Temel jet grouting parametreler

Şekil 3.30: Delgi makinesi

Su tankı: 15-25 ton kapasiteli sağlam su tankı-havuzu ve su pompası olmalıdır. Diğer ekipmanlar: 8-12 bar basınçlı kompresör, kaynak makinesi ve elektrik kesintilerinin olması halinde 50 KVA’lık bir jeneratör bulundurulmalıdır.

3.2.3.4 Temel jet grouting parametreleri

Jet grouting siltler ve killer de dahil olmak üzere geniş bir zemin tipi aralığında kullanılabilmektedir (Şekil 3.31). Aşındırma esasına dayalı bir sistem olduğu için, zeminin aşınabilirliği geometri, kalite ve üretim tahmininde önemli bir rol oynar. Kohezyonsuz zeminler, kohezyonlu zemine göre daha çok aşınabilirler. Soilcrete’in geometrisi ve fiziksel özellikleri incelendiğinde, iyileşme derecesi rahatlıkla ve tam olarak tahmin edilebilir [23].

54

Zeminlerin sökülebilirliği: Değişik zemin tipleri farklı parçalanma karakteristikleri gösterir. Kohezyonsuz zeminler, daneleri arasında (nemden başka) bir bağlayıcı olmadığı için göreceli olarak daha kolay parçalanırlar ve türbülanslı bir ortama maruz kaldıklarında kendi kendilerine parçalanabilirler. Öte yandan, yüksek derecede plastik killer kohezyon ile bağlandıkları için zor parçalanırlar. Plastik killer genellikle küçük parçalara bölünürler ve delgi sırasında topaklanarak parçalar halinde koparlar. Bu durum çoğunlukla delik ağzının tıkanması ve geri dönmesi gereken artık malzemede kayıplar olmasına yol açar. Bu durum, ayrıca oluşturulacak jet grouting kolonunun kalitesinin ve geometrisinin iyi kontrol edilememesinin nedeni olabilir. Kesilen zeminin dışarı alınması, delicinin kaplanması, birden çok püskürtme ağzı kullanılması, püskürtme ağızlarının farklı doğrultulara yönlendirilmesi ve hava kılıfı oluşturulması gibi uygulamalar ile sağlanabilir. Jet grouting yönteminin uygulanabileceği zeminler sökülebilirliği en yüksek olan zeminden en düşük olana kadar aşağıda yer almaktadır (Şekil 3.32) [17].

Şekil 3.31: Zemin cinslerine göre enjeksiyon uygulama aralığı

55

Projenin amaçlarına uygun yöntem ve prosedürlerin bulunması için deneyimden yararlanılmalı ve saha testleri kullanılmalıdır.

Havanın, suyun ve enjeksiyon akışının işletme parametreleri monitör rotasyonu ve çekme hızı ile birlikte seçilir ve inşaat boyunca otomatik olarak kontrol edilir ve gözlenir. Azaltılmış akış ve arttırılmış çekme hızı daha küçük geometride elemanlar üretmektedir [23].

İyileştirme derinliği delgi yapılabilecek derinlik ve pompa güçleriyle sınırlıdır, ancak jet grouting 50 m (164 ft) den daha fazla derinliklerde ender kullanılmıştır.

İyileştirme ayrıca özgül bir katmana odaklanacak şekilde gerçekleştirilebilir. Soilcrete kitlesinin ölçüsü belirli bir uygulama için belirlenir. Her panelin çapı ya da genişliği tasarım aşaması sırasında belirlenir.

Zemin tipinin hassas, detaylı ve sık tasviri gerilmenin ve yoğunluğun makul değerlendirilmesi çerçevesinde tahminin güvenle yapılmasını sağlar. Gerekirse, kesme ve gerilmeye karşı güçlendirme de soilcrete’e dahil edilebilir.

Mukavemet değerleri: Soilcrete serbest basınç mukavemetleri değişkendir ve özellikle katmanlı zeminlerde tahmin edilmesi güçtür. Ballarin ve Forti’nin (1998) yapmış olduğu çalışmaların sonuçlarına göre çimento karışımının serbest basınç direnci killer ve siltler için 1.2-4 Mpa, siltler ve kumlar için 3-12 Mpa, kumlar ve çakıllar için 6-12 Mpa olabildiği belirlenmiştir. Sıkıştırılmış silt dolgu içinde yapılan jet grout kolonunun serbest basınç mukavemeti 10 Mpa, elastisite modülü 5400 Mpa, Poission oranı 0.27 bulunmuştur (Şekil 3.33).

Genel olarak jet grout imalatı sırasında aşağıdaki parametreler gözlenmelidir. • Akışkan basıncı

• Akışkanın akış oranı

• Enjeksiyon karışım kompozisyonu

• Jet grouting sitringinin dönme ve çekilme hızı

Akışkan basıncı ve akış oranı jet grouting stringe girmeden önce ortak olarak pompa basıncı olarak ölçülürler. Değişik jet grouting sistemleri için çalışma parametreleri Tablo 3.3’de verilmiştir.

56

Şekil 3.33: Jet grout ile iyileştirilmiş zemin mukavemet değerleri

Tablo 3.3: Jet grouting parametreleri (prEN 12761)

Parçalanma etkisi, jetin yüksek hızıyla sağlanır ve büyük oranda kullanılan akışkanın basıncına bağlıdır. Bu tek akışkanlı ve çift (hava) akışkanlı sistemlerde enjeksiyon şerbeti, iki (su) akışkanlı ve üç akışkanlı sistemlerde su kullanılır.

Tek ve çift (hava) akışkanlı sistemlerde enjeksiyon basıncı 30 ve 50 Mpa arasında değişir. Çok gevşek zeminlerde küçük çaplı jet enjeksiyon sütunları gibi bazı özel uygulamalarda 10 Mpa gibi düşük değerler de kullanılmıştır.

Jet grouting sisteminde kullanılan imalat parametreleri şu şekilde sıralanabilir: • Enjeksiyon sistemi (JET1, JET2 veya JET3)

• Enjeksiyon basıncı (Bar) • Nozul sayısı ve çapı (rpm)

57 • Tij dönme hızı (rpm)

• Tij çekme hızı (cm/dak) • Su/Çimento oranı

• Pompa kapasitesi (lt/dak)

Bu parametrelerin tipik değerleri Tablo 3.4’de verilmektedir. Jet grouting uygulaması sonucu seçilen sisteme ve zemin cinsine bağlı olarak oluşan kolon çapı değişken olmaktadır. Kolon çapı jetleme esnasında çimento yanında, hava ve su kullanmak suretiyle arttırılmaktadır. Ülkemizde genellikle yaygın olarak Jet-1 ve Jet-2 sistemleri kullanılmaktadır [49].

Tablo 3.4: Jet grouting imalat parametreleri [13]

Jet grouting imalatında istenen mukavemet ve permeabilite değerlerine ulaşılabilmesi çeşitli ve birbirine bağlı faktörlere dayanmaktadır. Sonucu etkileyen bu faktörler şunlardır [8]:

• Zeminin sökülebilmesi için kullanılan jetin özgül enerjisi, sökülecek zeminin mukavemetinin artmasına bağlı olarak artar. Bu özgül enerji, jet hızına ve dolayısıyla uygulanan basınca ve püskürtme ağzı çapına bağlıdır.

• Kullanılan jetin basınçlı hava ile çevrelenerek kılıflaşması, kesme enerjisini ve verimliliğini arttırır.

• Gereksinilen pompaj kapasitesi özgül enerjiye ve pompalanacak malzemenin miktarına bağlıdır.

58

• Belirli zemin mukavemetinde imal edilen elemanların çapı, uygulanan özgül enerjinin ve/veya etkili kesme süresinin artması ile artar. Bu ise dönme ve geri çekme hızları ile kontrol edilir.

• Sabit boyutlarda elemanların imal edilebilmesi için, derinlik arttıkça özgül enerjinin ve/veya etkili sürenin arttırılması gerekir. Zemin mukavemetinin derinlik ile birlikte artması bunun sebebidir.

• İmal edilen elemanların mukavemeti, çimento karışımının nihai mukavemetine, çimento karışımı ile zemin karışım oranlarına, imalat öncesi doğal zemin özelliklerine ve oluşturulacak elemanın homojenliğine bağlıdır.

• Genel olarak, imal edilen elemanın mukavemeti homojenliği arttıkça permeabilitesi azalır. Mukavemeti düşük kohezyonlu zeminlerde oldukça düşük permeabilite değerlerine ulaşılabilmektedir. Ancak imalatta karışım oranının düşüklüğü ve elemanın homojen olmaması istenmeyen şekilde aşınabilirliğe yol açmaktadır.

Tüm bu faktörler göz önüne alındığında, sonucun başarılı olması için dikkatli bir tasarım ve işçilik gerekmektedir ve başarının kanıtlanmasında en geçerli yol arazi deneylerinin yapılmasıdır.

Bunlara ek olarak jet grouting yönteminde çalışma programı da ayrıca önem taşımaktadır. Bu konuda önemli birkaç nokta şu şekilde belirtilebilir [17].

• Düşeyle 30°’den daha fazla açı yapan uygulamalarda, zeminde kırılma ve kabarmalara yol açabileceği gibi hava ayrı bir akışkan olarak kullanılmamalıdır. • Genel olarak düşük gerilme altındaki bölgelerden, yüksek gerilme altındaki

bölgelere doğru ilerlenmelidir. Yani temel takviyesi yapılırken temellerin köşe ve kenarlarından ortasına doğru ilerlenmelidir. Böylece zeminde kemerleme oluşur ve iyileştirilen zemin yük taşıyacak duruma gelinceye kadar yapıdaki deformasyonlar ve oturmalar minimize edilmiş olur.