T.C.
Adalet Bakanlığı
Balıkesir/Kepsut Cezaevi
inşaat sahasındaki presiyometre deney sonuçlarının
incelenmesi
Ahmet ÇONA1,∗∗∗∗
1Balıkesir Üniversitesi Müh. - Mim. Fak. Jeoloji Müh. Böl. Kampus 10145, Balıkesir
Özet
Bu çalışma, Kepsut cezaevi temel zemininde yapılan presiyometre deneylerinden elde edilen verileri kapsamaktadır. Adalet Bakanlığı Kepsut Cezaevi temel zemininde 16 adet temel sondaj kuyusunda toplam 113 adet presyometre deneyleri yapılmıştır. Đnceleme alanında açılan 16 adet temel sondaj kuyusunda yapılan presiyometre deneylerine göre elde edilen taşıma gücünün en yüksek değeri 5.76 kg/cm² iken en düşük değeri 3.51 kg/cm² olarak elde edilmektedir. Presiyometre deneylerine göre elde edilen oturma potansiyelleri cezaevi binası için en büyük 8.65cm iken en küçük 4.68 cm ve lojman binası için en büyük 2.30 cm ve en düşük 1.90 cm olarak elde edilmektedir.
Anahtar kelimeler : Presyometre, zemin mekaniği, zemin emniyeti.
Examination of pressiometry test results at republic of Turkey
Ministry of Justice Balikesir/Kepsut Prison construction field
AbstractThis study contains datas from pressiometry tests performed were done at Kepsut prison foundation ground. Totally 113 pressiometry tests were done at 16 boreholes on The Ministry of Justice Kepsut prison foundation. The highest and lowest bearing capacity values the pressiometry tests at 16 foundation borehole are 5.76 kg/cm² and 3.51 kg/cm², respectively. The highest and lowest settlement potential for the prison building are 8.65 cm and 4.68 cm, for the flats are 2.30 cm and 1.90 cm, respectively.
Key words : Pressiometre
∗Ahmet ÇONA, acona@balikesir.edu.tr
1. Giriş
1.1. Yöntem
Bu çalışma, Kepsut Cezaevi temel zemininde yapılan presiyometre deneylerinden elde edilen verileri kapsamaktadır. Presiyometre deneyleri; cezaevi temel zemininin mühendislik özelliklerini tespit etmek amacıyla Adalet Bakanlığı tarafından planlanmış ve üniversitemizce gerçekleştirilmiştir. Planlama çerçevesinde belirlenen noktalarda derinlikleri 20 m olan 16 adet temel sondaj kuyusu açılmıştır. Bu kuyularda toplam 113 adet presiyometre deneyi yapılmıştır.
2. Presiyometre çalışmaları
Temel zeminin presiyometrik modül değerlerini (PL ve EP dayanım parametrelerini) saptamak amacıyla derinliği 20 m olan 16 adet sondaj kuyusu planlanmıştır. Kuyularda genelde 9.00 m derinliğe kadar her 1.50 m de 1 adet ve 9.00-20.00 m arasında ise her 3.00 m de 1 adet olmak üzere toplam 113 adet presiyometre deneyi yapılmıştır.
2.1. Presiyometre deneyleri
Presiyometre deneyinde uygulanan yöntemin esası, açılan bir sondaj kuyusu içerisinde zemine radyal basınç uygulanması ve uygulanan basıncın zeminde oluşturduğu deformasyonların ölçülmesidir. Çok yumuşak ve yumuşak zeminlerden başlayarak elastisite modülü 200000 kg/cm² ye kadar olan kayaların mekanik karakteristiklerinin belirlenmesi ve jeolojik süreksizliklerin etüdü için yapılır. Deneyin prensibi, sondaj deliği içinde belli seviyelerde, aletin kuyuya indirilen kısmı ile (lastik prob) meydana getirilen radyal basınçların, kuyu cidarında oluşturduğu deformasyonlara karşı gelen hacim-basınç grafiğinin değerlendirilmesinden ibarettir [1]. Presiyometre deneyinin uygulandığı sahalar
şunlardır:
1) Temel zemini etütleri için kullanılır. Yapılan deneyle sonucunda; 1.a) Zemin dayanım parametreleri,
1.b) Zemini taşıma gücü ve zemin emniyet gerilmesi, temel derinliği,
1.c) Zemine uygulanacak yük biliniyorsa bu yük altında temel zemininde meydana gelecek her türlü oturmalar,
1.d) Yapının yerleşim planı mevcut ise temelin boyutlandırılması yerinde yapılabilir. 2) Presiyometre deneyi ile yamaç, alüvyon, dolgu ve her türlü dekapaj işlerinde kazı
sınırı belirlenebilir.
3) Presiyometre ile şev duraylık etütleri yapılabilir. Bunun için kayma zonları belirlenir ve presiyometrik verilerden faydalanarak Đsveç ve ilim yöntemi ile şev analizine geçilir.
4) Galeri ve tünellerde bir kesit üzerinde sondaj delikleri açılarak her metrede bir deney yapılmak sureti ile galeri ve tünel etrafında meydana gelen gevşeme sınırı tespit edileren yükler hesaplanabilir.
Cihaz başlıca üç kısımdan meydana gelir 1) Yerüstü ölçme cihazları
2) Prob (veya sonda)
3) Basınç ileten plastik borular
Deneyin yapımı tamamlandıktan sonra OX ekseni kg/cm² cinsinden basınç ve OY ekseni de cm³ cinsinden hacim değişmelerini göstermek üzere hacim-basınç diyagramı çizilir [1].
Eğrinin tümsek kısmı, verilen basınç artması ile probun zemine oturması ve zeminin içsel basıncına (P0) karşılık gelir. P0 dan sonra eğri lineer olur. Bu bölüme elastik bölge denir. Elastik bölgeden sonra eğri yükselmeye başlar. Bu bölüme plastik bölge denir. Limit basınç (PL) hacim artışlarının teorik olarak sonsuza vardığı noktadır ki, bu teorik olarak zeminin taşıma gücünü gösterir [1].
Deneylerde Menard GA [2] tipi presiyometre cihazı ve 76 mm çapında prob kullanılmıştır. Deney programı ve deneylerin yapılış amacı, zemin koşulları ve proje özellikleri göz önüne alınarak seçilmiştir. Presiyometre deneyleri ile temel zemin birimlerinin limit basınç (PL) ve Menard elastik modül (EP) değerleri elde edilir. Elde edilen PL ve EP değerleri kullanılarak temel boyutlarına ve temel derinliğine bağlı temel zeminin taşıma gücü (qa) ve proje yükü altında oluşacak oturma miktarları (S) hesaplanır. Çalışma alanında açılan kuyularda toplam 113 adet presiyometre deneyi gerçekleştirilmiştir.
3. Temel zemininin jeomekanik özellikleri
Aşağıda sıralanan özellikler Menard’ın 1996 yılında presiyometre deneylerinden elde edilen elastik modül, plastik limit basınç ve eşdeğer basınç limit değerlerine göre zemin sınıflaması tablosundan alınmıştır. Tablo 1’de sondaj kuyularına ait eşdeğer limit basınç (PL), EP ve PL/EP değerleri gösterilmiştir.
Tablo 1. Sondaj kuyularının; PL, EP ve EP/PL değerleri
DERĐNLĐK (m) Sondaj Kuyu No 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 15.00 18.00 PL 2.9 - 5.9 - 6.1 - 10.0 11.1 - EP 44.3-111 kg/cm² 155183 kg/cm² SK-01 EP/PL 11-14 Sıkı-Sert zemin ≈13 Sert-Sağlam zemin PL 4.2 - 3.3 - 8.8 - 10.0 10.9 - EP 38 kg/cm² 132-177 kg/cm² SK-02 EP/PL 7-8 Sıkı-Orta sıkı z. 7-8 Sert-Sağlam zemin PL 3.8 - 4.0 - 8.8 - 11.8 13.8 - EP 43-45 kg/cm² 125-254 kg/cm² SK-03 EP/PL 9-10 Orta sıkı zemin 12-16 Sert-Sağlam zemin PL 4.3 5.2 7.9 9.0 8.2 8.2 6.1 - - EP 67-143 kg/cm² SK-04 EP/PL 9-14
Orta sıkı-Sert-Sağlam zemin
PL 5.3 7.0 5.0 6.1 9.0 6.2 9.9 - -
EP 57-161 kg/cm²
SK-05
EP/PL 9-14
Orta sıkı-Sert-Sağlam zemin
PL 3.2 4.6 5.2 5.2 9.8 9.0 10.9 - -
SK-06
EP/PL 9.50-13.00 Orta sıkı-sert zemin
10-12 Sıkı-Sert zemin PL 3.3 6.8 5.9 7.0 9.2 7.2 11.1 - - EP 40-85 kg/cm² 137-175 kg/cm² SK-07 EP/PL 8-9 Orta sıkı-Sıkı zemin 11-12 Sıkı-Sert zemin PL 3.4 4.3 4.9 7.0 6.0 8.1 12.3 - - EP 47-151 kg/cm² 247 SK-08 EP/PL 8.5-15
Orta sıkı-Sert-Sağlam zemin
16 Sağlam PL 3.5 3.4 7.2 5.2 7.3 9.0 11.2 - - EP 52-129 kg/cm² 151-195 SK-09 EP/PL 9.5-13
Orta sıkı-Sert zemin
12-14 Sıkı-Sert z. PL 3.4 3.1 4.2 5.1 9.1 - 13.0 10.2 12.3 EP 39-76 kg/cm² 152-210 kg/cm² SK-10 EP/PL 9-11
Orta sıkı-Sert zemin
13-14 Sert-Sağlam zemin PL 3.0 3.5 3.2 5.3 7.4 - 9.9 10.7 11.9 EP 38-85 kg/cm² 111-150 kg/cm² SK-11 EP/PL 9-10
Orta sıkı-Sert zemin
10-12 Sıkı-Sert zemin
Tablo 1’in Devamı DERĐNLĐK (m) Sondaj Kuyu No 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 15.00 18.00 PL 3.5 5.0 5.1 8.1 9.0 - 13.8 9.8 12.1 EP 66-110 kg/cm² 134-197 kg/cm² SK-12 EP/PL 10-11
Orta sıkı-Sert zemin
11-12 Sert-Sağlam zemin PL 3.6 4.5 4.5 6.1 8.5 - 11.0 12.7 14.0 EP 62-94 kg/cm² 139-216 kg/cm² SK-13 EP/PL 11-13 Sert-Sağlam zemin 11-13 Sert-Sağlam zemin PL 3.8 5.3 5.9 8.1 9.9 - 10.1 10.0 14.7 EP 48-78.5 kg/cm² 119-209 kg/cm² SK-14 EP/PL 9-11 Orta sıkı-Sert z. 11-13 Sert-Sağlam zemin PL 3.8 4.3 6.1 6.1 6.2 - 14.9 15.0 13.9 EP 50-109 kg/cm² 233-270 kg/cm² SK-15 EP/PL 9-13
Orta sıkı-sert zemin
13-16
Çok sert-Sağlam zemin PL 3.4 3.4 7.0 5.4 7.2 - 11.0 13.8 13.8 EP 36-142 kg/cm² 187-214 kg/cm² SK-16 EP/PL 9-13 Sert-Sağlam zemin 12.5-14 Sert-Sağlam zemin Ortalama PL 3.65 4.65 5.33 6.44 8.16 7.95 11.06 11.80 13.24
4. Temel zeminine ait hesaplamalar
Temel boyutları ve temel derinliği gibi projeye ait teknik bilgiler belirli olmadığından değerler yaklaşık alınmıştır. Adalet Bakanlığı yetkililerinden alınan bilgilere göre mevcut sahada 1 adet çift daire 4 katlı (H=12.50 m) ve 1 adet 3 katlı taban boyutları 150×200 m olan bina imalatı yapılacaktır. Yapıların temel sisteminin radye temel olmasına karar verilmiştir. Aşağıda yapılan hesaplamalar presiyometre deneyi yapılan derinlikler boyunca sınırlı kalmış, temel derinliği 3.00 m olarak kabul edilmiştir. Taşıma gücü ve oturma hesaplarında bu veriler esas alınmıştır. Hesaplamalar için kullanılacak parametreler
şunlardır:
Temel sistemi : Radye temel Temel Boyutları (2R×L) : 15.00×20.00 m Üst yapı yükü : 6.50 t/m² Df : Temel derinliği (m)
γn : Zeminin doğal birim hacim ağırlığı (t/m³)
γd : Zeminin doygun birim hacim ağırlığı (t/m³) EP : Zeminin elastisite modülü (kg/cm²)
PL : Zeminin limit basınç değeri (kg/cm²)
∗
L
P : Zeminin yatay içsel basıncı (kg/cm²) P0 : Eşdeğer limit basınç (kg/cm²)
qu : Temel zemini taşıma gücü (kg/cm²)
qa : Temel zemininin izin verilebilir taşıma gücü (kg/cm²)
k : Temelin geometrik karakteristiklerine ve zeminin özelliklerine bağlı katsayı Gs : Güvenlik katsayısı
4.1 Taşıma gücü hesaplamaları
Presiyometre deneylerinden elde edilen PL ve EP değerleri kullanılarak sahadaki ortalama zemin taşıma gücü ve emniyetli taşıma gücü hesaplanmıştır.
k = L1 + 0.45 (2 R / L) (1)
qu = q0 + k (PL – P0) (2)
qa = q0 + (k / F) P L∗ (3)
1, 2 ve 3 numaralı formüller “Yapıların Projelendirilmesinde Mühendislik Jeolojisi” kitabından alınmıştır [1].
γn = 1.90 t/m³ γd = 0.90 t/m³ Df = 3.00 m
Net taban basıncı = 6.5 (1.5×1.9+1.5×0.9)=2.30 t/m² = 0.23 kg/cm²
SK-01 için hesaplamalar :
Presiyometre deneyi sonucunda, SK-01’in farklı derinlikleri için şu değerler elde edilmiştir: Derinlik = 3.00 m ⇒ PL = 2.90 kg/cm² Derinlik = 6.00 m ⇒ PL = 5.90 kg/cm² Derinlik = 9.00 m ⇒ PL = 6.10 kg/cm² Derinlik = 12.00 m ⇒ PL = 10.00 kg/cm² Derinlik = 15.00 m ⇒ PL = 11.10 kg/cm² ⇒ min PL = 2.90 kg/cm²
Temel kazısı esnasında, kazının 1.00-2.00 m altına kadar örselenmiş zon oluşur. Ayrıca yağmur gibi yüzeysel suların etkisi ile likit limiti yüksek kil, kohezyonlu kum ve gevşek zeminlerde kazının 1.00-2.00 m derinliğindeki bölümünde P değerini %25 azaltmak Le∗ gerekir. ) 25 . 0 1 ( P min PLe = L − ∗ (4) 175 . 2 ) 25 . 0 1 ( 90 . 2 ) 25 . 0 1 ( P min PLe∗ = L − = − = kg/cm²
L1 = 1.10 (kare veya daire temellerde)
k = L1 + 0.45 (2 R / L) = 1.10 + 0.45 (150 / 200) = 1.4375 ≅ 1.43 qu = q0 + k (PL – P0) = q0 + k * Le P =0.42 + 1.43 × 2.175 = 3.53 kg/cm² qa = qu /Gs = 3.53/3 = 1.17 kg/cm²
Her kuyu için benzer hesaplamalar yapılarak Tablo 2’de P , Le
∗
Le
P , k, qu ve qa değerleri toplu olarak gösterilmiştir.
Tablo 2. Sondaj kuyularının; P , Le P , k, qLe∗ u ve qa değerleri
Sondaj Kuyu No Le P (kg/cm²) ∗ Le P (kg/cm²) k qu (kg/cm²) qa (kg/cm²) SK-01 2.90 2.175 1.43 3.53 1.17 SK-02 3.30 2.475 1.43 3.96 1.32 SK-03 3.80 2.850 1.43 4.49 1.49 SK-04 4.30 1.43 5.02 1.67 SK-05 5.00 3.750 1.43 5.78 1.92 SK-06 3.20 2.400 1.43 3.85 1.28 SK-07 3.30 2.475 1.43 3.96 1.32 SK-08 3.40 2.550 1.43 4.06 1.35 SK-09 3.40 2.550 1.43 4.06 1.35 SK-10 3.10 2.325 1.43 3.75 1.24 SK-11 3.00 2.250 1.43 3.64 1.21 SK-12 3.50 2.625 1.43 4.17 1.39 SK-13 3.60 2.700 1.43 4.28 1.42 SK-14 3.80 2.850 1.43 4.49 1.49 SK-15 3.80 2.850 1.43 4.49 1.49 SK-16 3.40 2.550 1.43 4.06 1.35
16 adet temel sondaj kuyusunda yapılan presiyometre deneyleri sonucunda elde edilen en düşük emniyetli taşıma gücü 1.17 kg/cm² ve en yüksek emniyetli taşıma gücü de 1.92 kg/cm² olarak elde edilmektedir. Üst yapıdan zemine aktarılacak maksimum yük cezaevi binasında 0.70 kg/cm² ve lojman binasında da 1.00 kg/cm² dir. Bu nedenle temel zemini, taşıma gücü açısından yeterlidir.
4.2 Oturma hesapları
Hesaplama için gereken Jeoloji Mühendisleri Odası Đzmir Şubesi’nin hazırladığı Jeoteknik Seminer kitabından alınmıştır [3]. Hesaplamalar için kullanılacak parametreler şunlardır: EB : Deviatorik gerilme alanı
λ : Oturma hesabı için form katsayısı R : Temelin yarı genişliği
α : Zeminin yapısına göre değişen reolojik katsayı EA : Elastik modüllerin harmonik ortalaması
R0 : Röper çap ( 0.3)
µ : Poisson oranı (0.33) S : Oturma miktarı (cm)
Tablo 3. L/2R oranına bağlı olarak λ2 ve λ3 katsayıları L/2R Oranı 1 Daire Kare 2 3 4 5 λ2 1.00 1.12 1.53 1.78 2.14 2.65 λ3 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50
Zeminin yapısına göre değişen reolojik katsayı seçimi şu şekilde yapılmaktadır: Kum ve çakıllar için : 2/3
Balçık için : 1/2 Killer için : 2/3 16 / 15 / 14 / 13 / 12 / 11 / 10 / 9 8 / 7 / 6 5 / 4 / 3 2 1 B E 5 . 2 1 E 5 . 2 1 E 1 E 85 . 0 1 E 1 4 E × + × + + × + = (5) A 3 0 2 0 B 4.5E P R R R R P E 3 1 S +α λ λ µ + = α (6)
Presiyometre deneylerinin yapıldığı derinliklere göre oturma hesapları 3 grupta yapılmıştır. 1. Oturma hesabı grubu : SK-01, SK-02 ve SK-03,
2. Oturma hesabı grubu : SK-04, SK-05, SK-06, SK-07, SK-08 ve SK-09,
3. Oturma hesabı gurubu : SK-10, SK-11, SK-12, SK-13, SK-14 ve SK-15 ve SK-16 sondaj kuyularından elde edilen değerlere göre oturma hesabı yapılmıştır.
4.2.1 Cezaevi binası oturma hesabı
Proje yükü 0.70 kg/cm² olarak alınarak bu yük altındaki oturmalar hesaplanmıştır. Temel sistemi : Radye temel
Temel Boyutları : 15.00×20.00 m Üst yapı yükü : 6.50 t/m² Df =3.00 m R = 75.00 m γn = 1.90 t/m³ γd = 0.90 t/m³
Net taban basıncı = 6.5 (1.5×1.9+1.5×0.9)= 2.30 t/m² = 0.23 kg/cm²
1. Oturma Grubunun Hesabı:
E1, E2 ve E3 değerlerinin 3 kuyu için ortalaması alınmıştır. Bu kuyuların sondaj derinliği 15.00 m’dir.
R0 = 0.30 m P = qanet = 0.23 kg/cm² EBort = 63.40 kg/cm² EA = E1ort = 41.70 kg/cm²
λ2=1.12 λ3=1.10 A 3 0 2 0 B 4.5E P R R R R P E 3 1 S +α λ λ µ + = α cm 10 cm 65 . 8 70 . 41 5 . 4 10 . 1 23 . 0 7500 66 . 0 30 7500 12 . 1 30 23 . 0 40 . 63 3 33 . 0 1 S 66 . 0 < = × × × × + × × + =
Cezaevi binası için hesaplanan oturma değeri, radye jeneral temel sistemleri için izin verilen maksimum oturma limitinden daha küçüktür [4]. Hesaplar benzer şekilde yapılarak 2. ve 3. oturma grupları içinde hesaplanmıştır. Bu değerler Tablo 4’de gösterilmiştir.
Tablo 4. Cezaevi binası oturma değerleri OTURMA GURUBU-1 (SK:1-2-3) OTURMA GURUBU-2 (SK:4-5-6-7-8-9) OTURMA GURUBU-3 (SK:10-11-12-13-14-15-16) EB 63.40 kg/cm² 57.00 kg/cm² 45.50 kg/cm² EA 41.70 kg/cm² 51.10 kg/cm² 49.10 kg/cm² α 0.66 0.66 0.66 λ2 1.12 1.12 1.12 λ3 1.10 1.10 1.10 µ 0.33 0.33 0.33 R0 0.30 m 0.30 m 0.30 m P 0.23 kg/cm² 0.23 kg/cm² 0.23 kg/cm² R 75 m 75 m 75 m S 8.65 cm <<<< 10 cm 4.68 cm <<<< 10 cm 5.34 cm <<<< 10 cm 4.2.2 Lojman Binası Oturma Hesabı
Proje yükü 1.00 kg/cm² olarak alınarak bu yük altındaki oturmalar hesaplanmıştır. Temel sistemi : Radye temel
Temel Boyutları : 35.00×20.00 m Üst yapı yükü : 10.00 t/m² Df =3.00 m R = 10.00 m γn = 1.90 t/m³ γd = 0.90 t/m³
Net taban basıncı = 10.00 (1.5×1.9+1.5×0.9)= 5.80 t/m² = 0.58 kg/cm²
1. Oturma Grubunun Hesabı:
E1, E2 ve E3 değerlerinin 3 kuyu için ortalaması alınmıştır. Bu kuyuların sondaj derinliği 15.00 m’dir.
R0 = 0.30 m P = qanet = 0.23 kg/cm² EBort = 63.40 kg/cm² EA = E1ort = 41.70 kg/cm²
α = 0.66 µ=0.33
A 3 0 2 0 B 4.5E P R R R R P E 3 1 S +α λ λ µ + = α cm 10 cm 30 . 2 70 . 41 5 . 4 10 . 1 23 . 0 1000 66 . 0 30 1000 12 . 1 30 23 . 0 40 . 63 3 33 . 0 1 S 66 . 0 < = × × × × + × × + =
Lojman binası için hesaplanan oturma değeri, radye jeneral temel sistemleri için izin verilen maksimum oturma limitinden daha küçüktür [4]. Hesaplar benzer şekilde yapılarak 2. ve 3. oturma grupları içinde hesaplanmıştır. Bu değerler Tablo 5’de gösterilmiştir.
Tablo 5. Lojman binası oturma değerleri OTURMA GURUBU-1 (SK:1-2-3) OTURMA GURUBU-2 (SK:4-5-6-7-8-9) OTURMA GURUBU-3 (SK:10-11-12-13-14-15-16) EB 63.40 kg/cm² 57.00 kg/cm² 45.50 kg/cm² EA 41.70 kg/cm² 51.10 kg/cm² 49.10 kg/cm² α 0.66 0.66 0.66 λ2 1.12 1.12 1.12 λ3 1.10 1.10 1.10 µ 0.33 0.33 0.33 R0 0.30 m 0.30 m 0.30 m P 0.58 kg/cm² 0.58 kg/cm² 0.58 kg/cm² R 10 m 10 m 10 m S 2.30 cm <<<< 10 cm 1.90 cm <<<< 10 cm 1.99 cm <<<< 10 cm 4.3.Kohezyon, içsel sürtünme açısı, kesme direnci ve yatak katsayısı hesaplamaları
Đnceleme alanında 113 adet presiyometre deneyi yapılmış ve bu deneylerden elde edilen
eşdeğer limit basınç değerleri Tablo 1’de verilmiştir.
4.3.1. Kohezyon değerlerinin hesaplanması
c : Kohezyon (kN/m²) 25 10 P c * L + = (7)
SK-1 kuyusunun 3.00 derinliği için kohezyon değerinin hesaplanması [3];
54 25 10 290 25 10 P c * L + = + = = kN/m² = 0.54 kg/cm²
Bütün sondaj kuyularına ait hesaplanan kohezyon değerleri Tablo 6’da toplu olarak gösterilmiştir.
Tablo 6. Sondaj kuyularının kohezyon değerleri (kg/cm²) Sondaj DERĐNLĐKLER (m) Kuyu No 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 15.00 18.00 SK-01 0.54 - 0.84 - 0.86 - 1.25 1.36 - SK-02 0.67 - 0.58 - 1.13 - 1.25 1.34 - SK-03 0.63 - 0.65 - 1.13 - 1.43 1.63 - SK-04 0.68 0.77 1.04 1.15 1.07 1.07 0.86 - - SK-05 0.78 0.95 0.75 0.86 1.15 0.87 1.24 - - SK-06 0.57 0.71 0.77 0.77 1.23 1.15 1.34 - - SK-07 0.58 0.93 0.84 0.95 1.17 0.97 1.36 - - SK-08 0.59 0.68 0.74 0.95 0.85 1.06 1.48 - - SK-09 0.60 0.59 0.97 0.77 0.98 1.15 1.37 - - SK-10 0.59 0.56 0.67 0.76 1.16 - 1.55 1.27 1.54 SK-11 0.55 0.60 0.57 0.78 0.99 - 1.24 1.32 1.44 SK-12 0.60 0.75 0.76 1.06 1.15 - 1.63 1.23 1.46 SK-13 0.61 0.70 0.70 0.86 1.10 - 1.35 1.52 1.65 SK-14 0.63 0.78 0.84 1.06 1.24 - 1.26 1.25 1.72 SK-15 0.63 0.68 0.86 0.86 0.87 - 1.74 1.75 1.64 SK-16 0.59 0.59 0.95 0.79 0.97 - 1.35 1.63 1.63 Ort. c 0.61 0.71 0.78 0.89 1.06 1.04 1.35 1.43 1.58
4.3.2. Đçsel Sürtünme açı değerlerinin hesaplanması
Müller’e göre içsel sürtünme açısı şu şekilde hesaplanabilir [xx];
h L b 100 P 28 . 13 24 Q ∗ + = (8)
Q : Đçsel sürtünme açısı (º)
bh : Zemin özelliğine bağlı bir katsayı olup değerleri Tablo 7’de verilmiştir.2.5
Tablo 7. Zemin özelliğine göre bh katsayı değerleri
Zemin Cinsi bh
Heterojen ve nemli 1.80
Heterojen ve kuru 3.50
Ortalama 2.50
SK-1 kuyusunun 3.00 derinliği için kohezyon değerinin hesaplanması [3];
° = + = + = ∗ 2.5 24.8 100 28 . 13 24 b 100 P 28 . 13 24 Q h L
Bütün sondaj kuyularına ait hesaplanan içsel sürtünme açısı değerleri Tablo 8’de toplu olarak gösterilmiştir.
Tablo 8. Sondaj kuyularının içsel sürtünme açısı değerleri (º) Sondaj DERĐNLĐKLER (m) Kuyu No 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 15.00 18.00 SK-01 24.8 - 28.9 - 29.1 - 31.9 35.5 - SK-02 26.9 - 25.6 - 31.2 - 31.9 32.4 - SK-03 26.4 - 26.7 - 31.2 - 32.9 33.8 - SK-04 27.1 28.2 30.6 31.3 30.8 30.8 29.1 - -
Tablo 8’in devamı
Sondaj DERĐNLĐKLER (m) Kuyu No 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 15.00 18.00 SK-05 28.3 29.9 27.9 29.1 31.3 29.2 31.9 - - SK-06 25.4 27.5 28.2 28.2 31.8 31.3 32.4 - - SK-07 25.6 29.7 28.9 29.9 31.5 30.1 35.5 - - SK-08 25.7 27.1 27.8 29.9 29.0 30.7 33.1 - - SK-09 25.9 25.7 30.1 28.2 30.1 31.3 32.6 - - SK-10 25.7 25.2 26.9 28.1 31.4 - 33.5 32.1 33.4 SK-11 25.0 25.9 25.4 28.3 30.2 - 31.9 32.3 32.9 SK-12 25.9 27.9 28.1 30.7 31.3 - 33.8 31.8 33.0 SK-13 26.1 27.3 27.3 29.1 31.0 - 32.5 33.3 33.9 SK-14 26.4 28.3 28.9 30.7 31.9 - 32.0 31.9 34.2 SK-15 26.4 27.1 29.1 29.1 29.2 - 34.2 34.3 33.8 SK-16 25.7 25.7 29.9 28.4 30.1 - 32.5 33.8 33.8 Ort. Q 26.0 27.3 28.1 29.3 30.6 30.5 32.6 33.1 33.5
4.3.4. Kesme direnci değerlerinin hesaplanması
Kesme direnci şu formülden hesaplanabilir [1];
B 0 L 0 K 2 P P S = − (9) S0 : Kesme direnci (kg/cm²)
KB : E/PL oranına bağlı olarak ve formasyonun cinsine göre değişen bir katsayıdır. Bu katsayının hangi değerleri alacağı Tablo 9’da gösterilmiştir.
Tablo 9. KB Katsayısı L P E Oranı Formasyon Tipi 10 15 Kil 2.7 3.2 KB değeri Kum 3.5 4.2
16 adet temel sondaj kuyusunda yapılan presiyometre deneylerine göre elde edilen kesme direncinin aritmetik ortalaması alındığında 1.28 kg/cm²olarak elde edilmektedir. Bütün sondaj kuyularına ait hesaplanan ortalama kesme direnci değerleri Tablo 11’de toplu olarak gösterilmiştir.
4.3.5. Yatak katsayısı değerlerinin hesaplanması
Yatak katsayısı şu formülden hesaplanabilir;
P
S 0.006 E
K = × (10)
KS : Yatak katsayısı (kg/cm²)
16 adet temel sondaj kuyusunda yapılan presiyometre deneylerine göre elde edilen yatak katsayısının en düşük değeri 0.540 kg/cm² iken en yüksek değeri 0.89 kg/cm² aritmetik ortalaması alındığında 0.99 kg/cm² olarak elde edilmektedir. Bütün sondaj kuyularına ait hesaplanan ortalama yatak katsayısı değerleri Tablo 10’da toplu olarak gösterilmiştir.
Tablo 10. Sondaj kuyularının; ortalama EP, PL, EP/PL, KB, P , S0 ve KS değerleri L∗ Sondaj
Kuyu ORTALAMA DEĞERLER
No EP PL EP /PL KB P L∗ S0 KS SK-01 116 8.9 13.0 3.00 7.2 1.20 0.69 SK-02 110 9.1 12.0 2.90 7.4 1.27 0.66 SK-03 129 9.9 13.0 3.00 8.4 1.40 0.77 SK-04 110 8.8 12.5 2.95 7.0 1.18 0.66 SK-05 112 8.6 13.0 3.00 6.9 1.15 0.67 SK-06 100 9.0 11.0 2.80 6.8 1.21 0.60 SK-07 95 9.2 10.0 2.70 7.2 1.33 0.57 SK-08 103 8.4 12.0 2.90 6.5 1.12 0.61 SK-09 109 8.5 12.5 2.95 6.7 1.13 0.65 SK-10 121 9.3 13.0 3.00 7.6 1.26 0.72 SK-11 91 8.5 10.5 2.75 6.8 1.23 0.54 SK-12 123 10.2 12.0 2.90 8.3 1.43 0.73 SK-13 122 9.7 12.5 2.95 8.1 1.39 0.73 SK-14 121 10.4 11.5 2.85 8.4 1.47 0.72 SK-15 149 10.9 13.5 3.05 8.7 1.42 0.89 SK-16 126 9.8 12.5 2.95 8.1 1.37 0.75 Ortalama 1.28 0.99 5. Sonuç ve öneriler
Adalet Bakanlığı Kepsut Cezaevi temel zemininde 16 adet temel sondaj kuyusunda toplam 113 adet presiyometre deneyi yapılmıştır. Bu deneylerden elde edilen sonuçlar şu şekilde özetlenebilir:
1. Yapılan presiyometre deneylerine göre 0.00-9.00 m civarında orta sıkı-çok katı sert zemin yer alırken 9.00-18.00 m arasında ise çok sıkı-sağlam zemin koşullarını temsil eden özelliklerde zemin karakteristikleri belirlenmiştir.
2. Presiyometre deneyleri neticesinde elde edilen ve Temel zemin parametrelerinin hesaplanmasına yön veren değerlerin ortalamaları;
• Ortalama PL = 9.32 kg/cm²
• Ortalama P = 7.50 kg/cm² olarak hesaplanmıştır. L∗
3. Đnceleme alanında açılan 16 adet temel sondaj kuyusunda yapılan presiyometre
deneylerine göre elde edilen taşıma gücünün en yüksek değeri 5.76 kg/cm² iken en düşük değeri 3.51 kg/cm² olarak elde edilmektedir.
4. Đnceleme alanında açılan 16 adet temel sondaj kuyusunda yapılan presiyometre
deneylerine göre elde edilen emniyetli taşıma gücünün en düşük değeri 1.17 kg/cm² iken en yüksek değeri 1.92 kg/cm² olarak elde edilmektedir. Üst yapıdan zemine aktarılacak maksimum yükü cezaevi binası için 0.65 kg/cm² ve lojman binası için 1.00 kg/cm² olacağından temel zeminin emniyetli taşıma gücü açısından bir problemi bulunmamaktadır.
5. Presiyometre deneylerine göre elde edilen oturma potansiyelleri cezaevi binası için en büyük değeri 8.65 cm iken en küçük değeri 4.68 cm ve lojman binası için en büyük değeri 2.30 cm ve en düşük değeri 1.90 cm olarak elde edilmektedir. Radye temel sistemlerinde izin verilen oturma potansiyeli maksimum değeri 10.00 cm olduğundan temel zeminin oturma riski açısından bir problemi bulunmamaktadır.
6. Presiyometre deneyleri neticesinde elde edilen ortalama kohezyon değeri 1.05 kg/cm² dir.
7. Presiyometre deneyleri neticesinde elde edilen ortalama içsel sürtünme açısı değeri 30.11° dir.
8. Presiyometre deneyleri neticesinde elde edilen ortalama kesme direnci değeri 1.28 kg/cm² dir.
9. Presiyometre deneyleri neticesinde elde edilen ortalama yatak katsayısı değeri 0.685 kg/cm² dir.
10. Presiyometre deneylerine göre hesaplanan zemin parametreleri projelendirme aşamasında (oturma, taşıma gücü, emniyetli taşıma gücü) tekrar irdelenmelidir.
6. KAYNAKLAR
[1] Şekercioğlu, E., Yapıların Projelendirilmesinde Mühendislik Jeolojisi, T.M.M.O.B. Jeoloji Müh.O. yayını no:28, Ankara, 1998.
[2] The Menard Pressuremeter Đnterpretation and Application of Pressuremeter Test Results to fomdation Design General Memorandum published, 1996, Paris.
[3] T.M.M.O.B.Jeoloji Mühendisleri Odası Đzmir Şubesi, Jeoteknik Seminer Kitabı, 28.11.2000-01.12.2000, Đzmir.
