında belirtilmesi veya bu konuda yayınlanmı� kaynaklara referans verilmesi zorunludur.

12.2.1.4 - Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, Tablo 12.1’de (C) ve (D) gruplarına giren

zeminlerde, deprem yükleri altında kazıkların yatay yataklanma parametreleri ile yatay ve eksenel yük

ta�ıma güçlerinin belirlenmesi, saha ve laboratuar deneylerini içeren zemin ara�tırmalarına göre

yapılacaktır.

12.2.2. Sıvıla�ma Potansiyelinin �rdelenmesi

Bütün deprem bölgelerinde, yeraltı su seviyesinin zemin yüzeyinden itibaren 10 metre içinde oldu�u

durumlarda, Tablo 12.1’de (D) grubuna giren zeminlerde Sıvıla�ma Potansiyeli’nin bulunup

bulunmadı�ının, saha ve laboratuar deneylerine dayanan uygun analiz yöntemleri ile incelenmesi ve

sonuçların belgelenmesi zorunludur”

denilmektedir. Burada ifade edilen tablolar a�a�ıda verilmektedir:Bu yönetmelik tanımı

içindeki binalar için yapılacak olan zemin ara�tırmalarının kapsam ve büyüklü�ü, Zemin

Mühendisi’ne �artnamede Tablo 12.1 ve 12.2’de tanımlanan zemin gruplarını belirleyebilme

41

imkanı verecek ve gerekirse sıvıla�ma analizi yapabilecek �ekilde olmalıdır. Bu amaç,

mevcut mikrozonasyon haritaları, jeoloji ve mühendislik jeolojisi haritalarının incelenmesi,

gözlem çukurları açılması, kom�u binalara ait daha önce yapılmı� etütlerin tetkiki , sondajlı

arazi deneyleri (SPT, CPT gibi) ve laboratuvar çalı�ması yapılması ve gerekirse jeofizik

etüdler (down hole, sismik kırılma v.b.) gibi ara�tırmaların ilgili zemin mühendisince

planlanarak ifa edilmek sureti ile gerçekle�tirilebilir.

TABLO 12.1 - ZEM�N GRUPLARI

Zemin

Grubu

Zemin Grubu

Tanımı

Stand.

Penetr.

(N/30)

Relatif

Sıkılık

(%)

Serbest

Basınç

Direnci

(kPa)

Kayma

Dalgası

Hızı

(m/s)

(A)

1. Masif volkanik kayaçlar ve

ayrı�mamı� sa�lam metamorfik

kayaçlar, sert çimentolu tortul

kayaçlar....

2. Çok sıkı kum, çakıl.........

3. Sert kil ve siltli kil...........

� �

> 50

> 32

� �

85�

100

� �

> 1000

� �

> 400

> 1000

> 700

> 700

(B)

1. Tüf ve aglomera gibi gev�ek

volkanik kayaçlar, süreksizlik

düzlemleri bulunan ayrı�mı�

çimentolu tortul

kayaçlar....................

� �

� �

500� 1000

700� 1000

42

2. Sıkı kum, çakıl...............

3. Çok katı kil ve siltli kil....

30� 50

16� 32

65� 85

� �

� �

200� 400

400� 700

300� 700

(C)

1.Yumusak süreksizlik

düzlemleri bulunan çok

ayrı�mı� metamorfik kayaçlar

ve çimentolu tortul

kayaçlar..............................

2. Orta sıkı kum, çakıl........

3. Katı kil ve siltli kil...........

� �

10� 30

8� 16

� �

35� 65

� �

< 500

� �

100� 200

400� 700

200� 400

200� 300

(D)

1.Yeraltı su seviyesinin yüksek

oldu�u yumu�ak, kalın alüvyon

tabakaları......

2. Gevsek kum...................

3. Yumusak kil, siltli kil......

� �

< 10

< 8

� �

< 35

� �

� �

� �

< 100

< 200

< 200

< 200

43

TABLO 12.2 - YEREL ZEM�N SINIFLARI

Yerel Zemin

Sınıfı

Tablo 12.1’e Göre Zemin Grubu ve

En Üst Zemin Tabakası Kalınlı�ı (h1)

Z1

(A) grubu zeminler

h1 ≤≤≤≤ 15 m olan (B) grubu zeminler

Z2

h1 > 15 m olan (B) grubu zeminler

h1 ≤≤≤≤ 15 m olan (C) grubu zeminler

Z3

15 m < h1 ≤≤≤≤ 50 m olan (C) grubu zeminler

h1 ≤≤≤≤ 10 m olan (D) grubu zeminler

Z4

h1 > 50 m olan (C) grubu zeminler

h1 > 10 m olan (D) grubu zeminler

II.2.2 Özel durumlar

Yönetmeli�in 6.4.4 bölümünde:

“4.4. Özel Tasarım �vme Spektrumları

Gerekli durumlarda elastik tasarım ivme spektrumu, yerel deprem ve zemin ko�ulları gözönüne

alınarak yapılacak özel ara�tırmalarla da belirlenebilir. Ancak, bu �ekilde belirlenecek ivme

spektrumu ordinatlarına kar�ı gelen spektral ivme katsayıları, tüm periyotlar için, Tablo 6.4’teki ilgili

karakteristik periyotlar gözönüne alınarak Denk. (6.1)’den bulunacak de�erlerden hiçbir zaman daha

küçük olmayacaktır.

44

A(T) = Ao I S(T) (6.1)

Denk.(6.1)’de yer alan Etkin Yer �vmesi Katsayısı, Ao , Tablo 6.2’de tanımlanmı�tır.

TABLO 6.2 - ETK�N YER �VMES� KATSAYISI (Ao)

Deprem Bölgesi Ao

1 0.40

2 0.30

3 0.20

4 0.10

TABLO 6.4 - SPEKTRUM KARAKTER�ST�K PER�YOTLARI ( TA , TB)

Tablo 12.2'ye göre

Yerel Zemin Sınıfı

TA

(saniye)

TB

(saniye)

Z1 0.10 0.30

Z2 0.15 0.40

Z3 0.15 0.60

Z4 0.20 0.90

45

Spektrum e�risi:

Öte yandan, Bölüm 6.9’da:

“6.9. Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemleri

6.9.1 - Özel durumlarda, bina ve bina türü yapıların zaman tanım alanında do�rusal elastik ya da

do�rusal elastik olmayan deprem hesabı için, daha önce kaydedilen veya yapay yollarla üretilen

benze�tirilmi� deprem yer hareketleri kullanılabilir”

denilmektedir.

Yapının dinamik davranı�ını gerçekçi olarak tahmin edebilmek için, yerel zemin ko�ullarını

yansıtan bir yer hareketi seçmek gerekir. Bunun için de zemini temsil eden bir idealize profil

olu�turulmalı, zeminin do�rusal olmayan gerilme-deformasyon özelliklerini de nazarı itibara

alan tek boyutlu veya iki boyutlu SHAKE, QAD4M, TELDYN gibi programlarla tepki analizi

yapılmalıdır. �dealize zemin profilleri, arazi sondaj (sondaj profilleri, SPT, CPT deney

sonuçları) ve laboratuvar deney verileri, ve özellikle jeofizik deney sonuçları (down-hole,

sismik refraksiyon gibi) incelenerek olu�turulabilir.

46

III. ÖRNEK ALMA ÇALI�MALARI

III.1 Temel Zemininin Muayene Çukuru ile �ncelenmesi

III.2 Vurmalı Sondaj

III.3 Dönel Delgi(rotary sondaj) Çalı�maları

III.3.1 Kayada Dönel Sondaj

III.3.2 Zeminde Dönel Sondaj

III.3.2.1 Burgu ile Delgi

III.3.2.2 Numune Alma ��lemi

III.3.2.2-a �nce Cidarlı Numune Alma Tüpüyle Çalı�ma

III.3.2.2-b Pistonlu Numune Alıcı

III.3.2.2-c Karotiyerli Numune Alıcı

III.3.3 Yeraltı Suyunun Durumu

III.3.3.1 Statik Su Düzeyinin Belirlenmesi

III.3.3.1-a Su Düzeyi De�i�iminin �zlenmesi

III.3.3.2 Basınçlı Su Ortamları

Ortamın do�ru geoteknik modelle temsil edilebilmesi için yeraltı ko�ullarının iyi bilinmesi

gerekir. Bu amaçla yeryüzü ve yeraltındaki bilgiler toplanmalıdır. Bilgi toplama yer yüzünden

el numuneleri ile, yeraltından ise ortamı delerek farklı derinliklerden numune alma ya da bu

derinlikte ölçümleme yolu ile yapılır. Bu çalı�malar sonucunda tabakaların dizilimi, kalınlı�ı,

zeminde anakayaya giri� derinli�i, ortamda bulunan süreksizliklerin konumları, sıklı�ı ve

yüzey özellikleri ; yeraltı ve tüneksu konumları hakkında bilgiler toplanır. Ayrıca örselenmi�,

örselenmemi� zemin ve silindirel kaya ve blok numuneleri toplanır. Bulgular sondaj arazi

cetveli (log) olarak anılan özel formatlı çizelgelere iki veya üç boyutta i�lenir. Çalı�manın

nerede yapıldı�ı harita üzerinde, ayrıca GPS ölçüm koordinatları ile belirtilir.

47

Gere�inden az yapılan örnekleme yanıltıcı olaca�ı gibi, gere�inden fazla delgi parasal ve

zaman kayıpları getirir. Genel olarak 1 ve 2.derece deprem bölgelerinde özel durumlar dı�ında

300 m2/delgi den az olmamak ko�ulu ile delme derinli�i 12m den az olamaz.Yapının

geni�li�ine ba�lı olarak a�a�ıdaki Çizelgede en az derinlikler gösterilmektedir.

�ZELGE B�NALAR ��N EN AZ ZEM�N ARA�TIRMA DER�NL��� (Z)

KAT SAYISI (S)

↓GEN��L�K(B) 1 2 4 8 16

30 5 7 11 16 25

65 7 9 13 21 33

120 9 11 15 25 41

Kayalarda ara�tırma derinli�i yükleme sonucu belirecek basınç so�anlarının %30 �iddete

dü�tü�ü derinli�e kadar tutulmalıdır.

Yapıların oturtulaca�ı ortamlarda bu inceleme ba�lıca üç yoldan gerçekle�tirilir:

1) �nceleme (muayene) çukuru (kazı)

2) Vurmalı delgi (sondaj)

3) Dönel delgi (sondaj)

III.1 Temel Zemininin Muayene Çukuru ile �ncelenmesi Bu yol hafif yapıların oturaca�ı alanlarda zemin türünün ön tanımı, fay/süreksizlik

yüzeylerinin tesbiti, yüzeye yakın yeraltı su seviyesinin gözlemlenmesi için, zeminin kepçeli

in�aat makinası kullanarak güvenli (kritik) bir derinli�e kazılarak farklı seviyelerden

örselenmi� el numuneleri alınması ve/veya zemin kalitesinin el penetrometresi ile kontrolu

48

amacına yöneliktir. Muayene çukurundan örselenmi� ve örselenmemi� numune TS 1901/1975

göre alınır . Kaya ortamında muayene çukuru patlatma veya kırıcı ile açılabilirse de

çalı�manın verimi dü�ük olaca�ından yararı sorgulanmalıdır.

III.2 Vurmalı veya Darbeli Sondaj

Kayanın keskin bir uçla delinirken dı�arıya hava veya su akımı ile gelen parçalarının gözle

tanımlanıp petrografik analiz ve renk/doku tanımı için toplanması biçiminde sürdürülür. Bu

yöntem saplama/ankraj uygulaması gibi çalı�maların yan çalı�ması olarak uygulandı�ında

kısıtlı ölçüde yararlı olur. Darbeli sondaj zeminlerde yava� bir yöntem olmasına kar�ın

üstünlükleri olan bir sondajdır ve te�vik edilmelidir.Genellikle dizel motorlu 1-2 tonluk bir

vinç ve 6m lik bir üç ayaklı kuleden olu�ur.Killi ve kumlu zeminde çalı�mak için farklı kova

tipleri vardır.Kuru kum zeminde deli�e 2.5-3m derinlikte su ilave etmek gerekir.Çap

genellikle 150-200 mm dir.(250-300 mm ye kadar uygulama vardır) .�lerleme sırasında kova

içindeki zemin gözlemlenir ve istenilen derinlikte örselenmemi� numune alınır.

III.3 Dönel Delgi (Rotary Sondaj)

Bu tür çalı�ma sondaj kaya ve zeminde sondaj sıvısı olarak su ya da çamur kullanımı ile,

farklı matkapların delgisi ile yapılır. Matkap hidrolik baskı ile ortama döndürülerek itilirken

sürtünme/ısınmanın azaltılması ve kuyu içinden çıkan tala�ın dı�arı atılması için ortama

yüksek basınçta sıvı yollanır. Dı�arıya gelen parçalar kuyu ba�ında ve çökelme çukurunda

sondaj mühendisince sürekli gözlenerek katman de�i�iklikleri kayda alınır ve örselenmemi�

numune alma derinliklerine de bu süreçte karar verilir. Sondajda kullanılacak takımlar

tercihen TS1901 ve DCDMA standardlarına uymalıdır.

49

III.3.1 Kayada Dönel Sondaj

Kayada sondaj tricone ve vidye denilen matkapların kullanımı ile ortamı ö�üterek, ya da

numune alıcının (karotiyer) içine sürekli silindirel parça alarak yapılır. Kayanın türü ve

içerdi�i süreksizliklere ba�lı olarak tek, iki veya üç gömlekli karotiyer �artnamede

öngörüldü�ü gibi, �artname yoksa sondaj mühendisinin görü�üne ba�lı seçilerek kullanılır.

Karotiyerli çalı�mada amaç, alınan numunenin delgi sırasında mekanik olarak kırılmaması,

sadece gerçek süreksizliklerin karotlara yansıtılmasıdır. Alınan karotlar metreleri

kaydedilerek standard yapımda kutulara yatırılır ve resimlenir. Ucu üç tekerlekli kesici

ta�ıyan (tricone) matkap geoteknik amaçlı kullanılmaz. Dönel sondajdan alınacak

numunelerde çatlakların konumlarını kaybetmesi olasılı�ı yüksek oldu�undan ortamdaki

gerçek süreksizlik do�rultularının do�rultu ve e�imi isteniyorsa integral örnekleme, iz alan

packer ya da kuyu kamerası uygulaması yapılmalıdır. Edinilen deneyim, belirli çapın

altındaki delgilerde karotların a�ırı parçalandı�ını gösterdi�inden minimum karot çapı NX

(D=54.7mm) olmalıdır.

III.3.2 Zeminde Dönel (rotary) Sondaj

Zemin kayaya oranla yumu�ak bir ortam oldu�undan delgi, sondaj sıvısı kullanılarak veya

kullanılmadan yapılabilir. Yumu�ak/gev�ek zeminlerde uygulandı�ında kuyu sürekli,

göçmeyen/dökülmeyen zeminlerde üst 3-5m boyunca muhafaza borusu uygulanarak

korunmalıdır. Muhafaza borusu kullanımı istenmiyorsa kuyu çalı�ma sırasında bentonit

çamuru ile dolu tutulmalıdır.

III.3.2.1 Burgu ile Delgi

Sondaj sıvısı ve muhafaza borusu kullanmadan delgi yapılabilen bu yöntemde zemin

yeterince yumu�ak ise çok hızlı çalı�ma ve do�al su muhtevası korunmu� örselenmi� sürekli

50

numune alma olana�ı vardır.Nispeten daha yeni teknoloji olan içi bo� burgu takımı (hollow

stem auger) kullanılırsa burguları kuyudan çekmeden örselenmi� numune alınabildi�inden

kalitenin oldukça yüksek sa�lanması mümkün olur ve bu tür tercih edilmelidir.Kumlu

zeminlerde uç tıkaç çekilir çekilmez içeri kum akını oldu�undan deney seviyesinde

yumu�ama olur.�ç/ dı� çaplar olarak 75/150 mm and 125/250 mm kullanılmaktadır.

III.3.2.2 Numune Alma ��lemi

Sondaj çalı�masında temel amaç zeminden olabildi�ince örselenmemi� durumda örnekleme

yapmaktır. Bu amaçla zeminin türüne, numune alma derinli�ine ba�lı olarak farklı

uygulamalar yapılmalıdır. Ola�an ko�ullarda çakıllar, ve çimentolanmamı� kumlardan

örselenmemi� numune alınmaz. Bunun gerekli oldu�u özel durumda ise numune alınacak

bölge sıvı azotla dondurulduktan sonra karotiyerle kesilerek numune almaya te�ebbüs

edilmelidir. Her tür zeminden numune aldıktan sonra tüpün altı ve üstünü parafinle tıkamak

ve tüpün a�ızlarını plastik kapakla güvenceye almak gerekir.

III.3.2.2-a �nce Cidarlı Numune Alma Tüpüyle Çalı�ma

Normal yüklenmi� (çok yumu�ak ve yumu�ak) killer her tür mekanik etkiye duyarlı

olabildi�inden numune örselenmesi alınacak örne�in birçok özelli�ini yitirmesine neden

olabilir. Bunu önlemek için numune alınacak derinli�e inildi�inde kuyunun dibinin çamur ve

tala�tan tamamen temiz olması sa�landıktan sonra alan oranı

2iç

2iç

2dı�

DDD

AO−−−−

====

ile tariflenmi� olan diki�siz çelik, tercihen pirinç boru zemine hidrolik baskı ile itilir. Bu tür

numune alıcılara piyasada Shelby tüpü denmektedir. Örselenmenin minimumda tutulması için

AO’nun 0.12’den büyük olmaması gerekir. Bazı katı ve sert zeminlerde numune alıcıyı

51

zemine hidrolik olarak itme mümkün olmadı�ında çakma yoluna gidildi�i

gözlemlenmektedir. Böylesine bir durumda AO yüksek tutulmalı ancak numunenin çakma

yolu ile alındı�ı sondaj kaydında belirtilmelidir.

III.3.2.2-b Pistonlu Numune Alıcı

Bu tip numune alıcı örselenmeyi en aza indirdi�inden özellikle çok yumu�ak zeminden

numune almak için takımı sıvı ve tala�ın içinden kendi içine çevreden yabancı madde

dolmadan a�zı kapalı olarak geçirdikten sonra piston sabit tutulurken numune alıcı zemine

itildi�inden alınan numune tepeye kadar dolarak geri çekme için gerekli emmenin tam

olu�masını sa�lar. Pistonu, çubu�u aracılı�ı ile sabit tutarken sadece tüp zemine itildi�inden

numunenin üstten basınç almaması sonucu örselenme olu�mamaktadır.

III.3.2.2-c Karotiyerli Numune Alıcı

Piyasada geli�tirildi�i kentin adı ile anılan (Denison) bu numune alıcı katı, sert,

çimentolanmı� zeminlere ince cidarlı numune alıcı itilemedi�inde numuneyi matkap gibi

dönüp keserek içine alan bir tiptir. Zemin numunesini içinde tutmak için metal bir gömle�i

bulunur. Çalı�ma sırasında içerideki gömleklerde geli�en hava akımı ile numunenin karotiyer

içinde yüzmesi sa�lanmakta böylece örselenme minimumda tutulmaktadır. A�ır derecede

a�ırı konsolide killer ve yumu�ak kayalarda bu tip numune alıcı kullanılmaldır.

III.3.3 Yeraltı Suyunun Durumu Yeraltı suyu temellerin ta�ıma gücü, oturma gibi performanslarını etkileme yanında içerdi�i

kimyasal maddeler nedeniyle (sülfat) temel malzemesini de etkileyebildi�inden yerinin ve

rejiminin bilinmesi önem ta�ır. Yeraltı suyu basınçlı ve statik olarak belirebildi�inden ölçümü

niteliklerine uygun yapılmaldır.

52

III.3.3.1 Statik Su Düzeyinin Belirlenmesi

Yeraltı suyu ço�unlukla yeraltında belirli bir düzeyde dengeye gelir. Bu statik düzeyin

ölçümü, alanda yapılmı� olan sondaj kuyularından bir veya birkaçını ölçüme elveri�li hale

getirerek gerçekle�tirilebilir. Zeminin kendisini tutabildi�i durumlarda delgi/numune almayı

izleyerek kuyunun içine yüzeyi delikli plastik boru salıp zeminin türüne göre Y.A.S.S. ni

kumlu ortamlarda en az 72 saat, killi ortamda bir hafta süreyle izlemek ve dengeye gelmesini

beklemek gerekir. Kuyu a�zının kapatılıp güvenli�e alınması zorunludur.

III.3.3.1-a Su Düzeyi De�i�iminin �zlenmesi

Su düzeyinin periyodik okumalar arasında de�i�imi en basit �ekilde minyatür kova (bailer)

sistemi ile izlenebilir. Birbirine kısa aralıklarla ba�lı bir kenarı delikli minyatür kovalar altta

kur�un safra ile kuyu içine bo� olarak salındı�ında Y.A.S.S.nin eri�ti�i en yüksek düzey en

üstte dolu bulunan kovadan kolayca saptanabilmektedir. Bu yakla�ım su düzeyini belirli

aralıklarla gözlemleme yoluna tercih edilmelidir.

III.3.3.2 Basınçlı Su Ortamları

Ortamda basınçlı �u ta�ıyan katmanların bulunması durumunda kuyunun a�zının tıkaçlanması

ve basıncın piyezometre ile ölçülmesi gerekir. Kaya ortamında packer uygulaması yapılarak

kuyunun belirli kesimlerinin ayırtlanması sa�lanabilir. Zeminde piyezometrenin belirli

düzeylerde okuma yapması için bu bölgenin üst ve altı bentonit uygulaması ile yalıtılır.

IV. TEMEL ZEM�N� ÖZELL�KLER�N�N ÖLÇÜMÜ

IV.1 Arazi Deneyleri

IV.1.1 Penetrometreler

IV.1.1.1 Standard Penetrasyon Deneyi (SPT)

53

IV.1.1.2 Çakılda Penetrasyon Direncinin Ölçümü (BPT)

IV.1.1.3 Dinamik Sonda (DP)

IV.1.1.4 Statik Sondalama (CPT)

IV.1.1.5 Piyezokoni (CPTU)

IV.1.1.6 Sismik Piyezokoni (SCPTU)

IV.1.2 Presiyometre/Dilatometreler

IV.1.2.1 Yassı Dilatometre (DMT)

IV.1.2.2 Deli�i Önceden Hazırlanan Presiyometre (PBP)

IV.1.2.3 Kendi Delen Presiyometre (SBP/PAF)

IV.1.2.4 �tmeli Presiyometre (PIP)

IV.1.3 Di�er Deneyler

IV.1.3.1 Kanatlı Kesici Deneyi (FVT)

IV.1.3.2 Plaka Ta�ıma Deneyi (PLT)

IV.1.3.3 Vidalı Plaka Yükleme Deneyi (SPLT)

IV.1.3.4 Geçirimlilik Deneyi

IV.1.3.5 Hidrolik Çatlatma

IV.1.3.6 Yastık Kriko

IV.1.3.6 Sismik Deneyler

IV.2 Laboratuvar Deneyleri

IV.2.1 Zeminde Sınıflandırma Deneyleri

IV.2.1.1 Do�al Su Muhtevasının Ölçümü (wn)

IV.2.1.2 Kıvam Limitlerinin Ölçümü

IV.2.1.2-a Çarpmalı Aletle Likit Limit Ölçümü (wL)

IV.2.1.2-b Koni Penetrasyon Deneyi ile Likit Limit Ölçümü

IV.2.1.2-c Plastik Limit (wP)

54

IV.2.1.2-d Büzülme Limiti (wS)

IV.2.1.3 Dane Boyutunun Ölçümü

IV.2.1.4 Zeminlerin Sınıflandırılması

IV.2.2 Kayaların Sınıflandırılması

IV.2.2.1 Porozite

IV.2.2.2 Elastisite Modülü

IV.2.2.3 Poisson Oranı

IV.2.2.4 Basma Dayanımı

IV.2.2.4.1 Basma Dayanımının Nokta Yükleme Deneyinden Tahmini

IV.2.2.5 Kaya Sınıflandırma Sistemleri

IV.2.2.5-a Suda Da�ılma Yetene�ine göre SınıflamaClassification by slake durability

IV.2.2.5-b Basma Dayanımına göre Sınıflandırma

IV.2.2.5-c Basma Dayanımı ve Elastisite Modülüne göre Sınıflandırma

IV.2.2.5-d Kaya Kitlesinin Sınıflandırılması

IV.2.3 Zeminin Mekanik Özellikleri

IV.2.3.1 Zeminin Fiziksel Özelliklerinin Ölçümü

IV.2.3.1-a Porozite/Bo�luk Oranı

IV.2.3.1-b Do�al Su Muhtevası

IV.2.3.1-c Dane Özgül A�ırlı�ı

IV.2.3.2 Zeminlerin Sıkı�abilirli�i

IV.2.3.3 Kumun Kayma Direnci Parametresi

IV.2.3.4 Killi Zeminin Drenajsız Kayma Direnci

IV.2.3.5 Konsolidasyonlu Drenajsız Deneylerle Mukavemet Ölçümü

IV.2.3.6 Konsolidasyonlu Drenajlı Deneyler

IV.2.3.7 Kalıntı Parametrelerin Bulunması

55

IV.2.4 Kayanın Mekanik Özellikleri

IV.2.4.1 Çekme Dayanımının Do�rudan Ölçümü

IV.2.4.2 Çekme Dayanınımının Yarma Deneyi ile Ölçümü

IV.2.4.3 Yenilme E�risinin Üç Eksenli Hücrede Tayini

IV.2.4.4 Kaya Çatla�ının Rijitlik Ölçümü

Zemin ve kayaya oturtulacak yapı temellerinin boyutlandırma ve analizinde ba�arı ortam

özelliklerinin do�ru ve amaca yönelik olarak ölçümünden geçer. Geli�en teknolojilere ba�lı

olarak günümüzde mühendisin elinde çok türlü ölçüm olanakları bulunmaktadır. Amaç, bu

olanakları gere�ince kullanmak ve zemin incelemelerini etkin biçimde gerçekle�tirmektir. Bu

Bölümde Türkiye ko�ullarında kullanımı mümkün ve yararlı olan deney yöntemlerine

de�inilecektir.

IV.1 Arazi Deneyleri

En alt düzeyde örselenme olu�turduklarından ortam özelliklerinin yerinde ölçümü (in situ)

zemin incelemelerinde öncelik ta�ır. Günümüzde teknolojinin geli�mesine paralel olarak arazi

deney sistemlerinde beliren ilerlemeler yüksek maliyetlerine kar�ın arazi deneylerini ön plana

çıkartmaktadır. Çizelge IV-2’de geoteknikte geni� uygulama bulmu� olan arazi deneyleri

özetlenmektedir. Buna göre arazi deneyleri penetrometreler, presiyometreler, kanatlı kesici

(vane), yükleme plakaları, geçirimlilik ölçümleri, hidrolik çatlatma olarak altı ana ba�lık

altında toplanabilir. Deneylerin uygulama ve hesaplama i�lemleri Eurocode 7, ISRM, ASTM

Pt.3 e göre yapılmalıdır.

Bu çizelgede A harfi amaç için en uygun deneyi, B ve C ise uygulamada daha dü�ük ba�arı

oranlarını göstermektedir. Burada zemin ve kayada genel ba�arı düzeyi ile ba�layarak her

kolon a�a�ıda gösterilen özellikleri de�erlendirmeye yöneliktir. Simgeler çizelgede

56

uw : bo�luk suyu basıncı

φ’ : efektif kayma direnci açısı

Su : drenajsız kayma direnci

Dr : ba�ıl (relatif) birim hacım a�ırlık

mv : hacımsal sıkı�ma katsayısı

cv : konsolidasyon katsayısı

k : geçirimlilik katsayısı

G : kayma modülü

σh : yanal gerilme

OCR: a�ırı konsolidasyon oranı

σ−ε : gerilme-birim boy de�i�tirme

G : çakıl

S : kum

M : silt

C : kil

Pt : turba’yı , göstermektedir.

Çalı�malarda arazi deneylerine öncelik verildi�i gibi bir projede hangi tip deneyin

uygulanaca�ına arazinin jeolojisi, topo�rafyası, zeminin ve yapının türüne göre Çizelge-

uyarınca karar verilmelidir.

IV.1.1 Penetrometreler

Penetrometrelerde amaç, zemine statik veya dinamik olarak itilen sert bir cismin gördü�ü

direncin ölçümü ile ortam özellikleri hakkında do�rudan veya dolaylı bilgi edinmektir.

Yapımı itibarıyla kayada uygulanamayan bu teknikte genel kural olarak numune alınmaz.

57

IV.1.1.1 Standard Penetrasyon Deneyi (SPT)

Dinamik karakterli bu deneyin en önemli özelli�i kumlu zemine giri�ine gösterilen direnci

ölçme yanında olumlu yanı örselenmemi� numune vermesidir. Deney 63.5kg a�ırlıkta

tokma�ın 762mm yükseklikten dü�ürülerek ucu sertle�tirilmi� çelikten ka�ı�ı zemine 305mm

çakmak için gereken vuru�ların (N) sayılmasıdır. Deney Türkiye’de en çok uygulanan tür

olarak ön plana çıkmı� olmakla birlikte önemli hatalara açıktır. Bu hatalar arasında dü�ü�ün

gerekli enerjiyi sa�lamayacak biçimde yapılması , penetrasyon ka�ı�ının çarı�ının hasarlı

olması, operatör ön yargılarının sayıma yansıması gösterilebilir. Deney simit tipi �ahmerdan

(donut) ile yapılmamı�sa bu husus sondaj kaydına geçirilmelidir. Kumlar için geli�tirilmi� bu

deney killerde zemin özelliklerini ölçmede kullanılmamalı, sadece zemin kıvamı hakkında

bilgi edinmek için her 1.5m de yapılmalıdır. Sondaj çubuklarının a�ırlı�ının a�ırı artması

nedeni ile deney uygulama derinli�i 30m, tercihen 20m yi geçmemelidir.

Deneyin en sakıncalı yanı ise ortalama çapı 20mm den büyük çakıllı veya ta� içeren

zeminlerde uygulanması durumunda do�ar. Tümüyle yanıltıcı sonuçlar verebilen bu

uygulamadan kaçınmak gerekir.

Günümüzde ka�ı�a uygulanan enerjinin toplamın %60’ına indirgendi�i de�er

SPTN60.0

CCCEN RSBm

60 ==== ……………………. (3.3)

olarak tariflenmektedir. Burada

Em : �ahmerdan(tokmak) verimi

CB : sondaj kuyusu çapı için düzeltme

CS : ka�ık için düzeltme

CR : çubuk (tij) boyu için düzeltme

SPTN : deneyde ölçülen penetrasyon direnci

58

SPTN de�eri ile kumun kayma direnci açısı φ’ arasında güvenilir bir ba�ıntı vardır. Kumların

sıvıla�ma yetene�i ve TS1500/2000’de S simgesi ta�ıyan zeminler üzerine oturacak temellerin

ani oturmaları ve güvenli ta�ıma gücü σem de bu deneyle sa�lıklı olarak tayin edilebilir. Bu

amaçla vuru� sayımı/numune alma aralı�ı 0.75 veya 1.5m aralıklı olmalı ve çıkan tüm

numuneler deneye tabi tutulmalıdır.

IV.1.1.2 Çakılda Penetrasyon Direncinin Ölçümü (BPT)

Belirgin oranda çakıl ve ta� içeren (TS1500/2000) zeminlerde di�er arazi deneylerinin de icra

edilmesi büyük sorunlar yarattı�ından Becker penetrasyon deneyi (BPT) olarak anılan deney

uygulanmalıdır. Bu deneyde 135-230mm çaplı bir çelik muhafaza borusunun dizel çekici ile

zemine 300mm çakılması için gereken vuru� sayısı NB olarak tariflenmektedir. Buradan

SPTN de�erine dönü�üm yapılmalıdır.

IV.1.1.3 Dinamik Sonda (DP)

Bu deneyde zeminler ve yumu�ak kayaların 90° tepe açılı çelik bir koninin çakılmasına

gösterdi�i direnç ölçülür. Çapı 35.7-51mm arasında de�i�ebilen koniyi ortama çakmak için 4

farklı kütle örsün ba�ına 500 ile 750mm arasında de�i�en yüksekliklerden dü�ürüldü�ünden

uygulanan farklı enerjiye ba�lı olarak deney hafif (DPL) 50; orta (DPM) 150; a�ır (DPH) 167

ve çok a�ır (DPSH) 238 kJ/m2 biçiminde sınıflandırılır. Çakma ola�an ko�ullarda 15-30

vuru�/dak, çakıllarda ise 60 vuru�/dak kadar yapılır. DPL,DPM,DPH tiplerinde sondayı

zemine 100mm, DPSHyı 200mm çakmak için gerekli vuru�lar sayılır. Di�er deneylerin

varlı�ında tercih edilmemelidir.

Dinamik sondalamadan zeminin deformasyon modülü Eöd ve zeminin rijitili�i v, yakla�ık

olarak tahmin edilebilir.

59

IV.1.1.4 Statik Sondalama (CPT)

Penetrometreler arasında en ba�arılı yöntemdir. Bunun nedeni, okumaların her 2 cm. de

alınması ve deneyi yapanın alınan okumalara müdahale olana�ının alt düzeyde olmasıdır.

Deneyde zemine 2 cm/s hızla itilen sondanın gördü�ü uç direnci qc ve yüzey

sürtünme/yapı�ması qt’nin her saniye elektronik olarak kaydı ile yapılır (CPT). Bunun

sonucunda zemin profilinin çok duyarlı biçimde çıkartılması mümkün oldu�undan bu tür

sondalama özellikle yumu�ak/gev�ek aluviyal zeminde uygulanmalıdır. Ayrıca kazık

boyutlandırma ve sıvıla�ma yetene�inin belirlenmesi de bu deneyle gerçekçi biçimde

yapılabilir. Ölçülen uç direnci ve sonda çevre sürtünmesi de�erlerinden zemin tipi davranı�

indisi Ic ve sürtünme oranı Rf tariflenerek zeminin sınıflaması yapıldı�ı gibi kayma direnci

parametreleri ve drenajlı deformasyon modülü Em hesaplanır. Ayrıca bu ölçümleri kullanarak

iri daneli zeminlerde temel oturma hesabı,her tür zeminde kazık boyutlandırılması ba�arı ile

gerçekle�tirilebilir.

Tipik CPTU kaydında uç direnci, cidar sürtünmesi, sürtünme oranı, bo�luk suyu basıncı,

e�de�er örtü yükü, takımın e�imi bilgileri gerekli oldu�undan mekanik sonda kullanılmamalı,

kayıtlar elektronik ortamda saklanmalıdır.

IV.1.1.5 Piyezokoni (CPTU)

Statik sondanın daha geli�mi�i olan bu deneyde qc ve qt ye ek olarak koni ucunun hemen

arkasına yerle�tirilmi� piyezometrenin kullanımı ile deney sırasında ortamda beliren bo�luk

suyu basınçları kaydedilir. Y.A.S.S. altında ba�arılı olan bu yöntemle zemin sınıflaması

ba�arılı ile yapılırken ortamın a�ırı konsolidasyon oranının tahminine yönelik önemli bilgiler

edinilebilir. Y.A.S.S. nin 3m den derin oldu�u durumlarda bu derinli�e inine dek

piyezometreye hava girme olasılı�ı nedeniyle hatalı uw okumaları belirebilir.

�nce daneli zeminlerin sıvıla�ma yetene�i bu deneyle sa�lıklı olarak saptanabilir.

60

IV.1.1.6 Sismik Piyezokoni (SCPTU)

Deneyin bu türünde yüzeyde olu�turulan �okla ses dalgalarının belirlenmi� derinlikte duran

ölçüm aleti tarafından algılanması ile ölçüm yapılır. Elde edilen kayma dalgası hızları (vs)

özellikle temellerin deprem ko�ullarında performansını kontrol etme açısından önemlidir.

Artan örtü yükünün vs de�erlerini oldu�undan bir miktar daha fazla gösterdi�i bilinmekte ise

de bu tür ölçüm yumu�ak batık ortamlarda yüzey sismi�i ölçümlerinden çok daha güvenilir

sonuçlar vermektedir.

IV.1.2 Presiyometre/Dilatometreler

Bu terimler ortamın içinde yanal olarak genle�ebilen tek veya üç hücreli ölçüm sistemini

anlatmaktadır. Önceleri kayada dilatometre olarak adlandırılarak uygulanan aygıt daha sonra

presiyometre adı ile zeminlere de uygulanan bir deney haline gelmi� olup etkinli�i nedeniyle

günümüzde uygulanması hızla geli�en teknolojinin de yardımı ile ön sırayı almaktadır. Bir

teknikle zeminin içine dü�ey konumda yerle�tirilen aletin kılıfına içten uygulanan basınç

zeminin yanal itkisi kar�ılanana de�in ve sonra zeminin yenilme a�amasına kadar artırılmakta

ve zamana da ba�lı olarak basınç-�ekil de�i�tirme okumaları alınmaktadır. Dilatometre ile

çatlaklı kayada çok gerçekçi sonuçlar alınabilirken sa�lam kayada delik çevresinde erken

çekme yenilmesi belirdi�inden elastik katsayıların gerçekten dü�ük çıkması olasılı�ı vardır.

Yumu�ak kaya ve her tür zeminde yüzeysel temellerin boyutlandırmasında en etkin

deneylerden biri presiyometre olup son ta�ıma gücünün ölçülen limit basınçla (pLM)

hesaplanabilmesi yanında dilatometre modülü ve limit gerilmenin oranı olarak tariflenen

α katsayısı ile de güvenilir oturma hesabı yapılabilmektedir.

61

IV.1.2.1 Yassı Dilatometre (DMT)

Geli�tirenin adından çıkılarak Marchetti dilatometresi olarak da adlandırılan bu 9.5cm

geni�lik, 15mm kalınlıkta çelik kürek biçimli alet bir yüzünde bulunan 60mm çaplı çelik

diyaframın hareketi ile ölçüm yapar. Zeminde belirli derinli�e itilerek indirilen dilatometreye

gaz basıncı verilerek diyafram zemin itkisine kar�ı �i�irilir. Denge sa�landı�ında yatay

gerilme ölçülüp böylece sukunette toprak basıncı katsayısı de�eri ve te�et deformasyon

modülü ba�ta olmak üzere birkaç önemli parametreye ula�ılır.

Yassı dilatometre CPT ile ko�ut uygulandı�ında zeminin tüm özelliklerini kapsayan bir

ara�tırma yapılmı� olmaktadır.

IV.1.2.2 Deli�i Önceden Hazırlanan Presiyometre (PBP)

�lk geli�tirilmi� tip olan bu tür sonda sa�lam zeminler ve kayalarda uygulanır. Sonda kendisi

için hazırlanmı� ço�unlukla NX çaplı, deli�e indirildikten sonra uygulanan basınçla

genle�erek kuyu yüzeyine gerilme uygulanırken olu�an ötelenmeler sisteme giren sıvının

hacmı, ya da radyal (ı�ınsal) deformasyon ölçümü olarak saptanır. Klasik Menard tipi

presiyometre de bu sınıfa girmektedir.GC tipi zeminde, GB tipi ise kayada kullanılmalıdır.

IV.1.2.3 Kendi Delen Presiyometre (SBP/PAF)

Sondayı ortama yerle�tirmek için önceden açılan deli�in bu bölgedeki gerilme alanını önemli

ölçüde de�i�tirdi�i öne sürüldü�ünden bu de�i�ikli�i giderme ve örselenmeyi minimuma

indirme amacı ile geli�tirilmis olan köstebek presiyometre zeminler ve yumu�ak kayada i�lev

yapabilmektedir. Bu aletin ucundaki çarı�ın içinde bulunan kesici parça hidrolik kontrolla

döndürülürken buradan çıkan parçalar sondaj sıvısı tarafından dı�arı alınmaktadır.

Çalı�ma prensibi, kesme yapılırken zeminde olu�an gerilme dü�ü�ünün rijit cismin içeriye

itilmesi sonucu beliren gerilme artı�ı ile dengelenmesinden kaynaklanmaktadır.

62

IV.1.2.4 �tmeli Presiyometre (PIP)

Bu tip presiyometre zemine do�rudan, veya açılmı� sondaj kuyusunda belirli bir derinlikten

ba�layarak itilir. Zemin tüm hacmına e�it biçimde yer de�i�tiriyor ise buna tam deplasman

presiyometresi (FDP) denir. ��lem, penetrometre uygulamasına benzedi�inden birle�ik

presiyometre/konik penetrometre uygulaması çok verimli olmaktadır.

IV.1.3 Di�er Deneyler

Penetrometre ve dilatometreler kadar yaygın olmasa bile özel ko�ul ve amaçlarla yapılan arazi

deneyleri vardır. Bunlar çok yumu�ak ve hassas zeminlerin kayma direncini ölçmede

kullanılan kanatlı kesici; kaya ve zeminlerde plaka ta�ıma, hidrolik çatlatma ve jeofizik

yöntemleridir ve do�ru yer ve ko�ulda uygulandıklarında özel amaca yönelik ba�arılı sonuçlar

verirler.

IV.1.3.1 Kanatlı Kesici Deneyi (FVT)

Zemin sıvılık indisinin (IL) 1’in üstünde oldu�u ve kil içeri�i e�emen ortamlarda

örselenmemi� numune alınamayan ve di�er arazi deneylerinin a�ırı dü�ük direnç nedeniyle

uygulanamadı�ı durumlarda zeminin kayma direnci drenajsız veya drenajlı olarak kanatlı

kesici (vane) deneyi ile ölçülebilir. Deneyde birbirine 90°de kaynaklanmı� 3mm kalınlıkta

dikdörtgen biçimli çelik bıça�ın zemine saplandıktan sonra döndürülmesi ile 100mm çap,

200mm yükseklikte silindirsel bir yüzeyde kesilen zeminin gösterdi�i direnç do�rudan

okunur. Kesicinin içinde bulundu�u metal kılıf zemin içinde istenen derinli�e itildikten sonra

bıçak, milinin itilmesi ile kılıftan çıkarak zemine saplanır. Sonra tepeden burulma yükü

uygulanarak zemin özelli�ine göre 1-12 °/s hızla döndürülür. Ölçüm sonucunda zeminin

drenajsız kayma direnci Su bulunur. Kalıntı direnç ise doruk de�er okunduktan sonra bıça�ın

63

çekilmeden be� kez hızla döndürülmesinden sonra deneyin tekrarlanması ile ölçülebilir. Bu

deney kum içeren ortamlarda sonuçlar yanıltıcı olabilece�inden uygulanmamalıdır.

IV.1.3.2 Plaka Ta�ıma Deneyi (PLT)

Temel gömme derinli�inde yüklenen standard çaplı plakanın (D=305mm) yük ta�ıma

özellikleri ile normal yüklenmi� kilde ve kayada oturan temelin ta�ıma gücü arasında

do�rudan, a�ırı konsolide kil ve kumlarda ise dolaylı bir ba�ıntı bulundu�undan bu deney,

gere�ince icra edildi�inde ba�arılı sonuçlar verir. Tabakalı ortamlarda sonuçları yorumlamak

sorunlu olabilir. Uygulama derinli�i plaka çapına ba�lı olarak kısıtlı oldu�undan her temel

probleminin çözümü için yeterli olmayabilir. Ayrıca, plakanın kısıtlı çapına ba�lı olarak

ta�lı/çakıllı zeminde yanıltıcı sonuçlar verebilir.

Deneyde 0.3m çaplı plakaya e�it aralıklarla (50kPa) uygulanan basıncın olu�turdu�u

oturmalar zamana ba�lı olarak izlenir. Gerekti�inde ve olanak bulundu�unda yükleme

plakanın ta�ıma gücünün a�ılmasına kadar sürdürülür. Buradan kilin drenajsız kayma direnci

cu, son ta�ıma gücü (qd) ve deformasyon modülleri (E, M) elastik teori kullanılarak hesaplanır.

Kumlu zeminlerde iki farklı çapta plaka kullanılması yararlı olur.

Kayada plaka yükleme deneyinde plakanın son ta�ıma gücüne ço�unlukla eri�ilmez ve bu

gerekmeyebilir. Bu nedenle plakanın oturmaları yanında kayanın derinlikle de�i�en

sıkı�malarını ortam içine yerle�tirilen deformasyon ölçücülerle (LVDT) izlemek gerekebilir.

Buradan deformasyon modülü hesaplamasına geçilir. Süreksizlik içeren kayada deney en az

iki ardı�ık yükleme-bo�altma-yeniden yükleme ilmi�inden elde edilen � ve E e�imlerinin

bulunmasına yönelik olmalıdır.

64

IV.1.3.3 Vidalı Plaka Yükleme Deneyi (SPLT)

Zeminde standard plaka yükleme deneyinin uygulama derinli�inin kısıtlı olması ve yapılan

kazı sonucu zeminde kabarma olasılı�ını önlemek için bir pervane (screw) biçiminde yapılmı�

plaka zemine döndürülerek hidrolik itki ile temelin öngörüldü�ü derinli�e indirilir. Yük

uygulaması plaka mil çevresinde çekmeye çalı�an dört ayrı burgulu çubuktan reaksiyon

alınmasıyla yapılabilir.

IV.1.3.4 Geçirimlilik Deneyi

Laboratuvarda yapılan hidrolik iletkenlik deneyleri boyut etkisi, örselenme,arazideki

tabakalanmanın laboratuvarda temsil edilemeyi�i, özelliklerdeki e�yönsüzlük (anizotropi),

doygunlu�un sa�lanamaması gibi nedenlerle gerçekçi sonuçlar vermez. Bu nedenle ortamın

karakteristik e�de�er yatay (kh)ve dü�ey (kv) geçirimlilik katsayısı arazide bir kesimi packer

ile tıkaçlanmı� merkez sondaj kuyusunda içeriye su basma veya dı�arıya denge debisinde su

çekme, bu sırada çevredeki gözlem kuyularında su düzeyinin kontrol edilmesi yoluyla

ölçülür. Bu deney bina temeli incelemelerinde özel durumlarda uygulanır.

IV.1.3.5 Hidrolik Çatlatma

Petrol mühendisli�inden uyarlanmı� bu özel deney sert killer ve kayalarda sondaj kuyusu

içinde öncelikle mutlak do�al gerilmelerin ölçümü için kullanılır. Deneyin ba�arısı artan

derinlikle yükselir. Deneye, olu�an çatla�ın açılma basıncına (shut-in pressure) kadar devam

edilmelidir. Buradan ortamın do�al yanal ve dü�ey gerilmeleri σh, σv ile çekme dayanımı σt

bulunabilir.

65

IV.1.3.6 Yastık Kriko

Kayada uygulanan deneyde ortama yüzeyden açılan bir yarık ortamdaki do�al gerilmelerin

sadece kısmen bo�almasına izin verir. Bu yarı�a sıkı�tırılan ince çelik yastık uyguladı�ı

basınçla ortamı ilk gerilme durumuna ve onun ötesine zorlar. �stenen açılarda olu�turulan

yarıklarda ya� basıncına kar�ı yarık duvarının ötelenmeleri içeriden ve yüzeyden

ölçüldü�ünden do�al gerilmeler yanında elastisite modülü E ölçülmü� olur.

66

�ZELGE- ARAZ� DENEYLER� VE ETK�NL�KLER�

ÖLÇÜLEN ÖZELL�K KAYADA

���������������

↓ÖLÇÜM ALET� ZEM�N

TÜRÜ

Profil

çıkartm

a

uw φ’ su Dr mv cv k G σh OCR σ−ε SER

T

YUMU�A

K

Dinamik C A - C C B - - - C - C C - C

Mekanik B A - C C B C - - B C C - - C

Statik B A - C C B C - - B C C - - C

Piyezokoni A A A B B A B A B B C A B - C

Sismik koni A A B B A B A B A B A B - C

Standart penetrasyon B B - C C B - - - - - - - - C

Becker penetrasyon C C - B - C - - - - - - - - -

D�LATOMETRELER

Yassı (kürek) B A C B B C B - - B B B B - C

Presiyometre PBP B B - C B C B C - B C C C A A

Presiyometre SBP B B A A A A A A B A A A A - A

Presiyometre PIP A B B C B C C A B A C C C - -

Presiyometre PIP/CPT C B B C B C C A B A C C C - -

Yastık - - - - - - - - A - B A C

D��ER DENEYLER

Kanatlı kesici B C - - A - - - - - - - - - -

Plaka yükleme C - - C B B B C C A C B B B A

Geçirimlilik C - A - - - - B A - - - - A A

Hidrolik çatlatma - - B - - - - C C - B - - B B

Sismikler C C - - - - - - - A - - B A A

67

IV.2 Laboratuvar Deneyleri

Laboratuvar deneyleri yapılmalarının görece kolaylı�ı ve dü�ük maliyeti nedeni ile

ço�unlukla tercih edilmektedir. Ancak gere�ince uygulanmadıkları ve araziden gelen

numunenin amaca uygun olmaması durumunda sonuçlar yanıltıcı olur. Bu deneyler. TS

1900/2005 veya kar�ıtları olan ASTM standartlarına göre gerçekle�tirilir. Deneylerde en

önemli husus numunelerin do�adaki özelliklerinin korunmasıdır. Bu amaçla örselenmi� zemin

numuneleri a�zı parafinlenmi� cam veya plastik 500ml kaplarda veya çift plastik torbaya

koyulup üzerleri sabit kalemle i�aretlenerek, örselenmemi� numuneler ise benzer biçimde

i�aretlenmi� özel tüplerinde de�i�mez sıcaklık (20°C) ve rutubette saklanır. Örselenmemi�

numuneler ve kaya karıotları araziden laboratuvara özel koruma kutusunda ta�ınmalıdır.

Numuneler laboratuvarda iki haftadan fazla saklanacaksa ısı/rutubet kontrollu odada

tutulmalıdır. Kaya numuneleri tortul kayaçtan alınmı� ise su içeri�ini yitirmemeleri için karot

kutusuna yatırılmadan örselenmi� zemin numuneleri gibi çift kat plastik torbaya konulmalıdır.

Çatlaklı ortamdan alınmı� kaya karotlarının süreksizlikler boyunca ayrılmaması için bunların

kuyu ba�ında bantlanması ve yönlendirilmesi gerekir.

IV.2.1 Zeminde Sınıflandırma Deneyleri

Örselenmi� ve örselenmemi� zemin ve kaya numuneleri öncelikle sınıflandırma i�lemine tabi

tutulur. Sınıflandırma zemine herkesin hızla anlayabilece�i standart simge verme yanında

zemin ve kayanın di�er özellikleri hakkında önemli ön bilgiler sa�lar.

Mühendisler arasında teknik ileti�imin sa�lanması, laboratuvar-�antiye-büro arasında bilgi

akı�ı sa�lanması ve zemin özelliklerini önceden kestirme amacı ile sınıflandırma yapılır.

Sınıflandırma i�lemleri TS1500/2000 veya ASTM D2487’ye göre yapılır. Bu i�lemler için

a) Zemin numunesinin içerdi�i ta�,çakıl,kum ve incelerin yüzdesi

68

b) Yarısından fazlası 0.074mm elek üzerinde kalan numuneler için üniformluk ve süreklilik

katsayıları

c) Likit limit

d) Plastik limit ve plastisite indisi

de�erlerinin bilinmesi gerekir. Bunlarla akı� diyagramlarına girilerek zemine iki veya dört

harfli bir simge verilir, ayrıca niteli�i 2 -6 sözcük kullanımı ile anlatılır.

IV.2.1.1 Do�al Su Muhtevasının Ölçümü (wn)

Araziden gelen numunenin zaman geçirmeden do�al su muhtevasının ölçülmesi gerekir. Bu

i�lem 105±5° sıcaklıktaki etüvde, kızıl ötesi ı�ın altında veya mikrodalga fırınında

gerçekle�tirilir. Bazı kaya türleri mikrodalga fırında parçalanabildi�inden bunların kapaklı bir

kapta kurutulması gerekebilir. Kor ve ba�kala�ım kayalarında do�al su muhtevası ölçülmesi

zorunlu de�ildir. Do�al su muhtevası zeminin sıvılık indisi IL’nin bulunması açısından önem

ta�ır.

IV.2.1.2 Kıvam Limitlerinin Ölçümü

Suyla karı�tırılan ince daneli zeminler su içeri�inin yükselmesi ile katıdan plasti�e, oradan da

sıvıya dönü�tü�ünden bu hal de�i�ikli�inin hangi su muhtevasında olu�tu�unu bilmek gerekir.

Kıvam limiti deneyleri dane boyutu 0.42 mm’den ince numuneler üzerinde

gerçekle�tirilmektedir.

IV.2.1.2-a Çarpmalı Aletle Likit Limit Ölçümü (wL)

Casagrande aleti de denilen bu deney killi zeminlerde iyi sonuç vermekte, siltli/kumlu

örneklerde ölçümde sorunlar ya�anabilmektedir. Ölçüm özel ka�ı�ı ile açılan olu�un

numunenin içinde bulundu�u çana�ın özel tabana 25 vuru�ta 1cm boyunca kapandı�ı su

69

muhtevası olarak yapılmaktadır. 25 vuru� kar�ılı�ı wn’yi bulmak için deney de�i�ik su

muhtevalarında en az üç kez tekrarlanır (w1,w2,w3). Numunenin alındı�ı bölge killeri için

yeterli ara�tırma yapılmı�sa vuru� sayısının N=23-28 arasında kalması ko�ulu ile w gibi su

muhtevasında yapılmı� tek deneyde akma do�rusunun bilinen e�imininden yararlanarak

ββββ

��������

������������

����====tan

L 25Nww

biçiminde de sonuçlandırılabilir. Türkiye için aksi ara�tırmalarla kanıtlanmamı� ise, tanβ

de�eri 0.09-0.13 dı�ında olamaz.

IV.2.1.2-b Koni Penetrasyon Deneyi ile Likit Limit Ölçümü

Çarpmalı yöntemden daha güvenilir sonuçlar veren bu deneyde numunenin yüzeyine 5 saniye

süreyle serbest bırakılan tepe açısı standard boyutlu çelik koninin zemine batması 0.01mm

duyarlıkta ölçülür . Likit limit 20mm koni penetrasyonunu sa�layan ve 5 N/mm2 bir kayma

direncine kar�ılık olan su muhtevası olarak tariflenir. Aynı direnç çarpmalı alette 3 N/mm2

olarak belirdi�inden koni penetrasyonla ölçülen wL de�erleri %4 daha yüksek çıkabilir. Likit

limit deneyinin hangi aletle yapıldı�ı raporlarda belirtilmelidir.

IV.2.1.2-c Plastik Limit (wP)

Plastik limit, karı�ımın yarı katıdan �ekil verilebildi�i kıvama dönü�tügü alt su muhtevasıdır.

El ayası altında, buzlu cam üzerinde yapılan yuvarlama i�lemi ile suyu kaybettirilen

numunenin 3mm kalınlıkta ufalandı�ı a�amada saptanır. Deney operatör önyargısına açık

oldu�undan �imdilerde koni dü�ürme yöntemi ile ölçümünün yapılabilirli�i ara�tırılmakta ve

bu yöntemin kullanılması önerilmektedir.

70

IV.2.1.2-d Büzülme Limiti (wS)

Zemin-su karı�ımının yarı katı halden katıya dönü�tü�ü su muhtevası ile tanımlanan büzülmü

limiti su muhtevasındaki azalmanın e�it hacım azalması ile izlenmedi�i noktayı yakla�ık

olarak tesbit eder. Ba�langıç hacmı ve su muhtevası bilinen numunenin hacmı, kurutulduktan

sonra da duyarlı bir �ekilde ölçülerek hesaplama yapılır. Kurak ve yarı kurak bölgelerde temel

zemininin �i�me-büzülme sorunları yaratıp yaratmayaca�ının ölçütüdür.

IV.2.1.3 Dane Boyutunun Ölçümü

Zeminler ta�, çakıl, kum, silt ve kil boyutlarını birlikte veya bunların herhangi bir bile�imi

olarak içerirler. Bu boyutlar dolaylı olarak eleme ile ölçülür. Numune 0.076mm elek üzerinde

yıkanarak silt ve kilinden, yani ince danelerden arındırıldıktan sonra uygun elek dizisinden

mekanik sarsak yardımıyla geçirilir ve dane da�ılımı e�risi çizilir. Bu i�lem tüm sınıflandırma

deneyleri için yeterlidir. Buradan numenin içerdi�i ta�, çakıl, iri-orta-ince çakıl, kaba,orta,ince

kum ve silt/ kilden olu�an incelerin yüzdesi saptanır. Çizelge- IV de dane boyutu ayırımı

gösterilmi�tir. Dane da�ılımı e�risinden üniformluk katsayısı ve süreklilik katsayısı

hesaplanır.

�ZELGE IV- ZEM�N DANE BOYUTLARI (TS 1500/2000)

DANE �R� ORTA �NCE

TA� 200 - 60

ÇAKIL 20 6 2

KUM 2 0.6 0.2

S�LT 0.08 -

K�L 0.002 - -

71

IV.2.1.4 Zeminlerin Sınıflandırılması

IV.2.2 Kayaların Sınıflandırılması

Kayaların sınıflandırma i�lemleri kaya malzemesi ve kaya kitlesi için ayrı ayrı, istenirse

birlikte yapılabilir. Kaya yapıların önemi nedeni ile sınıflandırma genel amaçlı olma yanında

temeller, tüneller, yamaçlar gibi özel durumlar için farklı yakla�ımlarla yapılmalıdır.

Zeminlere benzemez olarak kayaların sınıflaması fiziksel özellikler yanında a�ırlıklı olarak

mekanik özelliklere göre yapılır.

IV.2.2.1 Porozite

Kayayı olu�turan minerallerin bir bölümü suya kar�ı yansız (inert) karakterde iken bazıları

suyla kar�ıla�tı�ında �i�er. Porozitenin ölçülmesinde kil minerali içeren kayaların bu niteli�ini

su emme/�i�me deneyi ile de�erlendirmek gerekir. �i�meyen kayalarda numune suda

kaynatılarak veya su içinde emme’ye(vakum) tabi tutularak doyurulur. Buradan bo�lukların

hacmı tayin edildi�inden karotun tüm hacmı ile oranlanarak porozite hesaplanır.

IV.2.2.2 Elastisite Modülü

Taze, yani süreksizlik içermeyen kaya elastik varsayımı ile tek veya iki eksenli gerilme

sisteminde deviatör gerilmeye tabi tutularak boy ve çap de�i�tirmeleri (εz,εx) streyngeyç

denilen harekete duyarlı tellerle ölçülür. Boy kısalmasının ilk boya oranı olarak tariflenen

modül deformasyon veya elastisite modülü E olarak nitelendirilir. E amaca göre kiri� (Es),

te�et (Et) veya kırılma gerilmesinin %50sine kar�ılık gelen ortalama de�er E50 biçiminde

�ekil-3’e göre hesaplanabilir. Hangi de�erin kullanılaca�ı hesaplama amacına , daha do�rusu

zeminin temel altında görece�i birim deformasyon ε’a ba�lıdır.

72

IV.2.2.3 Poisson Oranı

Poisson oranı gerilme uygulamasının herhangi bir a�amasında yanal birim boy de�i�tirmenin

dü�ey birim boy de�i�tirmeye oranı olarak tanımlanır. Ölçümü zorunlu de�ildir.

IV.2.2.4 Basma Dayanımı

Kayanın basma dayanımı σc genel kural olarak karot üzerinde tek eksende yükleme ile ölçülür

ve MPa olarak bildirilir. Numunenin alt ve üst yüzleri deneyden önce planyalanmalı veya aynı

amaçla kükürt ya da özel çimento dökülerek düz/yatay hale getirilmelidir.

IV.2.2.4.1 Basma Dayanımının Nokta Yükleme Deneyinden Tahmini

Basma dayanımının do�rudan ölçümü için uygun geometrik biçimde numune veya kapasitesi

yeterli pres bulunamadı�ında portatif nokta yükleme cihazı ile yapılan deneyde ölçülebilen

çekme dayanımından yola çıkılarak basma dayanımı dolaylı olarak hesaplanabilir.

IV.2.2.5 Kaya Sınıflandırma Sistemleri

Kayaya oturacak yapıların a�ırlı�ı ve önemi nedeniyle sınıflandırma sistemleri daha ayrıntılı

olarak gerçekle�tirilir.

IV.2.2.5-a Suda Da�ılma Yetene�ine göre Sınıflama

Suya iste�i olan mineraller içeren kayalar kuru iken makul basma dayanımları gösterseler

dahi suyla kar�ıla�tıklarında da�ılma özelli�ine sahiptirler. �eyl ve kilta�ı gibi tortul kayaçlar

ıslanma-kuruma döngülerine tabi tutulduklarında da�ıldıklarından bu tür kayaçlarda

sınıflamanın di�er sistemler yanında suda da�ılma özelli�ine göre de sınıflandırılmaları

gerekir.

73

IV.2.2.5-b Basma Dayanımına göre Sınıflandırma

Taze kayanın sınıflandırılması en basit biçimde tek eksenli basma dayanımı esas alınarak

yapılabilir. Çizelge III’de genel uygulama bulmu� ölçek gösterilmektedir. Bu ölçe�e göre

zemin-kaya geçi�i σc = 1MPa düzeyinde olup bunu üzerindeki dayanımlar kayayı

göstermektedir.

Ç�ZELGE III - KAYANIN BASMA DAYANIMINA GÖRE AYIRIMI

IV.2.2.5-c Basma Dayanımı ve Elastisite Modülüne göre Sınıflandırma

Kayaların E/σc oranları olduça kararlı oldu�undan bu yoldan yapılan sınıflandırmanın daha

sa�lıklı oldu�u söylenebilmektedir. Sistemde kaya yüksek,orta ve alçak modül oranı

guruplarına içerilir. Bunun ötesinde Poisson oranını da kullanan sınıflandırma sistemi, yapılan

tanımlamanın güvenirli�ini daha da artırır.

IV.2.2.5-d Kaya Kitlesinin Sınıflandırılması

Kaya kitlesinin yani çatlak, fay gibi süreksizlikler içeren ortamın sınıflandırılması genel

amaçlar için RMR (rock mass rating) sistemi ile kolayca yapılabilir. Bu sistemi kullanabilmek

için kayanın kalite katsayısı RQD, basma dayanımı, süreksizliklerin aralı�ı ve bunların

in�aatın eksenine göre konumu, yüzeylerinin pürüzlülü�ü ve yıpranma durumu ve yeraltı suyu

debisi hakkında arazi, sondaj ve laboratuvar deneyleri ile bilgi sahibi olmak gerekir. �lgili

DAYANIM

σσσσc (MPa) 700 250 100 50 5 1

SINIF Çok yüksek Yüksek Orta Dü�ük Zayıf Çok zayıf

74

çizelgenin kullanımı ile toplanan RMR sayısı kayanın sınıflandırılması için Çizelge III-

uyarınca kullanılır.

�ZELGE III RMR �LE KAYA K�TLES� SINIFLAMASI

Kaya kitlesinin RMR de�eri ile temel ta�ıma gücü, tünel boyutları ve yamacın duraylılı�ı

arasında ba�ıntı kurulabilir. Sadece sondajda alınan karotların içerdi�i çatlak/süreksizlik

yüzeylerinin yüzdesini yansıtan kaya kalite katsayısı RQD ile hesaplama yapılmamalıdır.

IV.2.3 Zeminin Mekanik Özellikleri

Zeminler a�ırı heterogen ve e�yönsüz özellikler ta�ıdıklarından bunların mekanik

özelliklerinin ayrıntılı ve standardlara (ASTM, BS, TS1900/2005) uygun ölçülmesi gerekir.

Zeminin mekanik özellikleri arasında kullanılan simgeleri de göstererek sıkı�abilirlik (σc,

av,Cc,cv,), sukunette toprak basıncı katsayısı (K0), bo�luk suyu parametreleri (B,A), kayma

direnci parametreleri (c,c’,cr,φ,φ’,φr) laboratuvarda ölçülebilir. Bu deneyleri yapacak

laboratuvarların Bayındırlık ve �skan Bakanlı�ı yetki belgesi veya ISO 9000’e uygunluk

sertifikaları olmalıdır.

IV.2.3.1 Zeminin Fiziksel Özelliklerinin Ölçümü

Zeminlerin mekanik özellikleri önemli ölçüde bunların fiziksel özelliklerine ba�lıdır. Bu

nedenle mekanik deneylere geçmeden veya bunların icrası sırasında ölçümü daha hızlı ve

kolay olan fiziksel özellikler ölçülmelidir.

RMR 100-81 80-61 60-41 40-21 <20

SINIF Çok iyi �yi Orta Zayıf Çok zayıf

75

IV.2.3.1-a Porozite/Bo�luk Oranı

Zeminin geçirimlili�inden sıkı�abilirli�ine kadar birçok özelli�ini yansıtan bo�luk oranı e ,

içerdi�i bo�lukların hacmının dane hacmına oranlanması ile hesaplanır. Bu amaçla,

laboratuvara getirilen UD (örselenmemi�:undisturbed) numune tüpünün kullanımı en do�ru

sonucu verir. Tüpün içindeki numunenin toplam hacmı, net a�ırlı�ı, sonradan ölçülecek su

muhtevası de�erlerini kullanarak e’yi en do�ru biçimde hesaplamak mümkündür. Bu

yapılmamı� ise konsolidasyon veya üç eksenli hücre kesme deneyi numunelerinde benzer

ölçümler yapılarak da e’yi hesaplamak mümkünse de do�ruluk derecesi yüksek düzeyde

olmaz.

IV.2.3.1-b Do�al Su Muhtevası

Yukarıda da de�inildi�i gibi örselenmi� veya örselenmemi� numunenin öncelikle ölçülen

do�al su muhtevası (wn) do�adaki durumunu yansıtma açısından önem ta�ır. Bu yoldan

tariflenen sıvılık indisi

PL

nLL ww

wwI−−−−−−−−====

zeminin arazideki kıvamını gösterir. �öyle ki, sıvılık indisinin 1 veya bir’e yakın olması

zeminin arazide sıvıya yakın kıvamda bir di�er deyi�le normal yüklenmi�, oldu�unu

gösterirken sıfıra yakın veya sıfırdan küçük de�eri ise giderek artan a�ırı konsolidasyon

etkisini yansıttı�ından ayrıntılı deneylere geçilmeden zeminin mekanik özellikleri hakkında

önemli ön bilgilere varılmı� olur.

IV.2.3.1-c Dane Özgül A�ırlı�ı

Zemini olu�turan katıların mineralojik içeri�inin bir ölçütü olan dane birim hacım a�ırlı�ı (ρs)

veya bunun boyutsuz biçimi olan özgül a�ırlı�ın (Gs) ölçümü zor ve hataya açık oldu�u kadar

76

kumlu ve siltmi zeminler için 2.65, killi zeminler için 2.7 dolayında yapılan varsayimların

önemli bir hata getirmedi�i gerekçesi ile do�rudan ölçümü büyük önem ta�ımaz.

IV.2.3.2 Zeminlerin Sıkı�abilirli�i

Yapıların tasarımında ta�ıma gücü kadar önem ta�ıyan oturmaların hesaplanması için gerekli

sıkı�abilirlik katsayıları en kolay biçimde ödometrede yapılan konsolidasyon deneyinden elde

edilebilir. Çapı 50mm veya daha büyük, kalınlı�ı 20mm olan numune ödometre halkasına

yerle�tirilip üzerine lineer artı� oranı (LIR) ile uygulanan gerilme kademelerinde zamana kar�ı

sıkı�ma de�erleri alınarak zaman-sıkı�ma ve bo�luk oranı-gerilme e�rileri olu�turulur.

Öncekinden sıkı�manın hızını gösteren konsolidasyon katsayısı cv, ikincisinden ise sıkı�ma

katsayısı av veya sıkı�ma indisi Cc ve de en önemlisi, ön konsolidasyon basıncı σc elde edilir.

Zemin a�ırı konsolide ise yükleme 3200 kPa’a kadar sürdürülürken bo�altma-yeniden

yükleme a�aması tercihen ön konsolidasyon basıncını geçtikten sonra yapılmalıdır. Normal

yüklenmi�, yani yumu�ak killerde bo�altma-yeniden yükleme i�lemi gerekmez. 800 kPa dan

dü�ük olmama �artı ile, deneyin en yüksek gerilmesi uygulandıktan sonra bo�altma ile

yetinilir.

Ödometre deneyinde numunede olu�turulan hidrolik e�imler a�ırı yüksek oldu�undan duyarlı

zeminlerde deney gerçek sıkı�abilirlik ve hızını yansıtmayaca�ından kontrollu hidrolik e�imli

konsolidasyon deneyinin (CGT) uygulaması daha do�ru bir seçenek olacaktır.

IV.2.3.3 Kumun Kayma Direnci Parametresi

Çimentolanmamı� kumlarda numune olu�turma bazı deneylerde sorun çıkardı�ından bunlar

tercihen kesme kutusu veya NGI tipi do�ru kesme aletinde denenirler. Bu deneylerde

örnekler kuru olabilece�i gibi batık olarak da denenebilir. Önemli olan her deney örne�inde

seçilmi� bo�luk oranının tekrarlanmasıdır. Numunenin geçirimlilik katsayısı k yüksek

77

oldu�undan deneyde konsolidasyon ve drenajlı kesme mümkündür. En az iki farklı normal

gerilmede yapılan deneyden kumun kayma direnci açısı φ’ ölçülmü� olur. Kumlu, yani kesme

sırasında önemli hacım azalma ve artı�ı gösteren zeminlerde boy de�i�iminin ölçümü büyük

önem arzeder. Bu nedenle kesme hareketi-direnç e�risi yanında, kesme hareketine kar�ı ±

boy de�i�tirme grafi�i verilmelidir.

IV.2.3.4 Killi Zeminin Drenajsız Kayma Direnci

Arazide kısa vadeli yükleme durumlarında beliren fazla bo�luk suyu basıncının dengelenmesi

olana�ı bulunmadı�ından bu ko�ulu yansıtan deney laboratuvarda drenajsız olarak yapılır.

Drenajsız deney serbest basınç veya üç eksenli hücrede konsolidasyonsuz-drenajsız (hızlı)

olarak gerçekle�tirilir. Serbest basınç deneyi (UC) dü�ük a�ırı konsolidasyon oranlı (OCR<5)

killerde idealdir. Çakıllı, kumlu zeminlerde gerçek direnci yansıtmaz. Drenajsız üç eksenli

hücre kesme deneyinde (UU) her tür zemin denenebilir. Ancak doygun örnekte yatay kırılma

zarfı varsayımı yapıldı�ından zarfı orijinden geçen kumda ve zarfı belirgin biçimde e�ik a�ırı

konsolide killerde sonuçlar gerçekçi olmaz. Ölçülen parametreler cu, φu bu durumda toplam

gerilmelere göre ifade edilmektedir.

IV.2.3.5 Konsolidasyonlu Drenajsız Deneylerle Mukavemet Ölçümü

Zemin direncinin efektif gerilmelere göre gösterilmesi için bo�luk suyu basınçlarının

ölçülmesi gerekir. Bo�luk suyu basıncının kontrolu ve ölçümü için en elveri�li deney üç

eksenli olarak anılan hücre kesme deneyidir. Killer yanında kumlara da uygulanabilen

deneyde numune önce suya doygun hale getirilir . Doygunluk, artırılan çevre basıncının

bo�luk suyu basıncına yansıdı�ını gösteren B bo�luk suyu basıncı parametresinin 1.0’e

eri�mesi, yani hücre basıncı artı�ının numunedeki bo�luk suyu basıncına e�it yansıması ile

anla�ılır.

78

Doyurulmu� numune ikinci a�amada öngörülmü� basınca konsolide edilir. Killi zeminlerde

numunenin �i�memesi için hücre konsolidasyon basıncının arazideki örtü yükü e�de�eri

gerilmeden fazla dü�ük olmaması gerekir. Ayrıca, doygunlu�un korunması ve olası dü�ük

bo�luk suyu basınçlarının ölçülebilmesi için numunenin bo�luk suyu basıncı uw0 =500 kPa

dolayında (geri basınç) tutulmalıdır. Bu durumda hücre basıncının istenen de�eri (σ3 +500)

olacaktır.

Konsolidasyon iki �ekilde sa�lanabilir. Birinci yakla�ımda öngörülen konsolidasyon

basıncına hücre basıncı adım adım yükseltilerek eri�ilir ve numunede beliren fazla bo�luk

suyu basıncının sönümlenmesi beklenir. Bu tür konsolidasyona izotrop konsolidasyon denir

ve a�ama CI ile gösterilir .

�zotrop, yani e�yönlü konsolidasyon arazi ko�ullarını yansıtmadı�ından daha gerçekçi bir

yakla�ımda anizotrop konsolidasyon (CA) i�lemi uygulanabilir. Bu yakla�ım arazide

yanal/dü�ey gerilmelerin e�it olmadı�ı bilgisinden gelmekte, aynı zamanda sükunette toprak

basıncı katsayısının ölçümüne olanak sa�lamaktadır. ��lem, göbe�ine yanal deformasyon

ölçer bir transdüser ba�lanmı� numunenin K0 a yakın gerilme oranları sa�layacak hücre

basıncı ve statik dü�ey yük (pistona) artırımları ile yapılır. Amaç konsolidasyon i�leminin her

a�amada sıfır yanal deformasyonla gerçekle�tirilmesi, böylece numunede kayma

deformasyonlarının olu�turulmamasıdır.

Üçüncü a�ama olan kesme i�leminde geri basınç muhafaza edilip numunenin dı�arı ile su

alı�veri�i önlenerek dü�ey yük kesme süreci 1-2 saat içinde bitirilecek �ekilde yükseltilir. Bu

yoldan drenajsız kesme CIU veya CAU deneyi (konsolidasyonlu-drenajsız) gerçekle�tirilmi�

olur. Deneyde konsolidasyon hacmı, bo�luk suyu basınçları, dü�ey yük okumaları dü�ey ve

yanal boy de�i�tirmelere kar�ı sürekli olarak kaydedilir. Deney istendi�i takdirde boy

de�i�tirme yerine gerilme kontrollu olarak da gerçekle�tirilebilir.

79

Bu deney sonuçları c, c’, φ, φ’, B, A ile efektif gerilme analizi yapmak mümkün oldu�u gibi,

deformasyon modülü Eu’yu da istenen a�amada hesaplamak mümkün olur.

CU deneyler sınıflamada C ve M simgesi almı� zeminlerde ba�arı ile uygulanabildi�i gibi

gereken durumlarda kumlarda da yapılabilir. Orta-iri çakıl ve ta�lar içeren örneklerde numune

çapı 100mm den küçük olamaz .

IV.2.3.6 Konsolidasyonlu Drenajlı Deneyler

Çok uzun vadeli stabilite problemlerinde kullanılacak efektif parametreler drenajlı deneylerde

ölçülür. Bu deney türü üç eksenli hücrede veya do�ru kesme/kesme kutusu aletinde

gerçekle�tirilebilir ve yukarıda anlatıldı�ı gibi CID ya da CAD olarak gösterilir. Önce

doyurma ve konsolide etme a�amaları yukarıda anlatıldı�ı gibi gerçekle�tirilir. Deneyin amacı

kesme hızının her a�amada numunede hiç fazla bo�luk suyu basıncı belirmemesini sa�layacak

yani efektif gerilmelerin e�emen olaca�ı biçimde dü�ük tutulmasıdır. Bu nedenle deney

normal ko�ullarda 10-30 gün gibi bir süre gerektirir. Kesme hızı konsolidasyon a�amasında

hesaplanan konsolidasyon katsayısı cv den hesaplanmalıdır. Deney sonucunda c’d , φ’d ve Ed

de�erleri bulunur. Konsolidasyonlu drenajsız ve konsolidasyonlu drenajlı deneylerden elde

edilen efektif parametreler arasında fark olmadı�ı savı her zaman geçerli olmayabilir.

IV.2.3.7 Kalıntı Parametrelerin Bulunması

�nce daneli zeminler, özellikle a�ırı konsolide ve yüksek plastisiteli killer yenildiklerinde

genellikle büyük bir mukavemet kaybına u�rarlar. Doruk de�erlerden kalıntı (residual)

parametrelere dü�ü�ün birçok zemin probleminde hesaplamalar için bilinmesi gerekmektedir.

Kalıntı parametreler en kolay �ekilde kesme kutusu veya halka kesme aletinde ölçülür.

Konsolide edilen numune kesme a�amasında doruk dirence ula�tıktan sonra 1m mertebesinde

80

ötelenmenin sa�lanaca�ı ölçüde ek harekete maruz bırakılıp 24 saat dinlendirildikten sonra

drenajlı olarak kesilir. Bulunan parametreler cr ve φr olacaktır.

IV.2.4 Kayanın Mekanik Özellikleri

Sa�lam kayanın kayma direnci tek parametreye (σt: çekme dayanımı) ba�lı oldu�undan bu

de�erin do�ru olarak ölçülmesi önem ta�ır. Bu amaçla çe�itli deneyler aynı zamanda

uygulanabilir. Basma dayanımı ölçümü geleneksel olarak aynı amaca yönelik

kullanıldı�ından karotlarda her iki de�erin de ölçümü yararlı olur. Süreksizlik içeren kayada

farklı deneyler kullanılmalıdır.

IV.2.4.1 Çekme Dayanımının Do�rudan Ölçümü

Bu deneyde karot çenelere ba�lanarak tam eksenel konumda çekme kuvvetine tabi tutulur.

Yükün eksenel tutulabilmesi için karot EX ya da AX ten büyük olmamalıdır.

IV.2.4.2 Çekme Dayanınımının Yarma Deneyi ile Ölçümü

Çekme dayanımı güvenilir olarak tercihen NX , veya daha büyük çaplı karotun yan yatırılarak

uzun ekseni boyunca basma yüküne tabi tutulması ile kolayca ölçülebilir.

IV.2.4.3 Yenilme E�risinin Üç Eksenli Hücrede Tayini

Deney yumu�ak sa�lam kayada zemin tipi, sert kayada ise Hoek-Franklin tipi hücrede yapılır.

Bu deney karotlar üzerinde en az 5 farklı çevre basıncında icra edilerek, çekme dayanımının

da kullanımı ile kayanın büyük-küçük asal gerilme (σ1-σ3) veya normal gerilme-kayma

gerilmesi (σn-τ) ba�ıntısını Griffith-Brace veya Hoek-Brown’a göre bulunmasında yararlı

olur. Mohr-Coulomb hipotezi kayada gerçekçi de�ildir. Deney sırasında istenirse dü�ey ve

81

yatay streyngeyç kullanımı ile elastisite modülünün çevre basıncının fonksiyonu olarak

de�i�imi yanında Poisson oranı da ölçülebilir.

IV.2.4.4 Kaya Çatla�ının Rijitlik Ölçümü

Sondajdan alınmı� karotlar veya yüzeyden toplanmı� numuneler do�al ya da yapay

süreksizlikler içeriyorsa çatla�ın dolgu veya yüzey kaplama maddesinin korunması ile çatlak

direnci do�ru kesme deneyinde ölçülebilir. Süreksizlik yüzeyi , deney aletinin kesme yüzeyi

ile özel çimento kullanılarak tesbiti ve ayarlanması suretiyle çakı�tırılmalıdır. Aynı çatlak

yüzeyi farklı normal gerilmelerde en az üç kez kesilerek çatlak direnci bir e�ri veya iki

do�rudan olu�an bir fonksiyonla gösterilir. Deney sırasında kesme kuvveti, yatay ve dü�ey

hareketler kar�ılıklı olarak ölçülür. Buradan maksimum çatlak direnci ve maksimum kabarma

açısı de�eri normal gerilmeye kar�ı okunur. Deney aynı çatlak yüzeyi üzerinde

gerçekle�tirilemiyor ise farklı çatlak yüzeylerinden elde edilen de�erler yüzey geometrisi ve

boyut etkisi giderilerek yorumlanmalıdır.

Birçok durumda tatminkar do�al süreksizlik yüzeyi deneyi yapılamaz. Bu durumda kayanın

temel sürtünme açısı φb minimum ko�ul olarak kabul edilecek ise elmas testere ile tam yatay

kesilmi�, tercihen kum püskürtme ile pürüzlendirilmi� yüzeyler denenebilir.

82

V. SIVILA�MA TEHL�KES�N� BEL�RLEME YÖNTEMLER�

V.1 Giri�

V.2 Sıvıla�ma Tehlikesinin Belirlenmesi

V.2.1 SPT deneyi verileri ile sıvıla�ma tehlikesi belirlenmesi

V.2.1.1 Seed-Idriss metodu

V.2.1.2 Japon �artnamesi Kayıtları (1988)

V.2.1.3 CPT verileri kullanarak sıvıla�ma tehlikesi belirlenmesi

V.2.1.4 Kayma dalga hızı abakları kullanarak sıvıla�ma tehlikesinin tahmini

V.2.1.5 Modifiye Çin Kriteri

V.3 Potansiyel yer deplasmanlarının de�erlendirilmesi

V.3.1 Yüzey Belirtileri

V.3.2 Yüzey Oturmaları

V.3.3 Akma göçmeleri

V.3.4 Yanal Yayılmalar

V.4 Çakıl Drenler

V.1 Giri�

Suya doygun zeminlerin sıvıla�ması geçmi� depremlerde yapı hasarları olu�turan önemli

faktörlerden biri olmu�tur. Bu nedenle olu�an hasarlar 1964 Alaska, 1964 Niigata, 1971 San

Fernando, 1989 Loma Prieta, 1994 Northridge, 1994 Hyogoken-Nanbu (Kobe), 2003 Denali,

1999 Tayvan ve 1999 Marmara depremlerinde tespit edilmi�tir. Müstakbel depremlerde de

sıvıla�maya ba�lı hasarların meydana gelmesi beklenmektedir.

Sıvıla�manın neden oldu�u hasarın azaltılmasını sa�layacak tasarım, sıvıla�ma tehlikesinin

de�erlendirilmesi, olu�ması muhtemel zemin deplasmanlarının de�erlendirilmesi, zeminin

mukavemet kaybına veya zemin deplasmanlarına dayanacak tasarım yolu ile zararın

83

hafifletilmesi, sıvıla�ma potansiyelini azaltıcı önlemler alınması, veya alternatif bir in�aat

alanı seçilmesinden müte�ekkildir.

V.2 Sıvıla�ma Tehlikesinin Belirlenmesi

V.2.1 SPT deneyi verileri ile sıvıla�ma tehlikesi belirlenmesi

V.2.1.1 Seed-Idriss metodu

Bir mahaldeki sıvıla�ma potansiyeli genel olarak güvenlik sayısı ile belirlenir. Güvenlik

sayısı, sıvıla�maya neden olan çevrimsel gerilme olarak ifade edilen sıvıla�maya kar�ı mevcut

zemin direncinin, tasarım depreminin sebep olaca�ı çevrimsel yük gerilmesine oranı olarak

tanımlanır. Her iki gerilme de�eri, bahse konu her derinlik için efektif jeolojik yüke

bölünerek normalize edilir ve bu suretle çevrimsel yük mukavemet oranı, CRR, ve depremin

neden oldu�u çevrimsel gerilme oranı, CSR, de�erleri belirlenir.

Sıvıla�maya kar�ı güvenlik sayısının belirlenmesi a�a�ıdaki metodlarla yapılabilir:

1. Ampirik yöntemler. Çok yaygın olarak kullanılan bu yöntemler, gözlenen sıvıla�ma oyları

ile standart penetrasyon deneyi (SPT), koni penetrasyon deneyi (CPT), Becker çekici deneyi

(BHT), kayma dalga hızı ölçümleri (SVT) gibi eskiden beri kullanılan arazi deney

ölçümlerinin arasındaki korelâsyonlara dayanır. Seed ve Idriss (1971) SPT darbe sayılarına

dayanan ve yaygın olarak kullanılan “basitle�tirilmi� yöntem” i yayınlamı�lardır.

“Basitle�tirilmi� yöntem”’in geli�tirilmesi sonucu 1997’de yapılan NCEER toplantısında bu

yöntemin özellikle Güney Kaliforniya’da mühendislik uygulamalarında kullanılması üzerinde

yo�unla�ılmı�tır.

2. Analitik metodlar. Analitik metodlar sıvıla�ma potansiyelinin tahmininde daha az

kullanılmaktadır. Ancak bu metodlar, zemin ko�ullarının ampirik yöntemin uygulanmasına

elvermedi�i durumlarda kullanılmaktadırlar. Önceleri (1970 lerde) analitik yakla�ımda

zeminde olu�an kayma gerilmeleri SHAKE programı ile hesaplanarak bunlar üçeksenli

84

dinamik veya dinamik basit kesme deneylerinden bulunan gerilmelerle kar�ıla�tırma �eklinde

ba�lamı�tır. Bilahare, ilave bo�luk suyu basınçlarındaki artı�ın da dâhil edildi�i bir zemin

modeline atıfta bulunan bilgisayar programları kullanılmaktadır. Programlarda kullanılan

nümerik yöntemler do�rusal olmayan efektif gerilmeleri de içeren DESRA ve SUMDE gibi

programlarda oldu�u gibi tek boyutlu, do�rusal olmayan efektif gerilmeleri de içeren

FLAC, TARA, DYNAFLOW, DIANA Module X gibi iki boyutlu yazılımlardır. Bu yeni

ku�ak metodlar laboratuar deneylerinden elde edilen sonuçlara veya SPT de�erlerinden

bulunan sıvıla�ma e�rilerine uyan zemin modelleri kullanmaktadır. Bu metotların, zemin

modellerinin laboratuar ve arazi deney sonuçlarından bulunan zemin modelini, dalga yayılma

mekanizmasının karma�ıklı�ını temsil etmede ve uygun deprem kaydı seçmede kısıtlılı�ı

mevcuttur.

3. Fiziksel metodlar. Bu metodlar santrifüj aleti kullanarak veya nispeten küçük sarsma tablası

kullanarak, iyi tanımlanmı� sınır �artlarında sismik yükü simüle etme esasına dayanır.

Son zamanlarda, bu yöntemler, çok büyük sarsma tablalarına büyük laminer kutular monte

edilerek ve arazide tam ölçekte patlatma yükü deneyleri yapılmak suretiyle geli�tirilmi�tir.

Ampirik metod ile sıvıla�ma tehlikesinin belirlenmesinde, 1997 NCEER i�li�inde yapılan

çalı�malar ile Youd v. d. (2001) tarafından yapılan öneriler esas alınmı� olup, a�a�ıda

özetlenmi�tir.

Burada ilk adım, maksimum yer ivmesini kullanarak, normalize edilmi� çevrimsel gerilme

oranının belirlenmesi olup, a�a�ıdaki basit ifade ile bulunur:

CSR=0.65 (amax/g) (�0/�’0) rd

Burada

(amax/g)=yerçekimi ivmesinin oranı olarak maksimum yer ivmesi,

�0 = incelenen derinlikteki toplam gerilme,

�’0 = incelenen derinlikteki efektif gerilme,

85

rd = zemin deformasyonlarına ba�lı gerilme azaltma faktörü

g = yerçekimi ivmesidir.

Maksimum yer ivmesi, incelenen sahada sıvıla�ma olmadı�ı farz edilen durumda bulunan

ivmedir. Ba�ka bir ifade ile, taban kayasındaki ivmenin, zeminin etkisi göz önüne alınarak

fakat bo�luk suyu basınçlarında olu�an artı� ihmal edilerek bulunan düzeltilmi� de�eridir. rd

de�erinin Sıvıla�ma ��li�inde (NCEER, 1997) üzerinde mutabakata varılan ifadesi a�a�ıdaki

gibidir:

rd=1.0–0.00765 z (z ≤ 9.15 m)

rd=1.174–0.0267 z (9.15 m < z ≤ 23 m)

rd = 0.744 - 0.008 z (23 < z . 30 m)

rd = 0.50 (z > 30 m)

86

�ekil 1. M=7.5 Deprem Manyitüdü �çin Sıvıla�ma Gözlemlerinden Hazırlanmı� Temiz

Kum-SPT De�eri Bazlı Abak (Modifiye Seed v. d., 1985; NCEER, 1997; Youd v. d., 2001).

�ekil 1’de hemen hemen bütün arazi verileri 12 metreden daha sı� derinlikler için olup,

bundan büyük derinliklerde büyük belirsizlikler vardır. Ampirik yöntemle sıvıla�ma tehlikesi

de�erlendirmesinde ikinci adım normalize çevrimsel yük mukavemetinin (CRR)

belirlenmesidir. En yaygın kullanılan ampirik ili�ki önce Seed (1985) tarafından derlenmi�

olup bu metot CRR de�eri ile sıvıla�manın vuku buldu�u veya bulmadı�ı yerlerden elde

edilen elde edilen düzeltilmi� SPT direnci olan (Nl)60, ile mukayesesine dayanır. �ekil 1’de

bu ili�ki M=7.5 manyitüdlü depremler için dü�ük CRR de�erlerine Sıvıla�ma ��li�inde

öngörülen düzeltme yapılarak gösterilmi�tir. Benzer ili�kiler koni penetrasyon deneyi (CPT)

87

ve Becker çekici deneyi (BHT) darbe sayısı ve kayma dalga hızı için de mevcuttur, ancak en

çok kullanılan SPT darbe sayıları ile olan il�kidir.

�ekil 1’de, CRR de�erleri farklı mahaller için hesaplanarak, (N1)60 de�erlerine kar�ı

çizilmi�tir. (N1)60, SPT darbe sayılarının % 60 enerji oranı ve 100 kPa jeolojik yüke göre

normalize edimi� de�erleridir. �çi dolu semboller sıvıla�ma olan, içi bo� olanlar yüzey

belirtilerine gore sıvıla�ma olmayan yerlere tekabül etmektedir. E�riler sıvıla�ma olan ve

olmayan bölgeleri ayıran sınırlardır. Üç e�ri %5-%35 arasında ince dane (FC) içeren

zeminlere kar�ılık gelmektedir.

Sıvıla�ma i�li�inde (N1)60 de�erini temiz kum e�de�er temiz kum de�erine çevirmek için

a�a�ıdaki ifadeyi vermi�tir:

(N1)60,cs = + (N1)60

= 0 , = 1.0 (FC � 5% ise)

= exp[1.76 – (190/FC2)] , = [0.99 + (FC1.5/1000) (5% < FC < 35% için)

(5% < FC < 35% için)

= 0 , = 1.2 (FC � 35% ise)

(N1)60 için di�er düzeltmeler:

(N1)60 = NmCNCECBCRCS

Burada, Nm= deneyde bulunan SPT darbe sayısı, CN= Nm de�erini bir referans jeolojik yüke

tahvil etmek için katsayı, CN= enerji oranı (ER) düzeltme katsayısı, CB=kuyu çapı düzeltme

katsayısı, CR= tij uzunlu�u için düzeltme katsayısı, CS= gömlekli veya gömleksiz numune

alıcılar için düzeltme faktörü.

Youd (2001) tarafından önerilen düzeltme faktörleri Çizelge I’de verilmi�tir. Alternatif olarak

CN için Youd v. d. (2001) a�a�ıdaki ifadeyi vermektedirler:

CN = 2.2 / [1.2 + � vo/Pa]

CN de�eri 1.7’i geçemez.

88

� ν0= SPT deneyi sırasındaki efektif dü�ey gerilme. Youd v. d. (2001) � ν0 < 300 kPa ise,

ba�ka yöntemler kullanılmasını tavsiye etmektedir.

Bu düzeltme faktörlerinin sıvıla�ma analizi sırasında mühendis tarafından uygulanması çok

önemlidir. Uygulanmaması halinde sıvıla�ma tahminleri hassas olmaz, ya çok pahalı tasarıma,

olan ya da yetersiz performans riskine, potansiyel olarak kabul edilemez hasar sonucuna

neden olabilir.

Enerji düzeltme faktörü, CN ‘in CRR hesabında kullanılan (N1)60 üzerinde önemli bir etkisi

vardır. Bu de�er arazide kullanılan SPT çekiç sistemi ile ve yerel zemin �artları ile ciddi

olarak de�i�ebilir. Önemli yerler için CN de�erinin, sıvıla�manın olup veya olmadı�ı gibi bir

sonuca götürecek etkisi görülüyorsa, enerji oranı ölçümleri yapılmalıdır. Sıvıla�maya kar�ı

güvenlik sayısını hesaplamadan önce, �ekil 1’den elde edilen CRR de�eri deprem

manyitüdünün 7,5’dan farklı olması durumunda düzeltilmelidir. Manyitüd düzeltme faktörleri

�ekil 2’de verilmektedir.

Bu �ekil, Sıvıla�ma i�li�ine katılan uzmanların verilerine dayanılarak hazırlanmı�tır.

Belirsizlikler nedeniyle, �ekilde gösterilen bölge kullanılmaktadır. 7.5’dan büyük depremler

için üstten ikinci e�ri (Idriss e�risi) önerilir.

89

Ç�ZELGE-I SPT darbe sayılarına uygulanacak düzeltme faktörleri. Skempton

(1986)’dan alınarak düzenlenip , Robertson and Wride, (1998) tarafından listenmi�

de�erler. Youd v. d. ( 2001)

Faktör Ekipman de�i�ken Terim Düzeltme faktörü

Jeolojik yük - CN (Pa/� vo)0.5

Jeolojik yük - CN CN<1.7

Enerji oranı Donat çekiç CE 0.5-1.0

Enerji oranı Emniyet çekici CE 0.7 – 1.2

Enerji oranı Otomatik donat

çekici

CE 0.8 – 1.3

Kuyu çapı 65–115 mm CB 1.0

Kuyu çapı 150 mm CB 1.05

Kuyu çapı 200 mm CB 1.15

Tij boyu <3 CR 0.75

Tij boyu 3–4 m CR 0.8

Tij boyu 4–6 m CR 0.85

Tij boyu 6–10 m CR 0.95

Tij boyu 10–30 m CR 1.0

Numune alma

metodu

Standart numune

alıcı

CS 1.0

Numune alma

metodu

Gömleksiz numune

alıcı

CS 1.1-1.3

90

Sıvıla�ma tehlikesinin ampirik yolla belirlenmesindeki son adım, sıvıla�maya kar�ı güvenlik

sayısı, FL’in a�a�ıdaki ifadeye göre hesabıdır.

FL=CRR/CSR

E�er FL 1.0’dan büyükse sıvıla�ma gerçekle�meyecektir. E�er zemin profilinde herhangi bir

derinlikte FL de�eri 1.0’a ei�it veya 1.0’dan küçükse, sıvıla�ma tehlikesi vardır. Gerçi �ekil

1’de gösterilen e�riler verilerin zarfıdır, ancak bu zarfın ötesinde kalan ve zemin yüzeyinde

gözlenemeyen sıvıla�ma olayı vuku bulabilir. Bu nedenle, gerçek güvenlik sayısı yapı önemi

ve incelenen mahaldeki potansiyel zemin deplasmanlarına ba�lı olmak ko�ulu ile, güvenlik

sayısının binalar için genellikle 1.2–1.5 arasında alınması uygundur.

�ekil 2. Deprem manyitüdü ölçeklendirme faktörleri (NCEER, 1997; Youd, v. d., 2001)

V.2.1.2 Japon �artnamesi Kayıtları (1988)

�artname, a�a�ıdaki türden zemin tabakaları için sıvıla�ma tahkiki istemektedir:

• Derinli�i zemin yüzeyinden 15–20 metreden az olan zeminler,

91

• Orta derecede üniformiteye sahip kum tabakaları (Uc<10 ise sıvıla�ma riski orta drecede

yüksek, Uc<5 ise yüksektir. Silt / kil oranı %10’dan az, ortalama çap, D50 de�eri 0.075

ile 2.00 mm arasında ve özellikle zemin “orta kum”, D50 =0.15–1.0 mm arasında ise yine

risk yüksektir).

• Yeraltı su tablası altındaki altındaki suya doygun yerler,

• Az sıkı�tırılmı� ve SPT-N sayısı �ekil: 3’de B ve C bölgesine giren zeminler

�ekil 3. Sıvıla�ma ya kar�ı duyarlılık ve SPT-N de�eri ili�kisi

1988’de yürürlü�e giren �artnameye göre a�a�ıda sıralanan dört faktör sıvıla�ma olasılı�ını

artırmaktadır:

i. Suya doygun zeminlerde dü�ük ince dane oranı

ii. Suya doygun zeminlerde dü�ük SPT-N darbe sayısı

92

iii. Yeraltı su tablasının zemin yüzeyine yakınlı�ı,

iv. Büyük deprem hareketi

Genellikle sıvıla�ma incelemeleri/de�erlendirmelerinde zemin yüzeyinden itibaren ilk 20

metre derinlik içerisinde yer alan zeminler gözönüne alınır. Önceki gözlemlere göre hasar,

daha çok ince dane oranı %35’den az olan zemin katmanlarının bulundu�u yerlerde

yo�unla�mı�tır. Siltler, su içeri�i likit limite yakın ise veya plastisiteleri dü�ükse, sıvıla�ma

potansiyelleri incelenmelidir, çünkü ince dane oranının %35’den büyük oldu�u durumlarda

bile sıvıla�ma örnekleri vardır.

A�a�ıda sunulan yöntem, Tokimatsu ve Yoshimi (1983) metoduna dayanmakta olup, küçük

bir de�i�iklikle sıvıla�ma potansiyeli de�erlendirmesi için önerilmi�tir:

a. E�de�er çevrimsel kayma gerilmesi oranı, τd / σz’, çalı�ılan her derinlik için hesaplanır:

dz

zn

z

d rg

rσσα

στ

′=

′max

Burada,

τd = yatay düzlemde e�de�er çevrimsel kayma gerilmesi genli�i (ton-kuvvet / m2),

σz’ = incelenen derinlikteki efektif jeolojik yük (efektif dü�ey gerilme) (ton-kuvvet / m2),

rn = 0.1(M–1) = e�de�er deprem yükü çevrim sayısı,

M = tasarım deprem manyitüdü,

αmax = zemin yüzeyindeki maksimum ivme (Gal),

g = yerçekimi ivmesi = 980 Gal,

σz = toplam jeolojik yük (toplam dü�ey gerilme) (ton-kuvvet / m2),

rd = azaltma faktörü = 1–0.015z,

93

z=metre olarak incelenen tabakanın yüzeyden olan derinli�i.

b. Her derinlikte SPT-N de�eri �ekil 4 ve a�a�ıdaki formüllerle hesaplanır:

Na= N1 +Nf

N1= CN N

z

NCσ ′

= 10

Na = düzeltilmi� SPT-N de�eri,

N1 = e�de�er SPT-N de�eri,

Nf = e�de�er SPT-N de�erinde ince daneli zemin oranı için yapılacak artırım (�ekil 4),

CN = SPT-N de�erine uygulanacak çevre basıncına ba�lı düzeltme faktörü,

N = arazi SPT darbe sayısı (trip-monkey yöntemi ile veya otomatik serbest dü�ürülen

a�ırlıklar ile yapılan deneyler için geçerli olup, konik makara metodunda veya a�ırlı�ın ipin

makaradan serbest bırakılarak dü�ürülmedi�i durumlarda SPT-N de�eri %20 azaltılır).

�ekil 4. SPT-N de�erinin ince taneler oranı ile artı�ı

94

Zeminin sıvıla�maya drecini gösteren gerilme oranı, τl / σz’, düzeltilmi� SPT-N de�eri (Na)

kullanılmak sureti ile %5 kayma birim deformasyonuna tekabül eden e�ri esas alınarak �ekil

7’den bulunur. τl gerilmesi, sıvıla�maya neden olan kayma gerilmesidir.

c. Sıvıla�maya kar�ı güvenlik sayısı FL a�a�ıdaki gibi belirlenir:

d

l

d

z

z

lLF

ττ

τσ

στ

=′

′=

FL de�eri 1.00’den büyükse sıvıla�ma potansiyeli mevcut de�ildir, 1.00’den küçükse zemin

potansiyel olarak sıvıla�abilir. Güvenlik sayısının dü�mesi, sıvıla�ma potansiyelinin arttı�ına

i�aret eder.

�ekil 5. Suya doygun zemin katmalarında düzeltilmi� SPT-N de�eri ile sıvıla�ma drencinin

de�i�imi (γ= birim deformasyon, %)

95

V.2.1.3 CPT verileri kullanarak sıvıla�ma tehlikesi belirlenmesi

CPT deney sonuçları kullanılarak sıvıla�ma tehlikesi belirlenmesi için deprem manyitüdü

M=7.5 ve efektif jeolojik yük �v’=1atm alınarak Robertson ve Wride (1997) tarafından

verilen abak �ekil 6’da gösterilmektedir.

Takip edilecek yöntem a�a�ıdaki gibidir:

CRR de�eri Seed-Idriss basitle�tirilmi� metodunda oldu�u gibi hesaplanır.

Koni uç gerilmesi 1.0 atm (100 kPa) basınca göre a�a�ıdaki ifadeye göre normalize edilir:

qc1N = CQ(qc/Pa)

Burada,

CQ=(Pa/σv’)n

olup,

CQ= normalizasyon faktörüdür, (CQ< 1.7)

Pa = 1 atm (100 kPa) basınçtır (σv’ ile aynı birimde alınacak).

n = zeminin fonksiyonu olan 0.5 ile 1.0 arasında bir katsayıdır. Temiz kumlar için 0.5, silt

ve siltli kumlar için 0.50–1.00 arasıda, killer için 1.0 alınır (Youd v. d. 2001).

qc=ölçülen koni penetrasyon uç drenci

Birinci adım, kil karakterindeki zeminlerin kum veya silt karakterindeki zeminlerden

ayrımsanmasıdır. Bu ayrım, n=1.0 (killer için tipik de�er) kabul edilerek ve a�a�ıdaki

hesaplamalar yoluyla yapılır:

IC=[(3.47-log Q)2 +(1.22+log F)2 ]0.5

Q= [(qc-σv)/Pa] [( Pa /σv’)n ]

F=[ fs(qc-σv)]x(100%)

fs=çevre sürtünmesi.

96

a. E�er Q= [(qc-σv)/Pa] [(Pa /σv’)n=1.0] ifadesinden bulunan IC de�eri 2.6’dan büyükse,

zemin killi olarak sınıflandırılıp, sıvıla�madı�ı kabul edilir. Ancak, zeminin sıvıla�madı�ı

Modifiye Çin Kriteri ile de teyit edilmelidir.

b. E�er Q= [(qc-σv)/Pa] [(Pa /σv’)n=1.0] ifadesinden bulunan IC de�eri 2.6’dan küçükse,

zemin granüler olarak sınıflandırılır ve CQ ve Q de�erleri n=0.5 alınarak yeniden hesaplanır.

IC ise Q de�eri qc1N ile de�i�tirilerek,

IC=[(3.47 - log qc1N)2 +(1.22 + log F)2 ]0.5

denkleminden yeniden bulunur. Bu durumda e�er,

i) yeniden bulunan IC < 2.6 ise, zemin plastisitesiz ve granuler kabul edilerek, a�a�ıdaki

analizde kullanılır.

ii) yeniden bulunan IC > 2.6 ise, zemin siltli kabul edilerek, qc1N de�eri n=0.7 için tekrar

hesaplanır ve bu qc1N de�eriyle IC=[(3.47 – log qc1N)2 +(1.22 + log F)2 ]0.5 yeniden

bulunur ve a�a�ıda anlatılan analize devam edilir.

Herhalükarda IC > 2.4 ise, zeminden yeniden numune alınarak zemin tipi belirlenmeli ve di�er

sıvıla�ma yöntemleri ile de sıvıla�ma kontrolü yapılmalıdır.

Normalize edilmi� uç drencine, e�de�er temiz kum de�eri elde edilmek üzere, a�a�ıdaki gibi

ince dane düzeltmesi uygulanır:

(qc1N)cs = Kc(qc1N)

Burada,

��

�

>−⋅+⋅−⋅+⋅

≤=

ise 1.64 I ; 88.17I75.33I63.21I58.5I0.403-

ise 1.64 I ; 0.1K

CC2

C3

C4

C

CC

Sonuçta elde edilen qc1N,CS de�eri �ekil 6’da temiz kum için verilen e�ri ile birlikte

kullanılarak sıvıla�ma direnci tahmin edilir.

97

�ekil 6. CRR de�erlerinin CPT verilerinden tahmini için önerilen abak ve ampirik sıvıla�ma

verileri (Robertson ve Wride, NCEER Raporu,1997))

V.2.1.4 Kayma dalga hızı abakları kullanarak sıvıla�ma tehlikesinin tahmini

Bu parametre bir arazi indisi olarak, (siltler ve kumlar gibi) numune alınası veya (çakıllar

gibi) penetrasyonu zor olan zeminlerde, sıvıla�ma olasılı�ının belirlenmesi çalı�malarında

ilerisi için ümit vericidir. Öte yandan son yıllarda kayma dalga hızı vs’in arazide ölçümünde

kayda de�er geli�meler olmu�tur. Ancak vs ile zeminin sıvıla�maya kar�ı drenci arasındaki

korelasyonlar henüz geli�tirilme safhasındadır ve tecrübeli uzman yardımı olmaksızın

kullanılmamalıdır (Eurocode 8: -Part 5:, 2003).

Robertson v. d. (1992) Imperial Valley, Kaliforniya arazi verilerinden yararlanarak gerilme

esaslı bir sıvıla�ma tahmin usulü teklif etmi�ler ve kayma dalga hızını a�a�ıdaki gibi

normalize etmi�lerdir:

98

VS1 = VS(Pa / �’vo) 0.25

Burada,

Pa = referans gerilmesi olarak atmosferik basınç (yakla�ık 100 kPa),

�’vo=efektif dü�ey jeolojik basınçtır (kN/m2).

Andrus and Stokoe (Youd et al, 2001) CRR (tekraralı yük dirençi oranı) de�erinin, sıkı

kumların hacim geni�leme e�ilimleri yüzünden, bir Vs1 de�erine asimtot olması fikrinden

hareketle, a�a�ıdaki ifadeyi teklif etmi�lerdir:

CRR = τav / �’vo = a(VS1/100)2 + b/(VS1c - VS1) - b/VS1c

Burada, VS1c, VS1’in kritik de�eri olup, hacim küçülmesi ve hacim geni�lemesi e�ilimlerini

tefrik etmektedir, a ve b ise e�ri intibakı parametreleridir.

VS1 ile CRR arasındaki il�kiyi veren yukarıdaki ifadeyi kullanan Andrus and Stokoe,

sıvıla�ma olan ve olmayan yerleri ayıran e�riler çizmi�lerdir (Youd at al, 2001). M = 7.5 olan

bir deprem için, a ve b parametrelerinin en uygun de�erleri sırasıyla 0.03 ve 0.9 olamaktadır.

Andrus and Stokoe ayrıca, VS1c için en uygun de�erleri a�a�ıdaki gibi tahmin etmi�lerdir:

�nce dane oranı %5’den az olan kum ve çakıllar için : VS1c =220 m/san

�nce dane oranı %20 civarında olan kum ve çakıllar için : VS1c =210 m/san

�nce dane oranı %35’den fazla olan kum ve çakıllar için : VS1c =200 m/san

�ekil 7, Andrus and Stokoe’nun 7.5 manyitüdlü depremler ve çe�itli ince dane oranlarına

sahip, tutturulmamı� Holosen ya�lı zeminler için önerdikleri sınırları göstermektedir.

99

�ekil 7: CRR de�erinin düzeltilmi� kayma dalga hızından tahmini için verilmi� abak (Youd

et al.,2001)

V.2.1.5 Modifiye Çin Kriteri

Modifiye Çin Kriteri deprem büyüklü�ünü nazarı itibara almamaktadır.

Bu kritere göre, zeminler a�a�ıdaki �artlarda sıvıla�ma potansiyeline sahiptirler:

1. Kil (Çin kriterine göre boyutu 0.005 mm’den küçük olan zemin) oranı %15’den az

2. Likit limit %35’den küçük

3. Do�al su muhtevası likit limitin %90’ından fazla

Bu kriteri ABD sıvıla�ma vakalarını göz önüne alarak (kil tanelerinin üst boyutunu0.002 mm

kabul ederek) yeniden de�erlendiren Andrew ve Martin(2000), kil oranının %10’dan az ve

40 nolu elek altında kalan malzemenin likit limitinin %32’den büyük veya e�it olması

durumunda zeminin sıvıla�masının muhtemel oldu�unu, %10’dan fazla kil oranı içeren ve

likil limitin %32’den büyük oldu�u durumlarda ise çevrimsel kaynaklı sıvıla�masının pek

100

muhtemel olmadı�ını belirtmi�, bu iki kriterin arasında kalan zeminlerin ise deneye tabi

tutulmasını önermi�lerdir (Seed v.d., 2001, DRM, 2004). Çizelge II de bu kriter özetlenmi�tir.

Ç�ZELGE – II Sıvıla�ma potansiyeli tahmini için modifiye Çin kriteri

Likit limit<%32 Likit limit ≥ %32

Kil oranı <%10 Sıvıla�ma muhtemel

�lave inceleme gerekli

(Kil boyutunda olmayan

mika gibi plastik taneler

göz önüne alınmalı)

Kil oranı ≥ %10

�lave inceleme gerekli

((Kil boyutunda olan -

maden ve ocak artı�ı gibi-

plastisitesiz taneler göz

önüne alınmalı

Sıvıla�ma muhtemel de�il

V.3 Potansiyel yer deplasmanlarının de�erlendirilmesi

Sıvıla�ma ile beraber zemin dayanımının kaybolması ve/veya yer deplasmanlarının olu�ması

ile yapı tasarımı için kritik bir durum ortaya çıkar. Yüzeysel belirtiler, ta�ıma gücü kaybı,

yüzey oturması, akma göçmesi, yanal yayılma gibi zemin göçmesi mekanizmaları geçmi�te

yapı hasarlarına neden olmu�lardır. Bu çe�it zemin göçmeleri Martin ve Lew (1999), U. S.

Army Corps of Engineers (1998), National Research Council (1985) tarafından

tanımlanmı�lardır. Zemin göçmesi mekanizması ve yüzeysel oturma miktarı, sıvıla�an

101

zeminin gev�ekli�i, sıvıla�an tabakanın kalınlı�ı ve derinli�i, sıvıla�an tabakanın üzerindeki

sıvıla�mayan tabakanın kalınlı�ı, permeabilitesi, zemin e�imi gibi birçok faktöre ba�lıdır.

V.3.1 Yüzey Belirtileri

Yüzey belirtileri, düz zemindeki kum kaynaması ve zemin fisürleridir (ince çatlamalar).

Yüzeysel temellere ta�ıtılan yapılara bunların etkisi, yana yatma, vaya çatlak olu�umu

�eklinde tezahür eder. Ishihara (1985) düz zeminlerde tabaka kalınlı�ının sıvıla�madan dolayı

yüzeysel belirtilere tesirini veren kriterler geli�tirmi�tir. Bu kriterler düz zeminde yanal

yayılma olmayan durumlarda kritik ve öncelikli olmayan yapılar için kullanılabilir. Kritik ve

öncelikli yapılarda ek analizler yapılmalıdır.

V.3.2 Yüzey Oturmaları

Gev�ek durumdaki suya doygun granüler zeminlerde, zemin otrmaları gev�ek tabakanın % 3-

4’üne kadar varabilir. Bu de�erdeki oturmalar binaların yana yatmasına ve çatlaklar

olu�masına neden olabilir, bu nedenle potansiyel zemin oturmalarının de�erlendirilmesi

önemlidir.

Tokimatsu ve Seed (1987) zemin oturmalarının tahmini için ampirik bir metod

yayımlamı�lardır. Bu metod, sıvıla�manın oldu�u veya olmadı�ı durumlara uygulanabilir.

Kuru kohezyonsuz zeminlerde bulunan oturma de�eri, çok yönlü deprem etkisini göz önüne

almak için 2 gibi bir katsayı ile çarpılmalıdır (Martin ve Lew, 1999, NEHRP, 2003).

V.3.3 Akma göçmeleri

Akma göçmeleri veya akma kaymaları sıvıla�manın tetikledi�i en feci zemin göçmesi

durumlarıdır. Bunlar, büyük zemin kütlelerinin onlarca metre yer de�i�tirmelerine neden

olabilir. Akma kaymaları, potansiyel kayma yüzeylerindeki ortalama statik kayma gerilmesi

102

sıvıla�an zeminin bu yüzeylerdeki ortalama kayma mukavemetinden az oldu�u durumlarda

olu�ur. Sıvıla�an zeminin kalıntı mukavemet de�eri zeminin mukavemet parametresi olarak

kullanılmak suretiyle standart statik limit denge analizi yapılarak akma potansiyeli tahmin

edilebilir. Ancak, kalıntı mukavemetin tayini hassasiyetten uzak olup bu hususta en uygun

yakla�ımın ne oldu�u hakkında bir fikir birli�i henüz olu�mamı�tır. ( Bakınız: Seed and

Harder, 1990; and Stark and Mesri, 1992;and Martin and Lew, 1999).

V.3.4 Yanal Yayılmalar

Yanal yayılmalar sıvıla�an zeminin üzerinde yer alan az e�imli zeminlerde olabilir. Bunlar,

birkaç santim ile birkaç metre arasında de�i�ebilen yanal hareketlere neden olabilirler.

Deprem sarsıntısı, sıvıla�abilen zemin ihtiva eden hafif e�imli �evin stabilitesini, statik

gravite kuvvetleri ile mü�terek sismik atalet kuvvetleri uygulayarak ve sarsmadan dolayı

sıvıla�an zeminde mukavemet azalmasına neden olamak suretiyle, etkiler. Sismik atalet

kuvvetlerinin neden oldu�u geçici stabilite bozuklu�u, yanal “�ev a�a�ı” hareket olarak

tezahür eder. Orta veya büyük manyitüdlü depremlerde olu�an yer hareketi süresince, bu

�ekilde çok sayıda geçici stabilite bozuklukları meydana gelir ve “�ev a�a�ı” hareketin

toplanarak birikmesine neden olur.

Yanal yayılmada zemin deplasmanlarını tahmin etmek için çe�itli analitik ve ampirik

metodlar geli�tirilmi�tir, ancak mühendislik tasarımı için genel kabul görmü� tek bir yöntem

yoktur. Proje gereksinmelerine göre üç tarz tutumdan bahsedilebilir, bunlar, ampirik

yakla�ımlar, basitle�tirilmi� analitik metotlar ve daha hassas olan bilgisayar modelleri ile

yapılan çözümlerdir. Ampirik yakla�ımlar geçmi�te vuku bulmu� zemin deplasmanları ile

yerel zemin ko�ullarının korelasyonuna dayanmaktadır. Youd v. d. (2002) yanal yayılma

deplasmanlarını deprem manyitüdü, mesafe, topo�rafik ko�ullar, zemin tabakalarının

özelliklerinin fonksiyonu olarak tahmin etmek için ampirik bir metod geli�tirmi�lerdir. �ekil

103

8’de görülece�i gibi, bu metoda dayanarak tahmin edilen deplasmanlar ile gözlenen

deplasmanların arasında 2’ye yakın bir oran bulunmaktadır. Basitle�tirilmi� analitik teknikler

genel olarak sonsuz kayma yüzeyi veya dairesel bir kayma yüzeyi boyunca deforme olan

zeminin kalıntı mukavemetinden tahmin edilen nihai drenci altında kaymasına dayanan bir tür

Newmark analizini uygular. Daha hassas olan bilgisayar modelleri ise, do�rusal olmayan

sonlu elemanlar veya sonlu farklar metodları ile (FLAC gibi yazılımlar) deplasmanların

tahminini içerir. Gerek basitle�tirilmi� Newmark metodu, gerekse daha geli�mi� bilgisayar

programları, anlamlı sonuçlar elde edebilmek için ciddi tecrübe gerektirirler. Mesela,

bilgisayar programındaki zemin modeli belli ko�ullar için kalibre edilmi� olabilir. E�er

incelenen mahaldeki zeminler bu ko�ullarla temsil edilemiyorsa, deplasmanlardaki tahmin

hatası iki veya daha büyük bir faktör oranında olabilir.

�ekil 8. �ki metreye kadar gözlenen ve tahmin edilen deplasmanlar (Youd v. d., 2002)

104

VI �ST�NAT YAPILARI

VI.1 Genel Prensipler

VI.2 Tasarıma ili�kin genel dü�ünceler

VI.3 Analiz metodu

VI.3.1 Genel ilkeler

VI.3.2 Basitle�tirilmi� yöntem: yarı-statik analiz

VI.3.2.1 Temel modeller

VI.3.2.2 Sismik etki

VI.3.2.2.1 Zemin büyütme çarpanı, S:

VI.3.2.2.2 Yerel Zemin Sınıfları:

VI.3.2.3 Tasarım toprak ve su basıncı

VI.3.2.4 Duvarın dı� yüzeyindeki hidro-dinamik basınç

VI.3.3 Stabilite ve dayanım kontrolleri

VI.3.3.1 Temel zemininin stabilitesi

VI.3.3.2 Ankrajlar

VI.3.3.3 Yapısal dayanım

VI.3.4 Topo�rafik büyütme faktörleri

VI.4 �stinat yapıları için basitle�tirilmi� hesap yöntemi

VI.4.1 Genel

VI.4.2 Su tablasının istinat duvarı altında olma durumu - Toprak basınç katsayısı

VI.4.3 Su tablası altında kalan dinamik olarak geçirimsiz zemin – Toprak basınç katsayısı

VI.4.4 Su tablası altında kalan dinamik olarak (yüksek derecede) geçirgen zemin – Toprak

basınç katsayısı

VI.4.5 Duvar dı� yüzeyine etkiyen hidro-dinamik basınç q(z).

VI.4.6 Rijit yapılara etkiyen toprak basıncı

105

VI.1 Genel Prensipler

(l) �stinat yapıları, deprem esnası ve sonrasında ciddi yapısal hasar görmeksizin i�levlerini

yerine getirmelidirler.

(2) Kayma ve temel zemininde olu�an geri dönü�ümsüz oturmalardan ileri gelen dönme

(kaykılma) mahiyetindeki kalıcı deplasmanlara, yapının fonksiyonelli�ini ve estetik

görünümünü bozmamak kaydı ile müsaade edilebilir.

VI.2 Tasarıma ili�kin genel dü�ünceler

(l) Yapı tipi seçimi, normal servis ko�ulları dü�ünülerek yapılacaktır.

(2) �lave sismik yüklerin, ayarlamalara ve bazen daha uygun bir yapı tipinin seçimine

götürebilece�i gerçe�i gözardı edilmemelidir.

(3) Sırt dolgusunun, mevcut zeminle süreklili�inin olabildi�ince sa�lanması amacıyla,

usulüne uygun serim ve sıkı�tırılmasına dikkat sarf edilmelidir.

(4) Yapı sırtındaki drenaj sistemleri, geçici ve kalıcı oynamaları fonksiyonlarından bir �ey

kaybetmeksizin absorbe edebilmelidirler.

(5) Özellikle su içeren kohezyonsuz zeminlerde, drenaj yapı arkasındaki potansiyel kayma

yüzeyinin iyice altına kadar etkili çalı�abilmelidir.

(6) Tasarım deprem altında, tesnid edilen zeminin sıvıla�maya kar�ı güvenlik marjının

artırıldı�ı garanti edilmelidir.

VI.3 Analiz metodu

VI.3.1 Genel ilkeler

(l) Prensip olarak, yapı ve zemin dinami�inin yaygın kabul görmü�, tecrübe ve gözlemlerle

do�rulanmı� her yöntemi, bir istinat yapısının güvenli�ini de�erlendirmek için kullanılabilir.

(2) A�a�ıdaki cihetler göz önünde bulundurulmalıdır:

106

a) Zeminin istinat yapısıyla etkile�imi sırasında genel olarak do�rusal olmayan

davranı�ı

b) Zemin, yapı ve etkile�ime katılan di�er yerçekimsel yüklerden do�an atalet

kuvvetleri

c) Zemin içerisinde veya istinat yapısının dı� yüzeyine kom�u su havuzundan

kaynaklanan hidro-dinamik etkiler.

d) Zemin, duvar ve varsa ankraj deformasyonları arasındaki uyum.

VI.3.2 Basitle�tirilmi� yöntem: yarı-statik analiz

VI.3.2.1 Temel modeller

(l) Yarı-statik analiz yönteminde temel model, istinat yapısı ve temeli, yapı yeterince esnek

ise aktif limit denge durumunda oldu�u farz edilen yapı sırtındaki zemin kaması, zemin

kamasına etkiyen sür�arj ve duvarın önünde yer alan ve pasif denge halinde oldu�u kabul

edilen topuk dolgusundan olu�ur.

(2) Aktif zemin durumunun geli�mesi için tasarım deprem sırasında duvarın yeterli deplasman

yapması gereklidir ki bu esnek bir istinat yapısında e�ilme, rijit duvarlarda ise kayma ve

dönme (kaykılma) yoluyla gerçekle�ebilir.

(3) Bodrum duvarları veya kaya yahut kazıklara oturan rijit duvarlarda aktif durumdan daha

yüksek basınçlar geli�ir; bu gibi hallerde zeminin sükûnet durumunda oldu�unun kabulü daha

uygundur. Oynamaya müsaade edilmemi� ankrajlı duvarlar da benzer durumdadır.

VI.3.2.2 Sismik etki

(l) Yarı-statik analiz yönteminde sismik etki, a�ırlı�ın bir sismik katsayı ile çarpımına e�it

olan yatay ve dü�ey bir çift statik kuvvetle temsil edilir.

107

(2) Dü�ey sismik kuvvet a�a�ı veya yukarı olmak üzere en gayrı münasip durumu üretecek

yönde alınacaktır.

(3) Bu gibi e�de�er statik kuvvetlerin �iddeti, belli bir deprem bölgesi için, kabul edilebilir ve

seçilen yapısal çözümün müsaade etti�i kalıcı deplasman miktarına ba�lıdır.

(4) Özel çalı�maların bulunmadı�ı durumlarda, yatay (kh) ve dü�ey (kv) sismik katsayılar

a�a�ıdaki gibi alınabilir:

rS

k h α=

hv k5.0k ±= e�er gvg a/a > 0.6

hv k33.0k ±= di�er türlü.

Burada,

α � A tipi zemin yüzeyinde tanımlı tasarım ivmesinin, yerçekimi ivmesine oranı.

r � istinat yapısının tipine ba�lı bir de�er

Ç�ZELGE I – yatay sismik katsayı kh hesabında kullanılacak r de�erleri

�stinat Yapısının Tipi r

Enfazla dr = 300�S deplasmana müsaade eden serbest a�ırlık duvarları

Enfazla dr = 200�S deplasmana müsaade eden serbest a�ırlık duvarları

Esnek betonarme duvarlar, ankrajlı veya desteklenmi� (braced) duvarlar,

dü�ey kazıklara outran betonarme duvarlar, tutulmu� bodrum duvarları

ve köprü kenar ayakları

2

1,5

1

10 m yi geçmeyen duvarlarda sismik katsayı duvar boyunca sabit alınacaktır.

108

(5) Yüksek bo�luk suyu geli�imine duyarlı kohezyonsuz doygun zeminlerde:

a) r katsayıları 1,0 den büyük alınmamalıdır.

b) Sıvıla�maya kar�ı güvenlik sayısı 2,0 den küçük olmamalıdır.

(6) 10 m den yüksek duvarlar için r de�eri ile ilgili daha fazla bilgi “�stinat yapılarının

basitle�tirilmi� yöntemle analizi” ba�lı�ı altında verilmektedir.

(7) A�ırlık tipi olmayan duvarlarda, istinat yapısı için dü�ey ivme ihmal edilebilir.

VI.3.2.2.1 Zemin büyütme çarpanı, S:

Zemin büyütme çarpanı S, yerel zemin sınıflarına göre de�erler alır:

�

Ç�ZELGE II – Zemin büyütme çarpanı�

Zemin Sınıfı S

A 1.0

B, C, E 1.25

D 1.35

�

VI.3.2.2.2 Yerel Zemin Sınıfları:

Zemin büyütme çarpanını belirlemeye esas te�kil eden be� tip zemin sınıfı �unlardır:

A: Kaya, kayaya benzer olu�umlar veya çok sert peki�mi� homojen zeminler: yüzeyinde en

çok 5 m kalınlıkta zayıf tabaka bulunabilir, ortalama kayma dalga hızı Vs30 > 800 m/san.

B: Çok sıkı kum/çakıl, vaya sert kil: kalınlıkları en az birkaç 10 metre, derinlikle mekanik

özellikleri sürekli artar, Vs30 de�eri 360 m/s ile 800 m/s arasında (veya SPT darbe sayısı NSPT

>50, veya drenajsız mukavemeti cu>250 kPa).

C: Sıkı veya orta sıkı kum/çakıl, veya sert kil: kalınlıkları birkaç 10 metre ile yüzlerce metre

ve and Vs30 de�eri 180 ile 360 m/s arasında, (15 < NSPT < 50, 70 <cu<250 kPa).

109

D: Gev�ek-orta sıkı kohezyonsuz zemin: (içinde kohezyonlu tabakalar olabilir) veya esas

olarak yumu�ak-orta sert kohezyonlu zemin, Vs30 < 180 m/s (NSPT < 15, cu<70 kPa).

E: Sı� alüvyon zemin profilleri, A tipi zemin üzerinde bulunan Vs30 de�eri C ve D tipi

zemine yakın, kalınlıkları 5 m ile 20 m arası.

Ortalama kayma dalga hızı, Vs30 , a�a�ıdaki formülle hesaplanabilir:

�=

N is

is

vh

V

,1 ,

3030

Buarada, hi ve vi de�erleri üstteki 30 metrede bulunan ve toplam sayısı N olan tabakalardan i-

numaralı olanının kalınlık (m) ve kayma dalga hızını göstermektedir

Yukarıdaki sınıflandırmada yer almayan, örne�in en az 10 metre kalınlı�ında çok yumu�ak ve

yüksek plastisiteli kil katmanı içeren veya sıvıla�ma riski bulunan zemin çökellerinde sismik

etkinin tanımı için özel ara�tırma yapılması gerekir.

VI.3.2.3 Tasarım toprak ve su basıncı

(l) Deprem durumunda duvara etkiyen toplam tasarım kuvveti yarı-statik yönteme gore

hesaplanacaktır.

(2) Bu kuvvet “�stinat yapılarının basitle�tirilmi� yöntemle analizi” ba�lı�ı altında verilen

yöntemle bulunabilir.

(3) (1) de bahsedilen kuvvet static ve dinamik toprak basınçlarının toplamıdır.

(4) Dinamik toprak itkisinin etkime noktası, göreli rijitlik, oynama mekanizması ve istinat

yapısının göreli kütlesini göz önüne alan daha ayrıntılı bir çalı�ma bulunmaması halinde,

duvarın orta yüksekli�i olarak alınacaktır.

(5) Parmak ucu etrafında serbestçe dönebilen duvarlar da, dinamik itkinin static itki ile aynı

seviyede etkidi�i kabul edilebilir.

110

(6) Duvar üzerinde statik ve dinamik etkilerden kaynaklanan basınç da�ılımlarının duvar

normaline olan e�imi aktif durum için (2/3)�' den büyük olmayacak, pasif durum için ise sıfır

kabul edilecektir.

(7) Su tablası altında kalan zemin için, bo�luk suyunun danelere gore serbestçe hareket

edebildi�i dinamik geçirgen ve sismik etki altında hiçbir drenajın gerçekle�emedi�i dinamik

geçirgen olmayan durumlar birbirinden ayrılmalıdır.

(8) Ço�u durumda ve permeabilitenin 5x10-4 m/s den küçük oldu�u zeminlerde, sismik etki

drenajsız �artlarda gerçekle�ir ve zemin tek-fazlı bir ortam olarak de�erlendirilebilir.

(9) Dinamik geçirgen olmayan durumda, zeminin birim hacim a�ırlı�ı ve yatay sismik katsayı

uygun biçimde de�i�tirilmek kaydıyla önceki tüm hükümler geçerlidir.

(10) Dinamik geçirgen olmayan durumda yapılacak de�i�ikliklerle ilgili bilgi “�stinat

yapılarının basitle�tirilmi� yöntemle analizi” ba�lı�ı altında verilmektedir.

(11) Dinamik geçirgen sırt dolgusu durumunda, zemin ve bo�luk suyu üzerinde olu�an sismik

etkiler birbirinden ba�ımsız olarak de�erlendirilecektir.

(12) “�stinat yapılarının basitle�tirilmi� yöntemle analizi” ba�lı�ı altında açıklandı�ı üzere,

static bo�luk suyu basıncına bir dinamik bo�luk suyu basıncı da eklenmelidir.

Hidro-dinamik su basıncından do�an kuvvetin etkime noktası, suya doygun zemin biriminin

üst yüzeyinden itibaren bu birimin kalınlı�ının %60 ı kadar a�a�ıda alınmalıdır.

VI.3.2.4 Duvarın dı� yüzeyindeki hidro-dinamik basınç

Duvarın etkiye maruz tarafındaki su salınımlarından ileri gelen ve mevcut hidro-statik basınca

göre en büyük (pozitif veya negatif) basınç dalgalanması “�stinat yapılarının basitle�tirilmi�

yöntemle analizi” ba�lı�ı altında verildi�i �ekliyle göz önünde bulundurulacaktır.

111

VI.3.3 Stabilite ve dayanım kontrolleri

VI.3.3.1 Temel zemininin stabilitesi

(l) A�a�ıdaki kontrollerin yapılması zorunludur:

- zemin blo�unun genel stabilitesi;

- lokal zemin göçmeleri.

(2) Genel stabilite kontrolü, �ev stabilitesi ba�lı�ı altında verilen kurallara uygun olarak

yapılacaktır.

(3) Temelin kaymaya ve ta�ıma gücü göçmesine kar�ı kontrolü yapılmalıdır.

VI.3.3.2 Ankrajlar

(l) Ankrajlar (serbest tendonlar, ankraj makineleri, ankraj kafaları ve tutucular (restraints)

dâhil) deprem vukuunda kritik zemin kamasının dengesini sa�layacak yeterli direnç ve boya

ve zeminin dinamik deformasyonlarına adapte olacak yeterli kapasiteye sahip olmalıdır.

(2) Ankraj direnci, nihai limit durumlarında gerçekle�en daimi ve geçici tasarım

kuvvetlerinden bulunmalıdır.

(3) Zeminin deprem sırasında ankraj için gerekli mukavemeti korudu�u ve özellikle de

sıvıla�maya kar�ı iyile�tirilmi� bir güvenlik marjına sahip oldu�u garanti edilecektir.

(4) Duvar ve ankraj arasındaki Le mesafesi, static yükler için gerekli Ls boyunundan fazla

olamalıdır.

(5) Duvar sırtındaki zemine benzer karakteristiklere sahip bir zemine gömülmü� ankrajlar için

Le mesafesi, a�a�ıdaki ifade ile hasaplanabilir:

( )S5,11LL se ⋅α+=

112

VI.3.3.3 Yapısal dayanım

(l) Denge durumuna, deprem etkisinin di�er yüklerle birle�imi altında duvar ve destek

elemanlarının tasarım dayanımları a�ılmaksızın ula�ıldı�ı gösterilecektir.

(2) Bu amaçla, yapısal göçme için ilgili limit durumlar de�erlendirilecektir.

(3) Tüm yapı elemanları ed RR > �artını sa�layıp sa�lamadıkları için kontrol edilecektir.

Burada, Rd elemanın static yükleme durumu için hesaplanmı� tasarım direnci

Re ise analizden elde edilen tasarım yüküdür.

VI.3.4 Topo�rafik büyütme faktörleri

Bu bölümde �evlerin stabilite kontrollerinde kullanılan bazı basitle�tirilmi� sismik büyütme

çarpanları verilecektir. ST ile gösterilecek bu çarpanlar, birinci mertebeden bir yakla�ımla 1.

mod (fundamental) titre�im peryodundan ba�ımsız kabul edilerek, elastic tasarım

spektrumların da sabit büyütme çarpanı olarak kullanılır. Bu büyütme çarpanları tercihen,

yüksekli�i 30 m yi geçen dik yar ve sırt gibi iki boyutlu topo�rafik düzensizliklerede

uygulanmalıdır.

E�imi 15˚ yi geçmeyen ortalama �evler için, topo�rafik etkiler ihmal edilebilir, ancak a�ırı

düzensiz yerel topo�rafyalarda özel bir çalı�ma önerilir. Daha büyük �ev açıları için a�a�ıdaki

yönerge uygulanabilir:

a) �zole (münferit) yar (uçurum) ve �evler. Üst kenara yakın bölgelerde büyütme

faktörü ST > 1,2 �artını sa�lamalıdır.

b) Tepe geni�li�i taban geni�li�inden ciddi biçimde dar olan sırtlar. Tepeye yakın

kısımlarda, ortalama e�im 30˚ yi geçiyorsa ST > 1,4 aksi halde ST > 1,2 �artları

sa�lanmalıdır.

c) Yumu�ak yüzey katmanı. Yumu�ak üst katman bulunması durumunda a) ve b) de

verilen en küçük ST de�erleri en az % 20 oranında artırılmalıdır.

113

d) Büyütme çarpanının yükseklikle de�i�imi. Büyütme çarpası ST nin, tabanda bire e�it

olacak �ekilde yükseklikle do�rusal olarak azadı�ı kabul edilebilir.

Genel olarak, sismik büyütme sırt içerisinde derinlikle birlikte hızla azalır. Bu nedenle, �ev

stabilite analizlerinde göz önüne alınan topo�rafik büyütme yüzeyseldir ve sırt kenarları

boyunca en büyük olurken kayma yüzeyinin tabana yakın geçti�i derin heyelanlarda çok daha

küçük gerçekle�ir; bu ikinci durumda e�er yarı-statik analiz yöntemi kullanılıyorsa topo�rafya

etkileri ihmal edilebilir.

VI.4 �stinat yapıları için basitle�tirilmi� hesap yöntemi

VI.4.1 Genel

Kavramsal olarak r faktörü (bkz. VI.3.2.2), en büyük kalıcı deplasman tahdidini veren ivme

de�eri ile limit denge (kaymanın ba�laması) durumuna kar�ı gelen ivmenin oranı olarak

tanımlanır. Dolayısıyla, dah büyük deplasmanları tolere edebilen duvarlar için r faktörü

büyüktür. 10 m den yüksek duvarlar için r faktörü, bir boyutlu dü�ey ilerleyen dalgalar için

bir serbest-alan analizi (free-field) yapılıp yapı yüksekli�i boyunca en büyük yatay zemin

ivme de�erlerinin ortalaması alınarak çarpanı için daha iyi bir de�er elde edilebilir.

�stinat yapısına etkiyen toplam tasarım kuvveti Ed

( ) wdws2

vd EEHKk121

E ++⋅±γ= ∗

ifadesi ile verilir. Burada,

H duvarın yüksekli�i;

Ews static su kuvveti;

Ewd hidro-dinamik su kuvveti (a�a�ıda tanımlı);

�* zemin birim hacim a�ırlı�ı (a�a�ıda tanımlı);

K toprak basıncı kaysayısı (statik + dinamik);

kv dü�ey sismik katsayı.

114

Toprak basıncı kaysayısı katsayısı a�a�ıdaki Mononobe-Okabe formüllerinden

aktif durum için:

θ−φ′<β d ise

( )

( ) ( ) ( )( ) ( )

2

d

dddd

2

d2

sinsinsinsin

1sinsincos

sinK

��

�

���

�

β+ψδ−θ−ψθ−β−φ′δ+φ′

+δ−θ−ψψθ

θ−φ′+ψ=

θ−φ′>β d ise

( )( )d

2

2

sinsincossin

Kδ−θ−ψψθ

θ−φ+ψ=

Pasif durum için (zemin ve duvar arasında sürtünme ihmal edilirse):

( )

( ) ( ) ( )( ) ( )

2

dd2

d2

sinsinsinsin

1sinsincos

sinK

��

�

���

�

θ+ψβ+ψθ−β+φ′φ′

−θ+ψψθ

θ−φ′+ψ=

�eklinde hesaplanabilir. Yukarıdaki ifadelerde,

� d zeminin tasarım kayma açısı olup

��

�

�

��

�

�

γφ′

=φ′φ′

− tantan 1

d

Ifadesi ile belirlenir. � and �ekilden görülece�i üzere, sırasıyla, duvar sırtının ve dolgu

yüzeyinin yataya e�imleridir. �d zemin ve duvar arasındaki tasarım sürtünme açısı olup

��

�

�

��

�

�

γδ=δ

φ′

− tantan 1

d

Ile hesaplanır. � a�a�ıda tanımlanan açı de�eridir.

Pasif durum ifadesi tercihen dü�ey duvar yüzeyi (� = 90°) için kullanılmalıdır.

VI.4.2 Su tablasının istinat duvarı altında olma durumu - Toprak basınç katsayısı

A�a�ıdaki parametreler geçerlidir:

115

�* zeminin birim hacim a�ırlı�ı

v

h

k1k

tan�

=θ

0E wd =

burada

kh yatay sismik katsayıdır.

Di�er bir yolda a�a�ıdaki düzeltmeler yapılmak kaydıyla, statik (yalnızca a�ırlık yükleri)

durum için hazırlanmı� tablo ve grafiklerin kullanılmasıdır. Bunun için

v

hA k1

ktan

+=θ

ve

v

hB k1

ktan

−=θ

tanımlanarak, bütün zemin-duvar sistemi uygun �ekilde �A veya �B kadar daha döndürülür.

Yerçekimi ivmesi a�a�ıdaki de�erle de�i�tirilir:

( )

A

vA cos

k1gg

θ+

=

veya

( )

B

vB cos

k1gg

θ−

=

VI.4.3 Su tablası altında kalan dinamik olarak geçirimsiz zemin – Toprak basınç

katsayısı

A�a�ıdaki parametreler geçerlidir:

wγ−γ=γ∗

v

h

w k1k

tan�γ−γ

γ=θ

116

0E wd =

burada,

� zeminin doygun birim hacim a�ırlı�ı;

�w suyun birim hacim a�ırlı�ı.

VI.4.4 Su tablası altında kalan dinamik olarak (yüksek derecede) geçirgen zemin –

Toprak basınç katsayısı

A�a�ıdaki parametreler geçerlidir:

wγ−γ=γ∗

v

h

w

d

k1k

tan�γ−γ

γ=θ

2whwd Hk

127

E ′⋅γ⋅=

burada,

�d zeminin kuru birim hacim a�ırlı�ı;

H� su tablasının duvar tabanından yüksekli�i.

VI.4.5 Duvar dı� yüzeyine etkiyen hidro-dinamik basınç q(z).

Bu basınç,

( ) zhk87

zq wh ⋅⋅γ⋅±=

ifadesinden hesaplanabilir.

kh r=1 için yatay sismik katsayı

h serbest su yüksekli�i

z dü�ey koordinat (ba�langıç su yüzeyinde ve a�a�ı do�ru pozitif)

117

VI.4.6 Rijit yapılara etkiyen toprak basıncı

Zeminde aktif durum geli�emeyecek �ekilde hareketi tamamen önlenmi� rijit yapılar ve dü�ey

duvar - yatay sırt dolgusu için, dinamik kuvvetten do�an toprak basıncı artı�ı

2d HSP ⋅γ⋅⋅α=∆

ifadesi ile hesaplanabilir. Yukarıdaki ifade de H duvar yüksekli�idir.

Etkime noktası duvar yarı yüksekli�inde alınabilir.

aktif pasif

�ekil 1. Toprak basıncı katsayılarının hesabında kullanılan açılar için kurallar

118

VII �EV STAB�L�TES�

VII.1 Genel Prensipler

VII.2 Sismik Etki

VII.3 Analiz Yöntemleri

VII.3.1 Zemin büyütme çarpanı, S:

VII.3.2 Yerel zemin sınıfları

VII.4 Yarı-statik metot için güvenlik kontrolü

VII.1 Genel Prensipler

(1) Do�al ya da yapay �evler üzerinde veya yakınında in�a edilecek yapılar için, tasarım

depremi altında güvenlik ve/veya fonksiyonelliklerini garanti etmek üzere zemin stabilitesi

tahkiki yapılacaktır.

(2) Deprem yükleri altında �evler için limit durum, zemin kitlesinin daha fazla deplasman

yapması halinde yapılar üzerinde hem yapısal ve hemde fonksiyonel açıdan ciddi etkilerin

olu�abilece�i derinlik içerisinde kabul edilemez ölçüde büyük kalıcı deplasmanların meydana

gelmesi demektir.

(3) �n�aat sahasındaki zeminin dengeli (stabil) oldu�u benzeri hallere ait tecrübe ile

biliniyorsa, stabilite tahkiki dü�ük önemdeki yapılar için terk edilebilir.

VII.2 Sismik Etki

(l) Stabilite tahkikinde kullanılacak tasarım deprem etkisi, deprem bölgeleri için Ulusal

Mercilerce, göçme olmama kriterini sa�layan TNCR referans tekrar periyodu (ya da 50 yıl

içinde a�ılma referans olasılı�ı PNCR) esas alınarak belirlenen de�erlere uygun olarak

seçilecektir.

119

Bu referans tekrar peryoduna önem katsayısı �I =1,0 kar�ılık alınmak suretiyle, farklı tekrar

peryotları için A sınıfı zemin yüzeyinde tasarım yer ivmesi ag , referans ivme de�eri agR önem

katsayısı ile çarpılmak suretiyle bulunur (ag =�I.agR).

(2) �ev üzerinde veya yakınında bulunan ve yapı önem katsayısı 1.0 den büyük yapılar için

�ev stabilite tahkiki yapılırken tasarım deprem etkisi topo�rafik büyütme çarpanı uygulanarak

artırılacaktır.

NOT: Topo�rafik büyütme çarpanı ile ilgili bazı yardımcı bilgiler “�stinat Yapıları” kısmı içerisinde

verilmektedir.

(3) Deprem etkisi a�a�ıda belirtildi�i gibi basitle�tirilebilir.

VII.3 Analiz Yöntemleri

(1) �evlerin tasarım depremi altında davranı�ları ya sonlu eleman veya rijit blok modelleri

gibi teessüs etmi� yöntemlerle, ya da a�a�ıdaki sınırlamalara tabi basitle�tirilmi� yarı-statik

metotlalarla hesaplanabilir.

i) Yüzey topo�rafyası ve zemin tabakala�masının çok keskin de�i�iklikler

göstermedi�i durumlarda stabilite tahkiki, yarı-statik yöntemlerle gerçekle�tirilebilir.

ii) Yarı-statik yöntem gibi basitle�tirilmi� metotlar, tekrarlı yükler altında yüksek

bo�luk suyu basıncı geli�tirme veya ciddi yumu�ama/yo�rulma e�ilimi gösteren

zeminlerde uygulanmayacaktır.

(2) Zeminlerin mekanik modellenmesinde, artan birim deformasyon (gerinme) düzeyine ba�lı

yumu�ama ve tekrarlı yükler altında artan bo�luk suyu basıncının olası etkileri hesaba

katılacaktır.

(3) Yarı-statik stabilite analizlerinde yatay ve dü�ey atalet kuvvetleri, tüm zemin kitlesine ve

�evin üzerine etkiyen her a�ırlık yüküne etki ettirilecektir.

(4) Yarı-statik yöntemde zemin kitlesine etkiyen, yatay FH ve dü�ey FV sismik tasarım

yükleri,

120

WS5.0FH ⋅⋅α=

HV F5.0F ±= ( ) 6.0a/a gvg > , ise

HV F33.0F ±= ( ) 6.0a/a gvg < , ise

ifadeleriyle hesaplanacaktır. Burada,

� A sınıfı zemin yüzeyinde tanımlanan tasarım yer ivme de�eri ag’ nin yerçekimi ivmesi g’

ye oranı;

avg � dü�ey yöndeki tasarım yer ivmesi;

ag � A sınıfı zemin için tasarım yer ivmesi

S � zemin büyütme çarpanı. S de�erleri a�a�ıdaki tabloda verilmektedir.

W � kayan kitlenin a�ırlı�ı.

VII.3.1 Zemin büyütme çarpanı, S:

Zemin büyütme çarpanı S, yerel zemin sınıflarına göre de�erler alır:

Ç�ZELGE I – Zemin büyütme çarpanı�

Zemin Sınıfı S

A 1.0

B, C, E 1.25

D 1.35

VII.3.2 Yerel zemin sınıfları

Zemin sınıfları a�a�ıdaki tabloda tanımlandı�ı gibidir.

121

Ç�ZELGE II – �ev stabilite analizlerinde kullanılacak zemin sınıfları

Parametreler Zemin

sınıfı

Katmanla�ma Biçiminin Tanımı

vs,30

(m/s)

NSPT

(darbe/30 cm)

cu

(kPa)

A Kaya veya di�er kaya türü jeolojik olu�um,

yüzeydeki zayıf materyal kalınlı�ı en fazla 5 m > 800 - -

B

Çok sıkı kum, çakıl veya çok sert kil, en az

birkaç on metre kalınlıkta ve mekanik özellikleri

derinlikle artan karakterde

360 -

800 > 50 > 250

C

Derin tabaka halinde sıkı veya orta sıkı kum,

çakıl veya sert kil, tabaka kalınlı�ı birkaç on

metreden yüzlerce metreye kadar

180 -

360 15 - 50 70 - 250

D

Gev�ek-orta sıkı kohezyonsuz zemin (bazı

yumu�ak kohezyonlu zemin katmanları

bulunabilir), veya baskın olarak yumu�ak-orta

sert kohezyonlu zemin

< 180 < 15 < 70

E

Tabanda daha sert (vs > 800 m/s) materyale

oturan ve vs de�eri C veya D sınıfına giren

kalınlı�ı yakla�ık 5-20 m olan yüzeysel alüvyon

S1

Yüksek plastisiteli (PI > 40) ve yüksek su

muhtevasında yumu�ak kil/silt, en az 10 m

kalınlı�ında

< 100 - 10 – 20

S2 Sıvıla�abilen zeminler, hassas killer ve A – E ve

S1 sınıflarına girmeyen di�er her tip zemin

122

(5) Limit durum, en güvensiz potansiyel kayma yüzeyi için tahkik edilecektir.

(6) Servis limit durumu kayan kütlenin kalıcı deplasmanı, �ev yüzeyindeki sürtünmeye kar�ı

kayan rijit bloktan ibaret basitle�tirilmi� bir dinamik model kullanılarak, hesaplanabilir. Bu

modelde sismik etki, azaltılmamı� tasarım yer ivmesine dayanan bir ivme-zaman kaydı ile

temsil edilmelidir.

�vme-zaman kaydı, küçük frekansları gerçekçi biçimde içermeleri ve yer hareketinin dü�ey ve

yatay bile�enleri arasındaki zaman korelasyonunun uyumlu olu�u itibarı ile tercihen gerçek

depremlerde zemin üzerinde alınmı� ivme kayıtları olmalıdır. �iddetli yer hareketi süresi

uygun seçilmelidir. Uygun frekans muhtevası ve süreye sahip suni deprem kayıtları tedbirlice

kullanılmalıdır.

(7) Bo�luk suyu basıncı artı�ı uygun testler testler kullanılarak de�erlendirilmelidir. Bu tür

testlerin bulunmaması durumunda ve ön tasarım a�amasında ampirik korelasyonlar

kullanılabilir.

VII.4 Yarı-statik metot için güvenlik kontrolü

(1) Zeminin suya doygun oldu�u �S > 0,15 olan bölgelerde, tekrarlı yüklerden do�acak

mukavemet kaybı ve bo�luk suyu basınç artı�ı dikkate alınmalıdır; tekrarlı yükler altında ciddi

bo�luk basıncı geli�tirebilen ve mukavemet kaybına u�rayabilen zeminlerde basitle�tirilmi�

yöntem terk edilmelidir.

(2) Depremlerle yeniden faaliyete geçme ihtimali olan eski (faal olmayan) kaymalarda, zemin

mukavemeti için büyük-birim-uzama (büyük gerinme) parametreleri kullanılmalıdır.

Kohezyonsuz materyallerde çevrimsel-bo�luk-suyu-basıncı artı�ının etkisi, sürtünme direnci

en büyük bo�luk basınç artı�ı ile orantılı uygun bir bo�luk basınç katsayısı ile küçültülmek

suretiyle hesaba katılabilir. Bu artı� bir önceki ba�lı�ın yedinci maddesinde tarif edildi�i gibi

hesaplanabilir.

123

(3) Sıkı kum gibi fazlaca genle�me gösteren zeminlerde mukavemet azaltması gerekmez.

(4) �evin güvenlik tahkiki ENV 1997–1:2000 (Türkçe) �artnamesinde belirtilen ilkelere gore

yapılacaktır.

VIII. PROBLEML� ZEM�N �ARTLARI

Bazı zeminler özel karakter ta�ırlar ve temellere beklenmedik zarar verirler. Bellil ba�lı

olanları �i�en ve çöken zeminlerdir. Etüd safhasında bunların belirlenmesi çok önem

ta�ımaktadır. �i�en zeminler genellikle orta katı ve katı, tam doygun olmayan plastik killerdir.

Su ile kar�ıla�ınca �i�erler, kuruyunca büzülürler. Bu killer üzerine in�a edilen temeller,

dö�emeler, vb. �i�meden dolayı kaldırma kuvvetlerine maruz kalırlar. Kabarma, çatlama ve

kırılmalar meydana gelir. Zemin plastik indisi (PI), aktifli�i (A=plastik indis/ % kil içeri�i)

ço�u sınıflandırmada (10’dan fazla) potansiyel göstergesi olarak kullanılır. Çok genel olarak

plastik indisi 22’den yüksek, aktifli�i 0.5’ten yüksek, tabii su içeri�i dü�ük olan killer

potansiyel �i�en killerdir. Odömetredeki standart konsolidasyon deneyleri sırasında ilk yük

kademelerinde �i�en killer hemen kendini gösterir. Ayrıca �i�me basıncını do�rudan ölçmeye

yönelik özel odömetreler de vardır.

Çöken zeminler ise tabii su içeri�inde sorunsuz yük ta�ıyan ancak su ile temas edince yapısal

olarak çöküntüye u�rayan ve büyük oturmalara neden olan zeminlerdir. Bazı tipleri su ile

fazla teması olmadan a�ırı yük altında da çökme göstermektedir. Bu zeminlerin ortak

özellikleri, kohezyonsuz olmaları, inceler oranının yüksekli�i, doygun olmamaları, tabii birim

hacim a�ırlıklarının dü�ük olmasıdır (�16 kN/m3). Odömetreye örselenmemi� numune olarak

konursa yük altında su eklendi�inde çökme deplasmanları hemen farkedilir. 200 kPa altında

çökme miktarının numune kalınlı�ına oranı çökme potansiyeli olarak tarif edilir ve 0-20 arası

ölçekte problemsiz (0-1), orta (1-5), yüksek (5-10) ve çok yüksek (10-20) �eklinde sınıflara

ayrılır.

124

Di�er bir problemli zemin grubu ise organik zeminlerdir. A�ırı sıkı�abilirlik ve uzun seneler

süren ikincil konsolidasyon davranı�ı gösteren bu zeminlerin genel özellikleri yüksek su

içeri�i, çok dü�ük birim hacim a�ırlı�ı (12-15 kN/m3), koyu gri-siyah renk ve kötü kokulu

olmalarıdır.

Sorunlu di�er zeminler arasında hassas killer ve sülfatlı zeminler vardır.

125

IX. JEOF�Z�K YÖNTEMLER

IX.1 Jeofizik yöntemleri kullanma nedenleri

Deprem hareketi altında yapıların dinamik analizlerinin yapılması gerekti�i durumlarda küçük

birim deformasyonlar için elastic dalga hızlarının (Vp, Vs) ve Poisson oranının tayini için

kullanılır.

Zemin mühendisinin uygun gördü�ü durumlarda, küçük, ta�ınabilir ekipmanlar kullanarak,

gözlem, arazi gözlemi, sondaj, numune alma gibi arazi çalı�malarını desteklemek ve elde edilen

verileri teyid ve tahkik etmek,yeraltı ko�ullarını de�erlendirmek amacı ile kullanılabilir ve bu

�ekilde gerek zaman gerekse maliyet açısından ekonomi sa�lanabilir.

IX.2 Jeofizik yöntemler

Jeofizik yöntemlerin genel amacı yeryüzünde veya kuyu içinde mekanik, elektrik veya

kimyasal özelliklere yanıt olan ölçüleri yaparak karakterize edilecek, haritalanacak ve

lokasyonu belirlenecek yer altı özelliklerini saptamaktır. Jeoteknik incelemelerde kullanılan

ba�lıca jeofizik yöntemler:

1- Sismik,

2- Elektrik-eletromagnetik,

3- Mikrotremor,

4- �vme ölçümü,

5- Jeoradar,

6- Mikrogravite ve magnetik,

7- Kuyu jeofizi�i yöntemleridir.

126

IX. 3 Jeofizik yöntemlerin saptadı�ı parametreler

1- Dinamik parametreler veya dinamik özellikler; sıkı�ma dalgası hızı,Vp, kayma dalgası hızı,Vs,

kayma modülü, Poisson oranı, elastisite modülü,

2- Küçük birim deformasyonlara tekabül eden zemin hakim peryodu.

3- Elektrik parametreleri; öz direnç ve iletkenlik, �arjabilite veya yüzde frekans etkisi,

4- Katmanların yo�unlu�u,

5- Magnetik parametreler.

IX.4 Jeofizik yöntemlerin belirlenmesinde yardımcı oldu�u yeraltı özellikleri

1- Yeraltı yapılarının özellikleri; katman sayısı, kalınlıkları, e�imleri, gömülü yanal de�i�imler;

faylar, kırıklar, vadiler, tabankaya derinli�i ve topo�rafyası, yer altı bo�lukları, yer altı yüksek

çözünürlüklü kesiti, yer altı haritası ve 2-3 boyutlu jeolojik modeli,

2- Hidrojeofizik; yeraltısuyu seviyesi, kirlilik, tuzlu su giri�imleri ve su kaçakları saptanması ve

haritalanması,

3- Muhtemel potansiyel heyelan ve sıvıla�ma mevkilerinin saptanması,

4- Kayaların sökülebilirlilikleri,

5- Yo�unluk ve magnetik özellikler,

6- Zemin iyile�tirmesi kontrolü.

IX.5 Jeofizik yöntemlere kısa bir bakı�

Jeofizik çalı�malarda jeolojik özelliklere ba�lı olarak uygun bir metodoloji seçilmelidir.

Örne�in; sismik ve elektrik yöntemler gibi en az iki yöntem tercih edilmelidir. Ölçü profilleri

sismik ve elektrik yöntemleri için topo�rafik e�im do�rultusuna ve elektrik ve su �ebeke

hatlarına dik tutulmalıdır. Hedeflenen derinlikler en az 30 metre olmalıdır.

127

Sismik yansıma yöntemi

Sismik yöntemler sıkı�ma dalgası hızı, Vp, kayma dalgası hızı, Vs, saptamak için yöntemlerdir

ve müteakip özellikleri de�erlendirmek için kullanılır: Yer altı jeolojik yapıların özellikleri ve

yo�unlukları, dinamik özellikler, hidrojeofizik özellikler, potansiyel heyelan ve sıvıla�ma

analizleri ve kayaların hafriyat de�erlendirmeleri.

Sismik enerji kayna�ı ve ölçü tekni�i (geleneksel, ortak derinlik noktası, (CDP gibi))

belirtilmelidir. Ölçü profili uzunlu�u hedeflenen derinli�in en az 1.5 katı seçilmelidir.

Hedeflenen derinlik en az 30 metre olmalıdır. E�er bu mümkün de�ilse offset uzaklı�ı

uzatılmalıdır. Yerdeki düzenli ve düzensiz gürültülerin frekans ve genlikleri test edilmelidir.

Gürültü frekansına göre, sismo�raf filtresi gev�ek zeminler için alçak geçirimli ve kaya veya katı

zeminler için yüksek geçirimli olarak ayarlanmalıdır. Sismik enerji kayna�ının gücü gürültü

genli�ini bastırmalıdır.

Sismik kırılma yöntemi

Kullanılan sismik ölçü tekni�i (aynı hat, yanal gibi) ve enerji kayna�ını türü (patlatma, çekiç,

kütle dü�ürme gibi) belirtilmelidir. Ölçü profili uzunlu�u hedeflenen derinli�in en az 3 katı

olmalıdır. E�er bu mümkün de�ilse offset uzaklı�ı uzatılmalıdır. Yerdeki düzenli ve düzensiz

gürültülerin frekans ve genlikleri test edilmelidir. Gürültü frekansına göre, sismo�raf filtresi

gev�ek zeminler için alçak geçirimli ve kaya veya katı zeminler için yüksek geçirimli olarak

ayarlanmalıdır. Sismik enerji kayna�ının gücü gürültü genli�ini bastırmalıdır. Sinyal biriktirme

en az 6 kez tekrarlanmalıdır. Kaydedilen sinyalin kayma dalgası sinyali oldu�undan emin olmak

için polariteli kayma dalgası sinyali elde edilmesi zorunludur. Ölçüler kesinlikle profilin her iki

tarafında alınmalıdır. �ki tarafın zaman uzaklık e�rileri simetrik de�ilse, yanal de�i�ime sahip

yeraltının görünür hız de�erlerinden gerçek hız de�erleri saptanacaktır.

128

Mikrotremor Mikrotremör ölçüleri: 1- Tek noktada, 2- Gev�ek zemin ve kaya zeminde, 3- Çoklu

sismometreler dizilimi kullanarak yapılır. Çoklu sismometre dizilimi genellikle dairesel dizilim

�eklinde yapılır. Kısa dizilim için 1 saniye do�al periyotlu sismometreli ve 3-70m yarıçaplı, uzun

dizilim için 8 saniye periyotlu sismometreli 200-500m yarıçaplı dizilim olabilir. Üç bile�enli

mikrotremör kayıtlarından 20 saniyelik bir bant seçilir ve Parzen sayısal süzgecinden sonra

Nakamura tekni�ine göre yatay, H, ve dü�ey, V, bile�enlerinin seçilen bandın Fourier

spektrumları oranlarının, (H/V), ortalaması alınır. Maksimum genlik zemin büyütmesi ve

maksimum periyodu zeminin hakim periyodu olarak elde edilir. Spektral analizden elde edilen

kayma dalgası-derinlik ili�kisi dairesel dizilimde merkeze yerle�tirilir. Yer altı katman derinlik ve

kalınlıklarına göre kayma dalgası hızı Rayleigh yüzey dalgası hızlarının spektral analizinden elde

edilir.

Spektral Analiz Teknikleri

Yüzey dalgası kullanan teknikler olu�um kaynaklarına, ölçü sistemlerine ve kullanılan veri

i�leme göre a�a�ıdaki gibi sınıflanır:

1- Kayma dalgası hızı yüzey dalgası spektral analizi (spectral analysis of surface wave (SASW)),

2- Yüzey dalgası çok kanallı spektral analizi (multichannel analysis of surface wave (MASW))

3- Sismik kırılma-mikrotremör (refraction-mikrotremor, (RE-MI)) dir.

Spektral analiz teknikleri en yo�un yerle�im alanlarında, �ehir içinde ve yo�un trafik olan

yerlerde ucuz ve hızlı i�leyen tekniklerdir. Yüzey dalgası asfalt, beton, çakıl, çimen ve benzeri

her tür ortamda kaydedilebilir. Daha kısa profilde daha derin yeraltı yapılarını detaylı inceleme

yetene�ine sahiptir. Sismik standart cihazlarını kullanır. Kullanıldı�ı alanlar: – Deprem yerel

yanıtı saptaması, – Heyelan ve zemin sıvıla�ması analizi, – Tabankaya topo�rafyası ve yer altı

129

jeolojik yapılarının haritalaması − yer altı jeolojik birimlerin mukavemetlerinin tahmini, –

Sisimik kayma dalgası hız analizi, – Gömülü kültürel malzemelerin bulunması, – Kara ve

denizde zemin sınıflaması saptaması, − Yeraltısuyu doygunluk ara�tırmaları vb..

Yüzey dalgalarının analiz tekniklerindeki ortak ilkeler a�a�ıdaki gibidir: Yüzey dalgası analizleri

sismik dalgaların frekans derinlik sondajı anlamındadır. Tabakalı bir ortamın Rayleigh dalgası

faz hızı frekansın, Vp, Vs, yo�unluk ve katmanların kalınlıklarının bir fonksiyonudur. Rayleigh

dalgası farklı frekansta farklı faz açısı hızlarına sahip olup dispersive özelliktedir. yüzey

dalgasından kayma dalgası hızı profili elde edilmesi üç kademede olur: 1- Yüzey dalgaların elde

edilmesi; kayıt uzunlu�u en az 4 saniye olmalıdır. 2- Dispersiyon e�risinin elde edilmesi;

Dispersiyon e�risi faz hızının frekansın fonksiyonu olarak çizilir. Dispersif fazlar alçak hızlı

katmanlarda küçük frekanslarda yüksek faz hızları, büyük frekanslarda daha alçak faz hızlarından

e�im a�a�ı farklı bir de�i�im gösterir. Verilen bir frekans için en dü�ük hız fondemental mod hızı

veya birinci moddur. Fondemental mod faz hızından daha büyük hız ikinci mod hızıdır. Dispersif

dalgaların farklı e�imi dalga sayısı-frekans veya uzaklık-zaman de�i�kenli iki boyutlu Fourier

Transformu p-f (p:dalga sayısı, f:dalga frekansı) analizinin gerçek bir avantajıdır. E�imin oldu�u

yerdeki frekansta faz hızlarını pik etme belirli bir dispersiyon de�erini olu�turur. Farklı frekans

de�erlerindeki pik yerleri dispersiyon e�rilerinin �eklini olu�turur. 3- Dispersiyon e�risinden

kayma dalgası hızı profilinin inversiyonu; dispersiyon e�risinin inversiyonu tabakalı ortamda

Rayleigh dalga yayınımın forward problem çözümüne dayanır. �nversiyon i�levi öncelikle kayma

dalgası hızı de�erlerinin tahmini ile ba�lar. Kayma dalgası hızı dispersiyon verilerinin iteratif

inversiyonundan saptanır. En küçük kareler yakla�ımı i�levin otomasyonunu sa�lar. Model

de�i�meyecek �ekilde Poisson oranı, yo�unluk ve kalınlık gibi parametreleri ile her bir

iterasyondan sonra kayma dalgası hızı düzeltilir. �teratif inversiyon i�levine ba�lamak için bir

130

ba�langıç yer modeli belirlenir. Yer modeli P ve S dalga hızları, yo�unluk ve kalınlık

parametrelerinden olu�ur. Faz hızı frekans bandındaki her bir frekans bile�enin lineer e�iminden

saptanır.

Kayma dalgası hızı yüzey dalgası spektral analizi (SASW)

SASW arazi uygulamasında sismik enerji kayna�ı olarak balyoz veya kütle dü�ürme teknikleri

kullanılır. Farklı uzaklıktaki iki jeofon tarafından Rayleigh dalgaları kaydedilir. Sinyal gürültü

oranını artırmak için ardı�ık Rayleigh dalgaları toplanır. Kaydedilen Rayleigh dalgaları zaman

domeninden frekans domenine Fast Fourier Transform (FFT) tekni�i ile dönü�türülür. Meydana

getirilen Rayleigh dalgalarından (2-20) Hz arasında (2-12) ve (8-20) Hz li iki dispersiyon e�risi

veri i�lem esnasında bir e�ri olacak �ekilde birle�tirilir. Ede edilen her bir de�er iki jeofon

ortasına aittir. Belirli bir derinli�e inebilmek için ölçü dizilim sistemini de�i�tirerek ölçülerin

tekrarlanmasını gerektirir.

Yüzey dalgası çok kanallı spektral analizi (MASW)

MASW SASW yin çok kanallı uzantısıdır. MASW de dizilim sistemi ve veri toplaması klasik

sismik yansımada kullanılan ortak yansıma noktasında (common mid point (CMP)) kullanılan ile

aynıdır. Ölçü profili boyunca birçok noktadan alınan kayma dalgası hızı derinlik grafikleri

birle�tirilir ve kayma dalgası hızı iki boyutlu kesiti elde edilir. MASW dispersiyon e�risinin

inversiyonu tabakalı ortamda Rayleigh dalga yayınımın forward problem çözümüne dayanır.

MASW kayıtları SurfSeis software paket pro�ramı ile analiz edilir.

131

Refraksiyon-Mikrotremör Tekni�i (RE-MI)

RE-MI tekni�inin sismik enerji kayna�ı mikrotremordür. Derinlik dizilim uzunlu�unun 1/3 – 1/2

arısıdır. Ölçüsü alınması istenen yer dizilimin ortasında olmalıdır. Kayıt 15-30 saniye müddetle

5-10 kez alınır. Katlanma (aliasing) olayını önlemek için 4 Hz de yüksek geçirimli ve örnekleme

frekansının yarısı olan 250 Hz de alçak geçirimli filtre uygulanır. RE-MI yalnız gürültü

kayıtlarının spektral normalle�tirilmesi için bilinen p-f tekni�ine spektral güç oranı hesaplamasını

ilave eder. Spektral oranın p-f görüntülerinden do�rudan dispersiyon e�rilerini yorumlamak ve

pik etme i�levi SASW tekni�indeki ayarlamalara ve MASW tekni�indeki güç kriterine paraleldir.

Re-Mi verileri Optim software paket pro�ramı ile analiz edilir.

�vme ölçümü

Depremlerin yer sarsıntısının hakim periyodu ve genli�inin belirlenmesinde kullanılır. �vme

kaydında seçilen bandın Fourier genlik spektrumu alındıktan sonra spektrum e�risi düzeltilir.

Genlik spektrumunun en büyük de�erine kar�ılık gelen titre�im periyodu hakim periyot, T0,

olarak elde edilir. Yatay ivme kaydının en büyük de�eri olan Pik yatay ivme iki ortogonal

bile�enin vektörel toplamının maksimum bile�kesi alınarak elde edilir.

Elektrik yöntemlerin kullanımı

Elektrik yöntemler yer altı elektrik özdirenç, (ρ), veya iletkenli�i, (σ), �arjabilite (m) or %frekans

etkisi (%f.e) ölçmek için kullanılır. Elektrik iletkenlik zeminin ve kayacın türünün, gözenek ve

gözene�i dolduran sıvının bile�iminin ve geçirgenli�in fonksiyonudur. Elektrik yöntemler

müteakip özellikleri de�erlendirmek için kullanılır:

1- Yer altı jeolojik yapısı ve özellikleri,

132

2- hidrojeofizik özellikler;yeraltısuyu seviyesi ve kirlili�i,

3- potansiyel heyelan ve sıvıla�ma analizleri.

Jeoradar

Jeoradar yer altı bilgisi elde etmek için yüksek frekanslı elektromagnetik dalga kullanır.

Yansıyan sinyaller kaydedilir ve 30 metre derinli�e kadar olan sı� yer altı ko�ullarının sürekli

kesitini olu�turur. Jeoradar ba�lıca jeolojik yapıların, hidrojeofizik özelliklerin ve yeraltı anormal

ko�ullarının yüksek çözünürlüklü kesitlerini elde etmede ve zemin iyile�tirme testinde kullanılır.

Mikrogravite

Mikrogravite yer altı yo�unlu�undaki de�i�imlerin ölçüsünü sa�lar. Mikrogravite zemin ve kaya

yo�unlu�undaki gömülü yanal de�i�imleri, bo�lukları, büyük kırıkları, fayları saptamada ve

zemin iyile�tirmeleri testinde kullanılır. Gravite ölçerinin duyarlılı�ı mikroGal (µGal) veya

yerçekimi alanının 10-9 seviyesinde olmalıdır.

Kuyu jeofizi�i

Kuyu jeofizi�i yöntemleri, sismik, özdirenç, do�al gerilim, electromagnetik iletkenlik, sıcaklık

derecesi ve radyasyon logları gibi en çok kullanılan yöntemlerdir. Kuyu jeofizi�i yöntemi müteakip

özellikleri saptamak için kullanılır:

1- Kuyular arasındaki jeolojik korelasyonu artırmak,

2- �nce ve kalın katmanların kalınlık ve derinlikleri,

3- Formasyonların gözeneklili�i ve geçirgen seviyeleri,

4- Kuyu içinde giren ve çıkan suyun lokasyonu ve kırık lokasyonları,

133

5- Gerçek sismik hız ve özdirenç de�erlerini,

6- Yer altı jeolojik kesitleri saptamak etmek.için kullanılır.

134

X. ZEM�N �Y�LE�T�RME YÖNTEMLER�

X.1 DER�N SIKI�TIRMA

X.1.1 Vibroflotasyon:

Vibroflotasyon zemin içerisine yerle�tirilen bir vibratörden kaynaklanan yatay titre�imler sonucu

granüler zeminlerin sıkı�tırılmasını sa�lamaktadır. Dolayısıyla granüler zeminlerin ba�langıçtaki

bo�luk oranları ve sıkı�tırılabilirliklerisıkı�abilirlikleri azalmaktadır. Di�er yandan içsel sürtünme

açıları, ta�ıma gücü ve sıvıla�maya kar�ı olan dirençleri de artmaktadır (�ekil 1).

�ekil 1. �nceler yüzdesinin vibroflotasyonla elde edilen penetrasyon direnci artı�ına etkisi (Saito,

1977)

Vibroflot, titre�im olu�turacak sondanın tabanındaki dü�ey eksen üzerine kurulu olan eksantrik

bir a�ırlıktan olu�maktadır. Titre�im hareketi yatay olup dü�ey bir eksen etrafında devirsel

hareket söz konusudur. Bu sayede olu�an enerji zemine ya vibratör sondasının büyün uzunlu�u

135

boyunca ya da sadece vibratörün ucundan aktarılır. Bu enerji miktarı sondanın yerle�tirildi�i

derinli�e ba�lı olmaksızın sabittir.

Vibroflotasyon tekni�i yeraltı su seviyesi altındaki çok gev�ek kum malzemelerin sıkı�tırılması

için çok uygundur. Fakat kil bantlarının, a�ırı miktarda ince daneli malzeme ve organik madde

bulunması bu teknikten alınabilecek verimi önemli ölçüde dü�ürmektedir. Dolayısıyla granüler

malzeme içerisinde inceler oranı % 20’yi a�mamalı ve bunun da en fazla %3’ü aktif kil olmalıdır

(Bell, 1993). Bu sıkı�tırma tekni�ine uygun zeminlerin dane çapı da�ılımı �ekil 2’de görülebilir.

�ekil 2. Vibroflotasyon yöntemiyle sıkıla�tırmaya uygun zeminlerin dane çapı da�ılımı (B – en

uygun aralık), (Brown, 1977)

Vibroflotun zemin içerisine sokulması esnasında genellikle su jeti ve basınçlı havadan

yararlanılmakta dolayısıyla sondaj duvarları da bu sayede desteklenmi� olmaktadır. Granüler

zeminlerin sıkı�tırılması hem vibroflotun zemin içerisine sokulması hem de yava�ça yukarıya

çekilmesi esnasında gerçekle�mektedir. Bu durum ise yüzeyde koni �eklinde bir çöküntüye neden

olmaktadır. Bu çöküntü daha sonra granüler bir malzeme ile doldurulmalıdır.

136

Bu yöntemle elde edilecek sıkı�tırma derecesi birkaç faktöre ba�lıdır (Brown, 1977): kullanılan

ekipmanın tipi, vibroflot merkezlerine ili�kin karelaj ve aralıkları, vibroflotun geri çekilme

yöntemi, geridolgu malzemenin yapısı ve i�çilik kalitesi. Vibroflot etrafında sıkı�tırılan zeminin

çapı 2.4 ile 3 m arasında de�i�mektedir. Genellikle üçgensel bir karelaj seçilmekte fakat vibroflot

merkezleri aralıkları arazi ko�ullarına ve istenilen ta�ıma gücüne ba�lı olmaktadır. Sömeller için

tipik vibroflot dizimleri �ekil 3’de görülebilir.

�ekil 3. Sömeller için tipik vibroflotasyon karelajları (Brown, 1977)

Granüler zeminlerde herhangi bir derinli�e yerle�tirilen vibroflotun sa�layaca�ı sıkı�tırmanın

ço�u ba�langıçtan itibaren 2 ile 5 dakika arasında gerçekle�mektedir. Dolayısıyla daha yüksek bir

sıkı�tırma derecesi elde etmek için titre�im zamanını a�ırı miktarda artırmak ekonomik

görülmemektedir. Vibroflotun yukarıya çekilme hızı geri dolgu malzemenin yerle�tirilmesine

göre belirlenmelidir. E�er vibroflot a�amalı olarak küçük miktarlarda yukarıya çekilirse azami

yo�unluklar elde edilebilir.

137

Sıkı�tırılacak kumla aynı olabilece�i gibi kullanılacak granüler malzemenin yapısına gelince

Brown (1977) bir uygunluk sayısı, Sn, tanımlamı�tır:

Sn =1.7 210

220

250

113DDD

++

Burada D50, D20 ve D10 sırasıyla malzemenin % 50, 20 ve 10’unun küçük oldu�u mm cinsinden

dane çaplarıdır. Bu sayı sonda etrafındaki geridolgu malzemenin oturma hızına ba�lıdır.

Uygunluk sayısının 10’dan küçük olması durumunda, geridolgu malzemesi çok iyi, 50’den büyük

olması durumunda ise uygun de�ildir.

Brown (1977), Welsh (1987), ve Wightman (1991) bu yönteme ili�kin en kapsamlı çalı�mayı

sunmu� olup daha fazla açıklama için bu kayna�a ba�vurulmalıdır.

X.1.2 Kum Sıkı�tırma Kazıkları (SCP)

Kum sıkı�tırma kazıkları yumu�ak zeminleri iyile�tirme tekni�i olarak Japonya’da geli�tirilmi�tir.

Bu teknik yumu�ak zemin içerisinde titre�imli bir muhafaza borusu yardımıyla kum veya benzer

bir malzeme kullanarak iyi sıkı�tırılmı� kum kazıklardan olu�maktadır.

Kum Sıkı�tırma Kazıkları (SCP) tekni�ine ili�kin ekipman kum dren yerle�tirme ekipmanına

benzemektedir. Ekipman istenilen derinli�e ula�tıktan sonra, daha önceden belirlenen boydaki

gev�ek kum kazı�ı ekipmanın mili arasından bo�altılır ve ekipman biraz yukarı çekilir. Daha

sonra milin üstündeki bir vibratör yardımıyla mil gev�ek kum kazı�ını sıkı�tırır ve çapını artırır.

Bu i�lemin tekrar ettirilmesiyle sıkı�tırılmı� kum kazıkları olu�turulur ve ayrıca etrafdaki zeminde

sıkı�tırılmı� olur (�ekil 4). Aboshi vd. (1990) bu tekni�in özlü bir açıklamasını sunmu�lardır.

138

�ekil 4. Sıkı�tırılımı� kum kazıkları olu�turma a�amaları (Tanimoto, 1973)

Sıkı�tırılmı� kum kazıkların ta� kolonlara göre avantajları �unlardır: (1) çok hızlı yapım; (2)

kolon ta�tan genellikle çok daha ucuz olan kumdan olu�turulmaktadır; (3) yapım esnasında kuyu

duvarı muhafaza borusu yardımıyla tamamen desteklenmekte ve dolayısıyla duvar göçme

olasılı�ı engellenmektedir. Ayrıca etraftaki zeminin yayılım veya erozyon yoluyla kum kazı�ı

içersine girme olasılı�ı da önemli ölçüde azaltılmı�tır (hem kum sıkı�tırma kazı�ı hem de

etrafındaki zeminin dane çapı da�ılımına ba�lıdır).

Sıkı�tırılmı� kum kazıkların dezavantajları ise �unlardır : (1) Kum kullanılmasından dolayı

olu�turulan kolonun içsel sürtünme açısı ve mekanik dayanımı ta� kolonlarınkinden daha dü�ük

olacak ve dolayısıyla da daha yüksek bir yerle�tirme yüzdesi gerekecektir; (2) bir kil tabakası

içerisine muhafaza borusu çakılması kolonun sınırları boyunca sıkı�maya neden olacak ve

böylelikle zeminin yatay geçirimlili�i ve kolonun da dren olarak etkinli�i azalacaktır; (3) Seed

and Booker, 1976, tasarım kriteri göz önüne alındı�ında, sıkı�tırılmı� kum kazıkların düzgün bir

�ekilde tasarlanmı� ta� kolonlar gibi yeterli geçirimlili�e sahip olmadıkları ve deprem esnasında

dü�ey drenajı gere�i gibi sa�layamadıkları görülmü�tür (Barksdale and Takefumi, 1991).

139

Sıkı�tırılmı� kum kazıklarla zayıf zeminlerin iyile�tirilmesinde en önemli faktörlerden biri kum

ile de�i�tirilen gev�ek kum veya yumu�ak kil hacmidir. De�i�tirilen zemin miktarını sayısal

olarak belirleyebilmek için kazı�ın etki alanındaki zeminin toplam alanının sıkı�tırılmı� kum

kazı�ın alanına bölünmesiyle elde edilen bir yerde�i�tirme oranı, as, tanımlanır. Sıkı�tırılmı� kum

kazık tasarımı standart penetrasyon direnci veya zeminin izafi(göreceli) sıkılı�ı göz önüne

alınarak gerçekle�tirilir.

X.1.3 Vibro-Sondalar:

Granüler zeminlerin sıkı�tırılması için derinde malzeme eklenmesi yapılmaksızın titre�imli

borular veya sondalar üstteki dü�ey vibratörler yardımıyla zemin içerisine sokulabilir. Yalnız

yüzeyde meydana gelecek çöküntü geridolgu malzemesiyle doldurulmalıdır. Bu tekni�in

uygulanabilmesi için kohezyonsuz zemin içerisindeki ince daneli malzeme miktarı maksimum %

15 ile 20 olmalıdır. Birkaç de�i�ik patentli sondalar mevcuttur ki bunlardan bazıları �unlardır:

Terra-Probe, Vibro-Wing ve Tri-Star veya Y-Probe. Terra-Probe’da 760 mm çapındaki geni�,

açık uçlu bir boru titre�imli kazık çakma makinasıyla gev�ek granüler zemin içerisine çakılır.

Boru tasarım derinli�inden 3 – 5 m daha uzundur. Zeminin sıkı�tırılması borunun hem içinde

hem de dı�ında gerçekle�mektedir. Olu�turulan titre�im genellikle dü�ey yönde olup vibratörün

frekansı ayarlanabilmektedir. Genellikle frekans 15 Hz civarındadır. Bir saat içerisinde 1-3 m

aralıklarla yakla�ık 15 sonda zemin içerisine çakılabilmektedir. Bu teknik vibroflotasyonda

oldu�u gibi sonda etrafına geridolgu malzemenin yerle�tirilmesini gerektirmemektedir. Fakat

orijinal yüzey kotunu muhafaza etmek için bir miktar geridolgu malzemesi eklenir.

Japon tipi Vibro-Sonda sistemi ise üzerinde kısa nervürleri olan çelik çubukları kullanmaktadır.

140

Yıldız �eklindeki Franki Y-Probe ise 120 derecelik açılarla birbirlerine kaynaklanmı� 0.5 m

geni�li�inde çelik kanatlardan olu�ur. Sonda ile zemin arasındaki sürtünmeyi artırmak amacıyla

plakalar üzerine küçük yatay nervürler olu�turulmu�tur. Sonda 25 m uzunlu�a kadar olabilir.

�sveç Vibro Wing sistemi ise 0.5 m aralıklarla yerle�tirilmi� yakla�ık 0.8 m uzunlu�unda

kanatları olan 15 m uzunlu�unda bir çelik çubuk kullanmaktadır. Sondanın zemin içerisine

sokulma hızının yava�laması üzerine sürtünme direncini azaltmak için su jeti kullanılabilir.

Sonda aynı zamanda sıkı�tırma i�lemi sonucunda olu�abilecek a�ırı bo�luk suyu basınçlarının

sönümlenebilmesi kolayla�tırmak için drenaj tüpleriyle de teçhiz edilebilir.

Bu teknikte sıkı�tırma verimlili�ini etkileyen en önemli faktörler sıkı�tırma noktaları aralıkları,

her noktadaki sıkı�tırma süresi ve sondanın kullanımına ili�kin özellikler (zemin içerisine

sokulması, tutulması, geri çekilmesi) dir. Bununla beraber zeminin ba�langıçtaki izafi sıkılı�ı,

sıkı�tırılması gereken zeminin derinli�i ve istenilen sıkı�tırma derecesi de göz önünde

bulundurulmalıdır (Massarsch, 1991).

Sondanın zemin içerisine sokulması esnasında meydana gelen deplasmanlar da önemli ölçüde

zeminin sıkı�tırılmasına katkıda bulunmakta ve hem dü�ey hem de yatay gerilmeler artmaktadır.

Sondanın farklı derinliklere sokulma sayısı ve ilerleme miktarı da önemlidir. Genellikle sonda

tasarım derinli�inin sonuna kadar sokulmakta ve a�ama a�ama geri çekilmektedir. Bu i�lem

istenilen sıkı�ma derecesi sa�lanana kadar tekrar ettirilir.

Sıkı�tırma noktaları arasındaki optimum aralık sonadının �ekline ve ebatlarına ba�lıdır. Daha dar

bir karelaj aralı�ı fakat daha kısa sıkı�tırma süresi genellikle tercih edilir. Bu tip bir seçim daha

homojen bir zemin sıkı�tırması sa�layacaktır.

Bir di�er önemli faktör ise sıkı�tırma i�leminin hangi sırada yapıldı�ıdır. Sıkı�tırma i�lemini ilki

daha geni� bir karelaj aralı�ında olmak üzere iki geçi�te yapmak daha avantajlıdır. Karelaj

aralı�ının daha geni� olması durumunda sondanın zemin içerisine sokulması daha kolay olacaktır.

141

�lk sıkı�tırma i�leminden sonra ikinci geçi�e ba�lamadan önce zemine tekrar konsolide olabilmesi

için zaman tanınmalıdır. �u ana kadar ki tecrübe göstermi�tir ki ikinci geçi� esnasında sıkı�tırma

süresi çok daha az ve ilk geçi�te sıkı�tırılmı� zemin kolonları sondayı daha gev�ek zeminlere

yönlendirecektir.

Bir kum tabakası içerisindeki çok ince silt ve kil bantları bile sıkı�tırma i�lemini olumsuz olarak

etkileyecektir.

X.1.4 Sıkı�tırma Kazıkları:

Zeminler kazık çakılması sonucu olu�an deplasmanlar yoluyla sıkı�tırılabilir. Fakat, söz konusu

bu teknik granüler zeminlere uygulandı�ında sıkı�tırma, deplasmanlara ek olarak kazık çakımı

esnasındaki titre�im hareketleri sonucunda da gerçekle�mektedir. Dolayısıyla elde edilen

sıkı�tırma derecesi sadece bu kazıkların aralıklarına de�il aynı zamanda titre�im enerjisine de

ba�lıdır. Bu durumu ince daneli malzeme miktarı etkilemektedir; çünkü titre�imlerin yayılması

ince malzemelerin etkisiyle sönümlenmektedir. Genel olarak, e�er ince malzeme miktarı %20’yi

geçerse iyile�tirme oranı azalacak ve kazıkların daha sık aralıklı yerle�tirilmesi gerekecektir.

Chung vd. (1987) titre�imim sıkı�tırma üzerine etkisinin olabilmesi için %35’lik bir ince daneli

malzeme miktarı sınırı önermi�lerdir. Sıkı�tırma kazıkları yapısal kazıklar (ah�ap ya da

betonarme) olabilece�i gibi kum sıkı�tırma kazıkları da olabilir.

Yüksek deplasmanlı sıkı�tırma kazıkları zemin içerisinde isenilen derinli�e kadar 0.5 m çapında

bir kuyu açılıp, muhafaza borusu içinin bo�altılarak yerine her seferinde 100 kJ’dan fazla enerji

verebilen bir �ahmerdan yardımıyla sıkı�tırılmı� kumun doldurulmasından olu�maktadır (�ekil 5).

Yerle�tirilen muhafaza borusu küçük miktarlar yukarı çekilir ve her yukarı çeki�te bir miktar kum

yerle�tirilip sıkı�tırılır. Dolayısıyla bu �ekilde olu�turulan sıkı�tırılmı� kum kazı�ı muhafaza

borusundan daha büyük çapta olmakta ve etrafındaki zemin de sıkı�tırılmaktadır.

142

�ekil 5. Sıkı�tırma Kazıkları yapım a�amaları (Bell, 1993)

Franki tekni�iyle çakıl sıkı�tırma kazıklarının yerle�tirilmesi de benzer olup çakıl tıkaç veya sıfır

çökme de�eri olan beton ile kapatılmı� bir tüpün �ahmerdan yardımıyla zemin içerisine

çakılmasından olu�ur. Çakma esnasında tüp etrafındaki zemin yanal olarak sıkı�tırılmaktadır. Tüp

tasarım derinli�ine kadar batırıldı�ında belli bir miktar çakıl veya kuru beton tüp içerisinden

tabana yerle�tirilir ve yüksek enerjili bir �ahmerdan yardımıyla sıkı�tırılarak geni�letilmi� bir

taban olu�turulur. Daha sonra tüp a�amalı olarak geri çekilir ve bir miktar çakıl daha yerle�tirilip

sıkı�tırılır ve sonuçta sıkı�tırılmı� bir çakıl kazı�ı olu�turulur. Kazık içerisine yerle�tirilen çakılın

miktarı ölçülerek çapı hesaplanabilir ve deplasman de�erleri yardımıyla da etrafdaki zeminin

143

yo�unlu�unda meydana gelen artı� belirlenebilir. Bu kazıklar yapım a�amasından önce

gerçekle�tirilen testler sonucu belirlenen aralıklarla olu�turulur.

A�ırlık Dü�ürme (Dinamik Kompaksiyon)

Dinamik kompaksiyon i�lemi a�ır bir yükün tekrarlı olarak de�i�ik yüksekliklerden zemin

üzerine dü�ürülmesinden olu�maktadır. Yüklerin a�ırlıkları genellikle 5 ile 27 ton ve dü�ü�

yükseklikleri ise 12 ile 30 m arasında de�i�mektedir. Darbe sonucu olu�an enerji genellikle tüm

alan üzerindeki karelaj üzerine a�amalı olarak tek veya birden çok geçi�li olarak

uygulanmaktadır. Her geçi�ten sonra olu�an kraterler yeni geçi�e ba�lamadan önce granüler bir

dolgu malzemesiyle düzeltilir.

Elde edilen iyile�tirme derecesi uygulanan enerjiye yani tokma�ın a�ırlı�ına, dü�ü� yüksekli�ine,

karelaj aralıklarına ve her noktadaki dü�ü� sayısına ba�lıdır. Hafif tokmakların alçak

yüksekliklerden dü�ürülmesi ile 3.0 ile 4.6 m arasında bir iyile�tirme derinli�i elde edilir. Daha

a�ır tokmakların daha yükseklerden dü�ürülmesiyle ise elden edilen iyile�tirme derinli�i ise 6.1

ile 9.1 m arasında de�i�mektedir. �ekil 6 dinamik kompaksiyon i�lemini ve kullanılan teçhizatı

göstermektedir.

144

�ekil 6. Dinamik kompaksiyon i�lemi

Gev�ek zeminin kalınlı�ı ve dolayısıyla da istenilen iyile�tirme derinli�i genellikle zemin

etüdlerinden bilinmektedir. �yile�tirme derinli�i ile tokmak a�ırlı�ı ve dü�ü� yüksekli�i

arasındaki ili�ki �u �ekildedir:

D=n(WH)0.5

Burada:

D = metre cinsinden iyile�tirme derinli�i

W = ton cinsinden tokmak a�ırlı�ı

H = metre cinsinden dü�ü� yüksekli�i

n = 1.0’dan daha dü�ük ampirik katsayı

Ampirik katsayı n, tokmak a�ırlı�ı ve dü�ü� yüksekli�inden ba�ka iyile�tirme derinli�ini

etkileyen faktörleri içermektedir. �ekil 7’de gösterildi�i gibi n de�eri genellikle 0.3 ile 0.8

arasında de�i�mektedir. n katsayısının de�i�imi a�a�ıdaki faktörlere ba�lanmaktadır:

145

a Vinçin dü�ürme mekanizması verimlili�i,

b Uygulanan toplam enerji miktarı,

c Sıkı�tırılacak zemin katmanının türü,

d Enerji sönümleyebilecek tabakaların varlı�ı,

e Sıkı�tırılacak katmanın üstünde veya altında sert tabakanın bulunması,

f Tokma�ın darbe basıncı.

�ekil 7. Dinamik kompaksiyon i�leminde etki derinli�i (Mitchell, 1981)

Enerjinin tek bir halatla kaldırılıp dü�ürülen bir tokmak yardımıyla uygulandı�ı ve uygulanan

enerjinin 1 ile 3 Mj/m oldu�u ko�ullarda, n katsayısının Tablo 1’de gösterildi�i gibi zemin tipine

ba�lı oldu�u anla�ılmı�tır. Bu de�erler ilk a�amada iyile�tirme derinli�ini belirlemek için

yukarıdaki formülde kullanılabilir. Birçok proje için de zaten gereken budur.

146

Tablo 1. Zemin tipine ba�lı olarak ‘n’ katsayısının de�i�imi

Zemin Türü Suya Doygunluk Oranı Önerilen ‘n’ de�eri

Yüksek 0.5 Geçirimli Zeminler – Granüler

Zeminler Dü�ük 0.5-0.6

Yüksek 0.35-0.4 Yarı geçirimli zeminler –

Siltler (plastisite indisi< 8) Dü�ük 0.4-0.5

Yüksek Önerilmemektedir

Geçirimsiz Zeminler – Killer

(plastisite indisi>8) Dü�ük

0.35-0.40

zemin plastik limitinden daha

dü�ük su muhtevasından

bulunmalıdır

Dinamik kompaksiyon i�lemi genellikle dolgu veya yükleme yapılacak alandan daha geni� bir

planda gerçekle�tirilir. Bunun nedeni yeni yüklemeden dolayı gerilme artı�larına maruz kalacak

zeminlerin de sıkı�tırılması gerekti�idir.

Birçok projede dinamik kompaksiyon i�lemi yükleme yapılacak alanın sınırlarının zayıf zeminin

derinli�i kadar geni�le�tirilmesiyle olu�turulan bir alanda gerçekle�tirilir. Bu durum istinat

yapıları veya bina sömellerinde oldu�u gibi a�ır yüklerin yükleme alanlarının kenarlarına

uygulandı�ı durumları kapsamaktadır. Örne�in �ev stabilitesinin söz konusu oldu�u zayıf bir

zemin üzerine bir dolgu in�a edilmesi durumunda, öngörülen derin göçme yüzeyinin içerisinde

kalan bütün zemin tabakasının sıkı�tırılması gerekecektir.

Dü�ürme noktaları aralıkları genellikle tokmak çapı veya geni�li�inin %1 veya 2’sidir. Bo�luk

suyu basınçlarının olu�abilece�i ince daneli zeminlerde i� planı iki veya daha fazla geçi�i

147

sa�layabilecek �ekilde olmalıdır. �lk geçi� tokma�ın her ikinci veya üçüncü dü�ü� noktasına

dü�ürülmesini sa�lar. Bo�luk suyu basıncının sönümlenebilece�i bir süreden sonra ara dü�ü�

noktaları da ikinci veya üçüncü geçi�in bir a�aması olarak sıkı�tırılabilir.

Genellikle her dü�ü� noktası üzerine yüksek enerjili 7 ile 15 dü�ü� gerçekle�tirilir. E�er 7’den çok

daha az veya 15’den daha fazla dü�ü� sayısı hesaplandıysa, karelaj aralıklarının tekrar

ayarlanması dü�ünülebilir.

E�er belli noktalarda istinat duvarları veya bina sömellerindeki gibi yükler söz konusu ise bu

noktalar üzerinde ek bir enerji geçi�i uygulanabilir.

Yüksek enerji uygulanmasından sonra genellikle zemin kütlesinin üst yüzeyi krater derinli�i

boyunca gev�emektedir. ��te bu gev�ek bölge (ironing) olarak bilinen dü�ük enerjili bir geçi�le

sıkı�tırılmalıdır. Bu amaç do�rultusunda dü�ük darbe basınçlı kare bir tokmak kullanılmaktadır.

Alan biti�ik hatta bindirmeli bir karelaj üzerinde sıkı�tırılmaktadır. Genellikle yüzeysel

zeminlerin sıkı�tırılması için alçak dü�ü� yükseklikleri ve birkaç dü�ü� sayısı yeterli olmaktadır.

E�er krater derinlikleri 0.5 m’den daha azsa yukarılardaki gev�emi� zeminler sıradan bir

kompaktör yardımıyla da sıkı�tırılabilir.

X.1.5 Patlatma:

Suya doygun gev�ek kohezyonsuz zeminlerin dinamik olarak sıkı�tırılma yollarından biri de

patlayıcı maddelerin infilak ettirilmesi ile uzunlamasına ve kayma dalgaların olu�turulmasıdır. Bu

teknik ekonomik olarak da uygun görünmektedir (Barendsen & Kok, 1983).

Uygulama i�leminde ilk olarak bentonit süspansiyonu veya bir muhafaza borusu yardımıyla

gev�ek suya doygun zeminde tasarım derinli�ine kadar ula�ılır. Daha sonra patlayıcı malzeme

yerle�tirilip sondaj kuyusu kapatılır. Dikkatlice seçilmi� sıra ile ve önceden belirlenmi� aralıklarla

patlayıcı maddeler infilak ettirilir.

148

Suya doygun gev�ek granüler zeminlerde olu�turulan ani darbe ve titre�imler kendili�inden

bölgesel sıvıla�maya neden olmakta ve zemin taneleri yeniden düzenlenmektedir. Yük geçici

olarak bo�luk suyuna aktarılmakta ve zemin taneciklerinin yönelimi daha sıkı olacak bir �ekilde

de�i�mektedir. �ok dalgaların düzgün bir �ekilde da�ılımı için suya doygunluk ko�ulu büyük

önem arzetmekte (Carpentier vd., 1985), aksi taktirde zemin patlatma ile homojen bir �ekilde

sıkı�tırılmı� olmayabilir. Gerçekten bo�luk suyu taneciklerin yeniden düzenlenmesini

kolayla�tıran bir ya� gibi davranmaktadır. Zemin içerisindeki bo�lukların azalması büyük

hacimlerde suyun sıkı�masını sa�lamakta ki bunun miktarı da zeminin derinli�i, ba�langıçtaki

bo�luk oranı ve istenilen sıkı�ma derecesine ba�lıdır.

Patlatma yöntemiyle sıkı�tırma i�leminin sınırsız bir efektif derinli�i olup en çok rölatif sıkılı�ı

yüzde 50 ila 60’dan dü�ük olan temiz kumlar ve siltli kunlar için uygundur.

Herhangi bir tabaka kalınlı�ı için belli bir alan herbiri belli bir saat veya gün aralıklarla patlatılan

2 veya 3 seri patlayıcı malzeme ile iyile�tirilecektir. Kullanılan patlayıcı malzeme miktarına ve

zemin ve arazi özelliklerine ba�lı olarak yüzde 2 ile 10 arasında bir yüzey oturması beklenebilir.

Nihai tasarım için genellikle bir arazi deneyi gerçekle�tirilir.

Tipik bir patlatma programı 2 ile 15 kilogram arasında de�i�en patlayıcı malzemelerin 3 ile 15 m

aralıklarla yerle�tirilmesini içerir. Toplam kullanılan patlayıcı malzeme miktarı genellikle 40 ile

80 g/m3’dür. 10 m’den daha az kalınlı�ı olan zemin tabakaları için patlayıcı malzemeler

genellikle iyile�tirilecek tabaka kalınlı�ının yarısı veya dörtte üçü kadar bir derinli�e yerle�tirilir.

Fakat üçte ikisi kadar bir derinli�e yerle�tirmek daha yaygındır. E�er tabaka kalınlı�ı 10 m’den

daha fazlaysa tabaka alt tabakalara bölünüp her biri ayrı olarak ele alınır. (Narin van Court ve

Mitchell, 1994). Her alt tabakadaki patlayıcılar üstten alta veya alttan üste do�ru fitillenir fakat

hangisinin daha verimli sonuç verece�i hakkında kesin bir�ey söylemek zordur.

149

Patlatma yöntemiyle elde edilecek sıkı�tırma miktarını etkileyen birkaç faktörden biri

kullanılacak patlayıcının miktarıdır. Ivanov (1983)’a göre optimum bir de�er 10 kg TNT

civarında olabilir.

Yine kullanılan patlayıcı miktarına ba�lı olarak yüzeyde krater olu�masını engellemek için

patlayıcıyı daha derinlere yerle�tirmek gerekecektir. Di�er bir faktör ise patlayıcının kuyu

içerisine yerle�tirilme �eklidir. Patlayıcı ya tek bir noktaya yerle�tirilebilr ya da birkaç farklı

noktaya da�ıtılabilir.

Patlatma tekni�inin verimlili�ini etkileyen en önemli faktör ise karelaj içerisindeki patlayıcıların

patlatılma sırasıdır.

Polonya uygulamasında patlatmaya karelajın kenarlarından ba�layıp içeriye do�ru ilerlemek daha

avantajlıdır. Rus tecrübesine göre ise patlatmalar arasındaki gecikme çok kısa olmamalıdır.

Patlatma tekni�i yardımıyla gev�ek kum zeminlerin rölatif sıkılıkları, e�er zeminin ilk sıkılı�ı

yeteri kadar dü�ükse (Di<50%), en az ortalama %15 ile 30 arasında artırılabilir. Orta sıkılıktaki

zeminlerde ise gözle görülür bir iyile�tirme elde etmek genellikle çok zordur.

Patlatma yöntemiyle sıkı�tırma üzerine ek bilgi için Narin van Court ve Mitchell (1994, 1995)

kaynaklarına ba�vurulabilir.

X.2 SUN� DRENLER KULLANILARAK / KULLANILMAKSIZIN ÖNYÜKLEME �LE

KONSOL�DASYON

X.2.1 Ek Dolgu ile Ön Yükleme

Ek dolgu ile ön yükleme konsolidasyon oturmalarının tamamlanması için gereken sürenin kabul

edilemez derecede uzun veya çok kalın homojen kil tabakalarının mevcut oldu�u durumlarda söz

konusudur.

150

Temel kural zeminin ta�ıma gücünü a�mayacak �ekilde ek dolgunun uygulanmasıdır. E�er belli

durumlarda böyle bir yükün uygulanması gerekecekse, yükleme hızı olu�an a�ırı bo�luk suyu

basınçlarının sönümlemesini sa�layacak �ekilde olmalı ya da dolgunun hemen altında

geotekstiller kullanılmalıdır.

Ön yüklemenin amacı öngörülen yapısal yükler altında olu�acak nihai oturmaları daha kısa bir

zaman aralı�ında gerçekle�tirmektir.

�ekil 8’de (A) e�risi zeminde (∆σ) kadar bir gerilme artı�ı olu�turan bir yapının oturma-zaman

grafi�ini göstermektedir. Nihai oturma δ1 olup konsolidasyonun %90’ı t1 kadar bir zaman

içerisinde gerçekle�ecektir.

Bir ek dolgu uygulandı�ında elde edilecek oturma –zaman grafi�inin (e�ri B) nihai oturması δ2

olup δ1 e�risinden daha a�a�ıda olacaktır. Halbuki gerekli oturma miktarı δ1 olup beklenilmesi

gereken zamanı t2’ye dü�ürmü�tür. .

Yükleme a�amalarının planlanmasında gerilmeye ba�lı konsolidasyon katsayısında meydana

gelebilecek öngörülmeyen de�i�iklikler gözönünde bulundurulmalıdır.

151

t2 t1 zaman

(A) YAPI

δ2 (B) EK DOLGU

oturma

�ekil 8. Yapı ve ek dolgu altında killi zeminin oturma-zaman grafi�i

Konsolidasyonu hızlandırmanın en etkili yolu ön yüklemeden dolayı olu�an a�ırı bo�luk suyu

basınçlarının hem dü�ey hem de yatay yönde sönümlenmesini sa�lamaktır.

Dü�ey ve yatay yöndeki geçirimlilik katsayıları büyük de�i�iklikler göstermektedir. Birçok

durumda kilin yapısına ba�lı olarak yatay geçirimlili�in (kh) dü�ey geçirimlilikten (kv) yüksek

oldu�u görülmü�tür. Belli aralıklarla kil içerisine yerle�tirilen yüksek geçirimli dü�ey kolonlar

yeraltı suyunun yatay olarak hızlı bir �ekilde drene olmasını sa�lamakta, bu esnada aynı zamanda

dü�ey drenaj da devam etmektedir. Sonuç itibariyle sistemin do�al durumdan çok daha hızlı bir

�ekilde konsolide oldu�u görülecektir.

Dü�ey drenler genellikle 0.3 m çapında kum kolonlardan veya 100 mm geni�li�i olan suni düz

drenlerin zemin içerisine sokulmasıyla olu�turulmaktadır. Fitil drenlerin kullanılması kum

152

drenlerin killi zemine yerle�tirilmesi esnasında zeminin sıkı�masına yol açıp geçirimlili�i önemli

ölçüde dü�ürmesinden dolayı tercih edilmelidir. Bu yöntem konsolidasyon katsayısı, cv, 3x10-7

m2/s den küçük olan killerde etkili görülmektedir.

Drainage in silts with vacuum techniques

Siltler kılcallı�ın etkili oldu�u ve killere oranla 10 veya 100 kat daha geçirimli olan zemin

tipleridir. Dü�ük ta�ıma güçleri ve sıvıla�ma potansiyelleri açısında dikkat çekmektedirler.

Siltli zemin içerisindeki mevcut su vakum uygulanması yoluyla çekilebilir. Bu i�lem

konsolidasyonu kolayla�tıracak ve kayma direncini de artıracaktır.

��lemin gerçekle�tirilmesinde mevcut uygulama vakum borularının siltli zemin içerisine

yerle�tirilmesini ve vakumun uygulanmasından önce yüzeyin geomembranla kaplanmasını

içermektedir. Vakumun yeterli derecede uygulanması silt içerisindeki suyun yüksek bir

verimlilikle drene olaca�ını gösterecektir.

X.2.2 Su Tablasının Dü�ürülmesi ile Ön Yükleme

Su tablasının dü�ürülmesi zemin içerisindeki gerilme durumunu suya doygun ve batık durumdan

suya doygun fakat batık (su altında) olmayan duruma çevirdi�i için sıkı�abilir bir tabaka

üzerindeki efektif gerilmeleri artırmaktadır. Gerilmelerde meydana gelen bu de�i�iklik

ba�langıçta zemin içindeki bo�luklarda bulunan su tarafından kar�ılanmakta ve su bo�luklardan

drene oldukça zemin tanecikleri yük ta�ımaya ba�lamaktadır. Bunun sonucunda hacimsel bir

azalma (e�er killi bir zemin ise konsolidasyon) meydana gelecektir. Örne�in yakla�ık 5 m

kalınlı�ındaki bir kil tabakası (Cc=0.36, eo=1) su tablasının yer yüzeyinden kil tabakasının

tabanına dü�ürülmesiyle yakla�ık 25 cm konsolidasyon oturması gösterecektir.

153

X.2.3 Vakum Uygulaması ile Ön Yükleme

Vakum uygulaması ile konsolidasyon suya doygun yumu�ak killerin ön dolgu ile yüklenerek

göçmesine yol açmaksızın iyile�tirilmesini sa�layan etkili bir yöntemdir. Zeminin etrafı hava

geçirmez bir membranla kaplanır ve bir çift Venturi vakum pompası kullanılarak altından vakum

olu�turulur. Teknik 4.5 m yüksekli�indeki normal bir ek dolgunun sa�layaca�ı e� de�er bir ön

yüklemeyi sa�layabilir.

Vakum uygulaması ile konsolidasyon normal mekanik ön yüklemede oldu�u gibi toplam

gerilmeleri artırararak zemin kütlesindeki efektif gerilmeleri artırmak yerine, toplam gerilmeyi

sabit tutup bo�luk suyu basıncını azaltma yoluyla sa�lanmaktadır.

Bu yöntem ek dolgu malzemesiyle birlikte uygulandı�ında verimlilik artırılabilir. Saha

tecrübeleri normal ek dolgu ile konsolidasyona oranla bu tekni�in büyük bir ekonomi ve zaman

kazandırdı�ını göstermektedir.

Vakum uygulaması ile konsolidasyon ilk olarak 1950’lerde dü�ey fitil drenlerin geli�tiricisi

Kjellman tarafından önerilmi�tir. Fakat toprak kayması duraylılı�ı gibi özel uygulamalar hariç

vakum uygulaması ile konsolidasyon normal ek dolgu yöntemiyle konsolidasyonda ek dolgunun

yerle�tirilme ve kaldırılma maliyetinin dü�ük olması ve vakumun uygulanmasında kar�ıla�ılan

zorluklar nedeniyle ciddi bir �ekilde ara�tırılmamı�tır. Fakat ek dolgu yerle�tirme ve kaldırma

maliyetlerinin do�rudan ve dolaylı olarak giderek artması ve katı atık sahalarında gaz çekim

sistemlerine ili�kin geçirimsiz membranların geli�tirilmesi bu tekni�in ekonomik olarak daha

uygun hale gelmesini sa�lamı�tır.

X.2.4 Elektroosmoz

E�er suya doygun killi bir zemine do�ru akım elektrik potansiyeli uygulanırsa, katyonlar katota

ve anyonlar da anota çekilecektir. Katyonlar ve anyonlar hareket ederken kendi hidrasyon sularını

154

ve vizkoz sürtünmeden kaylanacak ek suları ta�ırlar. Net negatif yük dolayısıyla hareketli

katyonlar anyonlardan daha çok olup killi zemin içerisindeki net bo�luk suyu akımı katoda do�ru

olacaktır. E�er katot bir nokta kuyu ise, katotta toplanan su çekilebilir ve elektrotlar arasındaki

zemin de konsolide olur. Konsolidasyon anotta en fazla, katotta ise en azdır. Katotun kendisinde

ise hiç konsolidasyon olmayacaktır. Elektroosmoz i�lemi daha dü�ük bir su muhtevası ve

sıkı�abilirlik ve daha yüksek bir dayanım sa�lamaktadır. Do�ru akım elektrik potansiyelinin suya

doygun bir kile uygulanmasıyla iyon ve mineral de�i�ime yol açan elektrokimyasal bir

sertle�meden dolayı dayanımda ek bir artı� plastisitede de bir dü�ü� gerçekle�ebilir. Elektroosmoz

ve elektrokimyasal sertle�meye Mitchell (1993) de�inmi�tir.

X.3 ZEM�N GÜÇLEND�RME I

X.3.1 Mini Kazıklar

Bir minikazık, küçük çaplı (genellikle 300 mm’den az) burgu ile açılıp betonlanmı� genellikle

donatılı de�i�tirme kazı�ıdır. Bir minikazık, bir sondaj deli�i açılması, donatının yerle�tirilmesi

ve deli�in betonlanması �eklinde in�aa edilir. Minikazıklar eksenel ve/veya yatay yüklere

dayanabilir ve kullanılan tasarım kavramına ba�lı olarak geleneksel kazıkların yerine geçen bir

eleman veya zemin/kazık bile�ik kütlesinin bir elemanı gibi dü�ünülebilir.

Minikazıklar çevre yapılara, zemine ve çevreye en az rahatsızlık veren metotlarla in�a edilir.

Ula�ım güçlü�ü olan ortamlarda ve tüm zemin tipleri ve ko�ullarında in�a edilebilir.

Minikazıklar, zemin ankrajları ve enjeksiyon projelerinde kullanılan ekipmanla, yatayla her açıda

in�a edilebilir. �n�a yöntemi minimum düzeyde titre�im ve gürültüye neden oldu�undan ve alçak

tavan yüksekli�i olan ortamlarda uygulanabildi�inden dolayı, minikazıklar, genellikle mevcut

yapıların alttan desteklenmesinde kullanılır. Mevcut temel yapılarına minikazık uygulamasında

özel burgu ekipmanına ihtiyaç vardır.

155

Geleneksel yerinde-dökme de�i�tirme kazıklarına gelen yüklerin büyük bölümü yapısal olarak

betonarme tarafından kar�ılanır, yapısal kapasite artı�ı kesit ve yüzey alanlarının artırılmasıyla

sa�lanır. Minikazı�ın yapısal kapasitesi, basınç altında, maruz kaldı�ı yüklerin ço�unu veya

tamamını ta�ıyan yüksek dayanımlı çelik elemanlara ba�lıdır. Bu çelik elemanların, delik

hacminin en az yarısını kapladı�ı rapor edilmi�tir. Mini kazık uygulamasındaki özel burgu ve

betonlama teknikleri sayesinde beton/zemin yüzeyinde yüksek beton/zemin tutunma de�erleri

sa�lanabilmektedir. Beton, minikazı�ın tutunma bölgesinde, zemin ankrajlarında oldu�u gibi,

sürtünme ile yükü donatıdan zemine iletir. Küçük çaplı olmasından dolayı, minikazıklarda uç

direnci genellikle ihmal edilir. Beton/zemin tutunma dayanımı, esasen zemin tipine ve enjeksiyon

yöntemine, yani basınçlı enjeksiyon veya sızdırma (yerçekimi etkisiyle) olmasına, ba�lıdır.

Burgu yöntemi de daha az iyi açıklanmı� olmasına ra�men etkilidir.

Enjeksiyon yöntemi, genellikle beton/zemin tutunma kapasitesi üzerindeki en hassas yapım

noktasıdır. Beton/zemin tutunma kapasitesi, enjeksiyon yöntemi ile direkt olarak de�i�ir.

Minikazık sınıflaması, esasen yerle�tirme yöntemi ve enjeksiyon sırasında kullanılan basınca

göre, bir harf atama (A’dan D’ye) �eklinde yapılır. Donatı veya muhafaza borusu kullanımı alt-

sınıfları belirler. Sınıflandırma �ekil 9’da gösterilmi�tir.

156

�ekil 9. Enjeksiyon tipine ba�lı olarak mini kazık sınıflandırması

Tip A: Tip A sınıflandırması betonun a�ırlı�ıyla yerle�tirildi�ini gösterir. Enjeksiyon kolonu

basınçla basılmadı�ı için, kum-çimento harcı, veya yalnızca çimento harcı kullanılabilir. Kazık

deli�i çekme kapasitesini arttırmak için underreamed yapılabilir, bu teknik di�er kazık tiplerinde

kullanılmasa veya yaygın olmasa bile.

Tip B: Tip B, geçici çelik muhafaza borusu geri alınırken çimento enjeksiyonunun basınçla

deli�e basıldı�ını ifade eder. Enjeksiyon basıncı genellikle 0.5-1.0 Mpa arasındadır ve çevre

zemini çatlatmamak veya fazla enjeksiyon basmamak ve de mümkün oldu�u yerde muhafaza

borusu geri çekilirken etrafında bir conta olu�turmak için sınırlı bir de�erdedir.

Tip C: Tip C iki a�amalı bir enjeksiyon i�lemi ifade eder: 1) çimento enjeksiyonu Tip A daki gibi

kendi a�ırlı�ıyla basılır, ve 2) ilk enjeksiyonun sertle�mesinden sonra (yakla�ık 15-25 dakika

Tip A Tip B Tip C Tip D

157

sonra), benzer enjeksiyon en az 1 MPa basınç ile ve (tutunma yüzeyinde) tıkaç kullanılmadan

delikli enjeksiyon borusu yardımıyla bir kez daha basılır. Bu kazık tipi yalnızca Fransa’da

kullanılmakta ve adına IGU (Injection Globale et Unitaire) denmektedir.

Tip D: Tip D, tip C deki gibi ancak 2. a�amada bazı de�i�iklikler olan iki a�amalı bir enjeksiyon

i�lemi ifade eder. Çimento enjeksiyonu Tip A ve C deki gibi kendi a�ırlı�ıyla basılabilir veya Tip

B deki gibi basınçla basılabilir. �lk yerle�tirilen enjeksiyonun sertle�mesinden sonra, ilave

enjeksiyon delikli enjeksiyon borusu vasıtasıyla ve 2-8 Mpa basınçla basılır. Gerekti�inde belirli

katların müteaddit defalar iyile�tirilmesi için delikli borunun içinde tıkaç kullanılabilir. Bu kazık

tipi tüm dünyada kullanılır ve Fransa’da IRS (Injection RepCtitive et Selective) olarak bilinir.

Minikazık tasarımındaki temel felsefe di�er kazık tiplerindekinden çok az �ekilde farklıdır.

Sistem, beklenen yükleme durumlarını, kazık elemanlarınının güvenli basınç seviyelerinde

çalı�masını ve olu�acak deplasmanların kabul edilebilir sınırlar içerisinde kalmasını sa�layacak

�ekilde kar�ılamalıdır. Büyük kesit alanlarının kullanıldı�ı yüksek yapısal kapasiteye ve rijitli�e

sahip geleneksel kazık sistemlerinde, tasarım genelde Geoteknik yük ta�ıma kapasitesi tarafından

yönlendirilir. Dü�ük kesit alanlı minikazıklarda, kazık tasarımı sıklıkla yapısal de�erlendirmeye

ve rijitlik de�erlendirmesine ba�lıdır.

A�a�ıdaki tasarım a�amaları tavsiye edilir:

1. Mevcut proje bilgisinin gözden geçirilmesi:

(a) ��in gerekleri, kazık yükleme �artları, kazık planındaki �artlar.

(b) Mevcut ula�ım ve çalı�ma alanları, tehlikeli maddelerin bulunması, çevresel �artlar gibi özel

durumlar.

(c) �hale �artları.

2. Geoteknik verinin gözden geçirilmesi:

(a) Geoteknik/jeolojik yeraltı profilinin elde edilmesi.

158

(b) Geoteknik tasarım parametrelerinin tahmini.

(c) Pas Koruma gereklerine ili�kin zemin özelliklerinin saptanması

(d) Varsa problemli alanların tanımlanması.

3. �lk Geoteknik kazık tasarımının tamamlanması:

(a) Farklı yeraltı tabakalarındaki yük iletiminin (beton/zemin tutunması) tahmin edilmesi ve

yüklemenin kar�ılanması için gerekli kazık tutunma boyunun belirlenmesi.

(b) Grup etkisi nedeniyle olu�acak geoteknik kapasite açısından kazık aralı�ının tespiti.

4. De�i�ik bile�enlerle kazı�ın yapısal tasarımının tamamlanması:

(a) Kazı�ın muhafazalı bölümünün yapısal kapasitesi (enjeksiyonlu çubuk ve/veya boru donatı).

(b) Kazı�ın muhafazasız bölümünün yapısal kapasitesi (enjeksiyonlu çubuk donatı).

(c) Enjeksiyon-çelik tutunma kapasitesi.

(d) Donatı tipleri arasında geçi� (muhafazalı-muhafazasız bölüm).

(e) Yapısal bile�enler arasında birim deformasyon uyumu / süneklik.

(f) Donatı ek ba�lantıları (çubuk ve/veya boru donatı).

(g) Kazık-sömel ba�lantısı.

5. Geoteknik ve Yapısal tasarım de�erlendirmelerinin birle�tirilmesi:

(a) Beklenen oturma/gerekli rijitlik analizi.

(b) Yatay yük kapasitesi/beklenen yatay deplasman ve yatay yükleme durumundan dolayı olu�an

birle�ik gerilmeler (eksenel + e�ilme).

(c) Kazı�ın burkulması / zeminin yatay deste�inin de�erlendirilmesi.

6. �lave minikazık sistemlerinin de�erlendirilmesi.

(a) Pas koruma gerekleri.

(b) Yükleme deneyleri ve kalite kontrol programının gereklerinin de�erlendirilmesi.

(c) Tasarımın in�aa edilebilirli�inin ve ekonomisinin kontrol edilmesi.

159

X.3.2 Zemin Çivisi

Zemin çivisi mevcut zemini güçlendirmek ve sa�lamla�tırmak için kullanılan bir tekniktir. Zemin

kötü bir yapısal malzemedir çünkü çekmeye kar�ı zayıftır. Çelik çekmeye kar�ı güçlüdür. Zemin

çivisinin esası, in�aat yukarıdan a�a�ıya do�ru ilerlerken �ev veya kazı yüzeyine “çivi” denilen

enjeksiyonlu çelik çubukların sık aralıklarla yerle�tirilmesi sonucu zeminin etkili bir biçimde

güçlendirilebilece�i fikridir. Çiviler genellikle pasif katkılar olarak anılır. Pasif terimi çivilerin

yerle�tirildi�inde (ankrajlardaki gibi) öngermeli olmadı�ı anlamına gelir. Devam eden kazıyla

kaybedilen destekten dolayı zeminin yatay hareketiyle çiviler çekmeye zorlanırlar. Enjeksiyonlu

çiviler tüm zemin kütlesinin kesme dayanımını artırırlar ve kazı sırasında ve sonrasında

deplasmanları sınırlarlar. �ev açısı önceden belirlenen bir kritik de�eri geçti�inde veya çevre

ko�ullarının tasarım ömrü boyunca açıktaki zemin yüzeyinde bozunmalara neden oldu�u

durumlarda, çivilere ba�lanan yapısal bir yüzey kaplaması uygulanır.

Zemin çivileri her tip zeminde kullanılmaz.

Zemin çivili dayanım duvarı in�aatı alttaki �ekil 10’da görüldü�ü gibi tipik olarak a�a�ıdaki altı

a�amayı içerir:

A�ama 1. Az yükseklikli bir yarma kaz.

A�ama 2. Çivi için delik aç.

A�ama 3. Zemin çivisi kiri�ini yerle�tir ve enjeksiyon uygula.

A�ama 4. Jeokompozit drenaj �eritlerini yerle�tir ve ilk püskürtme-beton tabakasını olu�tur ve

ta�ıyıcı plakaları ve somunları tak.

A�ama 5. ��lemleri son kazı a�amasına kadar uygula ve

A�ama 6. Son yüzey kaplamasını yerle�tir (kalıcı duvarlarda).

Not: 3 ve 4 üncü a�amalarda çivi ve püskürtme-beton i�lemlerinin sırası yer de�i�tirebilir.

160

�ekil.10 Tipik Zemin Çivili Duvar �n�aatı

Zemin çivisinin yararları �unlardır: binanın dı� hatlarını kolaylıkla izleme özelli�i (yani

gerekti�inde ‘zigzag’ yapabilme özelli�i); alternatif in�aat yöntemlerine oranla daha küçük

1. A�AMA-AZ M�KTARDA KAZI 2. A�AMA-Ç�V� �Ç�N DEL�K AÇMA

3. A�AMA-�V�N�N YERLE�T�R�LMES� VE ENJEKS�YON

4. A�AMA-DRENAJ �ER�TLER�N�N YERLE�T�R�LMES�, �LK PÜSKÜRTME BETON KATI & DAYANMA PLAKASININ VE SOMUNUN TAKILMASI

5. A�AMA-AYNI ��LEMLER�N SON KAZI A�AMASINA KADAR TEKRARLANMASI

6. A�AMA-N�HA� KAPLAMANIN YAPILMASI (KALICI DUVARLARDA)

1-2 m YÜKSEKL���NDE AÇIK KAZI

161

ekipmanların uygunlu�u; özel uygulamalara ve iyile�tirmeye uygunlu�u; sahaya hızla kurulma

özelli�i; in�aat sırasındaki de�i�ikliklere uyum sa�lama esnekli�i (örne�in engelleri a�mak için

çivi lokasyonları de�i�tirilebilir); ve kentsel bölgelerde uygulama sınırlamalarına uygunlu�u

(örne�in minimum gürültü, küçük çalı�ma alanları v.b. durumlar). Özel saha ve zemin ko�ullarına

en uygun çözümleri sa�lamak için, in�aa sırasında dahi, yapısal elemanlar (zemin çivileri ve

yüzey kaplamalar) ve uygulama yöntemi kolaylıkla de�i�tirilebilir.

Zemin çivisinin sınırlamaları �unlardır: yeraltı suyunun problem oldu�u yerlerde kazı yapamama;

kohezyonsuz kum ve çakıllarda özel ve pahalı önlemler olmadı�ı durumda zemin kopmaları ile

alakalı zorluklar; duvar arkasında kalabalık yapılar, mezarlar veya di�er yeraltı engelleri olması

durumuyla alakalı problemler ve �i�en veya donmaya maruz kalan zeminlerde uygulanması

durumunda potansiyel performans problemleri. Buna ilaveten, duvar performansı in�aa

yöntemine çok ba�lı oldu�undan en uygun sonuçlar deneyimli uzman müteahhitlerle alınabilir.

Zemin çivili duvar projelerinde en sık kar�ıla�ılan in�aat problemleri genellikle, zayıf dolgularla,

kohezyonsuz granüler zeminlerle kazıya do�ru dalan kaya parçaları içeren kalıntı”residüel”

zeminlerle, suyla ve kanallar gibi insan yapısı engellerle kar�ıla�ılmasıdır. Di�er problemler;

müteahhitin duvarı in�aa ederken plan ve �artnamelere uymaması (örne�in a�amaların fazla

kazılması, çivilerin iptali, veya kötü enjeksiyon tekniklerinin kullanılması) veya zemin çivisine

uygun olmayan zemin ko�ullarında çivilemenin uygulanması. Az sayıdaki durumda, tam olarak

önlem alınamadan kazı yüzeyinde gev�eme oldu�u durumlarda, yüzey kopmaları gerçekle�mi�tir.

Tipik bir zemin çivisi çapı genellikle 100mm den 300 mm ye (4-12 inch) kadar de�i�en önceden

delinmi� düz do�rultulu sondaj deli�i içerisine yerle�tirilmi� tendon da denilen �ekli bozulmu�

çelik donatı demirinden (genellikle klas 60) olu�ur. Çivi tendonu yerle�tirildikten sonra, sondaj

deli�i tremie borusu yardımıyla (“açık delik” uygulaması) ve dü�ük basınç kullanılarak yapısal

enjeksiyon ile tamamen doldurulur. Enjeksiyon çivi tendonunu çevre zeminine “ba�lar”.

162

Zemin çivileri tipik olarak çe�itli burgu ekipmanları, genellikle de burgular, kullanılarak “açık

delik” yöntemleri ile in�a edilir.

Müteahhit tarafından seçilen uygulama yöntemi zemin/kaya tipine, belirlenmi� tasarım adezyon

de�erine, yeraltısuyu ko�ullarına, sahadaki sınırlamalara, toplam çivi uzunlu�u ve çapı gibi

yapısal gereklere ve ekipmanın bulunabilirli�ine ba�lıdır.

Zemin çivisi, uygun zemin ko�ullarındaki yarma durumlarında geleneksel dayanım duvarlarına

nazaran ekonomik bir alternatiftir.

Yaygın çivili duvar uygulamaları �unlardır:

• Bina kazıları için geçici ve kalıcı duvarlar.

• Yol geni�letme ve kötü durumdaki yollar için yarma �evlerinin muhafazası.

• Köprü ayakları—mevcut köprü ayaklarının önündeki �evlerin kaldırılarak yeni yol

�eritleri eklenmesi.

• �ev stabilizasyonu.

• Mevcut yapıların tamiri veya yeniden yapılması.

X.3.3 Zemin Ankrajları

Öngermeli enjeksiyonlu zemin ankrajı, zemine uygulanan çekme yüklerini iletmek için zemin

veya kayaya in�a edilmi� yapısal bir elemandır. Enjeksiyonlu zemin ankrajları veya kısaca zemin

ankrajları, enjeksiyonla dolu burgu deliklerine yerle�tirilir.

Enjeksiyonlu zemin ankrajının temel bile�enleri �unlardır: (1) ankraj; (2) serbest (ba�lanmamı�)

uzama boyu ve (3) tutunma boyu. Bunlar ve di�er ankraj bile�enleri �ekil 11’de �ematik olarak

gösterilmektedir. Ankraj; ankraj kafası ve dayanma plakasıdan olu�an ve öngerme yükünü yer

yüzeyine veya desteklenen yapıya ileten kombine bir sistemdir. Ba�lanmamı� boy, öngerme

163

çeli�inin elastik olarak uzayabilen ve dayanma yükünü tutunma boyundan yapıya ileten kısımdır.

Ba�kırıcı (bondbreaker), öngerme çeli�inin etrafındaki enjeksiyona tutunmasını önleyecek

�ekilde ba�lanmamı� boyda tendonun üzerine geçirilen düz plastik bir kılıftır. Bu, ba�lanmamı�

boydaki öngerme çeli�inin test a�amasında ve gerilme esnasında engellenmeden uzamasını ve

kilitlemeden sonra serbest kalmasını sa�lar.

Tendon tutunma boyu, öngerme çeli�inin enjeksiyona ba�lanan ve uygulanan çekme gerilmesini

zemine aktaran kesimidir. Ankraj tutunma boyu kritik göçme yüzeyinin arkasına

yerle�tirilmelidir.

�ekil 11. Ankraj bile�enlerinin �ematik göterimi

Bugün uygulamada üç ana zemin ankraj tipi vardır: (1) düz �aftlı sızdırma enjeksiyonlu zemin

ankrajları (Tip A); (2) düz �aftlı basınçlı enjeksiyonlu zemin ankrajları (Tip B); ve (3) sonradan-

164

enjeksiyonlu zemin ankrajları (Tip C). Bugün pratikde çok yaygın kullanılmasa da bir di�er

ankraj tipi underreamed ankrajdır (Tip D). Bu zemin ankrajı tipleri �ekil 12’de �ematik olarak

gösterilmi� ve a�a�ıdaki bölümlerde özetle açıklanmı�lardır.

Üç temel zemin ve kaya ankrajı için foraj yöntemleri; dönel, darbeli, dönel/darbeli veya

burgudur. Bu foraj metodları ile ilgili detaylı bilgi Bruce(1989)’da bulunabilir. Zemin ankrajı için

delik açma i�inde prodesür ve metod müteahhit tarafından seçilir. Belirli bir foraj metodunun

seçiminde tüm saha ko�ulları dikkate alınmalıdır ve bu sebeple mühendis foraj metoduna

sınırlamalar koyabilir.

Foraj metodu, yeryüzeyine veya zemin ankrajına yakın yapıların düzenini olumsuz yönde

etkilememelidir. Forajla ilgili olarak bu yapılara gelebilecek zararlar, deli�e fazlaca zemin akması

ve zemin kabarması sonucu ortaya çıkar. Örne�in, geni� çaplı içi bo� burgulu ankrajların kum ve

çakıllarda kullanımı önlenmelidir çünkü burgu, bu tip zeminlerde delikten burgu hacmine oranla

daha fazla miktarda zemin çıkarmaya meyillidir. Bu, deli�in desteksiz kalmasına neden olabilir.

Duraysız zemin ve kayada muhafaza borusu kullanılır. Foraj artı�ını delikten atmak için hava

veya su kullanılır. Deli�i temizlemek için hava kullanılırken dikkat edilmelidir. Fazla hava

basıncı deli�in potansiyel göçmesine neden olacak �ekilde delikten yeraltısuyu veya ince

malzeme akmasıyla sonuçlanabilir veya bu fazla basınç zemin kabarmasına neden olabilir.

165

�ekil 12. Zemin ankraj tiplerinin �ematik gösterimi

X.3.4 Geotekstiller

Geosentetikler oldukça ince, esnek polimer malzemelerdir. Son yıllarda, farklı mekanik

özelliklerde çok sayıda yeni malzemenin geli�tirilmesiyle, geosentetiklerin kullanımında

ola�anüstü bir artı� olmu�tur. Bu malzemeler zemine yerle�tirildi�inde onun mühendislik

performansını artırmakta ve in�aat maliyetlerini dü�ürmektedir.

Geoteknik mühendisli�inde esasen iki tip geosentetik kullanılır:woven ve non-woven. Bunlar

genelde tek veya iki tip insan yapısı malzemeden olu�ur. En yaygın olarak kullanılan malzemeler

�unlardır: poliamid (naylon), polipropilen, poliester ve polietilen. Polivinildeklorid (PVC) de

kullanılır.

Tip A: düz �aftlı sızdırma enjeksiyonlu

Tip B: düz �aftlı basınçlı enjeksiyonlu

Tip C: sonradan enjeksiyonlu

Tip D: underreamed

166

Geosentetikler bir dizi fonksiyon yerine getirirler, bunlar �unlardır; ayırma (iki katı malzeme

katmanını ayırmak), tamponlama (darbe etkisini veya çarpan malzemeden dolayı a�ınma etkisini

kar�ılama), güçlendirme (yük ta�ıyan bir sitemde gerilme-deformasyon modelini de�i�tirme),

daha kalın tekstil kullanılması durumunda tekstil düzleminde drenaj. Bazı uygulamalarda tek bir

fonksiyon hakim olabilir. Ancak, ço�u tekstil uygulamasında amaç birden fazla fonksiyonun bir

kombinasyonu �eklindedir. Geomembranlar izolasyon ve koruma fonksiyonu ifa ederler.

X.3.5 Fiber Güçlendirme

Bu teknikte zemin malzemesi galvanizli çelik veya plastik geogridlerden olu�an elemanlarla

güçlendirilir. Özellikle granüler zemin çekme dayanımında çok zayıf oldu�undan, e�er �erit

elemanlar zemin içerisine yarle�tirilirse zemindeki çekme kuvvetleri bu �erit elemanlara

iletilebilir. Olu�an bu kompozit yapı güçlendirici elemanların çalı�tı�ı yönde bir çekme

dayanımına sahip olacaktır. Güçlendirmenin verimlili�i yerle�tirilen malzemenin çekme

dayanımı ve etrafındaki zemin ile olu�turaca�i ba� kuvvetiyle ilgilidir. Zeminin hem kayma

dayanımı hem de güçlendirici elemanlarla olu�turaca�ı ba� sürtünmeye ba�lı olup normal efektif

gerilme da�ılımıyla do�rudan ilgilidir. Dolayısıyla güçlendirici elemanların mevcudiyeti granüler

zeminin mekanik özelliklerini iyile�tirecektir. Olu�an kompozit yapının verimlili�ini �u faktörler

etkilemektedir: yapıdan kaynaklanan yüklemenin �ekli, geometrisi ve tipi, kullanılan güçlendirici

malzemenin tipi ve drenaj ko�ulları (Schlosser, 1987).

Güçlendirici elemanlar yeterli çekme dayanımına sahip herhangi bir malzemeden kayma ve

zeminden sökülme �eklindeki göçmeleri engelleyecek �ekilde yeterli sürtünme yüzeyi

sa�layabilecek herhangi bir ebatta ve �ekilde olu�turulabilir. Ayrıca paslanmaya ve i�lerli�ini

olumsuz etkileyecek di�er faktörlere kar�ı da dirençli olmalıdır. Güçlendirici elemanlar olarak

167

genellikle çelik veya alüminyum �eritler, çelik hasırlar veya kablolar, fiber-camla güçlendirilmi�

plastik veya polimerik geosentetik malzemeler kullanılmı�tır.

Fiber güçlendirme genellikle ula�ım uygulamalarından dolgu, istinat duvarları veya köprü destek

ve ayaklarının yapımında, temel dö�emelerinde, dalga kıran ve sel önleme yapıları gibi hidrolik

yapılarda ve göçmü� �evlerin iyile�tirilme ve eski hallerine döndürülmesinde kullanılmaktadır.

X.3.6 Ta� Kolonlar

Ta� kolonlar Vibrokompaksiyona benzer yöntemle in�a edilir, farklı olarak çakıl geridolgu

kullanılır, ve genellikle temiz kumlardan çok, az kohezif zeminlerde veya siltli kumlarda in�a

edilirler. Kuru yöntemde, vibratörle silindir bir çukur açılır, ve a�a�ıdan yukarıya çakıl veya

kırma ta� ile doldurulur. Sıkı�tırma vibrasyonla ve vibratörün defaten 0.5 m geri çekilmesi ve

sokulması sırasındaki deplasmanla sa�lanır. Ta� kolonlar, zemin ko�ullarına, ekipmana ve in�a

yöntemine ba�lı olmak kaydıyla genellikle 1 m çapındadır. Bunlar genellikle kare veya üçgen

sistemde uygulanırlar ancak sömelleri veya duvarları desteklemek için küme veya dizi biçiminde

de uygulanabilir. Merkezden merkeze kolon aralı�ı tipik olarak 1.5-3.5 m’dir. Ön tasarımda alan

de�i�tirme oranı ekseni yardımıyla �ekil 31 kullanılabilir. Alan de�i�tirme oranı, ta� kolonun

alanının bu kolona ait üçgensel birim alana oranı �eklinde tarif edilir.

Temel uygulamaları açısından, derinlikle gerilme da�ılımı dü�ünülerek bina çevresinin ötesine

geçecek �ekilde uygulama alanı geni�letilmelidir. Uygulama alanının üzerine 0.3 m veya daha

kalın bir kum veya çakıl drenaj örtüsü yerle�tirilir. Bu örtü hem de yukarıdaki yapıdan gelen

gerilmeleri da�ıtmaya yarar. Ta� kolonlarla ilgili daha fazla ayrıntı Mitchell (198 1) ve

Hausmann (1990)’da bulunabilir.

168

X.3.7 Kireç Kolonlar (Katkılar ve Priz alma)

Kireç kolonlar, çimento yerine kirecin kullanıldı�ı veya çimento ile kirecin beraber kullanıldı�ı

bir çe�it derin zemin karı�tırma yöntemidir. Kireç kolonlar derin yumu�ak kil tabakalarının

stabilizasyonunda çok etkilidir. Kireç ile kil mineralleri arasında, dayanımda önemli bir artı� ve

yerel malzemenin plastisitesinde azalmaya neden olan bir pozolan reaksiyonu olu�ur. Kirecin

hidrasyonu sonucu ortaya çıkan ısı ile killi zeminlerin su muhtevası dü�er ve bu da

konsolidasyonun hızlanmasına ve dayanım kazanılmasına yol açar. Kireç kolonlar yük

deste�inde, do�al ve yarma �evlerin stabilizasyonunda ve kazı destek sistemi olarak kullanılabilir.

Kireç kolonlarda stabilizasyonun fizibilitesi ve pozolan reaksiyonunu tetikleyecek kireç miktarı,

iyile�tirilecek zemin tipine ba�lıdır. Genel olarak, kireç stabilizasyonu kohezif zeminlere (hem

organik hem de inorganik) uygulanır. Dü�ük-orta plastisiteli inorganik zeminler için, kullanılan

kireç miktarı stabilize edilen zeminin kuru birim a�ırlı�ının %6 ile 8 i arasındadır.

Yüksek plastisiteli zeminlerde, daha fazla kireç ilave edilir. Organik zeminler iyile�tirilirken,

kirecin % 2-3 ü organic maddenin asitli�ini nötrlemek için kullanılırken, geri kalan kireç (toplam

%10-12) pozolan reaksiyonunu tetiklemek için kullanılır (Arman ve Munfakh, 1972).

Yüksek su muhtevalı organik zeminlerin stabilizasyonunda, sönmemi� kireç ile alçı da karı�tırılır.

Dü�ük-reaktif killerde, zemin-kireç arasındaki pozolan reaksiyonunu sa�lamak için uçucu kil

veya fırın curufu eklenebilir. Yüksek dayanım gerekti�inde e�it oranlı kireç-çimento karı�ımları

kullanılır.

169

X.3.8 Derin Karı�tırma

Derin zemin karı�tırma tekni�inde zemine iyile�tirme derinli�inde katkılar enjekte edilir ve

bunlar kolonlar veya iyile�tirilmi� malzeme panelleri olu�turacak �ekilde büyük çaplı tek veya

çok-eksenli burgular yardımıyla iyice karı�tırılır. Yerinde karı�tırma kolonlarının çapı 1 m veya

daha fazla olabilir.

�yile�tirme, dayanımını artırarak ve sıkı�abilirli�ini ve permeabilitesini (geçirimlili�ini)

dü�ürerek, zeminin mühendislik özelliklerini de�i�tirir. Tipik katkılar çimento ve kireçtir ancak

cüruf veya di�er katkılar da kullanılabilir. Yerinde-karı�tırma kolonlar tek ba�ına, ayaklar

olu�turmak için gruplar halinde, duvarlar için tek sıra halinde veya hücreler olu�turmak için

belirli kalıplarda uygulanabilirler. Bu i�lem kaba-daneli zeminlerde zemin-çimento veya zemin-

bentonit sızdırmaz perde duvar olu�turmak için, kazı destek duvarları in�a etmek için ve

sıvıla�abilir zeminleri stabilize etmek için kullanılabilir. Derin karı�tırma hakkında detaylı

açıklamalar ASCE (1997)’de sunulmu�tur.

“Derin Karı�tırma” adı altında birçok teknik geli�tirilmi�tir. �skandinavya literatüründe “kireç-

çimento kolonları”, “derin stabilizasyon”, kuru jet karı�tırma metodu”, “kuru derin karı�tırma”

veya “kolon stabilizasyonu” gibi terimler kullanılmaktadır.

Di�er alternatif ba�layıcıyı, genellikle çimento, su ile bir çamur olu�turacak �ekilde önceden

karı�tırmak ve ba�layıcıyı sıvı halde zemin içerisine da�ıtmaktır. Bu teknik “ya� derin

karı�tırma” olarak bilinir ve Japonya ve ba�ka yerlerde hakim uygulama �eklidir.

Karı�tırma i�leminin amacı, ba�layıcıyı zemin içerisinde, kimyasal reaksyionların gerçekle�mesi

için en uygun ortamı hazırlayacak �ekilde da�ıtmaktır. E�er ba�layıcının tümü zeminin

iyile�tirilmesine aktif olarak katkıda bulunacaksa, ba�layıcı taneleri kolonun hacmi içerisinde

düzgün bir �ekilde da�ılmı� olmalıdır. Buna ilaveten, ba�layıcı, kolon kesitinde, dayanım ve

deformasyon özelliklerinin de�i�imini sınırlamak üzere düzgün da�ılmalıdır.

170

Derin karı�tırmanın üretim süreci �ekil 13’de gösterilmi�tir. Bu üç safhaya ayrılabilir:

- Karı�tırıcının gerekli derinli�e kadar girmesi

- Ba�layıcının da�ılımı

- Moleküler difüzyon

�ekil 13 . Derin Karı�tırma Yöntemi

Kuru derin karı�tırmada karı�tırma i�lemi karma�ıktır ve çe�itli faktörler i�lemi ve sonucunu

etkiler:

- zeminin reolojisi, ba�layıcı ve ba�layıcı miktarı,

- kolon in�aatı sırasında zemindeki basınç durumu,

- uygulama basıncı ve kullanılan hava miktarı,

- karı�tırıcının geometrisi,

- karı�tırma enerjisi : karı�tırıcının geri çekme hızı ve dönme hızı,

- konsolidasyon basıncı, sıkı�tırma enerjisi, sıcaklık, moleküler difüzyonu etkileyebilecek

suyun veya sızıntı akımının bulunması.

�yile�tirilmemi� gev�ek zemin

�yile�tirilmi� zemin

171

X.4 ZEM�N GÜÇLEND�RME II – ENJEKS�YON TEKN�KLER�

Zemin enjeksiyonu temel olarak akı�kan malzemelerin basınç altında zemin içerisindeki

bo�luklara enjekte edilmesidir. Buradaki amaç zeminin ya da kaya kütlesinin mühendislik

özelliklerini iyile�tirmektir. Nitekim bu iyile�tirme zeminin gerilme-deformasyon ve dayanım

gibi mekanik özellikleri ile geçirimlilik gibi hidrojeolojik özellikleri de�i�tirilerek elde edilir.

Enjeksiyon teknolojisinin kökeni di�er zemin iyile�tirme teknikleri gibi eskiye dayanmakla

beraber bu teknoloji hem yeni enjeksiyon malzemeleri hem de bu malzemelerin zemin içerisine

nüfuz ettirilmesi bakımından sürekli bir geli�im içerisindedir. Enjeksiyon tekni�i ba�langıçta su

sızıntılarını önlemek ve dayanım kontrolü için maden endüstrisinde ve baraj temellerinde de

sızdırmazlık perdesi olu�turulmasında uygulanmaya ba�lanmı� daha sonra in�aat mühendisli�inde

de tünel kazımı esnasında gev�ek zeminlerin ve parçalı kayaların stabilizasyonunda, sondaj ve

numune alma esnasında su problemlerinin çözümünde, zemin içerisindeki bo�lukların

doldurularak a�ırı oturmaların engellenmesinde, hem mevcut hem de yeni yapıların zemin

emniyet gerilmelerinin artırılmasında ve özellikle de son 10-15 yıllık bir süreç içerisinde tünnel

kazımı dolayısıyla yüzeydeki veya yakın çevredeki yapılarda meydana gelebilecek zaralı

oturmaların engellenmesinde ve deprem esnasında sıvıla�abilecek gev�ek, suya doygun granüler

zeminlerin sıvıla�ma potansiyellerinin azaltılmasında kullanılmı�tır.

Burada dikkatle üzerinde durulması gereken nokta bütün bu uygulamalar için aynı enjeksiyon

malzemesinin ve enjeksiyon parametrelerinin kullanılamayaca�ıdır. Enjeksiyon malzemesi ve

enjeksiyon parametreleri (enjeksiyon basıncı, enjeksiyon hızı, enjekte edilen hacim, vs.) zemin

ko�ullarına (dane çapı da�ılımı, rölatik sıkılık, geostatik gerilmeler, vs.) ve uygulama amacına

yönelik olarak tasarlanmalıdır. Dolayısıyla bu çalı�manın amacı farklı enjeksiyon tekniklerini

uygulama bazında ve enjeksiyon parametreleri ile zemin ko�ullarıyla olan ili�kileri do�rultusunda

kar�ıla�tırmaktır.

172

X.4.1 Permeasyon (Sızdırma – Emdirme) Enjeksiyonu

Xanthakos vd.’de (1994), emdirme enjeksiyonunun en eski ve �u ana kadar en iyi çalı�ılmı�

enjeksiyon tekni�i oldu�u söylenmektedir. Emdirme enjeksiyonunun amacı zeminin hacminde ve

yapısında önemli bir de�i�iklik meydana getirmeksizin zemin içerisindeki bo�lukların enjeksiyon

malzemesiyle doldurulmasıdır. Enjeksiyon malzemesi ba�langıçta akı�kan iken zemin bo�lukları

içerisinde zamanla setle�mekte ve dolayısıyla zemin özelliklerini de�i�tirmektedir.

Enjeksiyonun amacına ba�lı olarak enjeksiyon malzemesinin zemin içerisindeki homojen

da�ılımı önemli bir etkendir. Zemin içerisinde su akı�ını kesmek için, pratik amaçlar için sadece

akımın yo�un oldu�u geni� bo�luklar doldurulabilir. Sadece bu bo�lukların doldurulması akım

hacminde önemli bir azalma sa�layacaktır. Dolayısıyla bu durumda homojen olarak

iyile�tirilmesi gereken zemin daha kaba daneli tabakadır.

E�er amaç zeminin dayanımını artırmak ise bu durumda zemin tanecikleri enjeksiyon

malzemesiyle sarılmalı ve bu sayede birbirlerine ba�lanmalıdır. Enjekte edilmemi� bölgesel

zemin taneciklerinin kalması her ne kadar önemli olmasa da e�er tabaka veya istif halinde enjekte

edilmeden kalırlarsa bu durumda istenilen dayanım elde edilmeyebilir. Dolayısıyla su akımını

kesmek ve zemin dayanımını artırmak için gerçekle�tirilecek enjeksiyon i�lerinde enjeksiyon

malzemesinin zemin içerisine homojen da�ılımı ve hangi �ekilde verimli olaca�ı anlayı�ları farklı

olacaktır. Dayanım artırımı daha fazla enjeksiyon tecrübesi gerektirir.

Bu noktada akı�kan bir enjeksiyon malzemesinin bo�luklu bir zemine veya hacme emdirme

yoluyla giri�ini kontrol eden do�al fiziksel engellerin belirtilmesi uygun olacaktır. Bu faktörler

(Scott,1963) tarafından belirtilmi�tir. Burada enjeksiyon malzemesinin giri�ine engel te�kil eden

üç temel direnç söz konusudur:

1. Enjeksiyon malzemesinde zemin içerisindeki bo�luklara giremeyecek kadar büyük

olan taneciklerin filtrasyona u�raması.

173

2. Enjeksiyon malzemesi zemin bo�lukları içerisinde ilerlerken zeminle olan

etkile�iminden kaynaklanan iç kayma direnci .

3. Akı�kan enjeksiyon malzemesinin zemin içerisindeki bo�luklara akı� hızını

engelleyen vizkozitesi. Filtrasyon ve kayma direnci mutlak engeller olup enjeksiyon

akı�ını durdururlar. Ayrıca akı�kanın vizkozitesinin sertle�me boyunca artması da

enjeksiyon akı�ına ek bir direnç göstermektedir. Yüksek vizkoziteler akıma yüksek

dirençler göstermekte, her ne kadar akım durmasa da pratik olarak enjeksiyon

mümkün olamamaktadır.

Bu dirençler enjeksiyon basıncının artırılmasına yol açmaktadır ki bu artı� ancak pompa

kapasitesine kadar veya zemin yüksek basınçlarda çatlayana kadar devam edebilir. Zeminin

çatlamasıyla beraber yönelimi zemindeki mevcut gerilme durumuna kalınlı�ı ise enjeksiyon

malzemesinin reolojik, zeminin ise dayanım özelliklerine ba�lı fisürler enjeksiyon malzemesiyle

dolar. Fakat fisürlerin bu da�ılımı düzgün olmayıp buradaki enjeksiyon tekni�i emdirme

ekjeksiyonu da olmamaktadır.

Emdirme enjeksiyonunda hem süspansiyon türünde olan çimento �erbeti hem de koloit yapıdaki

saf kimyasal çözeltiler kullanılabilir. Fakat zeminin geçirimlili�i azaldıkça hem teknik hem de

ekonomik zorluklar artmaktadır.

Zeminin geçirimlilik katsayısı, k, açısından baktı�ımızda silikat karı�ımlar için permeasyon limiti

10-3 cm/s , en pahalı reçine malzemeler içinse 10-4 cm/s civarındadır.

Tablo 3 a�a�ıdaki faktörleri göz önüne alarak permeasyon enjeksiyonu için genel bir çerçeve

olu�turmaktadır.

• Temel reolojik kategoriler ve enjeksiyon malzemesi türleri

• Enjekte edilecek zemine ba�lı olarak uygulama alanları

174

• Geçirimlilik katsayısı ve özgül dane yüzeyi cinsinden yakla�ık enjekte edilebilirlik

sınırları

• Temel enjeksiyon teknikleri

175

Tablo 3. Enjeksiyon malzemelerinin sınıflandırılması (Gallavresi, 1992)

Çözeltiler (Newton Akı�kanları) Partiküler Süspansiyonlar

(Bingham Akı�kanları) Reolojik

Kategori

Kararsız Kararlı

Koloit Çözeltiler

(Vizkozite

zamanla artmakta)

Saf Çözeltiler

(Vizkozite

zamanla

de�i�memekte)

Gaz Emülsiyonları

Kimyasal Enjeksiyon Malzemeleri

�i�ebilen

Enjeksiyon

Malzemeleri

Sodyum Silikat bazlı

Enjeksiyon

Malzemelerinin

Ana Türleri

Sadece

çimento

Bentonit

veya kil

ile

birlikte

çimento

Topakla�mamı�

bentonit

Yüksek

dayanımlı

Orta-

Dü�ük

dayanımlı

Organik

Reçineler

bazlı

Çimento

bazlı

Organik

Ürünler

bazlı

Mikro fisürlü ve geçirimli kaya

GRANÜLER ZEM�NLER

Uygulama

Alanları

Çatlaklı

kaya ve

duvar Çakıl Kaba Kumlar

Orta-�nce Kum

�nce Siltli

Kumlar

(Kumlu

Siltler)

Büyük

bo�luklar

veya

oyuklar

Bo�luklar

ve hızlı

akan

sızıntı

suları

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 <1.5 <4 <10

Temel

Enjeksiyon

Tekni�i

Yüksek

Basınç Kontrollü hacim ve basınç

Dü�ük basınç

(Bo�lukların

doldurulması)

176

Son yıllarda yeni çimento karı�ımları üzerinde çalı�ılmı� ve normal Portland çimentoları ile

permeasyonu mümkün olmayan zeminler enjekte edilebilmeye ba�lanmı�tır. Bu sayede daha ince

daneli zeminlerin de iyile�tirilmesi mümkün olmu� ve hem çevresel koruma hem de ekonomik

açıdan olumlu sonuçlar elde edilmi�tir.

Yukarıda sözü edilen bu karı�ımlar çok ince daneli çimentolar (microfine cements) ve de�i�ik

katkı malzemeleri kullanılarak elde edilmi�tir. Bu sayede elde edilen karı�ımlar için segregasyon

(karı�ım içerisindeki çimento veya katkı malzemesi danelerinin zamanla çökmesi ve karı�ım

suyundan ayrılması) ve filtrasyon oranları (karı�ım içerisindeki danelerin zemin tanecikleri

tarafından tutulması ve enjeksiyonun engellenmesi) çok daha az, vizkozite parametrelerinden

olan akma de�eri belli bir süre boyunca sabit ve daha dü�ük, uzun vadedeki dayanım daha yüksek

ve geçirimlilik daha azdır.

Silikat bazlı çüzeltilerde de hem teknik hem de çevresel açıdan bakıldı�ında yüksek kararlılıkta

ve kristal yapıda yeni tip karı�ımlar elde edilmi�tir.

Son 10-15 yıllık literatür taraması yapıldı�ında enjeksiyon malzemelerinin reolojik özellikleri

(vizkozite ve zamanla de�i�imi, statik ve basınç altındaki segregasyon miktarı, filtrasyon oranı,

ilk ve son priz zamanı), bu özelliklerin farklı dane çapı da�ılımındaki zeminlere enjekte

edilebilirli�i nasıl etkiledi�i ve de�i�ik puzolanik katkı maddelerinin bu özellikleri nasıl

de�i�tirdi�i hakkında birçok çalı�ma oldu�u 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 i�lemi tek a�amada yapılabilir. Bu durumda enjeksiyon kuyusu

tasarım derinli�ine kadar açılır ve enjeksiyon borusu yardımıyla yukarıya do�ru enjeksiyon

i�lemi gerçekle�tirilir. Alternatif olarak kuyu açılırken de enjeksiyon i�lemi yapılabilir. Kuyu

177

belli bir derinlikte açıldıktan sonra enjeksiyon borusu indirilir ve açılan derinlik boyunca

enjeksiyon i�lemi gerçekle�tirilir. Bu durum tasarım derinli�ine kadar tekrar ettirilir.

Kademeli enjeksiyon i�lemi ise rölatif olarak yüksek enjeksiyon basınçlarının gerekti�i daha

derin zeminlerde ve daha efektif bir permeasyon için uygulanır. Burada enjeksiyon kuyusu belli

bir derinli�e kadar açılır ve enjeksiyon yapılır. Enjeksiyon malzemesi sertle�tikten sonra kuyu

biraz daha derinle�tirilir ve tekrar enjeksiyon yapılır (�ekil 14). Kademeli enjeksiyon derinli�in

artmasıyla enjeksiyon basıncının artırılmasını sa�lar ve yüzeydeki sızıntıdan meydana

gelebilecek enjeksiyon malzemesi kaybını engeller.

�ekil 14. Kademeli enjeksiyon i�lemi (Bell, 1993)

Herhangi bir zemin enjeksiyonu uygulamasında ve özellikle tüneller için enjeksiyon i�leminin

enjekte edilen malzeme hacmi cinsinden zamana ba�lı kontrolü büyük önem ta�ımaktadır. Bu

amaçla her ne kadar uzun zaman önce kullanılmaya ba�lansa da Tube a’ Manchette tipi

enjeksiyon borusu hala en uygun sistem olarak görülmektedir.

Tube a’ Manchette üzerinde yakla�ık 8 mm çaplı küçük deliklerin bulundu�u bölmelerden olu�an

ve çapı 37.5 ve 62.5 mm arasında de�i�en çelik bir borudur. Delikli bölmeler yakla�ık 30 cm

178

aralıklı olup tek yönlü vana gibi çalı�an lastik kılıflarla kapatılmı�lardır (�ekil 15). Muhafaza

borusu yardımıyla enjeksiyon kuyusu istenilen tasarım derinli�ine kadar açıldıktan sonra tube a’

manchette kuyu içerisine indirilir. Daha sonra muhafaza borusu yukarı çekilir ve tube a’

manchette ile kuyu duvarı arasındaki bo�luk zayıf dayanımlı bir enjeksiyon malzemesi olan kil-

çimento veya bentonit karı�ımıyla doldurulur. Asıl enjeksiyon i�lemi ise tube a’ manchette

içerisine uç kısmı delikli ve U-tıkaçlarla kapalı olan küçük çaplı bir enjeksiyon borusu indirilerek

gerçekle�tirilir. Tıkaçlar tube a’ manchette üzerindeki delikli bölmelerden herhangi biri üzerine

merkezlenebilir. Enjeksiyon i�leminin ba�lamasıyla beraber lastik kılıf ve tube a’ manchette ile

kuyu duvarı arasındaki zayıf enjeksiyon malzemesi yırtılana kadar enjeksiyon basıncı artacaktır.

Lastik kılıfların tek yönlü çalı�ması enjeksiyon malzemesinin tube a’ manchette içerisine geri

girmesini engelleyecek, tube a’ manchette ile kuyu duvarı arasındaki zayıf enjeksiyon malzemesi

de meydana gelebilecek sızıntıları önleyecektir.

Tube a’ manchette kullanımı aynı enjeksiyon deli�inden birden fazla enjeksiyonun de�i�ik

enjeksiyon malzemeleriyle yapılabilmesini sa�lamaktadır. Fakat yo�un �ehir merkezlerinde veya

çalı�ma alanı yetersizli�inde tube a’ manchette sisteminin yer yüzeyinden, kuyulardan veya tünel

yüzeylerinden kurulması uygun olmayabilir. Bu durumlarda tube a’ manchette sisteminin yeni

geli�tirilen yatay yönlü foraj (horizontal directional drilling) sistemi ile yerle�tirilmesi söz

konusudur.

179

�ekil 15. Tube a’ Manchette sisteminin detayı (Bell, 1993)

X.4.2 Kompaksiyon Enjeksiyonu

1980 yılında toplanan ASCE Enjeksiyon Komitesi kompaksiyon enjeksiyonunu 25 mm’den daha

az çökme de�eri olan, yeterli plastisiteyi sa�layacak kadar silt ve içsel sürtünmeyi sa�layacak

kadar da kum içeren katı enjeksiyon malzemesinin zemin bo�lukları içerisine girmeksizin

enjeksiyon noktası etrafında giderek geni�leyen bir kütle olu�turacak ve bu sayede etrafındaki

gev�ek zeminleri sıkı�tıracak �ekilde yüksek basınçlarda enjekte edilmesi olarak tanımlamı�tır

(�ekil 16 ).

Kuyu duvarı

Zayıf dayanımlı kil-çimento karı�ımı U-tıkaç

Lastik kılıf

Enjeksiyon deli�i Enjeksiyon borusu

U-tıkaç

Lastik kılıf

180

�ekil 16. Kompaksiyon enjeksiyonunun �ematik gösterimi (Essler, 2000)

50 yıl kadar öne Amerika’da uygulanmaya ba�layan yöntem ço�unlukla zayıf veya yumu�ak

zeminlerin sıkı�tırılmasında, temel ve dö�emelerin alttan desteklenmesinde, yapı oturmalarının

kontrol edilmesinde, farklı oturmalar gösteren yapı temellerinin rehabilitasyonunda ve tekrar eski

seviyelerine yükseltilmesinde kullanılmı�tır.

Kompaksiyon enjeksiyonu ile permeasyon enjeksiyonu arasında hem enjeksiyon parametreleri

hem de uygulanabilecek zeminler arasında büyük farklar 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 sıkı�tırılabilmektedir.

Ayrıca kompaksiyon enjeksiyonu tüm zeminlere uygulanabilirken permeasyon enjeksiyonunda

zemin içerisindeki bo�luklara nüfuz etme söz konusu oldu�undan hem zeminin dane çapı

da�ılımı hem de enjeksiyon malzemesinin dane çapı da�ılımı uygulanabilirli�i belirlemektedir.

Literatür çalı�maları göz önüne alındı�ında kompaksiyon enjeksiyonunun ba�arılı sonuçlar

vermesi enjeksiyon malzemesinin katı ve yüksek vizkozitede olmasına ba�lıdır. Bu yüzden

karı�ımlarda plastisiteyi gere�inden fazla artıracak silt ve gere�inden fazla mobilite sa�layacak

181

bentonitin kullanılmaması öngörülmektedir. Karı�ımda kullanılacak kum için de tercih edilen

dane çapı da�ılım aralı�ı �ekil 17 ‘de gösterilmi�tir.

�ekil 17. Kompaksiyon enjeksiyonu karı�ımındaki kum için öngörülen dane çapı da�ılım aralı�ı

(Warner & Brown, 1974)

Kompaksiyon enjeksiyonunun son 10 yıllık bir süreç içerisinde sıvıla�mayı önleyici bir teknik

olarak da kullanılmaya ba�landı�ını görmekteyiz. Gerçekten Boulanger ve Hayden (1995)

kompaksiyon enjeksiyonunun sıvıla�mayı önlemek için kullanıldı�ı geni� bir vaka analizleri özeti

hazırlamı�lardır. Vaka analizlerinde bu enjeksiyon tekni�inin siltli kumlarla siltli zeminlerin SPT

182

ve CPT direnç de�erlerini önemli ölçüde artırdı�ı belirtilmi�tir. Fakat �u da unutulmamalıdır ki

kompaksiyon enjeksiyonu sonucu zemin içerisinde olu�turulan kütlenin uzun vadede de yeterli

dayanımda olması gerekir. Ayrıca bu tekni�in çok yumu�ak killerde uygulanması ekstra bo�luk

suyu basınçları olu�turacak bu da uzun vade oturmalarına yol açacaktır. Dolayısıyla bu hususların

uygulama öncesinde enjeksiyon parametreleri ve enjeksiyon malzemelerinin tasarımı esnasında

göz önünde bulundurulması gerekir.

Boulanger ve Hayden (1995) kompaksiyon enjeksiyonunun sıvıla�ma potansiyelini engellemeye

yönelik kullanıldı�ı vaka analizlerinin geni� bir özetini sunmu�lardır. Bu vaka analizleri

kompaksiyon enjeksiyonunun siltli kumlarla silt arasında de�i�en zeminleri standart penetraston

(SPT) ve koni penetrasyon (CPT) de�erlerini artırmada etkili oldu�unu göstermi�tir. Bununla

beraber belli bir arazideki sıvıla�ma potansiyelinin kompaksiyon enjeksiyonuyla azaltılmasının

uygunlu�u her zaman mümkün olmayabilir. Ayrıca uzun vadedeki penetrasyon dirençleri

hakkında da rapor edilmi� çok az veri mevcuttur.

Boulanger ve Hayden (1995) killi silt ve siltli kumun sıvıla�ma potansiyelinin azaltılmasına

yönelik kompaksiyon enjeksiyonunun etkinli�ini göstermekte, ayrıca zamanın enjekte edilmi�

zeminin penetrasyon dirençleri üzerine etkisini incelemi�leridr. Bu do�rultuda enjeksiyon

i�leminden bir hafta, bir ay ve 18 ay sonra CPT denyleri yapılmı�tır. Deney sonuçlarından

kompaksiyon enjeksiyonunun silt ve kumların SPT ve CPT dirençlerini artırmada ba�arılı oldu�u

sonucuna varılabilir. Siltli zeminde elde edilen iyile�tirme derecesi, di�er iyile�tirme

tekniklerinden çok azının bu tip zeminlerde uygulanabildi�i göz önüne alındı�ında, gerçekten

te�vik edicidir.

Silt ve kumun penetrasyon dirençlerinde büyük bir artı� gözlenmi�tir. Fakat ortalama artı�ın

%30’u takip eden 18 ay içerisinde kaybolmu�tur. Bu sonuç yanal gerilmelerin zamanla azaldı�ını

183

göstermektedir. Bu nedenle kompaksiyon enjeksiyonuyla iyile�tirilmi� zeminlerin sıvıla�ma

direnci dü�ünüldü�ünde uzun vadede yanal gerilmelerin azaldı�ı da gözönüne alınmalıdır.

X.4.3 Çatlatma Enjeksiyonu

Çatlatma enjeksiyonu Avrupa’da ortaya çıkmakla beraber di�er enjeksiyon tekniklerine göre

daha yenidir. Burada zeminin kontrollü bir �ekilde, kararlı fakat dü�ük vizkoziteli çimento

enjeksiyonu ile yüksek basınçlarda (4 Mpa) çatlatılması söz konusudur. Bu enjeksiyon tekni�i

temel olarak permeasyon enjeksiyonunun mümkün olmadı�ı dü�ük geçirimlili�e sahip ince

daneli zeminlerin stabilizasyonunda uygulanmaktadır. Çatlatma enjeksiyonunun geli�imi tünel

veya kazı aktiviteleri esnasında meydana gelen oturmaları önleme (kompense etme) çalı�malarına

dayanmaktadır.

Çatlatma enjeksiyonu sonucunda zemin içerisinde a�aç dallarına benzer bir �ekilde sertle�mi�

çimento kanalları olu�makta ve bu sayede zemin kontrollü bir �ekilde ve bölgesel olarak

sıkı�tırılmaktadır (�ekil 18). Çimento �erbeti ba�langıçta yüksek basınçlarda enjekte edilmekte ve

zeminin çatlamasıyla beraber olu�an çatlaklar çimento ile doldurulmaktadır. Olu�an çatlakların

boyu, geni�li�i ve hacmi enjeksiyon basıncına ve mevcut geostatik gerilmelere ba�lıdır.

�ekil 18. Dü�ey yönde çatlakların olu�umu ve yatay sıkı�tırma

184

Teorik olarak bakacak olursak, normal konsolide, homojen bir zemin içerisinde meydana gelecek

ilk çatlaklar dü�ey do�rultuda (büyük asal gerilme do�rultusunda) olacak, bu sayede yatay

gerilmeleri artıracak ve zemini sıkı�tıracaktır (Raabe ve Esters, 1990). E�er tube a’ manchette

sistemi ile aynı noktadan birden fazla enjeksiyon i�lemi tekrarlanacak olursa asal gerilmelerin

do�rultuları de�i�ecek ve yatay yönde çatlaklar meydana gelmeye ba�layacaktır. Bu da sonuç

olarak (bazen ani bir �ekilde) yer yüzeyinde ya da üst yapılarda kabarmaya neden olacaktır. Fakat

pratikte, meydana gelecek çatlakların yönü zemin içerisinde mevcut çatlaklara, zayıf bölgelere

veya fisürlere ba�lı olarak de�i�mektedir (Rawlings vd., 1998).

Bu tip enjeksiyon türünün uygulanmasında da tube a’ manchette kullanılmakta ve örne�in tünel

kazımı esnasında meydana gelen oturmalara ba�lı olarak aynı noktadan birden fazla gerekti�inde

farklı enjeksiyon malzemeleriyle enjeksiyon yapılabilmektedir.

Literatürdeki vaka analizleri incelendi�inde çatlatma enjeksiyonunda kullanılan çimento

�erbetinin su/çimento oranlarının nispeten daha yüksek oldu�u ve karı�ıma mobilite vermek için

ba�ta bentonit olmak üzere de�i�ik katkı malzemelerinin kullanıldı�ı görülmektedir. Bu açıdan

kompaksiyon enjeksiyonundan ayrılmaktadır.

X.4.4 Jet Enjeksiyonu

Bu enjeksiyon türünde tasarım derinli�e kadar su kullanılarak delgi yapılmakta ve delgi için

kullanılan tijlerin ucundaki nozullardan yüksek basınçlarda çimento �erbeti zemine

jetlenmektedir. Bu jetleme esnasında tijler de belirli bir hızla döndürülmekte ve yine belirli bir

hızla da zemin içinden a�a�ıdan yukarıya do�ru çekilmektedir. Böylece, belirli bir çapta ve boyda

zemin içinde silindirik bir kolon olu�turulmaktadır (�ekil 19). Jetleme esnasında kolon çapını

artırabilmek için çimento jeti yanında hava ve su jetleri de kullanılabilmektedir (�ekil 20).

185

Buradaki mekanizmadan anla�ılabildi�i gibi jet enjeksiyonu aslında bir enjeksiyon tekni�i de�il

bir karı�tırma yöntemidir. Sonuçta zemin içerisinde beton-zemin karı�ımı yüksek dayanımlı ve

dü�ük geçirimli kolonlar elde edilmektedir. Bu yönüyle jet enjeksiyonu di�er enjeksiyon

türlerinden kesin olarak ayrılmaktadır.

�ekil 19. Jet enjeksiyonu i�lemi

�ekil 20. Temel Jet Enjeksiyonu Sistemleri

186

Jet enjeksiyonu sonucu zemin içerisinde olu�turulan kolonlar temeller, dö�emeler ve dolgular

altında ta�ıma gücü ve oturma kontrolü için kullanılabilece�i gibi yumu�ak zeminlerde açılan

tünellerde tünel kesiti üzerinde ta�ıyıcı �emsiye, yine yumu�ak killerdeki derin kazılarda kazı

tabanı altında payanda elemanı olarak da kullanılabilir. Ayrıca Durguno�lu (2004) bu enjeksiyon

tekni�inin sıvıla�ma riskinin azaltılması gayesiyle kullanımına ait bir metodoloji ve tasarım

yöntemi de göstermi�tir.

Ülkemizde de yaygın olarak kullanılan jet enjeksiyonu bir zemin iyile�tirme tekni�i olarak

özellikle Japonya, Avrupa ve Amerika olmak üzere dünyanın birçok bölgesinde kullanılmı�;

fakat hala mevcut bir standart söz konusu de�ildir. 1994’de onbir ülkeden üyelerin olu�turdu�u

bir komisyon Avrupa Jet Enjeksiyonu Yönetmeli�i’ni olu�turmak maksadıyla kurulmu�tur

(Sondermann ve Toth, 2000).

Uygulamanın maliyeti jet enjeksiyonunun devam eden geli�imini kısmen dü�ürmü�tür. Fakat

Japonya’da cok yüksek çapta (5 m’ye kadar) kolonlar olu�turabilme metodu geli�tirilmi� ve bu

sayede enjeksiyon noktalarının sayısı azaltılarak maliyet dü�ürülmü�tür. Bu teknoloji Japonya ve

Amerika’da SuperJet Enjeksiyonu (�ekil 21), Avrupa’da ise Soilcrete-DS Enjeksiyonu olarak

bilinmektedir.

187

�ekil 21. SuperJet kolonlar

X.5 ZEM�N DE���T�RME

X.5.1 Kazı ve De�i�tirme

Zemin de�i�tirilmesi iyile�tirilmesi gereken zeminin kazılıp yerine ba�ka özellikte zeminin

yerle�tirilmesi i�lemlerini kapsamaktadır. Kazılan zemin bazen belli bir sıkı�tırma derecesine

kadar sıkı�tırılır, bazen de katkı malzemeleriyle karı�tırılıp kontrollü bir �ekilde tekrar

yerle�tirilir. Ayrıca kazılan zemin yerine söz konusu uygulamaya daha uygun özellikler gösteren

ba�ka bir zemin de yerle�tirilebilir.

X.5.2 Ön Karı�tırma Yapılmı� Dolgular

Katkı malzemeleriyle zeminin stabilize edilmesi zemin içerisine çimento, kireç, uçucu kül veya

bentonit gibi malzemelerin karı�tırılması veya enjekte edilmesi suretiyle özelliklerinin

iyile�tirilmesini içermektedir. Katkı malzemeleri genellikle zeminin dayanımını artırmak,

geçirimlili�ini azaltmak veya i�lerli�ini artırmak için kullanılmaktadır. Katkı malzemeleri zemin

içerisindeki bo�lukları doldurabilir, zemin taneciklerini birbirine ba�layabilir veya mevcut

tanecik temasını kırarak daha güçlü bir ba� olu�turabilir. Zeminin katkı malzemeleriyle stabilize

188

edilmesi genel itibariyle �u i�lemlerden olu�maktadır: (1) zeminin kazılması ve yapısının

bozulması, (2) katkı malzemesinin ve gerekiyorsa suyun eklenmesi, (3) karı�tırma i�leminin

homojen bir �ekilde gerçekle�tirilmesi ve (4) zeminin sıkı�tırılması ve kür edilmesi. Katkı

malzemeleriyle zeminin stabilize edilmesi detaylı olarak Hausmann (1990)’da açıklanmı�tır.

X.6 DRENAJ

X.6.1 Gravel Drains

Çakıl drenler sıvıla�ma esnasında olu�an a�ırı bo�luk basınçlarının bo�almasını sa�layarak

sıvıla�ma tehlikesinin azaltılması amacı ile kullanılması önerilen bir çe�it ta� kolonlardır

(ASCE, 1977). Bunlar iki yolda kullanılmak üzere dü�ünülmü�lerdir. (1) sıvıla�an bölgenin

iyile�tirilmesi, (2) iyile�tirilmemi� bölgeden gelecek bo�luk suyu basınçlarını toplamak için

iyile�tirilen bölgenin çevresini ıslah eden bir yöntem olarak.

Çakıl drenlerinin tipik yerle�imi �ekil 22’de görülmektedir. Vibrasyonlu yer de�i�tirme ameliyesi

sırasında çakıl sıkı�tırılınca, yerel zemindeki kumla karı�ma durumu mevzuubahistir. Bu

karı�manın derecesinin nihai permeabilite üzerinde önemli etkisi vardır.

Seed ve Brooker (1977) kumlarda sıvıla�mayı önlemek için, drenajın çakıl kolonun

permeabilitasinin, tabii zemininkinin en az 200 katı olması halinde, drenajın ortasına do�ru

radial olarak gerçekle�ece�i ve çakıl kolonun drencinin olmadı�ı varsayımı ile, çakıl kolon

tasarım yöntemi önermi�lerdir. Ancak pratikte kolonda drenaj dü�ey yönde olmakta, böylece

drenaj yolu Seed ve Brooker tarafından öngörülenden uzun olmakta, çakıl kolonun drenci de

tasarımda önemli bir faktör olmaktadır. Drenaj yolu uzunlu�unu ve kolon drencini nazarı itibara

alan abaklar Onoue (1988) tarafından öngörülmü� olup, çakıl kolon drencini göz önüne almak

için bu abakların kullanılması gerekmektedir.

189

�ekil 22. Çakıl drenlerin yerle�tirilme �ekli (Seed ve Brooker, 1977)

Boulanger v. d. (1998) tarafından yapılmı� çakıl kolonların tasarım ve in�aat konularını içeren

detaylı bir irdeleme mevcuttur. Drenaj malzemesi ile tabii zeminin karı�ması halinde drenaj

malzemesinin pemeabilitesi tabii zemininkinin 100 katından daha az bir de�ere dü�ebilmektedir.

�n�aat sırasındaki hatalar dü�ük permeabiliteye neden olabilir. Bu nedenle çakıl kolonlar

kullanıldı�ı durumlarda asıl amacın zemini sıkı�tırılması olması, drenajın yan bir yarar olarak

dü�ünülmesi önerilir.

X.6.2 Suni Malzeme Drenaj Kazıkları

Fitil drenler olarak da bilinen prefabrike dü�ey drenler oturma hızını ve dolayısıyla dayanım

artma hızını artırmak maksadıyla genellikle yumu�ak, kohezyonlu zeminler içinde

kullanılmaktadır. Konsolidasyon oturma hızı en uzun drenaj uzunlu�unun karesiyle do�ru

orantılıdır. Dü�ey drenlerin kullanılması drenaj yolunu kısaltmakta ve dolayısıyla oturma hızını

artırmaktadır. Geokompozitler daha ucuz olmaları, zemin içerisine yerle�tirilmelerinin daha

ekonomik olması ve yüksek akım kapasitesine sahip olmaları bakımından daha sıkı

190

kullanılmaktadır. Geokompozit drenler su akı�ına izin veren plastik bir gövdeden ve gövdenin

tıkanmasını engelleyen geotekstil bir filtreden olu�maktadır. Drenlerin seçiminde önemli olan

yeterli kapasitede bir drenin seçilmesidir. Dren aralıkları genellikle üçgen veya dikdörtgen

biçiminde seçilmektedir. Konsolide olan zeminin yüzeyine drenajın kolayla�tırılması amacıyla

genellikle ince bir kum tabakası serilir. Dü�ey drenlerin mühendislik de�erlendirmesi ve tasarımı

için 1986 tarihli FHWA yayınlarından ‘Prefabricated Vertical Drains and Geocomposite

Drains’ kayna�ına ba�vurulabilir. Prefabrike dü�ey drenler konusunda son 10 yıllık geli�meler

ASCE dökümnalarında bulunabilir.

X.6.3 Kuyu ve Hendeklerle Yeraltı Su Seviyesinin Dü�ürülmesi

Su tablasının do�al olarak kazı tabanına yakın oldu�u veya su tablası seviyesinin dü�ürülmesi

gereken durumlarda kuyu ve hendekler kazılarda sık sık kullanılmaktadır. Fakat kazı etrafındaki

zeminin geçirimlili�inin dü�ük ve dolayısıyla suyun akım miktarının az olması durumunda su

tablası kazı tabanından yüksek de olsa kuyu ve hendekler daha nadir kullanılmaktadır.

Kuyu ve hendeklerin kullanılmasının ana amacı su akımını çalı�ma alanlarından ba�ka bir yöne

çevirmek ve bu sayede biriktirilen suyun ba�ka bir bölgeye tahliyesi sa�lamaktır. Kuyu ve

hendeklerin di�er bir kullanım amacı ise kuru bir yüzey sa�lanması ve istenmeyen su

birikimlerinin engellenmesi için su akımının yapılardan, otoyol ve �evlerden uzak tutulmasına

yöneliktir. Kuyu ve hendekler do�al zeminde açılabilece�i gibi püskürtme beton veya normal

betonla da kaplanabilir. Biriken suyun tahliyesini sa�lamak amacıyla genellikle boru, menfez

veya di�er tahliye sitemleri gibi su toplama noktaları olu�turulur.

X.7 HAF�F MALZEMELER (Do�al ve Hafif Geo Malzemeler)

Bu zemin iyile�tirme tekni�i yumu�ak, sıkı�abilir bir zemin üzerindeki a�ırlı�ın hafif dolgu

191

malzemelerinin kullanılmasıyla azaltılmasını içermektedir. Hafif malzeme bir dolgu yapımında

oldu�u gibi ya dolgu olarak yer yüzeyine veya kazılmı� do�al bir zemin tabakası yerine

kullanılabilir ve zemin üzerine etki eden geostatik gerilmelerin azalmasını sa�lar.

Hafif dolgu malzemelerinin kullanılmasıyla oturmalar azaltılmakta, �ev duraylılı�ı artırılmakta ve

istinat duvarları üzerine etki eden yanal toprak basınçları azaltılmaktadır. Bu tekni�in

kazandırdı�ı ana yarar ise depreme kar�ı sa�lanan yüksek dirençtir (daha dü�ük birim hacim daha

dü�ük sismik atalet kuvvetlerine neden olmaktadır).

Uygulama Teknikleri

Geoteknik uygulamalarda kullanılan hafif malzemeler Tablo 3’de sıralanmı�tır. Bunlardan

bazıları geri dönü�ümlü di�erleri ise üretilmekte olan malzemelerdir. Hafif malzemeler do�al

zemin üzerine a�a�ıdaki üç yoldan biriyle yerle�tirilmektedir:

. • gev�ek bir �ekilde yayılıp sıkı�tırılması

. • blok �ekillerde kesilip belli düzenlemeye göre istiflenebilir veya

. • akı�kan sıvı �eklinde pompalanabilir.

Tablo 3 : Zemin �yile�tirmesinde kullanılan hafif malzemeler

Dolgu

Malzemesi

Kaynak/��lem Kuru Birim A�ırlık

(kg/m3)

Ah�ap lifler Tala� 550 – 960

Kıyılmı� lastik

parçaları

Mekanik olarak kesilmi� lastik

parçaları 600 – 900

Deniz kabukları Taranmı� sualtı zemini 1100 – 1200

192

Geni�letilmi� �ist Kristal �ist veya kil 600 – 1040

Uçucu kül Yanmı� kömür artı�ı 1120 – 1400

So�utulmu�

curuf Fırın curufu 1100 – 1500

Akı�kan dolgu Beton matris içinde köpüklü

malzeme 335 – 770

Geoköpük Blok kalıplı geni�letilmi� polyester 12 – 32

Gözönünde bulundurulması gerekenler

A�ırlık azaltmaya ili�kin zemin iyile�tirme tekni�inde gözönüne alınması gerekenler �unlardır;

(a) hafif malzemenin yerle�tirilmesi, (b) uzun vadedeki i�lerli�i ve ömrü.

Malzemenin yerle�tirilmesi: Örne�in uçucu kül yerle�tirme esnasında ya� ise malzeme gev�ek ve

sıkı�tırılması zor olacaktır; kuru ise çok tozlu olacak ve çevresel açıdan istenmeyebilecektir.

Sıkı�tırma esnasında kabukların kırılması ve birbirine yapı�ması ve kabuklu malzemeden

olu�turulan dolgunun ince malzemelerle karı�ması dane da�ılımını ve verimlili�i etkileyebilir.

Ömrü: Geoköpük malzemenin yüzmesi, yangına ve benzin dökülmelerine veya ha�aralara kar�ı

hassasiyeti uzun vade dayanımına ili�kin problemler olup özel önlemler gerektirmektedir.

Kabukların trafik yükü altında sürekli sıkı�ması ve birbirine yapı�ması dolgunun drenaj

potansiyelini dü�ürecek ve dolayısıyla yüzeyde su birikimine neden olacaktır; veya malzemenin

içsel sürtünme açısını dü�ürecek ve istinat yapıları üzerindeki yanal basınçları artıracaktır.

193

X.8 ISIL �Y�LE�T�RME

X.8.1 Isıl �yile�tirme

Her ne kadar ısıtma ve dondurma teknikleri zemin iyile�tirme kapsamında kullanılabilse de

zeminin ısıtılması henüz ara�tırma safhasında olup çok az uygulama alanı bulabilmi�tir. Di�er

yandan zeminin dondurulması özellikle �ehir merkezlerinde yapılan kazılarda destek yöntemi

olarak daha geni� uygulama alanı bulmu�tur.

Normal hava sıcaklı�ında bile ince daneli malzemelerin özellikleri (desikasyon) yoluyla

iyile�mektedir. Bu ço�u kez ıslah edilmi� çamur yüzeyinde kuru kabuk olarak görülmektedir.

Islah i�lemi çok yava� oldu�unda desikasyona u�ramı� tabaka kalınlı�ı birkaç metreyi

bulmaktadır (Katagiri vd, 1996). Zeminin suni olarak ısıtılması ise çok daha verimli olup 300

ile 1000 Celcius dereceye kadar ısıtma uygulamaları rapor edilmi�tir. Mekanik özelliklerin

iyile�tirilmesi dü�ünüldü�ünde Mitchell (1981)’in çalı�masına ba�vurulabilir.

Son zamanlarda zemin ısıtma tekni�i kirlenmi� zeminlerin temizlenmesinde kullanılmaktadır.

Zeminin orta sıcaklıklarda ısıtılması uçucu organik bile�iklerin buharla�masına yardımcı

olmaktadır. Zemin buhar çıkarımı verimlili�i enjeksiyon kuyuları yardımıyla kirlenmi� zemin

içerisine sıcak hava veya buhar enjekte edilmesi yoluyla artırılabilir. Zeminin a�ırı yüksek

sıcaklıklara ısıtılması elektrik akımının kullanıldı�ı kristallendirme tekni�iyle gerçekle�tirilir.

Bu teknik organik, inorganik veya radyoaktif bile�iklerle kirlenmi� zeminlerin

temizlenmesinde verimli sonuçlar vermektedir.

X.8.2 Dondurma

Zeminin dondurulmasının iki temel görevi vardır: (1) kazı içerisine yeraltı suyu akımını

kesmek ve (2) zeminin kayma dayanımı ile beraber yapısal kapasitesini artırmak. Dondurma

i�leminde iki temel i�lem takip edilmektedir: dondurucu maddenin (sıvı nitrojen veya

194

karbondioksit) enerji emip buharla�masından sonra atmosfere bırakıldı�ı açık sistem veya

normal mekanik bir kurulum ve dondurucu devirdaim sıvısından olu�an kapalı devreli

hidrolik bir sistem. Her iki durumda da yeraltı suyu dondurulmakta ve kazı içerisine akması

engellenmektedir. Zeminin kayma dayanımı artmakta ve buz zemin teneciklerine ba�layıcı bir

malzeme olarak etki etmektedir. Dondurma tekni�i geni� çapta zemin tiplerine uygulanabilir.

X.8.3 Kristallendirme

Kristallendirmede zemin genellikle 1600 ile 2000 Celcius derecesindeki çok yüksek

sıcaklıklarda elektriksel olarak eritilmektedir. Bu genellikle zemin içerisinde elektri�i ileten

grafit elektrotlar yardımıyla gerçekle�tirilmektedir. Zemin eridikçe elektrik akımı dı�arıya

do�ru ısıya dönü�mekte ve yeni zemini eritmektedir. Eriyen zemin elektriksel olarak iletken

olup erime i�leminin zemin içerisinde a�a�ıya ve yanal olarak devam etmesini sa�layacak bir

ısı-transfer bölgesi olu�turmaktadır. Zeminin inorganik kısımları tipik olarak silisyum ve

alüminyum gibi oksit gruplarına ayrılmaktadır. So�uma sonrasında ise bu gruplar çok iyi

çevresel özellikli cam ve kristal ürünler olu�turmaktadır.

X.9 ELEKTROK�NET�K �Y�LE�T�RME

Elektrokinetik iyile�tirme tekni�i temel olarak a�ır metaller gibi iyonik ve yarı uçucu ve

uçucu bile�iklerin zeminden çıkarılması için kullanılmaktadır.

Killi zeminlerde su tablasının dü�ürülme tekniklerinden olan elektroosmozda oldu�u gibi

elektrokinetik iyile�tirme tekni�inde de sondaj kuyuları açılarak zemine yerle�tirilen

elektrotlar yardımıyla zemin içersininden elektrik akımı (do�ru akım) geçirilmesi söz

konusudur. Olu�turulan elektrik alanı etkisiyle iyonlar zemin taneciklerinden ayırılmakta ve

elektrokinetik olarak elektrotlara çekilmekte (katyonlar katota, anyonlar ise anota) ve

çıkarılmaktadır.

195

Elektrokinetik iyile�tirme tekni�inde dikkat edilmesi gereken hususlar �unlardır: (a)zeminin

elektrik iletkenli�i, (b)zemindeki kirletici malzemelerin iyonik özellikleri, ve (c) gömülü

hatlar ve kurulumlar üzerindeki olası etkiler.

X.10 B�YOTEKN�K YÖNTEMLER

Biyoteknik iyile�tirme ve zemin biyomühendisli�i �evlerin erozyona ve yüzeysel �ev

duraysızlı�ına kar�ı kullanılabilir. Biyoteknik iyile�tirme tekni�i canlı bitki örtüsünün istinat

duvarları, revetman ve zemin kaplama sistemleri gibi yapısal veya mekanik bile�enlerle

beraber kullanılmasını içermektedir (ASCE, 1997). Örne�in bitki örtüsü sed duvarları, hücreli

gridler veya kademeli istinat duvarlarının banklarına yerle�tirilebilir. Bitki örtüsü ve mekanik

sistemler beraber çalı�makta ve bu sayede erozyon direnci ve �ev duraylılı�ı sa�lamaktadır.

Zemin biyomühendisli�i canlı bitki örtüsünün a� �eklinde kullanılarak zemin güçlendirmesi

ve toprak hareketine kar�ı hidrolik drenler ve bariyerler sa�lanmasına yöneliktir. Biyoteknik

iyile�tirme ve zemin biyomühendisli�i hakkında Gray ve Sotir (1996)’in çalı�malarına

ba�vurulabilir. Bu metod genellikle nehir ve ırmak kıyılarında uygulanmaktadır. Sel önleme

çalı�malarının bir parçası olarak kullanılmamalıdır (setler, vb.).

XI. �Y�LE�T�RME RAPOR FORMATI

�yile�tirme ��leri ile ilgili rapor formatı özet olarak a�a�ıda gösterilmi�tir:

1. Zemin ve Temel durumu

2. Zeminlerin Özellikleri

3. Yapının Özellikleri

4. Seçilen �yile�tirme Yöntemi ve Gerekçe

5. Tasarım ve Proje

6. Deneme Çalı�maları

7. Ölçümler ve Saha Kontrolu

8. Aletsel Gözlemler

196

XII. ZEM�N - TEMEL ETÜDLER�N�N YAPILMASI, RAPORLARININ

HAZIRLANMASI VE ONAYLANMASINDA KAR�ILA�ILAN SORUNLAR (GE�C�

EK I)

Sorunlar

Parsel bazında zemin – temel etüdleri yapılması, raporlarının hazırlanması ve onayı ile ilgili

olarak a�a�ıdaki hususlar (sorun , görü� v.b) belirlenmi�tir.

1. Onay makamı olarak görev yapan kesim (Belediyeler, B.Bakanlı�ı Teknik Ara�tırma

Dairesi, Afetler Gen.Müd. v.d.) sondajlar, saha laboratuvar çalı�maları sırasında hiç

bir denetim mekanizmasının bulunmadı�ını dolayısıyla yapılan çalı�malarda kalite ve

kontrolun söz konusu olmadı�ını belirtmektedirler. Bazı idareler ve kurulu�larca

sadece sondajların delinip delinmedi�inin plastik boru bıraktırılarak kontrol edilmesi

yöntemi uygulanmaktadır.

2. Etüdlerin yetkin olmayan elemanlarca yapılması di�er bir sorundur. Gerek sondör

seviyesinde gerekse mühendis seviyesinde konuya hakim tecrübeli elemanların

çalı�tırılması sa�lanamamaktadır. Etüdleri yürütecek mühendisin delme, numune

alma, çe�itli arazi deneylerini yapma-yaptırma laboratuvar programını takip etme –

denetleme konularında tecrübesi gerekmektedir.

Bazı özel sektör kurulu�ları etüd �artnamelerine özellikle mühendis denetimi ile ilgili

madde koymakta hatta mühendisin özgeçmi�ini onaylamaktadırlar.

3. Etüd firmaları ile yapılan temaslarda etüdlerin yapılı�ında ve raporların hazırlanı�ında

büyük kalite farkları oldu�u fakat bunların hepsinin veya ço�unlu�unun onay

bakımından kabul gördü�ü dile getirilmi�tir. Bunun haksız rekabete sebep oldu�u

vurgulanmı�tır. Birçok belediyede etüd i�lerinin ve onayının son derece subjektif bir

ortamda oldu�u belirtilmektedir. Sondaj ve arazi deneyleri yapılmadan veya sadece

jeofizik ölçüm yapılarak raporlar hazırlandı�ı ve onaylandı�ı dile getirilmi�tir.

197

4. �mar planına esas etüdler ile parsel bazındaki zemin etüdleri birbirinden farklı

kavramlar olup farklı amaçlara yönelik olarak yapılmasına ra�men aynı kavrammı�

gibi algılanmakta imar planına yönelik etüdlerde geni� alanlar için elde edilen veriler

parsel bazında zemin etüdü olarak bina yapımına yönelik olarak kullanılmaktadır.

Gerçekte halen genel uygulama �öyledir: Jeoloji ve jeofizik mühendisleri parsellerde

jeolojik etüd raporları hazırlamakta, sonuç kısmında temel tavsiyeleri, zemin emniyet

gerilmesi vb. ekleyerek belediyelere sunmakta ve raporlar “yetkili mercilerce”

onaylanmaktadır ve bunlar parsel bazındaki etüdler olmaktadır. �mar planlarına esas

etüdler yerle�im alanlarının afet riskleri açısından yerle�ime uygunluk

de�erlendirmesinin yapılmasını amaçlar. Çalı�tayımızın konusu olmamakla beraber

2004 Deprem �urasında bu etüdler ile ilgili olarak “Kapsam, yöntem ve standartların

yeniden incelenerek”... “Uluslararası standartlara uygun bilim ve teknolojinin

ı�ı�ında, meslek, taassubundan uzak yeni bir rapor formatı hazırlanması zorunludur”

denilmektedir. Belediyelerin bu raporlardan nasıl yararlanacakları konusunda eleman

eksikli�i nedeniyle tam bir bilgi sahibi olmadıkları da belirtilmi�tir.

XIII. �Y�LE�T�RME ��LER�NDE GÖZLENEN POTANS�YEL SORUNLAR (GEÇ�C�

EK II)

Zemin iyile�tirme i�leri Ülkemizde henüz yeni ba�lamak üzeredir.Tamamlanmı� proje sayısı

çok azdır.1999 depremlerinden sonra Adapazarı,�zmit,Sapanca gibi bölgelerde Devletin

parasal deste�i ile bazı uygulamalar olmu�tur.Ancak uygun olmayan ve yarar sa�lamayacak

yöntemler onaylanarak uygulanmı�tır.Burada yetersiz bilgi,ekipman ve/veya sorumsuzluk ana

faktörlerdir.Yöntemlerin büyük bir kısmı henüz uygulanamadı�ı için bir-iki yönteme kısıtlı mı

kalınacaktır?Parsel bazında konutların temel zeminlerinin iyile�tirme karar mekanizması nasıl

olacaktır?Müstakbel konut sahibi mi önerecektir veya belediye mi zorunlu tutacaktır?

198

KAYNAKLAR

1. Afet Bölgelerirnde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve

�skan Bakanlı�ı 1998.

2. ASCE Soil Improvement and Geosynthetics Committee, Ground Improvement

Subcommittee (1997). “Soil Improvement and Geosynthetics Committee

Report,” Ground Improvement, Ground Reinforcement and Ground Treatment,

Developments 1987-1997, Geotechnical Special Publication No. 69,

Proceedings of the sessions sponsored by the Committee on Soil Improvement

and Geosynthetics of the Gee-Institute of ASCE in conjunction with Geo-

Logan ’97, Logan, Utah July 1997, V.R. Schaefer, cd., ASCE, pp. 1-371.

3. Boulanger, R.W., Idriss, I.M., Stewart, D.P., Hashash, Y. and Schmidt, B.

(1998). “Drainage Capacity of Stone Columns or Gravel Drains for Mitigating

Liquefaction.” Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics 114

Geotechnica[ Special Publication No. 7.s,

4. Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance-Part 5:

Foundations, retaining structures and geotechnical aspects, December 2003

5. DRM Report, Seismic Microzonation of Municipalities, State of the Art

Report, Ministry of Public Works and Settlement Feb., prepared by DRM,

2004.

199

6. European Standard Norme Européenne Europäısche Norm; Fınal Draft, Pren

1998-1, December 2003, English version, Eurocode 8: Design of structures for

earthquake resistance - Part 1: General rules, seismic actions and rules for

buildings

7. Handbook on Liquefaction Remediation of Reclaimed Land, Port and Harbour

Research Institute, Ministry of Transport, Japan, translated by WES, US Army

Crps of Engineers, USA, A. A. Balkema Rottedam/Brookfield, 1997

8. Harder, L.F., Jr., Hynes, M.E., Ishihara, K., Koester, J.P., Liao, S.S.C.,

Marcuson, W. F., III, Martin, G.R. Mitchell, J.K., Moriwaki, Y., Power, M.S.,

Robertson, P.K., Seed, R.B., and Stokoe, K.H., II, 2001. Liquefaction

resistance of soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998

NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils,

Journal of Geotechnical Geoenvironmental Engineering, ASCE, 127 (10), p.

817-833.

9. Guidelines on Ground Improvement, for Structures and Faculties, Technical

Letter No. 1110-1-185, Department of the Army, U.S. Army Corps Of

Engineers, CECW-EG Washington, DC 20314-1000, 1999.

(http://www.usace.army.mil/inet/usace-docs/eng-tech-ltrs/etl1110-1-

185/toc.htm)

200

10. Idriss, I. M. and Boulanger, R. W., Semi-Empirical Procedures For Evaluating

Liquefaction Potential During Earthquakes, Invited Paper, 11th International

Conference on Soil Dynamics & Earthquake Engineering (ICSDEE) and The

3rd International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering

(ICEGE) January 7 – 9, 2004 Berkeley, California, USA

11. National Center for Earthquake Engineering Research (NCEER). 1997.

Proceedings of the NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction

Resistance of Soils, Technical Report NCEER-97-0022, 276 p.

12. National Research Council. 1985. Liquefaction of Soils During Earthquakes,

National Academy Press, 240p.

13. NEHRP Recommended Provisions for Seismic Regulations for New

Buildings and Other Structures (FEMA 450), Building Seismic Safety Council

(BSSC), Chapter 7 Commentary, Foundation Design Requirements, 2003

Edition

14. Onoue, A. (1988). “Diagrams Considering Well Resistance for Designing

Spacing Ratio of Gravel Drains.” Soils and Foundations, 29(4): 135-136.

15. Robertson, P.K., and Wride, C.E. 1998. “Evaluation of cyclic liquefaction

potential using the cone penetration test,” Canadian Geotechnical Journal,

Ottawa, 35(3), 442-459

201

16. Seed, R.B. and Harder, L.F. (1990). “SPT-based Analysis of Cyclic Pore

Pressure Generation and Undrained Residual Strength.” Proceedings, H.

Bolton Seed Memorial Symposium, University of Californi~ Berkeley, J.M.

Duncan, cd., Bi-Tech Publishers, Vancouver, BC, Vol. 2, pp. 351-376.

17. Seed, H. B., K. Tokimatsu, L. F. Harder, and R. M. Chung. 1985. The

Influence of SPT Procedures in Soil Liquefaction Resistance Evaluations,

Report UBC/EERC-84/15. Berkeley, California: Earthquake Engineering

Research Center.

18. Seed, H. B., and I. M. Idriss. 1971. “Simplified Procedure for Evaluating Soil

Liquefaction Potential.” Journal of the ASCE Soil Mechanics and Foundations

Division 97(SM9):1249-1273.

19. Seed, R. B., Çetin, K. O., Moss, R. E. S., Kammerer, A. M., Wu, J., Pesatana,

J. M., Riemer, M. F. (2001), Recent Advances in Soil liquefaction Engineering

and Seismic Site Response Evaluation, 15th Geotechnical Engineering and

Microzonation Seminar, Istanbul.

20. Martin, G.R., and Lew, M. 1999, "Recommended Procedures for

Implementation of DMG Special Technical Publication 117, Guidelines for

202

Analyzing and Mitigating Liquefaction in California," Southern California

Earthquake Center, University of Southern California, March, 63 p.

21. Stark, T.D., and Mesri, G., 1992. “Undrained Shear Strength of Liquefied

Sands for Stability Analysis”, Journal of Geotechnical Engineering, American

Society of Civil Engineers, v. 118, no. 11, p. 1727-1747.

22. Tokimatsu, K. and Yoshimi, Y. 1983. Empirical correlation of soil liquefaction

based on SPT-N value and fine content, Soil and Foudations, JSMFE, Vol.23

No. 4, pp. 56-74

23. TS ENV 1997–1; Jeoteknik TasarıBölüm 2:Genel Kurallar (Eurocode 7),

Eurocode 7- Geotechnical Design-Part 1: General Rules

24. Youd, T.L., Idriss, I.M., Andrus, R.D., Arango, I., Castro, G., Christian, J.T.,

Dobry, R., Finn, W., D.L. Harder, L.F., Jr., Hynes, M.E., Ishihara, K., Koester,

J.P., Liao, S.S.C., Marcuson, W. F., III, Martin, G.R. Mitchell, J.K., Moriwaki,

Y., Power, M.S., Robertson, P.K., Seed, R.B., and Stokoe, K.H., II, 2001.

Liquefaction resistance of soils: Summary Report from the 1996 NCEER and

1998 NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of

Soils, Journal of Geotechnical Geoenvironmental Engineering, ASCE, 127

(10), p. 817-833.

203

25. Youd, T.L., Hansen, C.M., and Bartlett, S.F., 2002, Revised multilinear

repression equations for prediction of lateral spread displacement, ASCE

Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 128:12, p. 1007-

1017.

26. Saito, A. (1977), Characteristics of penetration resistance of a reclaimed sandy

deposit and their change through vibratory compaction. Soils and Foundations,

17, 32-43.

27. Bell, F.G. (1993), Engineering Treatment of Soils, E&FN Spon.

28. Brown, R.E. (1977), Vibroflotation compaction of cohesionless soils. Proc.

American Society Civil Engineers, Journal Geotechnical Engineering Division,

103 (GT12), 1437-51.

29. Aboshi, H. Mizuno, Y. and Kuwabara, M. (1990) “Present State of Sand

Compaction in Japan”.ASTM STP 1089, pp. 32-46.

30. Tanimoto, K. (1973), Introduction to the Sand Compaction Pile Method as

Applied to Stabilization of Soft Foundation Grounds. Division of Applied

Geomechanics, GSIRO, Technical Report No.16, Australia

31. Seed, H.B. (1976), Stabilization of Potentially Liquefiable Sand Deposits.

University of California, Berkeley, Report EERC 76-10, Earthquake

Engineering Research Center.

204

32. Barksdale, R.D. and Takefumi, T. (1991), Design, Construction and Testing of

Sand Compaction Piles, Deep Foundation Improvements: Design,

Construction and Testing, STP 1089, 4-18.

33. Massarsch, K.R. (1991), Design, Construction and Testing of Sand

Compaction Piles, Deep Foundation Improvements: Design, Construction and

Testing, STP 1089, 297-319.

34. Chung, Y.T., Chung, S.T. and Wu, W.K. (1987), Improvements in Hydraulic

Sandy Fills by Compaction Piles. Proc. 9th South East Asian Geotechnical

Conf., Bangkok, pp. 8/57-8/68.

35. Mitchell, J.K. (1981), Soil Improvement- State of the Art Report, Proc. 10th

International Conf. on Soil Mechanics and Foundation Engineering,

Stockholm, Vol.3 pp.509-65.

36. Geotechnical Engineering Circular No. 1 Dynamic Compaction, FHWA- SA-

95-037, 1995, March.

37. Barendsen, D.A. & Kok, L. (1983), Prevention and Repair of Flow-slides by

Explosion Densification, Improvement of Ground; Proc. 8th European

Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Helsinki, 1983,

Balkema, Rotterdam.

205

38. Carpentier, R. et al. 1985. Compaction by Blasting in Offshore Harbour

Constructions, Proc. 11th International Conference on Soil Mechanics and

Foundation Engineering, San Francisco, 1985, Balkema, Rotterdam.

39. Ivanov, P.L. (1983). Prediction and Control Techniques to Compact Loose

Soils by Explosions. Improvement of Ground; Proc. 8th European Conference

on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Helsinki, 1983, Balkema,

Rotterdam.

40. Narin van Court, W.A. and Mitchell, J.K. (1994). “Soil Improvement by

Blasting.” Journal of Explosive Engineering, Vol. 12, No. 3, pp.34-4 1.

41. Narin van Court, W.A. and Mitchell, J.K. (1995). “Soil Improvement by Blasting:

Part II.” Journal of Explosive Engineering, Vol. 12, No. 4, pp. 26-34.

42. Guıdelines on Ground Improvement for Structures and Facilities,2003, ETL

1110-1-185, U.S. Army Corps of Engineers.

43. Kjellman, W. (1952). "Consolidation of clay soil by means of

atmospheric Pressure. " Proc. Conf. On Soil stabilization, Massachusetts

Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, 258-263.

44. Hausmann M.R. (1990). Engineering Principles of Ground Modification,

McGraw-Hill, USA 632 p.

206

45. Mitchell, J.K. (1993). Fundamentals of Soil Behavior, John Wiley & Sons,

Inc., New York, NY, 2nd edition, 437p.

46. Schlosser, F. (1987). Reinforced Earth, in Ground Engineer’s Reference Book

(ed. F.G. Bell), Butterworths, London, pp. 543-62.

47. Arman, A. and Munfakh, G.A (1972). “Lime Stabilization of Organic Soils,”

Highway Research Record No. 381, Highway Research Board

48. Boulanger, R.W., and Hayden, R.F. (1995), ‘Aspects of Compaction Grouting

of Liquefiable Soil’, Journal of Geotechnical Engineering , ASCE, Cilt 121,

No.12.

49. 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.

50. Gallavresi, F. (1992), ‘Grouting Improvement of Foundation Soils’ Grouting,

Soil Improvement and Geosynthetics, Geotechnical Special Publication,

ASCE, Vol 1, s. 1-39.

51. Warner, J., ve Brown, D.R. (1974), ‘Planning and Performing Compaction

Grouting’, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE,

Vol 100, No. GT6, s. 653-666.

207

52. Raabe, E.W., Esters, K. (1990), ‘Soil Fracturing Techniques for Terminating

Settlements and Restoring Levels of Buildings and Structures’, Ground

Engineering, s. 33-45.

53. Rawlings, C.G., Helliwell, E.E. ve Kilkenny, W.M. (1998). CIRIA Report

CP/56 Mart 1998-Grouting for Ground Engineering.

54. Xanthakos, P.P., Abramson, L.W. and Bruce, D.A. (1994), Ground Control

and Improvement. John Wiley & Sons, Inc.

55. Scott, R.A. (1963), ‘Fundamental Considerations Governing the Penetrability

of Grouts and Their Ultimate Resistance to Displacement’, Grouts and Drilling

Muds in Engineering Practice, Institution of Civil Engineers, London,

Butterworths, 10-14.

56. Essler, R.D., Drooff, E.R., and Falk, E., (2000), Compensation Grouting:

Concept, Theory and Practice. Advances in Grouting and Ground

Modification, ASCE, GSP No.104, pp. 1-15.

57. Durguno�lu, H.T., ‘Yüksek Modüllü Kolonların Temel Mühendisli�inde

Kullanımı’, Zemin Mekani�i ve Temel Mühendisli�i Onuncu Ulusal Kongresi,

2004.

208

58. Seed, H.B. and Booker, J.R. (1977). “Stabilization of Potentially Liquefiable

Sand Deposits Using Gravel Drains.” Journal of the Geotechnical Engineering

Division, ASCE, 103(GT7), 757-768.

59. Onoue, A. (1988). “Diagrams Considering Well Resistance for Designing

Spacing Ratio of Gravel Drains.” Soils and Foundations, 29(4): 135-136.

60. Boulanger, R.W., Idriss, I.M., Stewart, D.P., Hashash, Y. and Schmidt, B.

(1998). “Drainage Capacity of Stone Columns or Gravel Drains for Mitigating

Liquefaction.” Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics 114

Geotechnical Special Publication No. 7.s, Proceedings of a Specialty

Conference, Seattle, Washington, ASCE, Volume 1, pp. 678-690.

61. Katagiri, M., Terashi, M., Kaneko, A. and Uezono, A. (1996) “Consolidation

Settlement of Pump Dredged Clay Suspension – Analysis of a Case Record –“.

International Workshop on Technology Transfer for Vacuum-Induced

Consolidation: Engineering and Practice, Los Angeles. pp. 51-65, Pre-

workshop Copy

62. Munfakh, G. A. and Wyllie, D.C. (2000), Ground Improvement Engineering

Issues and Selection, An International Conference on Geotechnical and

Geological Engineering, Melbourne, Australia.

209

63. Terashi, M. and Juran, I. (2000), Ground Improvement – State of the Art, An

International Conference on Geotechnical and Geological Engineering,

Melbourne, Australia.

64. Gray, D.H. and Sotir, R. (1996). Biotechnical and Soil Bioengineering Slope

Stabilization. John Wiley & Sons, New York NY.