Vibroflatasyon Metodu

Vibroflatasyon metodu zayıf zeminlerin iyileştirilmesinde, dünya genelinde yaygın olarak kullanılmaktadır. İyileştirme, kohezyonsuz zeminlerin derin kompaksiyonu sayesinde sağlanmaktadır. Vibroflatasyon metodu;

• Vibro-yerdeğiştirme metodu (ıslak metot) • Vibro-öteleme metodu (kuru metot)

olmak üzere ikiye ayrılabilir. Vibroflatasyon metodunun daha iyi anlaşılabilmesi için bu metotta kullanılan ve vibroflot adı verilen aletin çalışma şeklinin anlaşılması gereklidir.

1.11.1.1.1. Vibroflot

Uzun, ince, çelik bir tüp olan vibroflot; vibratör ve tamamlama borusu olan iki kısımdan oluşur. Vibroflotun kalbi sayılan vibratör, 300-400 mm çapında, 2 ila 4 m arasında değişen uzunlukta içi boş silindirik gövdeden oluşur. Bu kısım özel bir elastik bağlantı aparatı ile tamamlama borusu ile birleşir.

Vibroflotun alt kısmında bulunan eksantrik ağırlık, elektrikli veya hidrolik motor ile düşey yönde 1800 devir ile çalışır. Ayrıca 350 kN’a kadar merkezkaç kuvveti üretebilir. Vibroflotun toplam ağırlığı, tamamlama borusuna eklenebilen ağırlıklar sayesinde 12 m vibrasyon için 4 ton ile 8 ton arasında olabilir. Şekil 1.3’de Vibroflotun önemli kısımları, şeması ve görünümü verilmiştir.

Vibroflot çalışırken, farklı seviyelerinde bulunan suyun vibratörün üst kısmından dışarı atılması gereklidir. Düşük basınçlı su jeti uygulamalarında vibroflotun alt kısmında kalan suyun esnek bir boru ile vibratörün uç kısmına çekilip oradan dışarı atıldıktan sonra isleme son verilmesi gerekir. Yüksek basınçlı su jeti uygulamalarında su tamamlama borusundan girer ve burun kısmından çıkarak işlem gerçekleşir.

Vibroflot ekipmanları paletli bir kreyn ile desteklenebilir. Motora güç dağıtmak için, bu kreyn üzerine monte edilmiş dizel hidrolik pompa ya da 250 kW taşınabilir jeneratör kullanılır. Bu durumaletin etkinliğini ve manevra gücünü arttırır.

1.11.1.1.2. Vibro-Yerdeğiştirme Metodu (Islak Metot)

İlk olarak 1960’lı yılların başlarında Almanya’da kullanılmıştır. Vibro-yerdeğiştirme metodunda (ıslak metot) 30-46 cm çapında dönel bir sondanın kendi ağırlığı, uygulanan vibrasyonun etkisi ve su jeti yardımı ile zeminde istenilen derinliğe kadar delik açılır. Kılıflanmış olan delik, su jeti ile yıkanarak 40-80 cm tabakalar halinde kolon malzemesi içerisine doldurulur ve malzeme vibrasyon yardımı ile sıkıştırılır. Sıkıştırma işlemi ile birlikte malzeme delik çeperlerine doğru itilmiş olur. Şekil 1.4’de vibro-yerdeğiştirme metodu ile taş kolonların imali göstermektedir.

Şekil 1.4. Vibro-yerdeğiştirme metodu ile taş kolonların imali (URL-2, 2008).

İmalat sırasında oluşan kayma gerilmeleri zeminin koparak delik içerisine akmasına yol açacak kadar büyükse; dökülen zemin parçaları, su akımı vasıtasıyla yüzeye taşınmalıdır. Malzemenin tabakalar halinde dökülüp sıkıştırılmasından dolayı taş kolon, delik çeperinde dengeye ulaşıncaya kadar genişleme yapar. Bu nedenle kolon çapı derinlik ile değişebilir. Taş kolonların çapı, kolon başı, kolon sonu ve yumuşak zeminin geçildiği bölgelerde daha büyük olur (Munfakh, 1984). Bu yöntemin başarı ile uygulanmasındaki en önemli etken, zemin içerisinde bulunan ince danelerin çepere sıvanarak taş kolonun geçirimsiz hale gelmesini engelleyen ve açılan delik çeperinin imalat sırasında stabilitesini sağlayan su jetidir.

Vibro-yerdeğiştirme metodu, yumuşak ve katı her türlü zemin koşullarında, yer altı su seviyesinin yüksek olduğu alanlarda, kendini tutma problemi olan zeminlerde kullanılabilir. Özellikle yumuşak zeminlerde uygulama yapılırken, yüzeye doğru devam eden su akımı vasıtasıyla delik çeperinin stabilizasyonunu sağlamak ve sonda içerisine dökülen malzemenin zemin içine karışmadan temiz bir şekilde yerleşip sıkışmasını

sağlamak amacı ile sonda, imalat süresince su içerisinde kalır. Yöntemde önemli miktarda su kullanılması imalatın yapıldığı sahada yeterli su kaynağının bulunması gerekliliğini ortaya çıkarır. İmalat sırasında yüzeye çıkacak olan suyun uygun şekilde uzaklaştırılması gerekir. Ayrıca kolon imalatının yapıldığı alanda oluşabilecek su birikintileri, saha koşullarını etkileyerek taş kolonun imalatını takip edecek diğer imalatlarda uygulama zorluğu çıkarabilir.

1.11.1.1.3. Vibro-Öteleme Metodu (Kuru Metot)

İlk olarak 1970’li yılların başlarında Almanya’da kullanılan vibro-öteleme metodunda, dönel sonda zayıf zemin veya dolgunun içerisine kendi ağırlığı, vibrasyon ve hava basıncı yardımıyla istenilen derinliğe kadar indirilir. Vibro-öteleme metodunun Vibro-yerdeğiştirme metodundan en önemli farkı penetrasyon aşamasında su kullanılmamasıdır. Çevresel koşullar ya da alanda su sıkıntısının bulunduğu durumlarda bu metot seçilebilir.

İstenilen derinliğe ulaşıldıktan sonra sonda delikten çıkartılır ve taş kolon malzemesi tabakalar halinde dökülür. Her tabakanın doldurulmasının ardından, sonda deliğe tekrar sokulur ve malzemenin üzerine uyguladığı kuvvetle malzemeyi düşey ve radyal yönde iyice sıkıştırarak taş kolon oluşturulmuş olur. Kuru yöntemde, ıslak yöntemin aksine deliğin zemini öteleme ile oluşturulması sebebiyle dışarı yönde herhangi bir zemin çıkışı söz konusu değildir. Vibro-öteleme metodu ile taş kolonların imalatı Şekil 1.5’de verilmiştir.

öteleme metodu ile imal edilen taş kolon çapları genellikle Vibro-yerdeğiştirme metodu ile imal edilenlerden küçük olmaktadır. Çapın genellikle küçük olmasının nedeni, imalatın genellikle dışarıda zemin almadan yapılması ve metodun genellikle sert zeminlerde uygulanmasıdır. Bu metodun kullanılmasını kısıtlayan faktör, imalat yapılan zeminin delik açılmasından malzemenin delik içerisine yerleştirilmesine kadar geçen süre içerisinde kendini tutması gerekliliğidir. İmalatta bu kriterlerin sağlanabilmesi için Vibro-öteleme metodu, Vibro-yerdeğiştirme yöntemine göre daha sağlam, hassasiyeti düşük ve yer altı su seviyesi daha düşük zemin koşullarında uygundur (Jebe ve Bartels, 1983).