Düzce ili Gölyaka ilçesi zeminlerinin jeolojik-jeoteknik-jeofizik açıdan araştırılması ve depreme bağlı sıvılaşma analizi yapılarak yerleşime uygunluk değerlendirilmesi

(1)

T.C.

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

DÜZCE İLİ GÖLYAKA İLÇESİ ZEMİNLERİNİN

JEOLOJİK-JEOTEKNİK-JEOFİZİK AÇIDAN ARAŞTIRILMASI VE

DEPREME BAĞLI SIVILAŞMA ANALİZİ YAPILARAK

YERLEŞİME UYGUNLUK DEĞERLENDİRİLMESİ

SERDAL ALEMDAR

YÜKSEK LİSANS TEZİ

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

DANIŞMAN

YRD. DOÇ. DR. ALİ ATEŞ

(2)

ii

T.C.

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

DÜZCE İLİ GÖLYAKA İLÇESİ ZEMİNLERİNİN

JEOLOJİK-JEOTEKNİK-JEOFİZİK AÇIDAN ARAŞTIRILMASI VE

DEPREME BAĞLI SIVILAŞMA ANALİZİ YAPILARAK

YERLEŞİME UYGUNLUK DEĞERLENDİRİLMESİ

Serdar ALEMDAR tarafından hazırlanan tez çalışması aşağıdaki jüri tarafından Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı’nda YÜKSEK LİSANSTEZİ olarak kabul edilmiştir.

Tez Danışmanı

Yrd. Doç. Dr. Ali ATEŞ Düzce Üniversitesi

Jüri Üyeleri

Yrd. Doç. Dr. Ali ATEŞ

Düzce Üniversitesi _____________________ Prof. Dr. Şeref KESKİN

Düzce Üniversitesi _____________________

Yrd. Doç. Dr. İnan KESKİN

Karabük Üniversitesi _____________________

(3)

iii

BEYAN

Bu tez çalışmasının kendi çalışmam olduğunu, tezin planlanmasından yazımına kadar bütün aşamalarda etik dışı davranışımın olmadığını, bu tezdeki bütün bilgileri akademik ve etik kurallar içinde elde ettiğimi, bu tez çalışmasıyla elde edilmeyen bütün bilgi ve yorumlara kaynak gösterdiğimi ve bu kaynakları da kaynaklar listesine aldığımı, yine bu tezin çalışılması ve yazımı sırasında patent ve telif haklarını ihlal edici bir davranışımın olmadığını beyan ederim.

18 Ekim 2017

(4)

iv

TEŞEKKÜR

Yüksek lisans öğrenimim ve bu tezin hazırlanması süresince gösterdiği her türlü destek ve yardımdan dolayı çok değerli hocam Yrd. Doç. Ali ATEŞ ve Acar Jeofizik Mühendislik&Müşavirlik firmasına (Cemil ACAR) en içten dileklerimle teşekkür ederim.

Bu çalışma boyunca manevi yardımlarını ve desteklerini esirgemeyen eşim Nurgül ile biricik kızlarım Elif ve Eflin’e, diğer aile bireylerine ayrıca yakın zamanda vefat eden babama sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

(5)

v

İÇİNDEKİLER

Sayfa No

ŞEKİL LİSTESİ ... VIII

ÇİZELGE LİSTESİ ... IX

HARİTA LİSTESİ ... X

KISALTMALAR ... XI

SİMGELER ... XII

ÖZET ... XIV

ABSTRACT ... XV

1. GİRİŞ ... 1

1.1. AMAÇ VE KAPSAM ... 1

1.2. MEKANSAL BİLGİLER VE COĞRAFİ KONUM ... 1

1.3. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR ... 2

1.4. JEOFORMOLOJİ ... 5

1.5. JEOFORMOLOJİ ... 6

1.5.1. Genel Jeoloji ... 6

1.5.2. Stratigrafi ... 7

1.5.3. Çalışma Alanında Bulunan Formasyonların Tanıtılması ... 7

1.5.3.1. Yığılca Formasyonu (Tey) ... 7

1.5.3.2. Çaycuma Formasyonu (Teç) ... 8

1.6. YAPISAL JEOLOJİ ... 8

1.7. AKTİF TEKTONİK ... 9

1.7.1. İnceleme Alanını ve Çevresini Etkileyen Faylar ... 9

1.7.1.1. Kuzey Anadolu Fayı (KAF) ... 9

1.7.1.2. Düzce Fayı ... 10

1.7.1.3. Hendek Fayı ... 10

1.7.1.4. Çilimli Fayı ... 10

(6)

vi

2. JEOTEKNİK ÇALIŞMALAR VE ARAZİ DENEYLERİ ... 12

2.1. STANDART PENATRASYON DENEYİ (SPT) ... 12

2.2. STANDART PENATRASYON DENEYİ (SPT) İLE İGİLİ DÜZELTMELER ... 17

2.2.1. Yer Altı Suyu Düzeltmesi ... 17

2.2.2. Tij Enerji Oranı Düzeltmesi ... 17

2.2.3. Tij Uzunluğu, İç Tüp Ve Kuyu Çapı İle İlgili Düzeltmeleri ... 17

2.2.4. Tij Uzunluğu, İç Tüp Ve Kuyu Çapı İle İlgili Düzeltmeleri ... 18

3. JEOTEKNİK AMAÇLI LABORATUVAR DENEYLERİ ... 24

3.1. ZEMİNLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ ... 24

3.2. ZEMİNLERİN MEKANSAL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ ... 27

3.3. OTURMA VE ŞİŞME ... 28

4. JEOFİZİK ARAŞTIRMALAR ... 30

4.1. SİSMİK KIRILMA YÖNTEMİ ... 30

4.1.1. Katmanların Jeofizik Özellikleri ... 31

4.2. ÇOK KANALLI YÜZEY DALGASI YÖNTEMİ (MASW) ... 34

4.3. MİKROTREMOR YÖNTEMİ ... 40

4.3.1. Mikrotremör Veri İşlem ve Yorumlama ... 43

5. HİDROJEOLOJİK ÖZELLİKLER ... 47

5.1. YER ALTI SUYU DURUMU ... 47

6. DOĞAL AFET TEHLİKELERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ . 49

6.1. BÖLGENİN DEPREM TEHLİKESİ VE RİSK ANALİZİ ... 49

6.1.1. Tarihsel dönemde meydana gelen depremler ... 49

6.1.2. Aletsel dönemde meydana gelen depremler ... 50

6.1.3. İnceleme Alanı Deprem Tehlike Analizi ... 52

7. SIVILAŞMA ANALİZİ VE DEĞERLENDİRME ... 59

7.1. SIVILAŞMA ... 59

7.1.1. Seed’in Basitleştirilmiş Yöntemi ... 59

7.1.2. Geliştirilmiş Çin Kriterleri ... 64

7.1.3. VS (Kayma Dalgası Hızı) Verilerine Dayanan Kriterler. ... 65

7.2. OTURMA ... 71

(7)

vii

8.1. ÖNLEMLİ ALANLAR1.1 (Ö.A.-1.1) SIVILAŞMA RİSKİ AÇISINDAN

ÖNLEMLİ ALANLAR ... 74

8.2. ÖNLEMLİ ALANLAR1.1 (Ö.A.-1.1) SIVILAŞMA RİSKİ AÇISINDAN ÖNLEMLİ ALANLAR ... 74

9. GÖLYAKA FAYININ DEĞERLENDIRILMESI ... 76

9.1. ÜÇYOL HENDEĞİ ... 76

9.2. KÖPRÜBAŞI HENDEĞİ ... 76

9.3. TEPECİK YARMA TİPİ HENDEĞİ ... 76

9.4. GENEL DEĞERLENDİRMESİ ... 76

10. BULGULAR VE TARTIŞMA ... 78

11. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 80

12. KAYNAKLAR ... 83

13. EKLER ... 88

13.1. EK 1: İNCELEME ALANINDAN ARAZİ ÇALIŞMA FOTOLARI ... 88

13.2. EK 2: İNCELEME ALANI SINIR KOORDİNATLARI ... 94

13.3. EK 3: SPT DENEYİ SONUÇLARI VE DÜZELTMELERİ ... 97

13.4. EK 4: 4,5 METREYE KADAR HESAPLANAN ÇEŞİTLİ TEMEL TÜRLERİ İÇİN ZEMİN EMNİYET GERİLMESİ DEĞERLERİ ... 110

13.5. EK-5: DETAYLI LABORATUAR SONUÇLARI ... 115

13.6. EK-6: DİNAMİK ELASTİK PARAMETRELER ... 127

13.7. EK-7: MİKROTREMOR KAYITLAR VE YORUMLARI ... 158

13.8. EK-8: SIVILAŞMA İNDEKSİ TABLOLARI ... 175

13.9. EK-9: SONDAJ KUYU LOGLARI ... 182

(8)

viii

ŞEKİL LİSTESİ

Sayfa No

Şekil 2.1. Sondaj noktalarına ait uydu görüntüsü. ... 12

Şekil 2.2. Kohezyonsuz zeminlerde, SPT’ye göre zemin değerlerini bulma. ... 16

Şekil 2.3. Zemin sondajlarına ait kesit aplikasyonu uydu görüntüsü. ... 19

Şekil 2.4. Zemin sondajlarına ait kuzey-güney yönlü ölçeksiz jeoloji kesiti. ... 20

Şekil 2.5. Zemin sondajlarına ait batı-doğu yönlü ölçeksiz jeoloji kesiti. ... 20

Şekil 4.1. Vs30 bağlı zemin büyütme faktörünün grafik görünümü. ... 36

Şekil 4.2. Vs30 (Masw) yeraltı kesiti (A-A’)-(M6-M5-M7-M11-M10-M13-M14). ... 38

Şekil 4.3. Vs30 (Masw) yeraltı kesiti (B-B’)-(M17-M16-M15-M13-M22-M23). ... 38

Şekil 6.1. İnceleme alanı ve 100 km çapında tarihsel depremlerin grafik dağılımı. ... 56

Şekil 6.2. Deprem risk analizi program çıktıları. ... 57

Şekil 6.3. Deprem risk analizi program çıktıları. ... 58

Şekil 7.1. Düzeltme katsayısı (CN). ... 61

Şekil 7.2. Düzeltme katsayısı (CN). ... 61

Şekil 7.3. Hacimsel birim deformasyonunun CSR ve N1(60)'a bağlı değişimi. ... 72

(9)

ix

ÇİZELGE LİSTESİ

Sayfa No

Çizelge 2.1. Sondaj noktalarının koordinatları. ... 13

Çizelge 2.2. SPT deneyi sonuçları ve düzeltmeleri ... 13

Çizelge 2.3. SPT darbe sayılarına göre kohezyonsuz zeminlerde sınıflama. ... 15

Çizelge 2.4. Tij uzunluğu, iç tüp ve kuyu çapı ile ilgili düzeltme kat sayıları. ... 18

Çizelge 2.5. İlk 5 kuyu için 4,5 metreye kadar zemin emniyet gerilmesi değerleri. ... 21

Çizelge 2.6. Alanda ilk 5 kuyu için 4,5 metreye kadar hesaplanan çeşitli temel türleri için düşey yatak katsayısı değerleri. ... 22

Çizelge 3.1. İlk beş sondaj kuyusundan alınan numunelerin laboratuvar sonuçları. ... 24

Çizelge 3.2. Zeminlerin plastiklik tanımları ve kuru mukavemetleri. ... 25

Çizelge 3.3. Zeminlerin sıkışabilirliği. ... 25

Çizelge 3.4. Zeminlerin kıvam indisine göre sınıflaması. ... 25

Çizelge 3.5. Kohezyonlu zeminlerin laboratuvar sonuçlarına göre tanımlanması. ... 26

Çizelge 3.6. Zemin taşıma gücü ve zemin emniyet gerilmesi değerleri. ... 27

Çizelge 3.7. Çeşitli yapı yüklerine göre oturma hesapları (bodrumsuz yapı). ... 28

Çizelge 4.1. Sismik ve Masw yöntemi arazi aplikasyonu. ... 32

Çizelge 4.2. Sismik hızlara göre sıkılığın ve kazılabilirliğin sınıflandırması. ... 33

Çizelge 4.3. Masw ölçüm noktalarının koordinatları ve Vs30 hızı değerleri. ... 34

Çizelge 4.4. NEHRP’e göre zemin sınıflama kriterleri. ... 35

Çizelge 4.5. Kayma dalgası hızına (Vs,30) bağlı zemin büyütme ilişkileri. ... 36

Çizelge 4.6. Vs30 hızına göre göreceli zemin büyütmesi. ... 37

Çizelge 4.7. Mikrotremor ölçüm nokta koordinatları ve bulunan değerler. ... 42

Çizelge 4.8. Frekans, Ta, Tb değerleri. ... 43

Çizelge 4.9. Mikrotremor ölçüm noktaların zemin büyütme değerleri. ... 45

Çizelge 4.10. Zemin hakim frekansına göre sınıflanmış nehrp zemin sınıflaması. ... 46

Çizelge 5.1. Sondaj noktalarının koordinatları. ... 47

Çizelge 6.1. Alanda 100 km’lik çap için meydana gelen tarihsel depremler. ... 52

Çizelge 6.2. Probablisitik deprem risk analizlerine göre olasılık hesap tablosu. ... 57

Çizelge 6.3. Poisson olasılık dağılımı ile aşılma oranları. ... 58

Çizelge 7.1. Birçok Araştırmacı Tarafından Türetilmiş Büyüklük Ölçek Faktörü. ... 60

Çizelge 7.2. Birçok araştırmacı tarafından türetilmiş büyüklük ölçek faktörü. ... 63

Çizelge 7.3. Birçok araştırmacı tarafından türetilmiş büyüklük ölçek faktörü. ... 63

Çizelge 7.4. Çin kriterine göre killi zeminlerde sıvılaşma potansiyeli. ... 64

(10)

x

HARİTA LİSTESİ

Sayfa No

Harita 1.1. İnceleme alanının 1/1000 ölçekli pafta anahtarı. ... 2

Harita 1.2. İnceleme alanının yer buldurur haritası. ... 2

Harita 1.3. İnceleme alanının yükselti haritası (Güney126m-Kuzey353m). ... 6

Harita 1.4. İnceleme alanının eğim haritası (Ovası %0-30, kuzeyi %10-45 aralığı). ... 6

Harita 1.5. İnceleme alanı ve çevresinin MTA jeoloji haritası. ... 7

Harita 1.6. Anadolu’nun yapısal evrimi. ... 9

Harita 1.7. Düzce ili çevresi diri faylarını gösterir harita. ... 11

Harita 1.8. İnceleme alanının ölçeksiz kuzey-güney yönlü jeoloji kesiti. ... 11

Harita 2.1. SPT(N30) değerlerine göre 0-4,5 m aralığı kat haritası. ... 16

Harita 2.2. SPT(N30) değerlerine göre 0-4,5m aralığı kat haritası. ... 23

Harita 2.3. SPT-N Değerlerine Göre 1,5 metre için Düşey Yatak Katsayısı. ... 23

Harita 4.1. Sismik ve Masw yöntemi arazi aplikasyonu. ... 30

Harita 4.2. İnceleme alanında elde edilen vs30 değerlerinin gösterimi. ... 35

Harita 4.3. Masw yöntemi kesit aplikasyonu. ... 37

Harita 4.4. Masw yöntemine göre kayma dalgası hızı kat haritası. ... 39

Harita 4.5. Mikrotremor yöntemi arazi dağılımı haritası. ... 42

Harita 4.6. Zemin hâkim titreşim periyodu haritası. ... 44

Harita 4.7. İnceleme alanında elde edilen Z.H.T.P değerlerinin gösterimi. ... 44

Harita 4.8. Zemin büyütme haritası. ... 45

Harita 5.1. Su seviye ölçümlerinin yapıldığı sondajların arazi dağılımı. ... 47

Harita 5.2. Yer altı su seviyesi haritası. ... 48

Harita 6.1. İnceleme alanının deprem haritası. ... 49

Harita 6.2. İnceleme alanı ve 100 km çapında tarihsel depremlerin harita dağılımı. ... 56

Harita 7.1. Kayma dalga hızına göre sıvılaşma indeks haritası. ... 66

(11)

xi

KISALTMALAR

B Batı

B.H.A Birim Hacim Ağırlık

CRR Devirsel Dayanım Oranı

CSR Devirsel Gerilim Oranı

D Doğu

DBHA Doygun Birim Hacim Ağırlık

DBYYHY Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Yapılar Yönetmelik

ESC European Seismological Commision (Avrupa Sismoloji Komisyonu)

G Güney

GPS Küresel Konumlama Sistemi

GCF Guralp Compressed Format

K Kuzey

KAF Kuzey Anadolu Fayı

KAFZ Kuzey Anadolu Fay Zonu

LL Likit Limit

L Fay Boyu

LPI Sıvılaşma Potansiyel İndeksi

Masw Multichannel Analysis Of Surface Waves Yöntemi

MTA Maden Tetkik Arama

NEHRP National Earthquake Hazard Reduction Programme(Ulusal Deprem _{Riskinin Azaltılması Programı)}

NP Plastik Olmayan Zemin

Ö.A.–1.1 Sıvılaşma Tehlikesi Açısından Önlemli Alanlar.

Ö.A.–5.1 Önlem Alınabilecek Nitelikte Oturma Açısından Şişme, Sorunlu _Alanlar. Ö.A.-2.1 Önlem Alınabilecek Nitelikte Stabilite Sorunlu Alanlar.

PL Plastik Limit

PI Plastisite İndisi

SPT Standart Penatrasyon Deneyi

SPT(N30)=SPN-N 30 cm lik Seviyeyi Geçmek İçin Yapılan Vuruş Sayısı. TSE Türk Standartları Enstitüsü

USCS Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi YASS Yeraltı Suyu Seviyesi

ZHTP Zemin Hâkim Titreşim Periyodu

(12)

xii

SİMGELER

A Zemindeki En Büyük Hız İçin Bağıl Büyütme Faktörü AHSA 0.4 ~ 2.0s Periyod Aralığında Ortalama Yatay Spektral

Büyütme

Cn Örtü Gerilimi Düzeltmesi

CH Yüksek Plastisiteli kil

CL Düşük Plastisiteli Kil

D Tasarım Süresi

D Yoğunluk

D15 0,005 mm’den Küçük Çaplı Malzeme (Kil) Oranının Yüzdece 15 Olması

dB Desibel

DCy Yılanlı Formasyonu

E Elastisite (Young) Modülü

FS Sıvılaşmaya Karşı Güvenlik Katsayısı

Fo Hakim Frekans

G Kayma (Shear) Modülü

H/V Düşey Bileşen, Yatay Bileşen

ha Hektar

H Mikro Tremorların Yatay Bileşeni

H Oturması düşünülen tabaka kalınlığı

Hz Hertz

Ic Kıvamlılık İndeksi

Is Dayanım İndeksi

Ky Yemişliçay Formasyonu

KTa Akveren Formasyonu

KTas Sermi Kireçtaşı Üyesi

K Bulk Modülü

K Temel Şekil Katsayısı

L Fay Boyu

M Magnitüt

Mv Hacimsel sıkışma katsayısı

Oko Kocatöngel Formasyonu

Ok Kurtköy Formasyonu

ODe Ereğli Formasyonu

PЄy Yedigöller Formasyonu

PЄb Bolu Granitoyidi

PTRç Çakraz Formasyonu

Sc Yapı yükü

Tey Yığılca Formasyonu

Teç Çaycuma Formasyonu

To Yer Doğal Salınım Periyodu

Ta, Tb Zemin Alt ve Üst Titreşim Periyodu

Tz Baskın Periyot

UD Örselenmemiş Numune

Vp Cisim Dalgası Hızı

(13)

xiii

Vs30 30 Metreye Kadar Hesaplanmış Kayma Dalgası Hızı

V Mikro Tremorların Düşey Bileşeni

V1 30 m Derinliğe Kadar Ortalama Kayma Dalgası Hızı (m/s) V2 1sn. Periyodlu Dalga İçin ¼ Dalga Boyu Kadar Ortalama

Kayma Dalgası Hızı (m/s)

Y/D Yatay Bileşenin Düşey Bileşene Oranı

ω Açısal Frekans

ω0 Maksimum Orana Karşılık Gelen Açısal Frekanstır

Qa Zemin Emniyet Gerilmesi

Qnet Toplam Temel Alanı Başına Düşen Yapı Yükü – Kazılan Zemin Ağırlığı

Qu Serbest Basınç Dayanımı

Qal Alüvyon Yelpazesi

PЄy 0.4 ~ 2.0s Periyod Aralığında Ortalama Yatay Spektral Büyütme

PЄb Örtü Gerilimi Düzeltmesi

PTRç Yüksek Plastisiteli kil

Sc Düşük Plastisiteli Kil

Tey Tasarım Süresi

Teç Yoğunluk

To 0,005 mm’den Küçük Çaplı Malzeme (Kil) Oranının Yüzdece 15 Olması

Ta, Tb Desibel

Tz Yılanlı Formasyonu

UD Elastisite (Young) Modülü

Vp Sıvılaşmaya Karşı Güvenlik Katsayısı

Vs Hakim Frekans

Vs30 Kayma (Shear) Modülü

V Düşey Bileşen, Yatay Bileşen

V1 Hektar

V2 Mikro Tremorların Yatay Bileşeni

Y/D Oturması düşünülen tabaka kalınlığı

ω Hertz

ω0 Kıvamlılık İndeksi

Qa Dayanım İndeksi

Qnet Yemişliçay Formasyonu

Qu Akveren Formasyonu

(14)

xiv

ÖZET

DÜZCE İLİ GÖLYAKA İLÇESİ ZEMİNLERİNİN JEOLOJİK-JEOTEKNİK-JEOFİZİK AÇIDAN ARAŞTIRILMASI VE SIVILAŞMA ANALİZİ YAPILARAK YERLEŞİME UYGUNLUK DEĞERLENDİRİLMESİ

Serdar ALEMDAR Düzce Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Ali ATEŞ Ekim 2017, 186 sayfa

Çalışma alanı güneyindeki Aksu Çayına paralel aktif Düzce fayı ile kuzeyindeki aktif olmayan Gölyaka Fayı’nın kesişerek sınırladığı 1040 ha (10.400.000 m²)’lik bir alandır. Bu yüksek lisans kapsamında Düzce İli, Gölyaka İlçesi’nin zemininin Jeolojik, geoteknik ve jeofizik özellikleri ortaya konulmuştur. Detaylı sıvılaşma ve depremsellik analizleri yapılarak ilçenin taşıma gücü, zemin hâkim titreşim periyodu, yeraltı su seviyesi, sıvılaşma potansiyel risk haritaları, kat haritaları ve zemin büyütme haritaları vb. gibi birçok haritalar Netcad ve Surfer programları yardımıyla üretilmiştir. Bu verilere göre alanın yerleşime uygunluğu da değerlendirilmiştir. Gölyaka ilçe merkezi, Düzce ilinin ve Efteni Gölü’nün batısında olup, yerleşim alanının büyük bir bölümü alüvyonel zemin üzerinde yer almaktadır. Jeolojik, geoteknik ve jeofizik veriler ışığında yerleşime uygunluk açısından inceleme alanının ova kesiminin büyük bir bölümü alüvyonel zemin olduğu, yeraltısu seviyesinin çok sığ (0,10-2,6m aralığında) olduğu ve doğusunda yer alan Efteni Gölü’nün kurutulmasıyla kazanılmış alanlar olduğu değerlendirilmektedir. Bu nedenlerle çalışma alanının gölden kazanılan düz kısımları Sıvılaşma Riski Açısından Önlemli Alanlar (Ö.A.-1.1) ve Gölyaka fayının kuzey kesimindeki eğim alanlar ise (%20-30 eğim) Önlem Alınabilecek Nitelikte Stabilite Sorunlu Alanlar (Ö.A.-2.1) olarak ikiye ayrılmıştır. Yerleşim planlamasında ova kesiminde sıvılaşma potansiyel riski yüksek olan alanlarda yapılaşmaya gidilirken sıvılaşma potansiyel riskini ortadan kaldıracak zemin iyileştirme projeleri mutlaka hazırlanmalıdır. Ayrıca kuzeyde ki yamaç kesiminde stabilite sorunu olan alanlarda şev stabilite hesaplamalarını ve gerekli önlemleri kapsayan çalışmalar yapılmalıdır. Gölyaka Fayına geçmişte yapılan paleosismik çalışmaların verileri dikkate alınmış, tampon bölge uygulaması yapılmasına gerek duyulmamıştır. Yerleşim planlamasında alanın batı kesimi ve kuzey kısmındaki eğimi %0-10 derece alanlar öncelikli tercih edilmelidir.

Anahtar sözcükler: Depremsellik, Geoteknik, Gölyaka, Sıvılaşma, Zemin büyütme, Zemin Parametreleri.

(15)

xv

ABSTRACT

INVESTIGATION OF GÖLYAKA DISTRICT SOILS WITH THE ASPECT OF GEOLOGY AND GEOTECNIQUE AND GEOPHSICS AND EVALUATION OF THE SETTLEMENT SUITABILITY OF SOILS ANALYSING LIQUEFACTION

DUE TO EARTHQUAKE IN DUZCE PROVISION

Serdal ALEMDAR Düzce University

Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Civil Engineering Master’s Thesis

Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ali ATEŞ October 2017, 186 pages

It is a work area which is restricted (10.400.000 m²) by crossingly faultine which is in the south of work area that is parallel Aksu Watercourse with active Duzce Faultline and inactive Golyaka Faultine. In this Master concept, it is asserted the features of Duzce Province, Golyaka District's earth's geological, geotechnics, and geophysical science. Doing by detailed liquefaction and seicmicity analyses are produced helping with Netcad and Surfer programmes like lots of maps which are allowable bearing value, pulse period, ground water level, liqueafaction potential risk maps, layer maps, soil amplification maps etc. Golyaka city centre, which is resided in the west part of Eftenia Lake and Duzce province, is located in on the alluvial soil, which is a big part of settlement. In the light of geological, geotechnics, and geophycial science data, a big part of lowland of area of investigation is evaluated that is reclaimed land via with being dried of Eftenia Lake which is located in the eastern part and being a deep shallow of ground water level (betwwen the range of 0,10 – 2.6 m.) is alluvial ground. Due to these reasons, planes which are saved from the lake of work area are divided into two parts: the first one: Important Areas in terms of Liquefaction Risk (Ö.A.-1.1) and Stability Problematical Areas that will be Taken Precautioned (Ö.A.-2.1) slope areas in the north of Golyaka faultline ( 20% - 30% slope). Soil improvement projects which make away with the liquefaction potential risk while structuring on the high risked liquefaction potential areas where the layout planning plain should be absolutely prepared. Also, the studies which involve in necessary actions and slope stability reckonings on the north of cut slope stability problem areas should be exercised. It is taken in consideration paloeseismic studies informations, which were done in the past to Golyaka Fault, and it is not felt the need to do buffer zone implementation. It is primarily preferred that the areas which are 0-10% slopes on the nort and the west of the layout planning.

Keywords: Gölyaka, Geotechnic, Liquefaction, Soil magnification, Seismicity, Soil parameters.

(16)

1

1. GİRİŞ

1.1. AMAÇ VE KAPSAM

Düzce İli, Gölyaka İlçesi zeminlerinin jeolojik, jeoteknik (geoteknik) ve jeofizik özellikleri ortaya konularak, detaylı sıvılaşma ve depremsellik analizleri yapılarak alanın yerleşime uygunluğu değerlendirilmesinin yapılmasıdır.

Bu çalışmada ayrıca ürün olarak inceleme alanının yükselti haritası, Eğim haritası, SPT(N30) (30 cm’lik seviyeyi geçmek için yapılan vuruş sayısı) Değerlerine Göre 0-4,5 metre Aralığı Kat Haritası, SPT(N30) Değerlerine Göre 1,5 metre için Zemin Emniyet Gerilmesi Haritası, SPT(N30) Değerlerine Göre 1,5 metre için Düşey Yatak Katsayısı Haritası, Vs30 Değerleri Haritası, Masw Yöntemine Göre Kayma Dalgası Hızı Kat Haritası, Zemin Hâkim Titreşim Periyodu Haritası, Zemin Büyütme Haritası, Yer Altı Su Seviyesi Haritası, Kayma Dalga Hızına Göre Sıvılaşabilir Zeminlerin Sıvılaşma İndeks Haritası, Sıvılaşma İndeksi Haritalarının oluşturulması amaçlanmaktadır.

İnceleme alanında 2015 yılında Akbulut Mühendislik Müşavirlik-Düzce firmasının hazırlamış oldukları arazi çalışmalarının tamamında şahsen bulunduğum imar planına esas jeolojik-jeoteknik etüt çalışmaları verilerinden faydalanılacaktır. Bu çalışmada yukarıda bahsi geçen raporların jeolojik-jeofizik verilerine ek olarak Acar Jeofizik Mühendislik ve Müşavirlik firmasının jeofizik cihazları ile çalışma alanında şahsımca yaptırılan 16 adet mikrotremor ölçümleri de kullanılacaktır.

1.2. MEKANSAL BİLGİLER VE COĞRAFİ KONUM

İnceleme alanı, Düzce İli, Gölyaka İlçesi, mücavir alan sınırları içerisinde Efteni Gölü’nün batısında yer almaktadır. İnceleme alanının; Yer bulduru haritası Harita 1.1’de, çalışma alanından arazi çalışma fotoğrafları Ek-1'de sunulmuştur. Ayrıca inceleme alanı çevreleyen sınırın tüm kırık noktalarının koordinatları Ek-2’de sunulmuştur. İnceleme alanında çalışmalar yapılırken İller Bankası’ndan onaylı 1/1000 ölçekli 44 paftadan oluşturulmuş imar planı haritalarından yararlanılmıştır. Pafta anahtarı Harita 1.1’de ve Harita 1.2’de verilmiştir.

(17)

2

Harita 1.1. İnceleme alanının 1/1000 ölçekli pafta anahtarı.

Harita 1.2. İnceleme alanının yer buldurur haritası. 1.3. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

İnceleme alanında 2003 yılında Are Jeoteknik–Ankara firmasının [1] ve 2015 yılında Akbulut Mühendislik Müşavirlik-Düzce firmasının hazırlamış oldukları Gölyaka revize imar planına esas jeolojik-jeoteknik etüt raporları mevcuttur [2].

(18)

3

mevcut zemin formasyonlarının taşıma kapasitesinin yeterliliği araştırılmıştır. Arazide Kayma Dalgası Testi (Vs) çalışması yapılmıştır. Çalışma alanının deprem etkisinde zemin büyütme özellikleri araştırmıştır. Ayrıca deprem etkisinde zemin parametrelerinin değişeceği düşüncesiyle, depremlerde yapıların yıkılma ve yenilme nedeni olan zemin-yapı rezonans uyumu araştırılmıştır [3].

Orhan M. ve Ateş A’nın 2011’de yaptıkları çalışmalarında Manisa/Saruhanlı ilçesinde olası bir deprem etkisinde, yerleşim alanı içerisindeki alüvyonel zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin, arazi SPT (standart penatrasyon deneyi) verileri kullanılarak belirlenmesini içermektedir. Analiz sonuçlarına göre çalışma sahasını temsilen, 2 bölgede yüksek, 1 bölgede düşük, bir bölgede ise çok düşük dereceli sıvılaşma riski olasılıkları belirlenmiş ve buna göre sıvılaşma risk haritası ortaya konulmuştur [4].

Ateş A’nın 2016 yılındaki çalışmasında, Düzce merkezi yakınlarında yapılarının yoğun olduğu alanlarda zeminlerin geoteknik parametrelerinin, yapı kat yüksekliğine olan etkisi ve rezonans uyuşumunu ve 1999 Düzce depremi etkisinde yapı zemin hasar ilişkisi ortaya koymaya çalışmıştır. Şehir merkezinde betonarme yapılarda kat sayısına bağlı olarak periyot esas alındığında, hakim olan zeminlerin doğal salınım periyot dağılımı ile yapılması planlanan 4 katlı yapıların periyodu çakışmaktadır. Bu durum, olası bir depremde yapıların çoğunun zemin periyodu ile rezonansa gireceğini göstermektedir. Depreme dayanıklı yapı tasarımı için zemin ve yapının periyot değerlerinin yapı kat yüksekliğine göre uygun hale getirilmesi ve rezonans çakışmasından uzaklaştırılması gerekir. Aksi halde deprem esnasında zeminde taşıma gücü kaybı ve yapılarda hasar oluşumu kaçınılmazdır. Sonucuna ulaşan bir araştırma makalesi yayınlamıştır [5]. Gürbüz ve diğerlerinin 2005 yılındaki çalışmalarında Avcılar bölgesinin mikrobölgeleme çalışmasını yapmışlardır. Yapısal hasarların yüksek olduğu kesimlerde mikrobölgeleme çalışmaları daha detaylı yapılarak yıkıma neden olan kritik zemin taşıma güçleri, korozyon durumu, zemin büyütmeleri ve zemin hakim periyodları gibi önemli parametreler elde edilmiştir [6].

Yağcı ve diğerlerinin 2007 yılındaki çalışmalarında Balıkesir İli İçin mikrobölgeleme çalışması yapmışlardır. Bu çalışma farklı kaynaklı mevcut jeolojik, jeofizik ve geoteknik verilerin değerlendirilmesi ve yorumlanması sonucu belirlenen yaklaşımlara dayalı olarak Balıkesir için geliştirilen mikrobölgeleme yönteminin bir uygulamasını içermektedir [7]. Kurtuluş ve diğerlerinin 2009 yılındaki çalışmalarında Çayırhan-Ankara ilçesinde

(19)

4

yapılaşmaya açılacak alanda yer mühendislik özelliklerinin ortaya çıkartılması amacı ile jeofizik ve jeoteknik çalışmalar yapılmıştır [8].

Ateş ve diğerlerinin 2015 yılındaki çalışmalarında Hakkari ili, Çukurca ilçesinin yerleşime uygunluk açısından değerlendirilmesini yapmışlardır. Bu amaca yönelik olarak, arazi çalışmaları kapsamında jeolojik birimlerin litolojik sınırları çizilmiş, tektonik hatlar belirlenmiş ve 1/2000 ölçekli mühendislik jeolojisi ve yerleşime uygunluk haritası oluşturulmuştur [9].

Beliceli’nin 2006 yılında Eskişehir yerleşim merkezinin zemin büyütme etkisinin makaslama dalga hızına (Vs) bağlı olarak belirlenmesi adı altında yüksek lisans tezi hazırlamıştır [10].

Demirtaş ve diğerleri 12 Kasım 1999 Düzce depremi sonrası yüzey kırık geometrisi, atım miktarı dağılımı ve gelecek deprem potansiyeli konulu çalışmasında; Depremin yüzey faylanması ile ilgili kırık uzunluğu, kırık uzunluğunu denetleyen litolojik, geometrik, yapısal ve mekanik özellikler, fay segmentasyonu, yatay ve düşey atım miktarlarının dağılımları, yıllık kayma hızı, deprem yinelenme aralıkları ve gelecek deprem potansiyeli konusunda ayrıntılı bilgiler sunmuşlardır [11].

Kayıkçı ve diğerleri 2013 yılında Mikrotremor ve elektrik özdirenç yöntemlerinin birlikte kullanımı ile anakaya derinliğinin belirlenmesi adlı çalışmalarında mikrotremor çalışmaları sonucu elde edilmiş zemin hâkim frekans değerleri ile hakim frekans haritası hazırlanmıştır. Elektrik özdirenç yöntemi kullanılarak, çalışma alanı için ölçüm noktalarına ait ana kayanın derinliği belirlenmiştir. Kullanılan iki yöntemden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve anakaya derinliği ile zemin hakim frekans değerleri arasında ilişkinin derecesi incelenmiştir [12].

Siyahi ve diğerleri 2005 yılında yerel zemin koşullarının belirlenmesinde mikrotremor ölçümlerinin kullanılması: Adapazarı örneği adlı çalışmalarında Adapazarı bölgesinde zemin büyütmesine göre mikrobölgeleme çalışması yapılabilmesi için 220 adet mikrotremor kaydı kullanılmıştır. Mikrotremor çalışmaları yapılan yerler 500x500 metrelik karelaj yapılan harita üzerinde işlenmiş, bu bölgelerde mevcut jeolojik, geoteknik veriler ve 1999 Kocaeli depreminde oluşan hasar değerleri ile karşılaştırılmıştır. Zemin hakim periyotlarının dağılımı yerel zemin koşularının değişim gözlendiği yerlerde büyük ölçüde değiştiği görülmüştür. Ayrıca deprem sırasında gözlenen yapısal hasar dağılımı ile de paralellik gösterdiğinden bahsedilmektedir [13].

(20)

5

Ateş ve diğerlerinin SPT verileri ile Küçükkuyu (Çanakkale) trafik gözetleme istasyonu zemininin sıvılaşma potansiyelinin araştırılması adlı çalışmalarında; Küçükkuyu ilçesinde inşası planlanan Trafik Gözetleme İstasyonunun alüvyon zeminlerinin olası bir deprem etkisinde sıvılaşma potansiyelinin, arazi SPT verileri kullanılarak belirlenmesini içermektedir [14].

Yaman ve diğerlerinin 2013 yılında Van il merkezinin yerleşime uygunluk yönünden değerlendirilmesi adlı çalışmasında sonuç olarak; ayrıntılı arazi gözlemleri, sondajlar, jeofizik çalışmalar ile laboratuvar verileri ve afet riskleri de göz önüne alınarak yapılan jeoteknik değerlendirmelerde; inceleme alanı yerleşime uygunluk durumu 2 kategoride değerlendirilmiştir. Birincisi; (Ö.A.–1.1): Sıvılaşma tehlikesi açısından önlemli alanlar. Diğeri ise; (Ö.A.–5.1): Önlem alınabilecek nitelikte şişme, oturma açısından sorunlu alanlar olarak tanımlanmıştır [15].

1.4. JEOFORMOLOJİ

İnceleme alanının içinde yer aldığı Düzce havzası, Batı Karadeniz bölgesi içerisinde yer alan bir dağ arası havza özelliği sunmaktadır. Havza'nın güney sınırını Düzce fayı sınırlamakta olup, batıda Efteni Gölü, doğuda ise Bolu Dağı yer almaktadır. Havzanın güneyinde Almacık bloğu bulunmaktadır. Almacık bloğu daha güneyde Bolu-Abant-Mudurnu Vadisi-Akyazı arasında uzanan Kuzey Anadolu Fayının (KAF) ana hattı ile kuzey de ise Düzce fayı tarafından sınırlandırılmaktadır. Efteni Gölü daha batıdaki Karadere segmenti ile kuzeyindeki Gölyaka segmenti ve güneyindeki Düzce fayı arasında gelişen genişleme sıçramasıyla açılmaya devam etmektedir. Çalışılan alanın kuzeyi eğimli, ovanın geneli düz bir arazi yapısına sahiptir. Bu durum Harita 1.3’te görülmektedir. Ayrıca inceleme alanının hali hazır haritalarından türetilmiş tematik eğim haritası ise Harita 1.4’te verilmektedir.

(21)

6

Harita 1.3. İnceleme alanının yükselti haritası (Güney126m-Kuzey353m).

Harita 1.4. İnceleme alanının eğim haritası (Ovası %0-30, kuzeyi %10-45 aralığı). 1.5. JEOFORMOLOJİ

1.5.1. Genel Jeoloji

Pontidler’in batı bölümünde; Düzce, Yığılca, Almacık Dağı ve çevresi içinde yer alan çalışma alanında, Batı Pontid zonu, Armutlu-Almacık-Arkotdağı zonu ve Sakarya zonuna

(22)

7

ait birimler tektonik ilişki olarak birlikte bulunurlar [16], [17]. 1.5.2. Stratigrafi

Çalışma alanı üç zon halinde olup, stratigrafi bu doğrultuda oluşturulmuştur. Çalışma alanımız Batı Pontid Zonun da yer almakta ve bu zonda bulunan formasyonlar; Yedigöller Formasyonu (PЄy), Bolu Granitoyidi (PЄb), Kocatöngel Formasyonu (Oko), Kurtköy Formasyonu (Ok), Ereğli Formasyonu (ODe), Yılanlı Formasyonu (DCy), Çakraz Formasyonu (PTRç), Yemişliçay Formasyonu (Ky), Akveren Formasyonu (KTa), Sermi Kireçtaşı Üyesi (KTas), Yığılca Formasyonu (Tey), Çaycuma Formasyonu (Teç) isimleri ile tanımlanmıştırlar.

Ancak bu formasyonlardan çalışma alanı içinde yalnızca Çaycuma Formasyonu (Teç) ve Yığılca Formasyonu (Tey) yüzeylenmektedir [16]-[21]. Çalışma alanı sınırları Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğünün jeoloji haritasında çakıştırılarak aşağıda sunulmuştur. Harita 1.5’te de görüleceği üzere büyük bir bölüm Kuvaterner yaşlı alüvyonlar (Qal) olarak gözükmektedir [16].

Harita 1.5. İnceleme alanı ve çevresinin MTA jeoloji haritası. 1.5.3. Çalışma Alanında Bulunan Formasyonların Tanıtılması

1.5.3.1. Yığılca Formasyonu (Tey)

Andezit, bazalt, tüf, aglomera ve volkanojenik kumtaşından oluşan birim ilk kez Kaya ve diğ. (1986) tarafından adlandırılmıştır. Yığılca çevresinde, Gölyaka güneyinde, Almacık dağı kuzeyinde mostralar veren birim, koyu gri, kırmızı ve açık yeşil renklerde olup

(23)

8

aglomera-tüf düzeyleri kalın katmanlı, masif görünümlüdür. Yer yer seyrek olarak görülen ince tabakalı marn düzeyleri nummulites fosilleri içerir. Lavların egemen olduğu kesimlerde yaygın kaya türleri andezittir. Yığılca formasyonu 400-800m. Kalınlık sunan Çaycuma formasyonu ile yanalda ve düşeyde geçiş gösterir. Birimin marn düzeylerindeki Nummulites fosillerine dayanarak, birimin yaşı Alt-Orta Eosen kabul edilmiştir. Yığılca formasyonu, Çaycuma formasyonu ile birlikte volkanik aktivitenin yoğun olduğu ve buna komşu çökel havzaların varlığını sürdürdüğü bir dönemde volkanik malzemenin yoğun olduğu tarafı temsil eder [16]-[21].

1.5.3.2. Çaycuma Formasyonu (Teç)

Kireçtaşı aglomera tüfit ve marn seviyeli kumtaşı, silttaşı ve kiltaşı ardalanmasından oluşan birim, ilk defa Tokay (1954-1955) tarafından adlandırılmıştır. Bu çalışmada volkanitli kesimler Yığılca formasyonu adı altında incelenmiştir. Çilimli, Üskübü (Konuralp) kuzeyi, Melendere kuzeyindeki köyler civarında ve Almacık dağı Kuzeyinde, Çınardüzü civarında mostralar veren birime ait kumtaşları sarımsı açık yeşil renkli, ince-orta tabakalıdır. Silttaşı ve kiltaşı seviyeleri açık yeşilimsi gri renkte olup ince-ince-orta tabakalıdır. Birimin kalınlığı yaklaşık 1000m.’ dir. Birim içinde saptanan fosiller nedeni yaşı Alt-Orta Eosen’dir. Çaycuma formasyonu yamaç çökellerinden oluşmuştur [16]-[21].

1.6. YAPISAL JEOLOJİ

Arabistan ve Avrasya levhaları arasındaki yaklaşık kuzey-güney doğrultusunda yaklaşım sebebiyle, günümüz Akdeniz’ini Basra Körfezine bağlayan Bitlis Okyanusu 14 milyon yıl önce kapanarak kara haline gelmiş, ancak Arabistan levhasının kuzeye doğru hareketi devam etmiştir. Bu hareket sonucunda Avrasya levhasının güney kesimi daralıp yükselerek Doğu Anadolu platosunu oluşturmuştur. Kızıl Deniz’in açılması ile Arabistan levhasının kuzeye olan hareketi hızlanmış ve bu etkiye daha fazla dayanamayan Avrasya levhasının güneyinde iki büyük kırık kuşağı gelişmiştir. Bunlar yanal atımlı ve sol yönlü Doğu Anadolu Fay kuşağı ve yine yanal atımlı fakat sağ yönlü Kuzey Anadolu Fay Kuşağı’dır (KAFZ). Günümüzden yaklaşık 4 Milyon yıl önce meydana gelen bu iki kırık kuşağı ile Anadolu levhacığı oluşmuştur. Bu levhacık 4 milyon yıldan beri batı-güneybatı yönünde yılda 1-3 cm’lik bir hızla hareket etmektedir ve toplam atım (yer değiştirme) 40 km’ye yaklaşmıştır [16]-[21]. Bu durumu Harita 1.6’da sunulmaktadır.

(24)

9

Harita 1.6. Anadolu’nun yapısal evrimi. 1.7. AKTİF TEKTONİK

1.7.1. İnceleme Alanını ve Çevresini Etkileyen Faylar

Kuzeyde Asya-Avrupa levhası ile güneyde Anadolu levhacığını birbirinden ayıran KAFZ yaklaşık uzunluğu 1200 km. olup doğrultu atımlı bir fay sistemidir. Ülkemizin en önemli tektonik yapılarından biridir. Düzce ve Bolu havzası bu fay üzerinde bulunmaktadır. KAFZ Bolu'nun batısında iki kola ayrılmıştır. Güneydeki kol ise Dokurcun'un batısında tekrar iki kola ayrılmıştır. Kuzey koldaki fay Düzce fayı diye isimlendirilmiştir. 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 depremlerinin bu zon üzerinde meydana gelmesi aktivitenin devam ettiğinin bir göstergesidir. İnceleme alanının depremselliğini bu zon belirlemektedir. Düzce-Bolu ve yakın civarındaki diri faylar Harita 1.6 'da gösterilmiştir. Düzce havzası ülkemizin en önemli aktif faylarından olan KAF üzerinde yer almaktadır. Düzce havzasına en yakın olan ve deprem potansiyeli taşıyan aktif faylar ise bu havzanın oluşumuna yol açmış bulunan Düzce, Hendek fayları aktif fay karakterindedir. Çilimli fayı ise olası aktif bir faydır [22].

1.7.1.1. Kuzey Anadolu Fayı (KAF)

Doğrudan Düzce il sınırlan içinde kalmakla birlikte, Elmacık dağlarının güney sınırında Merkez ilçenin sadece 27 km güneyinden geçer. Düzce bu ana fay üzerindeki deprem etkinlik alanı içinde kalır. Bu fay Karlıova'dan başlayarak batıda Saros körfezine kadar

(25)

10

uzanan ve uzunluğu 1.000 km'yi aşan, doğrultu atımlı sağ yönlü bir fay kuşağıdır. Bu büyük kırık kuşağı Bolu'nun batısında kollara ayrılmaktadır ve Düzce fayı da bu kollardan birini oluşturmaktadır. Yaklaşık 4-5 milyon yıl önce oluşmuştur. Halen yılda ortalama 2 cm kadar bir yatay hareket nedeni ile deprem enerjisi birikmesine ve belli aralıklarla yıkıcı depremlerin oluşmasına neden olmaktadır [22].

1.7.1.2. Düzce Fayı

Düzce havzasının morfolojik olarak güneyden sınırlandıran bu fay Akyazı-Kaynaşlı arasında toplam 70 km. uzunluğundadır. Birbirini bütünleyen üç alt segmentten oluşan Düzce fayı sağ yönlü doğrultu atımlı aktif bir faydır. Günümüz morfolojisinde izlenen drenaj özellikleri; fay sarplıkları, ötelenmiş dere ve sırtlar bu fayın aktivitesini gösteren verilerdir. Fayın aktivitesini 17 Ağustos ve 12 Kasım depremleriyle de ortaya çıkmıştır. 17 Ağustos depreminde (M=7.4) gelişmiş olan 130 km uzunluğundaki yüzey kırığının 30 km’lik doğu bölümü Düzce fayı bölümünde yer almaktadır. Bu deprem Düzce fayının Efteni Gölü'ne kadar olan kesiminde gerçekleşmiştir. Düzce havzası bölümünde ise genelde yine kuvaterner yaslı alüvyonlarla temel kayalar arasında dokanak oluşturmaktadır. 12 Kasım 1999 depreminde (M=7.2) Düzce fayının doğu bölümünde olan Efteni Gölü ile Bolu'nun kuzey batısında Pirahmetler arasında kırılmıştır [22]. 1.7.1.3. Hendek Fayı

Düzce havzası batısında Sapanca Gölü-Hendek-Cumayeri arasında uzanan KD-GB uzanımlı fay Hendek Fayı olarak bilinmektedir. Sağ yönlü doğrultu atımlı olan bu fay yaklaşık 50 km uzunluğundadır. Adapazarı Ovasında olası görülen bu fay Hendek-Cumayeri arasında 25 km’lik bölümünde morfolojik olarak çok belirgindir [22].

1.7.1.4. Çilimli Fayı

Havzanın kuzeyinde Cumayeri-Konuralp arasında uzanır. Yaklaşık 13 km uzunluğundadır. Fayın niteliği ve aktivitesine ait veri toplanamamıştır. Hava fotoğrafları üzerinde yapılan gözlemler fayın doğrultu atımlı olduğunu göstermektedir. Fay çizgisi boyunca çok sayıda kaynak dizilimi gözlenmiştir. Gözlemler fayın olasılıkla aktif bir fay olduğunu göstermektedir. Uydu görüntüleri üzerindeki bazı belirtiler Çilimli Fayı'nın Kuzeydoğuya doğru Yığılca yönünde devam ettiğini göstermektedir. Ancak bu konuda kesin yorum için bilgiler yeterli değildir. Söz konusu fayın deprem üretecek etkinlikte olup olmadığı da bilinmemektedir. Konunun uzmanlarca araştırılması gerekir. Bu Faylar harita 1.7’de gösterilmektedir [22],[26].

(26)

11

Harita 1.7. Düzce ili çevresi diri faylarını gösterir harita. 1.8. AKTİF TEKTONİK

İnceleme alanında yer alan jeolojik birim, ovada, pliyo-kuaterner yaşta Qal ‘kuzeyinde ise Çaycuma Formasyonu (Teç); Kireçtaşı aglomera tüfit ve marn seviyeli kumtaşı, silttaşı ve kiltaşı ardalanmasından oluşan birim, bulunmaktadır. Bu çalışmada volkanitli kesimler Yığılca Formasyonu (Tey) adı altında incelenmiştir [20], [21]. Bu formasyonlar Harita 1.8’de yapılan kesitte görülmektedir [27].

(27)

12

2. JEOTEKNİK ÇALIŞMALAR VE ARAZİ DENEYLERİ

Arazinin jeolojik yapısını tespit etmek amacı ile D500 tipinde sondaj makinası ile Akbulut Mühendislik Müşavirlik firmasının çalışma alanı için imar planına esas jeolojik-jeoteknik etüt raporu hazırlanması kapsamında yaptırmış olduğu (11.06.2015)-(30.07.2015) tarihleri arasında 15,45-18,45 metre arası değişen metrajlarda ve toplam derinliği 443,30 metre olan 35 adet sondaj verilerinden faydalanılmıştır. Are Jeoteknik-Ankara firmasının yapmış olduğu ilave imar planına esas rapor içinde kullanılan 2000 yılında Sakarya Üniversitesince yaptırılan toplam derinlikleri 130 metre olan 13 adet zemin sondajının yeraltı suyu derinliği verisinden faydalanılmıştır. Bu sondajların arazi dağılımı Şekil 2.1’de gösterilmekte olup ilk beş kuyuya ait sondaj loğları Ek-9 verilmektedir.

Şekil 2.1. Sondaj noktalarına ait uydu görüntüsü. 2.1. STANDART PENATRASYON DENEYİ (SPT)

SPT Deneyi yerinde yapılan bir dinamik kesme deneyidir. Çelikten yapılmış özel bir numune alıcı tüpün (penetrometre) standart enerji kullanılarak darbe ile zemine çakılması ile oluşan direncin saptanması prensibine dayanır. Dış çapı 50,0 mm, iç çapı 34,9 mm’lik yarık tüp 63,5 kg ağırlığında bir tokmak ile 76,2 cm yükseklikten serbest düşürülerek,

(28)

13

zemine 15 cm’lik 3 giriş için vurulması gereken darbe sayıları saptanır. Son iki 15 cm’lik ilerleme için darbe sayısının toplamı N30 şeklinde veya SPT-N olarak gösterilir. Bu çalışma için kullanılan 48 adet sondajların arazi koordinatları Çizelge 2.1’de verilmiştir.

Çizelge 2.1. Sondaj noktalarının koordinatları.

Nokta No Y X Nokta No Y X Nokta No Y X SK1 583,780.090 4,517,622.53 SK2 583,924.004 4,517,439.64 SK3 583,502.350 4,516,407.41 SK4 583,100.832 4,516,462.13 SK5 585,766.609 4,517,016.73 SK5 585,741.131 4,517,016.73 SK6 585,033.391 4,516,874.06 SK7 584,586.736 4,516,969.67 SK8 585,511.623 4,517,759.65 SK8 584,619.653 4,517,590.83 SK9 584,206.982 4,517,256.21 SK10 584,357.569 4,516,627.24 SK11 584,738.924 4,516,237.08 SK12 584,725.313 4,515,611.55 SK13 585,760.908 4,516,086.07 SK13 585,020.883 4,516,105.77 SK14 584,187.302 4,516,032.66 SK15 584,100.557 4,517,887.92 SK16 584,882.037 4,518,560.33 SK16 584,541.682 4,518,442.83 SK17 585,262.663 4,518,134.46 SK17 584,775.878 4,518,010.65 SK18 583,387.418 4,517,153.30 SK19 583,842.561 4,516,783.00 SK20 584,089.769 4,515,477.79 SK21 583,126.248 4,515,958.30 SK22 583,658.774 4,515,754.67 SK23 583,935.364 4,513,411.79 SK23 583,717.702 4,515,073.25 SK24 584,143.994 4,515,254.63 SK24 584,488.603 4,514,312.29 SK25 584,180.032 4,516,444.31 SK26 583,564.484 4,516,165.78 SK27 583,225.500 4,515,688.18 SK28 584,275.429 4,518,881.63 SK28 584,340.259 4,519,221.98 SK29 583,682.947 4,518,522.91 SK30 584,598.064 4,515,088.63 SK30 584,974.746 4,514,455.60 SK31 582,918.525 4,514,795.06 SK31 583,160.511 4,515,174.92 SK31 582,856.622 4,514,496.80 SK32 582,436.454 4,515,864.89 SK33 581,647.121 4,515,330.61 SK33 581,686.514 4,515,533.21 SK33 581,104.061 4,515,232.13 SK33 581,225.053 4,514,959.20 SK34 583,682.854 4,519,405.88 SK34 582,896.435 4,519,151.81 SK34 584,032.933 4,519,359.21 SK34 583,175.238 4,518,361.48 SK35 583,175.068 4,517,718.09 SK36 584,345.899 4,518,603.04 SK37 584,235.000 4,518,845.00 SK38 584,190.000 4,518,310.00 SK39 583,090.000 4,517,740.00 SK40 582,370.016 4,517,049.14 SK41 581,600.000 4,515,690.00 SK41 581,296.111 4,515,515.54 SK42 583,175.000 4,515,480.00 SK43 583,700.000 4,515,375.00 SK44 585,532.958 4,514,766.63 SK44 584,885.000 4,515,620.00 SK44 585,749.056 4,515,468.84 SK45 585,060.000 4,516,340.00 SK46 585,974.277 4,516,990.13 SK46 585,640.000 4,516,980.00 SK47 583,475.000 4,516,360.00 SK48 582,824.100 4,517,777.14

Çizelge 2.1’de verilen sondajlardan ilk beşi için SPT-N değerleri ve yorumları Çizelge 2.2’de verilmiş olup diğerleri Ek-3’te verilmektedir.

Çizelge 2.1 SPT deneyi sonuçları ve düzeltmeleri

SK1

Derinlik (m) (SPT45) N30 ZTS Açıklama

1,5 4 4 5 9 Ch Plastik Siltli Kil

3 4 5 5 10 Cl Siltli Kil

4,5 5 6 6 12 Cl Siltli Kil

7,5 8 8 9 17 Mh İnce Kumlu Silt

9 9 14 17 31 Mh İnce Kumlu Silt

(29)

14

Çizelge 2.1 (devam). SPT deneyi sonuçları ve düzeltmeleri

12 17 26 50 76 Ml Kumlu Silt

13,5 17 25 33 58 Ml Kumlu Silt

15 21 27 37 64 Ml Kumlu Silt

SK2

1,5 3 3 4 7 Ml Kumlu Silt

3 4 4 5 9 Ml Kumlu Silt

6 7 7 10 17 Ch Plastik Siltli Kil

7,5 8 9 9 18 Sc Killi Kum

9 8 8 10 18 Sc Killi Kum

10,5 9 10 12 22 Sc Killi Kum

15 15 24 50 74 Ml Kumlu Silt

18 15 19 21 40 Ml Kumlu Silt

SK3

3 32 50 50 100 Sm Siltli Kum 4,5 18 25 34 59 Sm Siltli Kum 6 8 11 14 25 Sm Siltli Kum 7,5 10 11 11 22 Ml Kumlu Silt 9 8 8 13 21 Ml Kumlu Silt 10,5 7 11 14 25 Ml Kumlu Silt 12 12 15 18 33 Sc Killi Kum 13,5 14 17 17 34 Sc Killi Kum 15 37 50 50 100 Sc Killi Kum SK4 Derinlik (m) (SPT45) N30 ZTS Açıklama

1,5 4 4 6 10 Ch Plastik. Siltli Kil

4,5 4 6 6 12 Cl Siltli Kil

9 15 20 22 42 Ml Kumlu Silt

(30)

15

Çizelge 2.1 (devam). SPT deneyi sonuçları ve düzeltmeleri

12 31 47 50 97 Sm Siltli Kum 13,5 37 50 50 100 Sm Siltli Kum 15 50 50 50 100 Sm Siltli Kum SK5 Derinlik (m) (SPT45) N30 ZTS Açıklama 1,5 8 8 10 18 Sm Siltli Kum

12 21 24 34 58 Sm Siltli Kum

13,5 22 27 37 64 Sm Siltli Kum

15 26 29 50 79 Sm Siltli Kum

18 50 50 50 100 Sm Siltli Kum

İnceleme alanında elde edilen SPT-N değerlerine göre zemin tipi belirlemesi Terzaghi ve Peck’in [23] SPT darbe sayıları ile kohezyonsuz zeminler için rölatif sıkılık, nisbi yoğunluk ve kohezyonlu zeminler için kıvam, serbest basınç değerleri arasında kurduğu bağıntılar kullanılmıştır [24]. Yine ayrıca inceleme alanı SPT verilerinden hareketle, bağıl yoğunluğun ve buna bağlı olarak da içsel sürtünme açısının alabileceği değerlerin kestirimi, (Ulusay, 2001’den) alınmıştır [25]. Bu durum aşağıdaki Şekil 2.2 ve Çizelge 2.3’te değerlendirilmiştir [23].

Çizelge 2.2. SPT darbe sayılarına göre kohezyonsuz zeminlerde sınıflama.

N Darbe Sayısı Nisbi Yoğunluk Rölatif Sıkılık

4> Çok Gevşek 0.15>

4-10 Gevşek 0.15-0.35

10-30 Orta 0.35-0.65

30-50 Sıkı 0.65-0.85

50< Çok Sıkı 0.85<

N Darbe Sayısı Kıvamlılık Serbest Basınç Direnci

2> Çok Yumuşak 0.25> 2-4 Yumuşak 0.25-0.50 4-8 Orta 0.50-1.00 8-15 Katı 1.00-2.00 15-30 Çok Katı 2.00-4.00 30< Sert 4<

(31)

16

Şekil 2.2. Kohezyonsuz zeminlerde, SPT’ye göre zemin değerlerini bulma. İnceleme alanı zeminlerine ait SPT darbe sayıları ortalamaları alınarak, yukarıdaki çizelge ile eşleştirildiğinde, Gölyaka ilçesinde kohezyonsuz zeminler gevşek – orta sıkı, sıkı, kohezyonlu zeminler ise katı, çok katı kıvamlı özelliklerdedirler. Ayrıca yine bu darbe sayıları dikkate alınarak 0–4,5 metre arası için kat haritası Harita 2.1’de gösterilmektedir.

(32)

17

2.2. STANDART PENATRASYON DENEYİ (SPT) İLE İGİLİ DÜZELTMELER 2.2.1. Yer Altı Suyu Düzeltmesi

Deney, yer altı su seviyesinin (YASS) altında yapıldığında, suyun tüpe girerek kumlu zemini gevşetmemesi için dikkatli olunmalıdır. Buna engel olunması amacıyla sondaj kuyusuna su ilave edilerek su seviyesi dengelenir.

Deneyin YASS altında yer alan ince kum veya siltli kumlarda yapıldığı durumlarda, çakma işlemi sırasında kısa sürede uzaklaşması mümkün olmayan suyun, negatif bir gözenek suyu basıncı yaratmasından dolayı zeminin direncinde, yerindeki normal penatrasyon direncine oranla oluşan artışın giderilmesi amacıyla düzeltme yapılır. Denklem (2.1)’de bu işlemin formülasyonu görülmektedir.

2.2.2. Tij Enerji Oranı Düzeltmesi

Şahmerdan tipi ve serbest bırakılış yöntemi, en üstteki tijin üzerinde yer alan ve darbenin uygulandığı metal bloğun tipi ve sondaj tijlerin uzunluğu elde edilen N darbe sayısı değerlerinde farklılıklara neden olur. Bunun standart hale getirilebilmesi amacıyla CER kavramı geliştirilmiştir. CER dikkate alınarak N değerleri normalize edilir ve normalize edilmiş darbe sayıları (N60) hesaplanır. Bu işlem için Denklem (2.2)’deki bağıntı kullanılır [29].

Türkiye’de kullanılan Donut tipi şahmerdan için ise Denklem (2.3)’te görülen formülasyon kullanılmıştır [30].

2.2.3. Tij Uzunluğu, İç Tüp Ve Kuyu Çapı İle İlgili Düzeltmeleri

Bu düzeltmeler, özellikle siltli kumlar ile temiz kumlar için yapılan sıvılaşma analizleri açısından önemlidir. Bu düzeltme kat sayıları Çizelge 2.4’te görülmektedir.

𝑁 > 15 → 𝑁 = 15 + 0.5 × (𝑁 − 15) (2.1)

𝑁60 = 𝑁 × (𝐶𝐸𝑅₆₀) (2.2)

(33)

18

Çizelge 2.3. Tij uzunluğu, iç tüp ve kuyu çapı ile ilgili düzeltme kat sayıları.

Uzunluk Düzeltme Katsayısı

Tij uzunluğu> 10 m 1.00

6 – 10 m 0.95 Nt

4 – 6 m 0.85

3 – 4 m 0.75

Standart (iç tüpü olan) örnekleyici kullanılmış ise;

1.0 İç tüpü olmayan örnekleyici kullanılmış

ise;

1.2 Nö

Kuyu çapı 65 – 115 mm 1.0

Kuyu çapı 150 mm 1.05 Nç

Kuyu çapı 200 mm 1.15

Denklem (2.4)’teki formülle Çizelge 2.4’te belirtilen kat sayılar kullanılarak normalize edilmiş vuruş sayıları elde edilir.

2.2.4. Tij Uzunluğu, İç Tüp Ve Kuyu Çapı İle İlgili Düzeltmeleri

N darbe sayıları, zeminin rölatif yoğunluğunu ve deney derinliğindeki efektif gerilime bağlıdır. Efektif gerilim, efektif örtü gerilimi ile temsil edilir. Aynı göreceli yoğunluğa sahip bir kum, farklı derinliklerde farklı N değeri verir. Bu nedenle, bir düzeltme yapılarak düzeltilmiş darbe sayısı N1 elde edilir. Buda Denklem (2.5)’te görülmektedir.

Enerji oranı, tij uzunluğu, kuyu çapı ve tüp düzeltmeleri de yapılmış ise Denklem (2.6) yardımıyla N1(60) değeri elde edilir.

CN için çok yaygın kullanılan bağıntılar Denklem (2.7), Denklem (2.8), Denklem (2.9), Denklem (2.10), Denklem (2.11)’de verilmektedir [31]-[33].

𝑁60 = 𝑛 × (𝐸𝑅₆₀) × 𝑁𝑡 × 𝑁ö × 𝑁ç (2.4)

𝑁1 = 𝐶𝑁 × 𝑁 (2.5)

(34)

19

σ v': efektif düşey gerilim

İnceleme alanının yapılan derinlikleri 15,5-18,5 metre aralığındaki zemin sondajlarına göre hazırlanan jeolojik kesitler Şekil 2.3’te sunulmuştur.

Şekil 2.3. Zemin sondajlarına ait kesit aplikasyonu uydu görüntüsü.

İnceleme alanında yapılan sondajlara göre Şekil 2.3’teki kuzey-güney yönlü kesit Şekil 2.4’te çıkarılmış ayrıca yine Şekil 2.2’deki doğu-batı yönlü kesit Şekil 2.5’te çıkarılmıştır.

𝐶𝑛 = 0.85 × 𝑙𝑜𝑔10(145/(𝜎𝑣′ )) (2.7)

𝐶𝑣 = √_{(𝜎 𝑣′ )}1 kgf/cm² (2.8)

𝐶𝑛 =_{(70+𝜎 𝑣′)}170 𝐾𝑃𝑎 𝑣𝑒𝑦𝑎 𝐶𝑛 =_{(0.7+𝜎 𝑣′)}1.7 kgf/cm² (2.9)

𝐶𝑛 = 0.77 × 𝑙𝑜𝑔10( _𝜎𝑣′20 ) ton/ft² (2.10)

(35)

20

Şekil 2.4. Zemin sondajlarına ait kuzey-güney yönlü ölçeksiz jeoloji kesiti. Kuzey-Güney(N-S) Yönlü SPT(N30) değerleri de dikkate alınarak hazırlanan Jeoloji Kesiti (AA’) (SK34-SK35-SK18-SK3-SK26-SK22-SK23) (Derinlik:18.5m-Uzaklık; 3400m) (SPT(N) değerlerinin yüzler ve binler basamağı jeolojiyi detaylandırmak için kullanılmıştır.)

İnceleme alanının kuzeyi siltli kil ve plastik kil ağırlıklı olup, yamaç bitimi–ova başlangıcı Düzce fayının Gölyaka (Köprübaşı) segmenti ile ayrılmaktadır. Ovada yaklaşık 1,0 metrelik örtü tabaka kil (kısmen 3,5 metre), sonrası sulu kumlu silt ve siltli kum ağırlıklı olduğu tespit edilmiştir. Ovada yapılan zemin sondajlarında su seviyelerinin bir iki gün sonra yüzeye yakın metrelere yükseldiği görülürken ortalama 50 metrelik su sondajlarının birçoğunda kuyular yüksek basınçlı artezyen yapmaktadır.

Şekil 2.5. Zemin sondajlarına ait batı-doğu yönlü ölçeksiz jeoloji kesiti.

Batı-Doğu(W-E) yönlü SPT(N30) değerleri dikkate alınarak hazırlanan jeoloji kesiti(BB’) (Derinlik:18.5m, Uzaklık: 3600m) (SPT-N değerlerinin yüzler ve binler basamağı jeolojiyi detaylandırmak için kullanılmıştır.)

(36)

21

İnceleme alanının doğusu ince taneli zeminler (CH-CL-ML) olup, orta kesimleri ince– kalın taneli zeminler (SM-CL-GM), en batı kesimde ise ince taneli zemin (ML) ağırlıklı olduğu görülmüştür. Su sondajı için en uygun olarak kumlu çakıllı kalın taneli malzemelerin olduğu SK32 noktası olarak belirlenmiştir.

İnceleme alanı Efteni Gölü’nün batısında olup, alanın ovada kalan kısmının 2/3’lük kısmı Efteni Gölü’nün kurutulması sonucu kazanılmış olduğu jeolojik kesitlerle de anlaşılmaktadır. Alanın batısında Efteni Gölü’ne doğru akan Aksu Deresi’nin getirmiş olduğu iri çakıllı malzemelerin alanın güneybatı ve güneyine birikmiş olduğu kesitlerde görülmüştür. Alanın doğu kesiminde yer alan Efteni gölü çok düşük rakımda olması nedeniyle tüm yüzey sularının bu bölgede birikmesine neden olmaktadır. Efteni Gölü’nün yeniden genişletilmesi çalışmaları kapsamında gerekli önlemler alınmadığı takdirde alanın doğu kesimleri su baskınına maruz kalabileceği muhtemeldir. Alanda SPT(N30) değerlerinin ilgili düzelmeler yapıldıktan sonra B<1,20 m, B>1,20 metre ve radye temeller için 4,5 metreye kadar 48 adet sondaj kuyusu için hesaplamalar yapılmıştır. Burada ilk 5 kuyu için zemin emniyet gerilmesi Çizelge 2.5’te ve düşey yatak katsayısı verileri Çizelge 2.6’te sunulmuştur. Diğer kuyulara ait veriler Ek-4’te sunulmuştur [29].

Çizelge 2.4. İlk 5 kuyu için 4,5 metreye kadar zemin emniyet gerilmesi değerleri.

SPTN55'e Göre Taşıma Gücü Hesaplamaları

Ad ı Tem el Der in liğ i ( m t) Tem el Uzu nlu ğu (m t) Tem el Gen işliğ i ( m t) SPT SP T (N3 0) SP T Dü ze ltm e SPT N55 K(<1,33) (t/m2)[29] Bowles (kg/cm²)[29] Bowles1988 Der in lik (m t) N*45/ 55 B<1,22 mt B>1,22mt Temelde Radye SK1 0,8 12 10 1,50 9 9 7,6 1,03 0,90 0,61 0,59 SK1 3 12 10 3,00 10 9 7,5 1,10 0,88 0,64 0,62 SK1 4,5 12 10 4,50 12 12 9,4 1,15 1,09 0,83 0,80 SK2 0,8 12 10 1,50 7 7 5,7 1,03 0,73 0,49 0,48 SK2 3 12 10 3,00 9 8 6,6 1,10 0,82 0,60 0,57 SK2 4,5 12 10 4,50 15 14 11,5 1,15 1,41 1,07 1,03

(37)

22

Çizelge 2.4 (devam). İlk 5 kuyu için 4,5 metreye kadar zemin emniyet gerilmesi değerleri.

SK3 0,8 12 10 1,50 9 9 7,4 1,03 0,92 0,62 0,60 SK3 3 12 10 3,00 100 58 47,0 1,10 5,72 4,17 4,01 SK3 4,5 12 10 4,50 59 37 30,3 1,15 3,61 2,75 2,64 SK4 0,8 12 10 1,50 10 10 8,3 1,03 1,01 0,69 0,66 SK4 3 12 10 3,00 14 13 10,5 1,10 1,25 0,91 0,87 SK4 4,5 12 10 4,50 12 12 9,4 1,15 1,10 0,84 0,80 SK5 0,80 12 10 1,50 18 17 13,5 1,03 1,56 1,06 1,02 SK5 3,00 12 10 3,00 22 19 15,1 1,10 1,72 1,26 1,21 SK5 4,50 12 10 4,50 21 29 23,3 1,15 2,62 2,00 1,92

Çizelge 2.5. Alanda ilk 5 kuyu için 4,5 metreye kadar hesaplanan çeşitli temel türleri için düşey yatak katsayısı değerleri.

Düşey Yatak Katsayısı (D.Y.K) Hesabı

Ad ı Tem el De rin liğ i (m t) SP TN5 5 ZEG _ton/m³ _ton/m³ _D.Y.K N* 45 /5 5 B< 1, 22 m t B> 1, 22 m t Ra dy e Tem eld e B< 1, 22 m t B> 1, 22 m t Ra dy e Tem eld e Sk1 0,8 7,6 0,90 0,61 0,59 1082 736 708 Sk1 3 7,5 0,88 0,64 0,62 1058 771 741 Sk1 4,5 9,4 1,09 0,83 0,80 1303 992 954 Sk2 0,8 5,7 0,73 0,49 0,48 871 593 570 Sk2 3 6,6 0,82 0,60 0,57 984 717 689 Sk2 4,5 11,5 1,41 1,07 1,03 1687 1285 1235 Sk3 0,8 7,4 0,92 0,62 0,60 1100 749 720 Sk3 3 47,0 5,72 4,17 4,01 6861 5000 4807 Sk3 4,5 30,3 3,61 2,75 2,64 4334 3301 3173 Sk4 0,8 8,3 1,01 0,69 0,66 1211 824 792 Sk4 3 10,5 1,25 0,91 0,87 1496 1090 1048 Sk4 4,5 9,4 1,10 0,84 0,80 1318 1004 965 Sk5 0,8 13,5 1,56 1,06 1,02 1874 1275 1226 Sk5 3 15,1 1,72 1,26 1,21 2068 1507 1449 Sk5 4,5 23,3 2,62 2,00 1,92 3146 2395 2303

Alanın ova bölümünde SPT(N30) değerlerinin 3-25 aralığında olduğu, kuzey ve kuzeybatı kesimindeki eğimli alanlarda ise 15 ile Refü aralığında olduğu görülmektedir. SPT(N30) verilerine göre alanın 1,5 metre için tematik zemin emniyet gerilmesi haritası Harita 2.2’de düşey yatak katsayısına göre tematik haritası ise Harita 2.3’te verilmiştir.

(38)

23

Harita 2.2. SPT(N30) değerlerine göre 0-4,5m aralığı kat haritası.

Harita 2.2’de görüldüğü üzere alanın 0-1,5 metre derinlik için ZEG 0,12-1,04 kg/cm² aralığında olduğu görülmektedir.

Harita 2.3. SPT-N Değerlerine Göre 1,5 metre için Düşey Yatak Katsayısı. Harita 2.3’te görüldüğü üzere alanda düşey yatak katsayısı değerleri 456 ton/m³-1159 ton/m³ aralığındadır.

(39)

24

3. JEOTEKNİK AMAÇLI LABORATUVAR DENEYLERİ

3.1. ZEMİNLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Laboratuvar çalışmaları (Ek-5) kapsamında belirlenen, tane boyutları, su muhtevası, doğal/kuru birim hacim ağırlık, hidrometre, atterberg limitleri, zemin sınıflamaları ile tek/üç eksenli basınç dayanımı, serbest basınç dayanımı ve konsolidasyon deneyleri, 48 kuyunun verisinden faydalanarak ilk beşinin değerleri Çizelge 3.1’de sunulmuştur.

Çizelge 3.1. İlk beş sondaj kuyusundan alınan numunelerin laboratuvar sonuçları.

Numune D oğ al S u M uh te va sı (%) D oğ al B iri m H ac im A ğı rlı k (k N /m 3) K ur u Bi rim H ac im A ğı rlı k (k N /m 3) El ek A na liz i Atterberg Limitleri U SC S H id ro met rik a na liz Ü ç Ek se nl i B ası nç (U U ) *f up (o ) K on so lid as yo n Şi şme Ba sın cı (k gf /c m2 ) Gs So nd aj A dı Ti pi v e A dı D er in lik (m.) #1 0 K al an (%) #2 00 G eç en (%) LL (%) PL (%) PI (%) #k il G eç en #si lt G eç en * cu p (k N /m 2 Şi şme Y üz de si (%) SK-1 UD-1 1,00-1,50 20,11 18,31 15,25 1,12 68,99 41 20 21 CL 47,1 21,89 68,85 7 1 0,2075 2,68 SK-1 SPT-1 1,50-1,95 23,66 - - 0 81,72 52 25 27,25 CH - - - - SK-1 SPT-2 7,50-7,95 32,12 - - 0 88,32 54 34 20 MH - - - - SK-1 SPT-3 12,50-12,95 17,13 - - 0 78,73 - - NP ML - - - - SK-1 SPT-4 18,00-18,45 32,43 - - 0 91,22 58 35 23 MH - - - - SK-2 UD-1 1,00-1,50 24,13 18,07 14,55 0 83,81 61 27 34 CH 62,2 21,61 57,38 7 0,9 0,1701 2,71 SK-2 SPT-1 1,50-1,95 18,6 - - 0 77,91 - - NP ML - - - - SK-2 SPT-2 4,50-4,95 24,26 - - 0 85,29 53 26 27 CH - - - - SK-2 SPT-3 7,50-7,95 19,02 - - 5,85 44,15 42 20 22 SC - - - - SK-2 SPT-4 12,50-12,95 33,13 - - 0 91,72 58 34 24 MH - - - - SK-2 SPT-5 15,00-15,45 17,58 - - 1,1 79,67 - - NP ML - - - - SK-3 SPT-1 1,50-1,95 30,56 - - 2,22 77,5 57 32 25 MH - - - - SK-3 UD-1 2,00-2,50 22,3 18,1 14,79 0 76,98 51 24 27 CH 62,2 14,78 60,11 6 0,8 0,1426 2,69

(40)

25

Çizelge 3.1 (devam). İlk beş sondaj kuyusundan alınan numunelerin laboratuvar sonuçları.

SK-3 SPT-2 3,00-3,45 15,79 - - 4,93 36,18 - - NP SM - - - - SK-3 SPT-3 7,50-7,95 16,97 - - 2,12 69,39 - - NP ML - - - - SK-3 SPT-4 12,00-12,45 17,54 - - 5,26 48,54 36 18 18 SC - - - - SK-3 SPT-5 15,00-15,45 18,39 - - 3,16 65,52 39 17 22 CL - - - - SK-4 SPT-1 1,50-1,95 25,77 - - 2,76 76,69 52 27 25 CH - - - - SK-4 UD-1 2,00-2,50 19,82 18,13 15,11 0 69,37 42 21 21 CL 46,3 23,07 72,18 8 0,9 0,1751 2,67 SK-4 SPT-2 7,50-7,95 29,65 - - 0 87,79 54 31 23 MH - - - - SK-4 SPT-3 9,00-9,45 19,29 - - 1,43 70,36 - - NP ML - - - - SK-4 SPT-4 15,00-15,45 15,85 - - 6,4 41,16 - - NP SM - - - - SK-5 SPT-1 1,50-1,95 16,38 - - 3,67 46,61 - - NP SM - - - - SK-5 UD-1 2,00-2,50 20 18,16 15,15 1,39 69,72 39 21 18 CL 45,5 24,22 70,73 7 1 0,1591 2,68 SK-5 SPT-2 3,00-3,45 22,9 - - 0 82,82 56 24 32 CH - - - - SK-5 SPT-3 9,00-9,45 28,13 - - 0 79,38 57 31 26 MH - - - - SK-5 SPT-4 12,50-12,95 16,98 - - 5,97 34,48 - - NP SM - - - -

Çizelge 3.1’de verilen verilere göre zeminlerin fiziksel özellikleri Çizelge 3.2, Çizelge 3.3, Çizelge 3.4 ve Çizelge 3.5’te verilmiştir [35].

Çizelge 3.2. Zeminlerin plastiklik tanımları ve kuru mukavemetleri.

Tanım Plastisite İndisi% Dayanım

Plastik Değil 0-3 Çok Düşük

Düşük Plastik 3-15 Düşük

Orta Plastik 15-30 Orta

Yüksek Plastik 31+ Yüksek

Çizelge 3.3. Zeminlerin sıkışabilirliği.

Düşük Sıkışabilirlik 0-0,19 0-30

Orta Sıkışabilirlik 0,20-0,30 31-50

Yüksek Sıkışabilirlik 0,40+ 51+

Çizelge 3.4. Zeminlerin kıvam indisine göre sınıflaması.

Çok Yumuşak 0-0.25 Yumruk Kolayca Girebilir

Yumuşak 0.25-0.50 Başparmak Kolayca Girebilir

Orta 0.50-0.75 Az Bir Kuvvet Uygulaması İle

Başparmak Girebilir.

Katı 0.75-1.00 Başparmak İz Bırakır,

Çok Katı 1.00-1.25 Başparmak Tırnağı İle Kolayca Çizilebilir

(41)

26

Çizelge 3.5. Kohezyonlu zeminlerin laboratuvar sonuçlarına göre tanımlanması.

Sk N o D er in lik (M ) Li ki t Li mi t ( %) Pl ast ik L imi t ( %) Pl ast isi te İn di si (%) U scs Su M uh te va sı (%) K ıv aml ılı k İn de ksi (I c) K ıv aml ılı k İn de ksi ne G ör e Ta nı m Pl asi tis e İn di sin e G ör e Pl ast ik lik Li ki t Li mi te G ör e Sı kı şa bi lir lik

Sk-1 1,50-1,95 41 20 21 Cl 20,11 0,99 Katı Orta Plastik Orta Sıkışabilir

Sk-1 7,50-7,95 52 25 27 Ch 23,66 1,05 Çok Katı Orta Plastik Yüksek Sıkaşabilir

Sk-1 12,50-12,95 54 34 20 Mh 32,12 1,09 Çok Katı Orta Plastik Yüksek Sıkaşabilir

Sk-1 18,00-18,45 - - Np Ml 17,13

Sk-2 1,50-1,95 61 27 34 Ch 24,13 1,08 Çok Katı Yüksek Plastik Yüksek Sıkaşabilir

Sk-2 4,50-4,95 - - Np Ml 18,60

Sk-2 12,50-12,95 42 20 22 Sc 19,02 1,04 Çok Katı Orta Plastik Orta Sıkışabilir

Sk-3 1,50-1,95 - - Np Ml 17,58

Sk-3 7,50-7,95 - - Np Sm 15,79

Sk-3 12,00-12,45 - - Np Ml 16,97

Sk-3 15,00-15,45 36 18 18 Sc 17,54 1,03 Çok Katı Orta Plastik Orta Sıkışabilir

Sk-4 1,50-1,95 39 17 22 Cl 18,39 0,94 Katı Orta Plastik Orta Sıkışabilir

Sk-4 7,50-7,95 42 21 21 Cl 19,82 1,06 Çok Katı Orta Plastik Orta Sıkışabilir

Sk-4 15,00-15,45 - - Np Ml 19,29

Sk-5 1,50-1,95 - - Np Sm 15,85

Sk-5 2,00-2,50 - - Np Sm 16,38

Sk-5 3,00-3,45 39 21 18 Cl 20,00 1,06 Çok Katı Orta Plastik Orta Sıkışabilir

Sk-5 9,00-9,45 56 24 32 Ch 22,90 1,03 Çok Katı Yüksek Plastik Yüksek Sıkaşabilir

Alanda kohezyonlu zeminler kıvamlılık indeksine göre çok katı-katı kıvamda, plastise indisine göre yüksek-orta plastik özellikte, likit limite göre ise de, yüksek-orta sıkışabilir özelliktedir.