ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

(1)

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

Ayşegül YÜCEL

SİLİS DUMANI VE AKIŞKANLAŞTIRICI İLAVESİNİN TAM DOLGULU KAYA SAPLAMALARININ DAYANIMINA ETKİSİ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ADANA, 2007

(2)

ÖZ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

SİLİS DUMANI VE AKIŞKANLAŞTIRICI İLAVESİNİN TAM DOLGULU KAYA SAPLAMALARININ DAYANIMINA ETKİSİ

Ayşegül YÜCEL ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Doç. Dr. Alaettin KILIÇ Yıl: 2007 Sayfa: 116

Jüri Prof. Dr. Mesut ANIL Doç. Dr. Alaettin KILIÇ Doç. Dr. Suphi URAL Doç. Dr. A. Mahmut KILIÇ Yrd. Doç. Dr. Abdülazim YILDIZ

Bu çalışma, çimento dolgulu kaya saplamalarının taşıma kapasitesini etkileyen faktörlerin belirlenmesi ile ilgilidir. Bu amaçla bazalt bloklara yerleştirilen saplamalar üzerinde yapılan saplama çekme deneyleri sonucunda saplama kapasitesi ile dolgu maddesinin basınç ve makaslama dayanımı ve kür süresi arasındaki ilişki incelenmiştir. Farklı oranlarda hazırlanan dolgu maddesi karışımları içinde, en yüksek dayanımı %8 silis dumanı içeren dolgu karışımı göstermiştir. Saplama çekme dayanımına bakıldığında ise su/çimento oranı 0,40 olan dolgu karışımı en düşük dayanımı gösterirken diğer karışımlar 28 günlük kür süresinde aynı dayanımı göstermiştir.

Araştırmalar, saplama kapasitesi ile farklı özellikteki dolgu karışımlarının yapışma kapasitelerinin ve dayanımlarının kür süresine bağlı olarak aralarındaki ilişkinin nasıl olduğunu, ayrıca dolgu karışımlarına eklenen silis dumanı ve akışkanlaştırıcı katkı maddelerinin yapışma dayanımını nasıl etkilediğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Kaya saplamaları, silis dumanı, saplama kapasitesi, dolgu dayanımı, kür süresi.

(3)

ABSTRACT MSc THESIS

THE EFFECTS OF ADDITION SILICA FUME AND PLASTICIZER ON FULLY GROUTED ROCKBOLTS

Ayşegül YÜCEL

DEPARTMENT OF MINING ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES

UNIVERSITY OF CUKUROVA

Danışman : Assoc. Prof. Dr. Alaettin KILIÇ Year: 2007 Page: 116

Jury Prof. Dr. Mesut ANIL

Assoc. Prof. Dr Alaettin KILIÇ Assoc. Prof. Dr Suphi URAL Assoc. Prof. Dr A. Mahmut KILIÇ Asist. Prof. Dr. Abdülazim YILDIZ

This study is related with the factors that effect the load capacity of fully grouted rockbolts. For this aim, bolts were embedded into bazalt blocks. Relationship between grout material – compressive and shear strength and curing time were investigated in the laboratory. A grout material concrete showed the highest compressive that including %8 silica fume. Water – binder ratio was 0,40 amount of grout mixture displayed the lowest bolt load strength. Other mixtures showed same strength for 28 curing time.

Current investigation showed how bolt capacity, bonded capacity in mixtures having different properties connected curing time. Also showed how effect of addition cilica fume and plasticizer on fully grouted rockbolts.

Keywords: Rockbolts, silica fume, bolt capacity, grout strength, curing time.

(4)

İÇİNDEKİLER SAYFA

ÖZ………... I

ABSTRACT……….. II

TEŞEKKÜR……….. III

İÇİNDEKİLER………... IV ŞEKİLLER DİZİNİ………... VII

ÇİZELGELER DİZİNİ………... X

EKLER DİZİNİ………. XI

1. GİRİŞ………. 1

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR………. 4

2.1. Kaya Saplamalarının Tarihçesi……… 7

2.2. Kaya Saplamalarının Kullanım Yerleri………... 9

2.3. Kaya Saplamalarının Sınıflandırılması……… 10

2.3.1. Mekanik Ankrajlı Kaya Saplamaları………. 12

2.3.1.1. Kama – Yarık Ankrajlı Kaya Saplamaları……… 13

2.3.1.2. Genişleme Başlıklı Kaya Saplamaları……….. 14

2.3.2. Dolgu Ankrajlı Kaya Saplamaları………. 15

2.3.2.1. Çimento Dolgulu Kaya Saplamaları………. 16

2.3.2.2. Reçine Dolgulu Kaya Saplamaları………... 18

2.3.2.3. Birleşik Tip Kaya Saplamaları………. 20

2.3.3. Sürtünme Ankrajlı Kaya Saplamaları……… 20

2.3.3.1. Split – Set Kaya Saplamaları……… 21

2.3.3.2. Swellex Kaya Saplamaları……… 23

2.3.4. Diğer Kaya Saplamaları……… 24

2.3.4.1. Dolgu Ankrajlı Kablo Saplamaları………... 24

2.3.4.2. Perfo Kaya Saplamaları (Perfobolt)………. 26

2.3.4.3. Fiberglas ve Ağaç Kaya Saplamaları………... 26

2.3.4.4. Kendinden Matkaplı Kaya Saplamaları……… 27

2.3.4.5. Dübel Tipi Kaya Saplamaları………... 27

(5)

2.4. Kaya Saplamalarında Kullanılan Dolgu Maddeleri ve Yerleştirme

Yöntemleri………….……… 27

2.4.1. Çimento Dolgular……….. 27

2.4.1.1. Çimento Katkı Maddeleri………. 29

2.4.1.1.(1). Akışkanlaştırıcılar………. 31

2.4.1.1.(2). Silis Dumanı………. 33

2.4.1.2. Çimento Dolgulu Kaya Saplamalarının Yerleştirilmesi………... 35

2.4.1.2.(1). Perfo Yöntemi………... 35

2.4.1.2.(2). Enjeksiyon Yöntemi………. 36

2.4.1.2.(3). Bergjet Yöntemi……… 37

2.4.1.2.(4). Kartuşlu Yöntem………... 37

2.4.2. Reçine Dolgular………. 39

2.4.2.1. Reçineli Dolguların Yerleştirilmesi……….. 39

3. MALZEME VE YÖNTEM………... 41

3.1. Malzeme………... 41

3.1.1. Bazalt Bloklar……… 41

3.1.2. Nervürlü Çelik Çubuklar………... 41

3.1.3. Karma Suyu………... 42

3.1.4. Çimento………. 42

3.1.5. Silis Dumanı……….. 42

3.1.6. Süper Akışkanlaştırıcı………... 42

3.1.7. Saplama Çekme Silindiri ve Pompası………... 43

3.2. Yöntem……… 44

3.2.1. Deliklerin Delinmesi………. 44

3.2.2. Dolgu Karışımının Hazırlanması………... 44

3.2.3. Saplamaların Yerleştirilmesi………. 45

4. ARAŞTIRMA BULGULARI………... 47

4.1. Saplamaların Çekilmesi……… 47

4.2. Dolgu Dayanımlarının Belirlenmesi………. 48

4.3. Dayanımlar Arasındaki İlişki………... 50

(6)

5. SONUÇLAR………... 88

KAYNAKLAR………... 94

ÖZGEÇMİŞ………... 100

EKLER……….. 101

(7)

ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA

Çizelge 1.1. Kaya saplamalarının gruplandırılması……… 2 Çizelge 3.1. Kullanılan silis dumanının kimyasal bileşimi………. 42 Çizelge 3.2. Saplama çekme testlerinde kullanılan dolguların bileşenleri... 44 Çizelge 4.1. Saplamaların dolgu türü ve kür süresine bağlı çekme

dayanımları………... 48 Çizelge 4.2. Dolgu maddelerinin kür süresine bağlı basınç dayanımları……… 48 Çizelge 4.3. Dolgu maddelerinin kür süresine bağlı makaslama

dayanımları………... 49 Çizelge 5.1. Kür süresine bağlı en yüksek ve en düşük basınç

dayanımları……….. 88 Çizelge 5.2. Kür süresine bağlı en yüksek ve en düşük makaslama

dayanımları……….. 89 Çizelge 5.3. Kür süresine bağlı en yüksek ve en düşük saplama çekme

dayanımları……….. 89 Çizelge 5.4. Dayanımlar arasındaki ilişki………... 91 Çizelge 5.5. Kür sürelerine bağlı dayanımlar arasındaki ilişki………... 92

(8)

ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA

Şekil 2.1. Yaygın olarak kullanılan kaya saplamaları………. 11

Şekil 2.2. Kama – yarık ankrajlı saplama……… 13

Şekil 2.3. Genişleme başlıklı kaya saplaması………... 15

Şekil 2.4. Çimento dolgulu kaya saplaması……… 17

Şekil 2.5. Reçine dolgulu kaya saplaması………... 19

Şekil 2.6. Split – Set kaya saplaması………... 21

Şekil 2.7. Swellex kaya saplamasının yerleştirilmesi ve kaya ile etkileşimi………... 23

Şekil 2.8. Dolgu ankrajlı kaya saplaması……… 25

Şekil 2.9. Perfo tipi saplama………... 35

Şekil 2.10. Enjeksiyon yöntemi ile kaya saplamalarının yerleştirilmesi…... 36

Şekil 2.11. Bergjet yöntemiyle kaya saplamasının yerleştirilmesi………… 37

Şekil 2.12. Airtrol çimento kartuşuyla kaya saplamasının yerleştirilmesi………... 38

Şekil 3.1. Nervürlü çelik çubuk yerleştirilmiş bazalt blok………... 41

Şekil 3.2. Saplama çekme silindiri ve pompa……….. 43

Şekil 3.3. Saplamaların çekilmesi……… 46

Şekil 4.1. I. Grup dolgu karışımının dolgu basınç dayanımı – dolgu makaslama dayanımı……… 50

Şekil 4.2. I. Grup dolgu karışımının dolgu basınç dayanımına bağlı saplama çekme dayanımı……… 51

Şekil 4.3. I. Grup dolgu karışımı makaslama dayanımına bağlı saplama çekme dayanımı……….. 52

Şekil 4.4. II. Grup dolgu karışımının dolgu basınç dayanımı – dolgu makaslama dayanımı……… 53

Şekil 4.5. II. Grup karışımının dolgu basınç dayanımına bağlı saplama çekme dayanımı……….. 54

Şekil 4.6. II. Grup dolgu karışımı makaslama dayanımına bağlı saplama çekme dayanımı……….. 55

Şekil 4.7. III. Grup dolgu karışımının dolgu basınç dayanımı – dolgu makaslama dayanımı……… 56

Şekil 4.8. III. Grup karışımının dolgu basınç dayanımına bağlı saplama çekme dayanımı……….. 57

Şekil 4.9. III. Grup dolgu karışımı makaslama dayanımına bağlı saplama çekme dayanımı……….. 58

Şekil 4.10. IV. Grup dolgu karışımının dolgu basınç dayanımı – dolgu makaslama dayanımı……… 59

(9)

Şekil 4.11. IV. Grup dolgu karışımının dolgu basınç dayanımı – saplama

çekme dayanımı……….. 60

Şekil 4.12. IV. Grup dolgu karışımı makaslama dayanımına bağlı saplama

Şekil 4.13. V. Grup karışımının dolgu basınç dayanımına bağlı saplama

Şekil 4.14. V. Grup karışımının dolgu basınç dayanımına bağlı saplama

Şekil 4.15. V. Grup dolgu karışımı makaslama dayanımına bağlı saplama

Şekil 4.16. VI. Grup dolgu karışımının dolgu basınç dayanımı – dolgu

makaslama dayanımı……… 65

Şekil 4.17. VI. Grup karışımının dolgu basınç dayanımına bağlı saplama

Şekil 4.18. VI. Grup dolgu karışımı makaslama dayanımına bağlı saplama

Şekil 4.19. 2 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç dayanımı – makaslama dayanımı……… 68 Şekil 4.20. 2 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç

dayanımlarına bağlı olarak saplama çekme dayanımları……… 69 Şekil 4.21. 2 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının makaslama

dayanımlarına bağlı olarak saplama çekme

dayanımları……… 71

Şekil 4.22. 3 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç dayanımı – makaslama dayanımı………. 72 Şekil 4.23. 3 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç

dayanımlarına bağlı olarak saplama çekme dayanımları………. 73 Şekil 4.24. 3 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının makaslama

Şekil 4.25. 7 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç dayanımı – makaslama dayanımı………. 76 Şekil 4.26. 7 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç

dayanımlarına bağlı olarak saplama çekme dayanımları………. 77 Şekil 4.27. 7 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının makaslama

Şekil 4.28. 28 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç dayanımı – makaslama dayanımı………... 80 Şekil 4.29. 28 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının basınç

dayanımlarına bağlı olarak saplama çekme dayanımları……... 81 Şekil 4.30. 28 günlük kür süresi sonunda dolgu karışımlarının makaslama

Şekil 4.31. Demir çubuk yenilmesi………. 84

(10)

Şekil 4.32. Demir çubuk yenilmesi………. 84

Şekil 4.33. Kür süresine bağlı basınç dayanımı………... 85

Şekil 4.34. Kür süresine bağlı makaslama dayanımı………... 86

Şekil 4.35. Kür süresine bağlı saplama dayanımı……….. 87

(11)

EKLER DİZİNİ SAYFA

Ek 1. Dolgu karışımlarının kür süresine bağlı basınç dayanımları…….. 101 Ek 2. Dolgu karışımlarının kür süresine bağlı makaslama dayanımları.. 102 Ek 3. Dolgu karışımlarının kür süresine bağlı saplama çekme

dayanımları………. 103

(12)

1. GİRİŞ Ayşegül YÜCEL

1. GİRİŞ

Kaya saplamaları, maden ve inşaat mühendisliği çalışma alanlarında, özellikle ana nakliyat yolları ve tünellerde, üretim ve kazı boşluklarında, şev duraylılığının sağlanmasında, sağlamlaştırma ve tahkimat elemanı olarak 19.

yüzyılın başından beri kullanılmaktadır. Kaya saplaması, içi dolu veya boş şekilli, çelik çubuktan mamul, kaya kütlesi içerisine ön gerilmeli veya ön gerilmesiz olarak yerleştirilen bir kaya sağlamlaştırma (tahkimat) elemanıdır.

Kaya saplamalarının kullanım amacı eklem ve çatlakların genişlemesini engellemek ve kaya kütlesinin kendi kendini destekleme yeteneğini arttırmak suretiyle sağlamlaştırma ve tahkimat işlevini yerine getirmektedir (Kaiser vd, 1992).

Kaya saplamalarının sağlamlaştırmadaki etkisi birçok araştırmacı tarafından incelenmektedir.

Hook ve Wood (1988); Brady ve Brown, (1993)’e göre kaya saplamalarının kullanım amacı kaya kütlesinin yapısında var olan direnci korumak ve bu direnci harekete geçirmektir.

Akyol ve ark., (1993)’e göre kaya kütlesinin dayanımı arttırmak ve deformasyonları sınırlandırmaktır.

Bieniawski (1984)’e göre kaya tabakalarının kendi kendilerini desteklemesini sağlamaktır.

Wittaker ve Frith (1990); Smith (1993)’e göre süreksizliklerle çevrilmiş kaya bloklarını birbirlerine bağlayarak veya ilave yanal gerilmeler uygulayarak kaya kütlesinin mekanik özelliklerini arttırmak için kaya saplamaları kullanılmaktadır.

Singh ve ark., (1983)’e göre madencilik faaliyetlerinin sürekliliğini sağlamak, açıklık boyutlarını muhafaza etmek ve çalışanların emniyetini sağlamak için kullanılmaktadır.

Muller (1987)’e göre ise, kaya saplamaları kazı boşluğuna gelen yüklerin kazıyı çevreleyen kaya kütlesine taşıtılmasını sağlamak için kullanılmaktadır.

Kaya saplamaları ön gerilmeli ya da ön gerilmesiz olarak kaya kütlesine yerleştirilebilen, içi dolu ya da boş çelik malzemeden olup, ankraj sistemlerine bağlı

(13)

olarak üç ana gruba ayrılır (Stillborg, 1986; Hoek ve Wood, 1988; Cybulski ve Mazzoni, 1989). Bu gruplar Çizelge 1.1.’de verilmektedir.

Çizelge 1.1. Kaya Saplamalarının Gruplandırılması

GRUP: ÇEŞİTLERİ:

Mekanik Ankrajlı - Kama – Yarık Ankrajlı - Genişleme Başlıklı Dolgu Ankrajlı - Çimento Dolgulu

- Reçine Dolgulu Sürtünme Ankrajlılar - Split – Set

- Swellex

Mekanik ankrajlı kaya saplamaları, yerleştirildikleri kayanın patlatmalar ya da yüksek gerilmeler altında çatlaması sonucu yük taşıma kapasitelerini kaybeder.

Bu yüzden mekanik ankrajlı kaya saplamaları sağlam kayaçlarda ve su gelirinin az olduğu koşullarda kullanılmalıdırlar (Stillborg, 1986; Yaralı, 1991). Suyun etkisini azaltmak için mekanik ankraj sistemini çimento veya reçine içine almak mümkündür.

Böylece daha uzun süreli kullanım sağlanabilir (Albayrak, 1989).

Kaya saplamaları ile tahkimat teknolojisinde en son gelişmelerin ürünü sürtünme ankrajlı kaya saplamalarıdır. Sürtünme ankrajlı kaya saplamaları çimento ankrajlı saplamalardan daha zayıf olmalarına rağmen çabuk yerleştirilmeleri ve dolguya ihtiyaç göstermemeleri nedeniyle büyük avantaja sahiptir (Kılıç, 1997).

Ancak hem imal edildikleri borunun ince olması hem de nemli kaya koşullarında korozyona uğrarlar (Franklin ve Dusseault, 1989; Yaralı, 1991).

Dolgulu kaya saplaması, herhangi bir mekanik ankraj içermeyen, genellikle nervürlü çelik çubuktan ibaret ve kaya kütlesi içerisinde açılan deliğe yerleştirilen ve delik boyunca bir dolgu maddesi ile delik çeperine yapışması sağlanan bir sağlamlaştırma elemanıdır (Franklin ve Dusseaullt, 1989).

Kullanılmakta olan çeşitli dolgu maddeleri olmakla birlikte, dolgu maddesi olarak Normal Portland Çimentosu yeterlidir. Su ile karıştırılıp harç haline getirilen dolgu maddesi, taban deliklerine yerçekimi etkisinden faydalanılarak, eğimli veya tavan deliklerine ise bir pompa yardımıyla ile doldurulduktan sonra saplamalar

(14)

deliğe sürülür. Bu işlem sırasında harcın dökülmemesi için deliğin ağız kısmına basit bir tapa yerleştirilir.

Dolgu ankrajlı bir saplamanın etkinliği, kazı boşluğu çevresindeki gevşemiş bölgenin derinliğine kıyasla saplamanın boyuna bağlıdır. Ayrıca, dolgulu bir saplamanın normal ve makaslama gerilmeleri dağılımı da saplama boyu ile ilişkilidir.

Dolgu ankrajlı bir saplamanın taşıma kapasitesi saplamanın kesit şekline, çapına, uzunluğuna ve dolgu dayanımına bağlıdır. Bu nedenle, yüzeyler arasındaki makaslama direncindeki her hangi bir değişiklik saplama yapışma direnci ve taşıma kapasitesini etkiler. Dolayısıyla yapışmayı sağlayan dolgu maddesinin yapışma direnci oldukça önemli olup, bu direncin arttırılması sağlanmalıdır.

Bu çalışma, yeraltı madenciliğinde ve tünellerde yaygın olarak kullanım alanı bulan çimento dolgulu kaya saplamalarının taşıma kapasitesini etkileyen faktörlerin belirlenmesi ile ilgilidir. Bu amaçla bazalt bloklara yerleştirilen saplamalar üzerinde yapılan, saplama çekme deneyleri sonucunda saplama kapasitesi ile dolgu maddesinin basınç ve makaslama dayanımlarının kür süresi ile arasındaki ilişkiler incelenmektedir.

(15)

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ayşegül YÜCEL

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

1983’den 2006’ya kadar olan çalışmalarda, kaya saplamalarındaki malzeme parametreleri (malzeme cinsi, çap, uzunluk, vs.), sayısal ve statik ile modelleme çalışmaları şeklinde gerçekleştirilmektedir. Bununla birlikte, 1983 – 2006 yılları arasında dünyada bu konu ile ilgili yapılan belli başlı çalışmalar ve sonuçları özet halinde aşağıda kronolojik sırayla verilmektedir.

Bienawski (1984); yeraltında bir kazı boşluğu açıldığı zaman, açıklığı çevreleyen kayaç içerisinde radyal ve teğetsel gerilmeler şeklinde basınç yoğunlaşmaları veya rahatlamaları görülmektedir. Bu basınç değişimleri; açıklık geometrisine, kaya kütlesi özelliklerine ve kayacın içinde bulunduğu gerilme durumlarına göre farklılıklar göstermektedir. Radyal ve teğetsel gerilmelerin boyutları ve açıklık çevresinde oluşacak olan plastik bölgenin özellikleri, tahkimat üniteleri üzerine etki eden yüklerin belirlenmesinde kullanılan temel faktörlerdir.

Albayrak (1989); Türkiye Taş Kömürü Kurumuna (TTK) ait kömür damarlarının üretimi amacıyla açılan lağımda uygulanan rijit bağlar ile iki tip sürtünmeli kaya saplaması maliyet açısından karşılaştırılarak, sonuçta; çelik bağlı tahkimatın saplamalı tahkimata göre 1,6 – 2,0 kez daha pahalı olduğu anlaşılmaktadır.

Yaralı (1991); kaya saplamaları, uygulamaları, tasarımı ve kullanılmalarına ilişkin yönergeler ile ilgili yaptığı çalışmaların sonucunda galeri açıklıkları çevresinde oluşabilecek, yenilme bölgesinin kalınlığını, tahkimat ön tasarımında kaya saplamalarının kullanılıp kullanılamayacağını, saplama boyunu, saplamalar arası mesafeyi, saplama sayısı ve saplamaların yerleştirilme açısını belirlemeye çalışılmaktadır.

Labiouse (1992); bir yeraltı açıklığının kaya saplamasız ve püskürtme beton ankrajlı (veya mekanik ankrajlı) kaya saplamalı davranış değişimini incelemektedir.

Araştırmacı, 4, 6 ve 8 m uzunluktaki kaya saplamalarının kullanıldığı yerlerde kapanma ölçümü gerçekleştirilip, iki saplama arasındaki mesafenin artışıyla kapanmalarında o nispette arttığını belirlenmektedir.

(16)

Kılıç (1997); TAG otoyolu Bahçe yöresindeki tünellerde bulunan, esas tahkimat elemanı olarak kullanılan kaya saplamalarının etkinliklerinin belirlenmesi ve arttırılmasını araştırmaktadır. Yapılan araştırmalar sonucunda saplama yapışma direncine etki eden faktörlerden en önemlisinin delik çapı olduğu, ayrıca dolgu harcına eklenen temiz kum ve uçucu kül kıyaslandığında; 15 günlük kür süresinde çimentoya göre temiz kumun yapışma direnci %10 artarken, uçucu külde % 30 arttığını belirlenmektedir. Ancak temiz kumun dolgu harcının deliklere pompalanabilirliğini azalttığı görülürken uçucu kül ilavesinin pompalanabilme yeteneğini arttırdığı görülmektedir. Ayrıca temiz kum kür süresini uzatırken uçucu kül kür süresini kısaltmaktadır.

Stjern ve Myrvang (1998); araştırma kapsamında iki ayrı pilot bölge seçilerek, bunlardan ilki yüzeye yakın (3 m) ve diğer bölge 22 m derinlikte ve bu bölgede tam dolgulu kaya saplamaları kullanılmaktadır. Üretim esnasında patlatma yapıldığında bu saplamaların etkinliklerinde çok fazla değişiklik göstermediği görülerek bu durumda iki türlü saplamanın da kullanılabileceği kabul edilmektedir.

Kılıç ve Anıl (1999); dolgu malzemesi olarak kullanılan çimento içerisine

%4’e kadar kum veya uçucu kül ilavesinin saplama taşıma kapasitesine olan etkisini araştırarak ve saplama kapasitesinin arttırdığı görülmektedir.

Ünal ve ark., (2000); Çayırhan kömür madeninde Spilt – set ve Süper Swellex başta olmak üzere kaya saplamaları üzerinde 15 ay süren kapanma ölçümleri alınarak galeri duraylılığının belirlenmesinde de bu deformasyon ölçümlerini kullanmaktadır.

Siad (2001); yastık bölgesi üzerinde kinematik ve teorik yaklaşımla duraylılık analiz çalışması yapılmaktadır. Süreksizlik açısının kullanılan kaya saplamasına olan etkisini araştırmaktadır.

Uysal (2001); bu araştırma kapsamında, halat tipi kaya saplaması uygulamalarında ön gerdirme işleminin, çimento harcının donma süresinden bağımsız hale getirilmesi amacıyla patlatma esaslı yeni bir delik dibi ankraj sisteminin tasarımına ve uygulamasına yönelik araştırmalar yapılmaktadır. Bu araştırmalar sonucunda “Eğik kapaklı çelik başlık – jelatinit dinamit konsepti” amaca yönelik olarak en uygun konsept olarak belirlenmektedir.

(17)

Chatziangelou ve ark. (2001); Platumon tünelinde püskürtme beton, çelik hasır ve kaya saplaması kullanılarak RMR sınıflamasına göre tahkimat tasarım uygulamaları yapılmakta ve bu uygulamalarda farklı emniyet katsayısı değerlerini kullanmaktadır.

Gurung (2001); yapmış olduğu çalışmada, tek yönlü analitik çözümleme ile zemin ve kayada uygulanan tahkimatların çekme test sonuçlarının nasıl değiştirdiğini araştırmaktadır. Teorik olarak da modellerde jeolojik yapı değişiminin çekme test sonuçlarındaki farklılıklara neden olan etkisine açıklık getirmeye çalışmaktadır.

Kılıç ve Çelik (2002); yaygın olarak çalışma alanı bulan çimento dolgulu kaya saplamalarının taşıma kapasitesini etkileyen faktörlerin belirlenmesi ile ilgilidir.

Buna göre; saplama boyu ve/veya saplama yapışma alanı, dolgu maddesinin makaslama dayanımı ve kür süresi arttıkça saplama kapasitesinin arttığı belirlenmektedir.

Lou ve ark. (2002); 18 m genişliğinde, 30 m yüksekliğinde ve 400 – 600 m uzunluğunda tüf içerisinde açılarak ve depo amaçlı kullanılan bir yeraltı açıklığında incelemeler yapmaktadır. Galeride üç sıra delinen saplama deliklerinin farklılık oluşturduğunu belirtilmektedir. Yaptıkları sayısal analizde, kazı öncesi ve sonrası durumu incelemek için, yerinde ve laboratuar testlerinden elde ettikleri sonuçları kullanılmaktadır.

Ivanovic ve ark. (2003); statik ve dinamik olarak reçine dolgulu kaya saplamaları için, ankraj sistemlerinin performansını incelemektedir. Sayısal benzetişim yardımıyla farklı yükleme seviyelerini ve titreşim hız değişimlerinin etkisini belirlemektedir.

Roberts ve ark. (2004); Güney Afrika altın madenlerindeki ölümle sonuçlanan kazaların, yaralanmaların sebebi olarak kullanılmayan tahkimat elemanları gösterilmektedir. Bu madenlerde bir bölgede kaya saplamaları ile ilgili bir çalışma başlatılmaktadır. Kısa kaya saplamalarıyla destekleme dizayn problemi, duraylılık ve dayanım ölçümleri gibi sorunlara çözüm bulunmaya çalışılmaktadır.

Kalyoncu (2004); rebar türü kaya saplamasının farklı kaya türlerinde ve farklı katlardaki galerilerde oluşan deformasyon üzerindeki etkisini inceleyerek,

(18)

saplama ile kaya kütlesi etkileşimini araştırarak, sonuçta gerilme ve maliyet analizi yaparak analitik yöntemle tasarım yapmaktadır.

Moosavi ve ark. (2004); Hoek hücresini laboratuar koşullarında şekillendirerek, kaya saplamasının hidrolik olarak eksenel çekme değerini ölçmektedirler. Rebar ve Dywidag bar nervürlü demirlerin 1,3 MPa ve 3,2 MPa farklı yüklemelerdeki eksenel yenilme ve radyal uzama grafiklerini belirlenmektedir.

Rebar kaya saplamasının yenilme koşullarının daha geç gerçekleştiğini tespit etmektedirler.

Fahimar ve Soroush (2005); kayaç ve dolgulu kaya saplamaları arasındaki etkileşim analizi için bir analitik çözüm ileri sürülmesine rağmen cebirsel karmaşıklıklar yüzünden diferansiyel eşitlikler sayısal metotlar tarafından çözülmesi amacıyla bir bilgisayar programı hazırlanmaktadırlar.

2.1. Kaya Saplamalarının Tarihçesi

Kaya saplamalarının tarihçesine bakıldığında bilinen ilk saplama türleri ilkel ağaç saplama şeklindedir. Bunların eski Romalılar tarafından şehir altındaki tünellerde kullanıldığı sanılmaktadır (Scott, 1983). İngiltere’de Kuzey Galler’deki arduvaz ocaklarında çelik saplamaların, askıda kalan kısımların düşmemesi için, 1890 tarihinden önce kullanıldığı bilinmektedir. Kaya saplamalarının uygulanması hakkında ilk yazılı rapor, 1918 yılında Yukarı Silezya (Polonya) kömür ocaklarından birinde yapılmaktadır. Burada saplamalar betonlama ile anayol tahkimatında betonun takviyesi için kullanılmaktadır. Ayrıca şeylden oluşan bir yalancı tavan, kumtaşından oluşan ana tavana saplamalarla tespit edilmektedir. Fakat savaş nedeniyle bu uygulamalara devam edilmemekteydi (Şerifoğlu, 1985).

İlk sistematik uygulama, A.B.D.’de Missouri Eyaleti’nin güneydoğusunda bulunan ve kurşun cevheri üreten ocaklarda, 1925 – 1930 yılları arasında yapılmaktaydı (Şerifoğlu, 1985).

Güney Dakota’da bulunan Homestake Madencilik Şirketi’nin kendi ocaklarındaki bacalarda tavanı takviye etmek için, tavana açılan deliklere çubuklar çimentolu harçla birlikte yerleştirilmekteydi (Ataman, 1978).

(19)

1938 yılında Butte – Montana’da Anaconda Bakır Madencilik Şirketi’ne ait yeraltı ocaklarında havalandırma galerilerinde tahkimat elemanı olarak kaya saplamaları kullanılmaktaydı (Yaralı, 1991).

1944 yılında, İngiltere’de Güney Galler’de bulunan Forchaman kömür ocağında yaklaşık 18 metre uzunluktaki bir anayol tavanı, sistematik olarak kamalı tip kaya saplamalarla tahkim edilmekteydi (Ataman, 1978).

Kaya saplamalarının dünya madenciliğinde bazı ocaklarda denenmesi, II.

Dünya Savaşı’na kadar devam etmektedir. Ancak, madencilikte ilk geniş ilgi, 1943 yılında yayınlanmış olan “Engineering and Mining Journal” dergisinde W.W.Weigel’in; “Tavan Kontrolünde U Demiri” başlıklı makalesinden sonra olmaktadır. Ancak II. Dünya Savaşı’nın yaratmış olduğu çelik sıkıntısı kaya saplaması uygulamalarını 1947 yılına kadar geciktirmekteydi. Bu tarihten sonra A.B.D. Maden Dairesi’nin bu konu ile ilgilenerek, gerek teorik ve gerekse uygulamalı araştırmalar yapmaya başlamış olması nedeniyle kaya saplamaları uygulamalarında büyük gelişmeler olmaktaydı (Ataman, 1978).

1950 – 1960 yılları arasında yeni bir saplama türü olan reçineli saplamalar geliştirilmekteydi. 1967’de reçineli saplamalar, genişleyebilen başlıklı tiplerle beraber kullanılmaya başlanmış, 1969’da çift ankrajlı ve 1970’de de pompalanabilir harçlı saplamalar bunu izlemekteydi (Ünal, 1977).

Türkiye’de kaya saplaması uygulaması hak ettiği öneme henüz sahip değildir.

Bilindiği kadarıyla madenciliğe yönelik ilk uygulamalar Uludağ Volfram madeninde başlatılmaktaydı. Sistematik olarak kaya saplaması uygulamaları Çayeli Bakır İşletmeleri A.Ş. Çayeli Ocağında (split –set, swellex, halat tipi kaya saplamaları) ve Soma Kömür İşletmeleri A.Ş. Soma Ocağında (split – set) kullanılmaktadır. Ayrıca Zonguldak’ta TTK Yeni Kozlu Kuyusunda reçineli saplamalar, TKİ – OAL Çayırhan Ocağında Sürtünmeli (split – set, swellex) ve reçineli saplamalar, Ayaş ve Şanlıurfa tünelleri başta olmak üzere ayrıca Tarsus ayrımı – Adana – Gaziantep otoyolu Bahçe yöresindeki tüneller de dâhil olmak üzere pek çok tünelde çeşitli kaya saplaması uygulamaları başarı ile yürütülmektedir.

(20)

2.2. Kaya Saplamalarının Kullanım Yerleri

Maden ve İnşaat Mühendisliği çalışma alanlarında sağlamlaştırma ve tahkimat elemanı olarak kullanılan kaya saplamalarının kullanım amacı eklem ve çatlakların genişlemesini engellemek ve kaya kütlesinin kendi kendini destekleme yeteneğini arttırmaktır. Buna ek olarak; diğer tekniklere nazaran daha düşük maliyet, büyük ekipman gereksiniminin olmaması, kaya ve zeminlere ayrı ayrı uygulanabilirliği ayrıca uygulama süresinin kısa ve imalatının daha kolay olması nedeniyle büyük bir talep oluşturmaktadır.

Kaya saplamaları en yoğun olarak, genel tabaka kuvvetlendirilmesinde kullanılmakla beraber, bazı özel uygulama alanları da vardır. Kullanım alanları aşağıdaki gibi özetlenebilir (Albayrak, 1989):

a. Oda – topuk yöntemiyle yapılan üretimde, odaların tavan kontrolünü sağlamak amacıyla kullanılır.

b. Uzun ayak sistemiyle yapılan üretimde, taban yollarının deformasyonunu engellemek ya da azaltmak için çelik bağlarla beraber kullanılır.

c. Taban yollarına gelebilecek basıncın dengelenmesi ve tabanın kabarmasını engellemek amacıyla tabana doğru düşey uygulama yapılır.

d. Uzun ayaklarda, kalın ve gevşek kömür damarlarını sağlamlaştırmak amacıyla kömürün içine doğru reçineli saplama uygulanır.

e. Arın ilerisinde bulunabilecek çatlaklı bölgelerin sağlamlaştırılması için arına ve tavana doğru reçineli ağaç saplama kullanılır.

f. Taşta sürülen nakliyat ve havalandırma galerilerinde geçici ya da sürekli tahkimat amacıyla kullanılır.

g. Fay zonları yakınlarında uygulanır.

h. Havalandırma ve nakliyat yollarında uygulanır.

i. Tünel giriş ve çıkışlarında genel tabaka sağlamlaştırılmasında ve tünelcilik çalışmalarında uygulanır.

j. Demir yolu ve otoyol çevrelerinin emniyetini sağlamak amacıyla kullanılır.

k. Şev kenarlarında kalıp saplaması olarak uygulanır.

l. Yeraltı trafo ve pompa daireleri gibi sabit yerlerin tahkimatında kullanılır.

(21)

m. İnşaat sektöründe, köprü ayakları gibi yerlerde kullanılır.

n. Su içeriği fazla olan çok zayıf kayaçlarda özel amaçlarla geniş gövdeli saplamalar kullanılır.

Klasik tahkimat sistemleri gözönüne alındığında kaya saplamalarının sağladıkları yararlar şu şekilde sıralanabilir:

· Tahkimat arını yakından izlemektedir. Açılan açıklık hemen tahkim edildiğinden büyük ölçüde tavan alçalması azaltılmaktadır. Kısaca, arazi kontrolü bakımından iş emniyetini arttırmaktadır.

· Saplamalar; özellikle reçineli saplamalar dinamit atmadan oluşan sarsıntılar ve buna benzer etkilerden etkilenmez.

· Galerilerde makinelerin çalışması, nakliyat araçlarının geçmesi kırık direkler gibi engeller içermez. Bu nedenle nakliyat verimi daha yüksektir.

· Saplamaların bulunduğu galerilerin hava akımına karşı dirençleri daha azdır.

Havalandırma ekonomisi yönünden önemli bir avantaj sağlar.

· Saplamaların kullanıldığı yolun genişliği emniyetle arttırılabilir.

· Saplamalar, boruların, kabloların vs. asılması için çok iyi bir mesnet imkânı verir. Böylelikle donatımın yanlarda kalarak nakliyata engel olması önlemektedir.

· Tavan taşlarının düşüp kömüre karışması ile kül oranının artması önlenmektedir. Odalarda daha temiz kömür üretmek mümkün olmaktadır.

· Klasik ağaç tahkimata nazaran daha ucuz bir tahkimat sistemi olduğu söylenebilir. Bazı uygulama şartlarında saplama maliyeti yüksektir. Fakat yukarıda sıralanan bütün avantajlar karşılaştırmada gözönüne alındığında, kaya saplamaları daha ekonomik olabilir.

2.3. Kaya Saplamalarının Sınıflandırılması

Kaya kütlesinde, kendi içerisinde oluşturduğu doğal gerilmeler mevcuttur.

Yeraltında yapılan kazılar sonucunda bu gerilmeler değişime uğramakta ve tabaka deformasyonuna göre yeni bir dağılım göstermektedir. Bu deformasyonun sonucunda kaya kütlesi yükleri oluşur. Bu yüklere karşı bir direnç yaratmak ve sonunda bu yükü

(22)

dengelemek için demir bağ veya ağaç tahkimat kullanılır. Kaya saplamaları ile tahkimatta ise durum daha farklıdır. Kaya saplamaları kullanılarak tavan sağlamlaştırılmakta ve tabakaların kendi kendini tutabilme yeteneğine katkı yapılmaktadır.

Kaya saplamaları kaya kütlesinin bir parçasıymış gibi davranarak, kaya kütlesinin zaten var olan direncini harekete geçirir ve onu sağlamlaştırır. Bunun yanında püskürtme beton ve çelik iksa gibi destekleme elemanları da kaya kütlesinde oluşacak hareketleri sınırlandırarak kaya saplamalarına yardımcı olur. Zayıf, karmaşık kaya ortamlarında açılan kazı boşluklarının sağlamlaştırılmasında genellikle uygulanabilen tek sistem kaya saplamalarıyla sağlamlaştırma sistemidir (Reed ve ark., 1993).

Kaya saplamaları literatürde yaygın olarak adlandırıldıkları şekilde ve yapılmış oldukları malzemelere (çelik, ağaç ve fiberglas), çalışma prensiplerine (aktif ve pasif etkileşim), delik içerisinde tutturulma (nokta, kısmi ve tüm ankraj) esaslarına ve delik içerisinde yerleştirme (gerdirmeli, gerdirmesiz ve ön gerdirmeli) yöntemlerine göre sınıflandırılmaktadırlar. Kaya sağlamlaştırmada kullanılan saplamalar Şekil 2. 1.’de verilmektedir.

Kaya Saplamaları

Mekanik Ankrajlı Dolgu Ankrajlı Sürtünme Ankrajlı

* Kama – Yarık * Çimento Dolgulu * Split – Set

* Genişleme başlıklı * Reçine Dolgulu * Swellex Bileşik Tip

* Mekanik Ank. + Dolgu

Şekil 2.1. Yaygın olarak kullanılan kaya saplamaları (Kılıç, 1997)

Mekanik ankrajlı ve dolgu ankrajlı saplamalar kazı boşluğu içerisine doğru hareket eden kaya malzemelerinin oluşturduğu gerilmeye karşı mekanik ankraj veya dolgular yardımıyla direnç göstererek bu hareketi önler. Buna karşılık sürtünme ankrajlı saplamalar kaya ve saplama yüzeyleri arasında oluşan sürtünme kuvvetleri

(23)

yardımıyla kaya hareketlerini önler. Bu nedenle çalışma ortamında muhtemel kaya yenilme şekli tahmin edilerek saplamaların yapışma veya sürtünme ile sağlamlaştırma mekanizmalarından hangisinin seçileceği belirlenir. Saplama seçimine etki eden diğer faktörlerden bazıları ise; yerleştirilmelerindeki kolaylık ve maliyet sayılabilir (Mc Kinnon, 1990).

2.3.1. Mekanik Ankrajlı Kaya Saplamaları

Mekanik ankrajlı saplamalar birçok yeraltı maden ocağında ve bazı tünellerde geçici tahkimat elemanı olarak kullanılmaktadır. Madencilikte kullanılan saplamaların %45’den fazlası mekanik ankrajlı, öngerdirmeli saplamalardır. Bu tür saplamalar hem ucuz hem de hızlı yerleştirilmeleri açısından tercih edilmektedir.

Orta ve sağlam kaya kütlelerinde oldukça etkin olup, yerleştirilmelerinin ardından bir öngerdirmeye tabi tutulabilirler. Ancak, saplamadaki gerilmeler zaman zaman kontrol edilmelidir (Cybulsky ve Mazzoni, 1989; Franklin ve Dusseault, 1989).

Bu tür kaya saplamaları, yerleştirildikleri kayanın patlatmalar ya da yüksek gerilmeler altında çatlaması sonucu yük taşıma kapasitelerini kaybeder. Bu yüzden mekanik ankrajlı kaya saplamaları sağlam kayaçlarda ve su gelirinin az olduğu koşullarda kullanılmalıdırlar (Stillborg, 1986; Yaralı, 1991). Suyun etkisini azaltmak için mekanik ankraj sistemini çimento veya reçine içine almak mümkündür. Böylece daha uzun süreli kullanım sağlanabilir (Albayrak, 1989).

Mekanik ankrajlı kaya saplamalarının avantajları aşağıda sıralanmıştır (Yaralı, 1991):

· Diğer saplamalara göre nispeten daha ucuzdur.

· Yerleştirildikten hemen sonra etkin hale gelir.

· Somunun döndürülmesiyle bir tork kuvveti uygulanır ve saplamadaki gerilme artar. Böylece sağlam kayaçlarda yüksek saplama yükü sağlanır.

Mekanik ankrajlı kaya saplamalarının başlıca dezavantajları da şunlardır (Yaralı, 1991):

· Sadece sağlam kayaçlarda kullanılması, bu tür saplamalar için dezavantajdır.

(24)

· Patlatmalardan etkilenerek, yük taşıma kapasitelerini kaybederler.

Mekanik ankrajlı kaya saplamaları genel olarak “kama – yarık” ankrajlı saplamalar ve “genişleme başlıklı” saplamalar olarak iki gruba ayrılırlar. Genişleme başlıklı mekanik ankrajlı saplamalar, kama – yarık ankrajlı saplamalara göre çok sayıda kullanılmalarına rağmen bu sayı giderek azalmaktadır. Bunun nedenlerinden bir tanesi mekanik ankrajlı saplamaların yalnız orta sert ve sert kaya yüzeyinde iyi ankraj sağlaması buna karşılık çok sert veya zayıf (çatlaklı, killi ve sulu) kayalarda işlev yapamamasıdır. Bir başka önemli neden ise diğer saplama türlerinin mekanik ankrajlı saplamalara göre daha üstün nitelikte olması ve özellikle zor yeraltı koşullarında duraylılığın sağlanmasında mekanik saplamalara göre daha etkin olmasıdır.

2.3.1.1. Kama – Yarık Ankrajlı Kaya Saplamaları

En eski ve en basit tür kaya saplaması olan kama – yarık ankrajlı saplamalar yerleştirilmelerinin kolay ve maliyetlerinin ucuzluğu nedeniyle oda – topuk yöntemiyle üretim yapılan kömür ocaklarında tavan kontrolü amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır (Kılıç, 1997). Şekil 2.2.’de gösterildiği gibi bir çelik çubuk, ucuna konikleştirilmiş bir çelik kama girecek şekilde yarılmıştır (Yaralı, 1991).

Şekil 2.2. Kama – yarık ankrajlı saplama (Hoek ve Brown, 1980; Albayrak, 1989).

Rondela

Somun

Yüzey Plakası

Kama

Saplama Çeliği

(25)

Kama – yarık ankrajlı saplamaların yerleştirilmelerinin kolay ve maliyetinin ucuz olmasına rağmen uygulamada pek çok dezavantajı vardır. Bunlar:

· Kaya ve saplama arasındaki etkileşim yüzeyi çok küçüktür. Bu yüzden sert ve sağlam kayalarda delik çapı ile saplama çapı arasındaki fark 6 – 8 mm, daha yumuşak kayalarda 4 – 5 mm olmalıdır (Kılıç, 1997).

· Sağlam kaya içerisinde ankrajın yapılacağı nokta, sulu delme işlemi ile yapılırsa, saplama etkinliğini önemli ölçüde yitirir (Kılıç, 1997).

· Saplamalar yerleştirildikten sonra tekrar geri kazanılamaz (Aldorf ve Exner, 1986).

· Patlatma ve arazi hareketlerinden çok çabuk etkilenir (Franklin ve Dusseault, 1989).

· Sert kayalarda çok iyi ankraj sağlamalarına karşılık ankraj dokanağındaki kaya direncinin 10 MPa’dan daha düşük olduğu durumlarda ankraj bölgesinde çatlamalar olabileceğinden saplama delik içinde kayarak etkisini kaybedebilir (Brady ve Brown, 1993).

2.3.1.2. Genişleme Başlıklı Kaya Saplamaları

Mekanik ankrajlı saplamaların en yaygın olarak kullanılan türü genişleme başlıklı kaya saplamasıdır. Genişleme başlıklı saplamalar kama – yarık ankrajlı saplamalardan daha karmaşık, dolayısıyla daha pahalıdır (Kılıç, 1997). Bu saplamalar, Şekil 2.3.’de görüldüğü gibi plaka ve somun, saplama çubuğu ve genişleme başlığı olmak üzere üç parçadan oluşurlar. Ayrıca genişleme başlığı da destek somun, başlık kabuğu ve konik kama olmak üzere üç parçadan oluşurlar. Bu tür saplamaların pek çok türü vardır. Bu türler arasındaki farklar sadece genişleme başlığının boyu, kabuk yaprakları üzerindeki pürüzlülüklerin şekli ve derinliği, kesik koninin koniklik açısı ve kabuk yapraklarının sayısı gibi değişikliklerden kaynaklanmaktadır (Uysal, 2001).

(26)

Şekil 2.3. Genişleme başlıklı kaya saplaması (Stillborg, 1994)

Bu tip saplamalar, orta sert ve sert kaya özelliklerinde başarı ile kullanılabilmektedir. Bunun dışında zayıf kayaçlarda kullanılabilen özel türleri olduğu gibi başlık kısmı plastik birleşimli olan saplamalarda mevcuttur. Bir ucu kancalı olan özel tipleri ise havalandırma borusu veya buna benzer sistemlerin tavana asılmasında kullanılırlar (Uysal, 2001).

Stillborg (1986) ve Brady ve Brown (1993)’e göre genişleme başlıklı kaya saplamalarının dezavantajları aşağıdaki gibidir (Kılıç, 1997).

· Doğru yerleştirme, kalifiye işçilik ve yakın takip gerektirmektedirler.

· Dolgu borularının sık sık arızalanması mümkündür.

· Uygun gerdirmenin sağlanabilmesi için uzun süre takip ve kontrol gerektirmeleri.

· Patlatma sonucu oluşan titreşimlerden olumsuz etkilenmeleri.

2.3.2. Dolgu Ankrajlı Kaya Saplamaları

Dolgu ankrajlı kaya saplamalarında ankraj dolgusu olarak çimento harcı veya reçineler kullanılır. Reçine dolgular daha çok öngerdirmeli olarak yerleştirilirken çimento dolgulu saplamalar ise öngerdirmesiz olarak yerleştirilen saplamalardır. Her

Rondela

Taşıma Plakası

Saplama Çubuğu

Destek

Somunu Başlık

Kabuğu Konik Kama

Genişleme Başlığı

(27)

iki dolgu türü ile ankre edilen saplamalar hem geçici hem de nihai sağlamlaştırma, önlemleri amacıyla her türlü kaya ortamlarında kullanılabilir (Kılıç, 1997).

Yerleştirilmelerinden sonra bir öngerilme uygulanmadığı için dolgulu saplamalar kaya kütlesinin bir miktar deformasyona uğraması ve hareket etmesi sonucu göreve başlar. Bu nedenle bu tür saplamalar kaya kütlesini oluşturan kaya malzemelerinin içsel kilitlenme özelliği ve kayma direncini kaybetmeden önce, yani kaya kütlesinde deformasyon gelişmeden önce mümkün olduğunca kazı işlemi yapılır yapılmaz yerleştirilmelidir (Franklin ve Dussealt, 1989).

Dolgu ankrajlı kaya saplamalarının kullanım amaçları:

· Genellikle zayıf veya yüksek basınç altındaki kaya ortamlarında açılan kazı boşluklarının uzun süreli olarak tahkim edilmesi gerektiği zaman kullanılır (Kılıç, 1997).

· Kaya kütlesinin gevşemesini ve eklemler boyunca aşırı dilatasyonları önlemek amacıyla kullanılır (Kılıç, 1997).

· Dolgu maddesi, herhangi bir noktada yoğunlaşan gerilmeyi saplama ve dolgu boyunca yayarak ankraj sıyrılmalarını önler. Bu durum zayıf kaya ortamlarında ve patlatma sonucu oluşan titreşimlerin sönümlenmesinde oldukça önemlidir (Franklin ve Dussealt, 1989).

2.3.2.1. Çimento Dolgulu Kaya Saplamaları

Çimento dolgulu kaya saplamalarında delik uzunluğu boyunca ankraj sağlanmaktadır. Şekil 2.4.’de görüldüğü gibi saplama, bir ucu vidalı nervürlü bir çubuk, plaka ve somundan ibarettir. Ayrıca deliği tamamen dolduran, delik içinde saplama çubuğu ile kayaç arasındaki bağlantıyı sağlayan ve sistemin ana unsurlarından biri olan çimento harcı mevcuttur (Uysal, 2001).

(28)

Şekil 2.4. Çimento dolgulu kaya saplaması (Stillborg, 1994)

Bu tip saplamalar her türlü kaya ortamlarında, şevler, temellerdeki saplama işlemleri ile tünellerin yan duvarları ve tabanlarına yerleştirilerek kullanılırlar. Tavan deliklerinde ise harcın yerleştirilmesi zordur ve bir pompa yardımıyla bu işlem gerçekleştirilir.

Ancak donma süresi boyunca çimento hacminin azalması, çimento harcının donma süresinin uzunluğu ve çimento harcının deliğe pompalanmasının zorluğu nedenleriyle ilerlemenin tahkimat hızına bağlı olduğu durumlarda bu tür saplamaların kullanımını kısıtlamaktadır (Uysal, 2001).

Her türlü kaya ortamlarında başarılı bir şekilde kullanılmakla birlikte, kür sürelerinin ve dolayısıyla tam kapasite ile çalışmaya başlama sürelerinin uzun olması nedeniyle kazı işleminin hemen ardından yerleştirilmeleri gerekir (Kılıç, 1997).

Saplamalar korozyona karşı korunmaları gereken ortamlarda delik boyunca tam dolgulu olarak, korozyonun fazla etkili olmadığı kısa süreli kullanımlar için kısmi dolgulu olarak kullanılabilirler (Brady ve Brown, 1993).

Çimento dolgulu kaya saplamalarının avantajları şöyle sıralanabilir:

· Her türlü kaya ortamında başarılı bir şekilde uygulanmaktadırlar (Kılıç, 1997).

· Yüksek dayanımlı, hızlı donan çimentoların üretilmesiyle bu dolguların bu dolguların donma hızları artmıştır. Ayrıca bu çimentolar dolgunun işlenebilirliğini da arttırmıştır (Aldorf ve Exner, 1986).

Somun

Taşıma Plakası

Saplama Çubuğu

Çimento Dolgu

(29)

· Saplama uzunluklarının 4 m.’yi geçtiği durumlarda yerleştirilmelerindeki avantajlar nedeniyle tercih edilirler (Aldorf ve Exner, 1986).

· Korozyona karşı çok iyi koruma sağlar (Hamrin, 1990).

· Ucuzdur ve yüksek saplama yüklerine sahiptir (Kılıç, 1997).

Tek dezavantajı olarak da çimento dolguların donmalarının 15 – 20 saat gibi çok uzun bir süreyi gerektirmesidir (Kılıç, 1997).

2.3.2.2. Reçine Dolgulu Kaya Saplamaları

Reçineli saplamalar Avrupa’da ve ABD’de 1960’lı yılların ortalarında kullanılmaya başlanmıştır. Mekanik ankrajlı saplamaların etkin olmadığı zayıf kayalarda duraylılığın sağlanması için tutucu ve bağlayıcı özelliği yüksek bir malzemenin araştırılması ve geliştirilmesi yönünde çalışmalar başlatmış ve polyester reçinenin aranan özelliklere uyduğu ve güvenilir olduğu anlaşıldıktan sonra reçineli saplamaların uygulanmasına geçilmiştir.

İlk zamanlarda reçine, granit kırıntıları cam tüpler içinde paketlenmekteydi.

Cam tüplerin kolay kırılmaması ve reçinenin donması için uzun süre gerektirmesi yüksek tempoda çalışan madencilik uygulamalarında kullanışlı olmamıştır (Yaralı, 1991).

Polyester reçinenin, plastikten yapılmış esnek kartuşlar içine yerleştirilmesiyle, özellikle tabakalı ortamlardaki tahkimat uygulamalarından iyi sonuçlar elde edilmiştir (Yaralı, 1991).

Reçine dolgulu kaya saplamaları somun, tavan plakası, nervürlü saplama çubuğu ve reçineden oluşur (Şekil 2.5.). Genel olarak, reçine kartuşları dört maddeden oluşmaktadır. Polyester reçine, dolgu maddesi, hızlandırıcı ve katalizördür. Bu maddelerin değişik oranlarda karıştırılmasıyla, malzemenin dayanımı, donma süresi ve çevre koşullarına direnç özellikleri ayarlanabilmektedir.

Katalizör ve reçine karıştığında donarak saplama çubuğu ile kayaç arasındaki bağlantıyı sağlarlar. Karışımın donması esnasındaki hacim küçülmesini önlemek ve pahalı olan reçinenin miktarını azaltmak için kullanılan dolgu maddesi, öğütülmüş haldeki kireç taşı, mermer, dolomit, kuvars ve kum gibi herhangi bir malzeme

(30)

olabilir. Hızlandırıcının görevi reçine ile katalizör arasındaki reaksiyonu hızlandırarak karışımın donma süresini azaltmaktır (Uysal, 2001).

Günümüz madencilik uygulamalarında kullanılan reçine karışımları, polyester reçine, dolgu maddesi ve hızlandırıcı bir tüpte, katalizör ise ayrı bir tüpte olacak şekilde ambalajlanır ve her iki tüp bir plastik sargı ile sosis şeklinde paketlenir.

Şekil 2.5. Reçine dolgulu kaya saplaması (Stillborg, 1994)

Reçine ankrajlı saplamalar üç değişik şekilde uygulanır. Bunlar nokta ankrajlı, kısmen ve tam dolgulu reçineli saplamalardır.

Reçine ankrajlı saplamaların birçok avantajı vardır. Bu avantajlar aşağıda verilmektedir:

· Reçine dolgulu saplama sisteminin uygulanışı çok basit ve rahattır. Çok zayıf kayalarda bile çok yüksek ankraj dirençleri elde edilebilir (Hoek ve Wood, 1988).

· Yerleştirilmelerinden sonra çabucak destekleme etkisi gösterebilirler. Nihai tahkimat elemanı olarak kullanılmaları durumunda paslanmaya karşı çok iyi direnç gösterirler (Stillborg, 1986).

· Bu tür saplamalar özellikle eklem ve çatlakların genişlemeye çalıştığı noktalarda etkili olduğundan saplama içinde meydana gelen gerilmeler çok

Somun

Tavan Plakası

Nervürlü Saplama Çubuğu

Reçine

(31)

küçük kesitlerde sınırlı kalır. Bu nedenle deformasyona karşı yüksek direnç elde edilir. Ayrıca, dolgulu saplamalar tabakalar arasındaki mevcut sürtünme direncini korumakta oldukça etkilidirler. Çok zayıf kaya şartlarında bile boşluk tavanında asma etkisi oluşturarak çok iyi destekleme sağlar (Bieniawski, 1984).

· Çimento ankrajlı saplamalarla karşılaştırıldıklarında, reçineli saplamalar, nihai dayanımlarına çok kısa bir sürede ulaşırlar. Reçine dolguların dayanımları çimento dolgulara göre oldukça yüksektir (Kılıç, 1997).

Sistemin en önemli sakıncası reçinelerin çok pahalı olması ve sıcak bölgelerde ömürlerinin sınırlı olmasıdır (Hoek ve Wood, 1988; Brady ve Brown, 1993). Ayrıca reçine ve katalizör karıştırılma işleminin dikkatli yapılması ve reçinelerin yeraltı şartlarına uygunluğunun tam olarak bilinmesi gerekmektedir.

2.3.2.3. Birleşik Tip Kaya Saplamaları

Su geliri ve kaya kütlesi içerisindeki gerilmelerin fazla olması koşullarında, kayaç çatlar ve kırılmalar oluşur. Bu durumda mekanik ankrajlı saplamalar ankraj kapasitelerini kaybederler. Bu durumu önlemek için mekanik ankraj sistemiyle reçine veya çimento dolgulu sistem birlikte kullanılır. Bu tür sistemlere birleşik tip sistemler denilir.

2.3.3. Sürtünme Ankrajlı Kaya Saplamaları

Kaya saplamaları ile tahkimat teknolojisinde en son gelişmelerin ürünü sürtünme ankrajlı kaya saplamalarıdır. Bunlar; split – set saplamalar ve swellex saplamalardır.

Sürtünme ankrajlı saplamalar çimento ankrajlı saplamalardan daha zayıf olmalarına rağmen çabuk yerleştirilmeleri ve dolguya ihtiyaç göstermemeleri nedeniyle büyük avantaja sahiptir (Kılıç, 1997). Ancak hem imal edildikleri borunun ince olması hem de nemli kaya koşullarında korozyona uğrarlar (Franklin ve Dusseault, 1989; Yaralı, 1991).

(32)

Hem split – set ve hem de swellex saplama türü aynı grup altında incelenmesine rağmen bazı farklılıklar içermektedir. Bu farklılıklar; ankraj mekanizmaları, destekleme şekilleri ve yerleştirilme yöntemleridir (Stillborg, 1986).

Madencilik sektöründe yaygın olarak kullanılan sürtünme ankrajlı kaya saplamaları, inşaat sektöründe sınırlı kullanımlarına rağmen tünelcilik çalışmalarında swellex saplamaların kullanımı artmaktadır (Stillborg, 1986).

2.3.3.1. Split – Set Kaya Saplamaları

Split – set kaya saplamaları, yüksek dayanımlı çelikten yapılmış, ekseni boyunca ortadan yarılmış bir boru ve plakadan ibarettir (Şekil 2.6.). Ankraj, saplama ile kaya yüzeyi arasında meydana gelen sürtünme kuvveti ile sağlanır. Saplama çapı delik çapından daha büyüktür ve deliğe çakılmak suretiyle sokulur. Çakma işlemine plaka yüzeye temas edene kadar devam edilir (Uysal, 2001).

Şekil 2.6. Split – Set kaya saplaması (Stillborg, 1994)

Çapı delik çapından daha büyük olan yarık boru zorlanarak delik içerisine yerleştirildikten sonra sıkışan borunun genişlemeye çalışması, delik çevresine doğru çevresel bir kuvvet uygulamasını sağlar. Ortaya çıkan bu kuvvet kayanın delik üzerinde kaymasına karşı bir sürtünme direnci oluşturur. Split – set borusunun dış

Taşıma Plakası

Split – Set Tüpü

(33)

yüzeyinde zamanla oluşan paslanmadaki artışa bağlı olarak sürtünme direnci de artar (Brady ve Brown, 1993; Hoek ve Wood, 1988; Aldorf ve Exner, 1986; Stillborg, 1986).

Split – set saplamaların delik içerisindeki ankraj kapasitesi zaman bağlı olarak artar. Ankraj kapasitesinin zamana bağlı olarak artmasının nedeni; delik yüzeyinin zaman bağlı deformasyonu, süreksizlik düzlemleri boyunca oluşan makaslama kuvvetlerinden etkilenen delik yüzeyinin saplamayı sıkıştırması veya çeliğin sürtünme katsayısının korozyon ile yükselmesi şeklinde açıklanabilir (Scott, 1977).

Split – set kaya saplamaları, şeyl, marn, kumtaşı ve kil taşı gibi zayıf formasyonlarda ve sağlam formasyonlarda başarı ile uygulanmaktadır. Benzer özellikteki diğer kaya saplamalara göre avantajları şu şekilde sıralanabilir (Uysal, 2001):

· Yerleştirilmeleri kolaydır.

· Yerleştirildikten sonra bakım istemezler.

· Tel hasır uygulaması kolaydır.

· Sıcaktan ve soğuktan etkilenmezler.

· Özel depoya gerek yoktur.

· Patlamadan kaynaklanan sarsıntılardan etkilenmezler.

· Zamanla ve kaya kütlesinin hareketiyle ankraj kapasiteleri artar.

Yine aynı kaynakta belirtilen dezavantajları ise şunlardır:

· Pahalıdırlar.

· Deliklerin uygun bir matkapla düzgün olarak delinmesi gerekir.

· Korozyona karşı dayanıksızdır.

· Saplama çubuğunun hem iç hem de dış yüzü korozyona açıktır.

· Uzun saplamaların yerleştirilmesi zor olabilir.

(34)

2.3.3.2. Swellex Kaya Saplamaları

Swellex kaya saplamaları, Atlas Copco Araştırma Bölümü tarafından 1977 – 1980 yılları arasında geliştirilmiş. Yaygın bir deneme çalışmasının ardından 1982 yılında ticari olarak kullanılmaya başlanmıştır (Kılıç, 1997).

Bu saplamalar bir çelik tüp ve taşıma lakasından oluşurlar. Swellex tipi kaya saplamaları delik içerisine yerleştirildikten sonra saplama içine doğru yüksek basınçlı su gönderilir. Basınçlı su ile genişleyen saplama, yerleştirildiği deliğin şeklini alır.

Saplama içindeki su basıncı istenilen seviyeye gelince pompa otomatik olarak durur.

Daha sonra içerideki su tahliye edilir. Şekil 2.7.’de Swellex saplamanın yerleştirilmesi ve kaya ile etkileşimi gösterilmektedir.

Şekil 2.7. Swellex kaya saplamasının yerleştirilmesi ve kaya ile etkileşimi (Mc Kinnon, 1990)

Bu tip saplamalar çok çatlaklı formasyonlara uygulandıklarında, delik içerisinde şişirilmeleri esnasında kaya kütlesine basınç uygulanarak çatlaklar ile ayrılmış blokların sıkışarak birbirlerine kilitlenmesini sağlarlar. Swellex saplamaların avantajları şu şekilde sıralanabilir (Uysal, 2001):

Yüzey Plakası

Şişirilmiş Çelik Boru

Swellex Saplama

(35)

· Hızlı ve kolay yerleştirilirler

· Yerleştirildikten hemen sonra aktif hale geçerler

· Standart, süper, kayabilen ve korozyona karşı kaplamalı türleri vardır. Kaya kütlesi koşullarına göre bunlar arasından seçim yapılabilir

· Swellex saplamalar, yerleştirme sırasında delik içinde genişlerken, alt kısmında az miktarda bir boy kısalması meydana gelir. Bunun sonucu olarak, saplamada bir gerilme oluşur ve bu gerilme taşıma plakasının tavana sıkıca temasını sağlar

Birim fiyatlarının oldukça yüksek olması, uzun süreli kullanımlarda korozyona karşı önlem alınması zorunluluğunun varlığı ve yerleştirilme işlemi sırasında bir pompaya ihtiyaç duyulması swellex saplamaların da dezavantajıdır (Uysal, 2001).

2.3.4. Diğer Kaya Saplamaları

2.3.4.1. Dolgu Ankrajlı Kablo Saplamaları

Kablolu kaya saplamalarının ilk uygulamalarında çekme ve kuyu halatları gibi başka amaçlar için kullanılan eski kabloların yağlarından arındırılıp uygun boylarda kesilerek kullanılırdı. Günümüzde bu kablolar yerlerini bu işin amacına uygun olarak üretilmiş kablolara bırakmışlardır. Kablo tipi kaya saplamaları, açılan boşlukların tahkimatını ve takviyesini sağlamak için düzenli aralıklarla delinen deliklere yerleştirilen ve çimento harcı ile doldurulan, çok telli kabloların oluşturduğu yüksek kapasiteli, esnek tahkimat elemandır (Şekil 2.8.). Kablo tipi kaya saplamaları her uzunlukta kesilebilirler, tek olarak veya çoklu şekilde, eğilmez sert tahkimat elemanlarının kullanımının kısıtlı olduğu küçük açıklık ve tünellerde yerleştirilebilirler (Uysal, 2001).

(36)

Şekil 2.8. Dolgu ankrajlı kaya saplaması (Kılıç, 1997)

Bu tip kaya saplamaların diğerlerine göre avantajları ve dezavantajları aşağıdaki gibidir (Uysal, 2001):

Avantajları: Dezavantajları:

· Ucuz bir sistemdir · Standart çimento kullanıldığında, çimento harcının donması birkaç gün geçmesi gerekir.

· Uygun bir şekilde

yerleştirildiğinde, tek başına yeterli ve dayanıklı bir sistemdir.

· Çimento harcının kalitesini kontrol etmek zordur.

· Sert kayaç koşullarında, yüksek yük taşıma kapasitesi sağlar.

· Sulu deliklerde kullanılmaz.

· Boy sınırlaması yoktur, her uzunlukta yerleştirilebilir.

· Yerleştirme işlemi kolaydır.

Kablo Saplama

Çimento Dolgu

(37)

2.3.4.2. Perfo Kaya Saplamaları (Perfobolt)

Perfo saplamalar esasen çimento dolgulu saplamalarla aynı özelliklere sahiptir. Aralarındaki tek fark yerleştirme yöntemidir. Perfobolt sistemi saplama dolgu işlemini kolaylaştırmak ve dolgu sırasındaki zaman kaybını azaltmak amacıyla geliştirilmiştir (Kılıç, 1997).

Yerleştirme yöntemindeki fark ise; delik çapından daha küçük, saplama çapından ise daha büyük çapa sahip olan ve etrafı deliklerle dolu olan boş silindir boylamasına ikiye bölünür. Bu parçanın içine çimento harcı doldurulduktan sonra birbirleriyle bağlanan bu parçalar deliğe yerleştirilir ve arkasından saplama deliğe sürülür. Ancak saplama bu parçanın içine darbe yapılarak yerleştirilir. Böylece saplamanın içeri girmesiyle deliklerden çimento harcı sızarak saplama, parça ve kayaç arasındaki bağlantı sağlanmış olur.

Perfoboltlar genel olarak sert magmatik kayaçlar içinde açılan büyük kazı boşluklarının desteklenmesinde kullanılmalarına rağmen zayıf formasyonlarda da oldukça etkilidir (Franklin ve Dusseault, 1989).

2.3.4.3. Fiberglas ve Ağaç Kaya Saplamaları

Ağaç saplamalar kalın ve zayıf damarlarda, ince tabakalı tavan tahkiminde kullanılan tahkimat elemanıdır. Ağaç saplamaların yapımı basittir ve kömür madenlerinde üretim aracının kesici uçlarına zarar vermeden kesilebilirler. Bu avantajlarına karşın çok zayıf dirençlidir ve düşük tahkimat kapasitesi gerektiren durumlarda kullanılır (Woodruff, 1966; Şerifoğlu, 1985).

Ağaç saplamaların direncinin az olmasından dolayı yüksek direnç gerektiren yerlerde fiberglas tipi saplamalar kullanılır. Ağırlığının düşük, taşıma kapasitesinin yüksek olması, kesilebilirliği gibi avantajlarından dolayı uygulama alanı gelişmiştir.

Bu tip saplamalar ayakta arının, galeride ise yanal blokların akmasını önlemek için kullanılır (Yaralı, 1991).

(38)

2.3.4.4. Kendinden Matkaplı Kaya Saplamaları

Kendinden matkaplı kaya saplamalarının yerleştirilmesinde, diğer saplama türlerindeki işlem sırası izlenmez. Bu da delik delme ve saplama yerleştirme için geçen ölü zamanları ortadan kaldırarak verimi arttırmıştır. Ayrıca işçilerin yapacakları hata oranını da azaltıp güvenliği arttırmıştır. Bu tür kaya saplamaları da yaylı, reçineli ve yarık – kamalı olmak üzere üçe ayrılırlar (Yaralı, 1991).

2.3.4.5. Dübel Tipi Kaya Saplamaları

Ingersoll – Rand Firması tarafından son birkaç yıl içerisinde, Dyna – Rok adıyla yeni bir saplama piyasaya sürülmüştür. Standart ve plus olmak üzere iki ayrı türü bulunmaktadır (Yaralı, 1991).

Mekanik ankrajlı ve reçine dolgulu saplamaların en üstün özelliklerini bir araya topladıkları ve çeşitli kaya kütlesi koşullarına göre ayarlanabilir nitelikte olduğu belirtilen bu saplamaların, kömür ve cevher üretilen ocaklar ile tünelcilikte kullanılabileceği ileri sürülmektedir (Ünal ve Ergür, 1990).

2.4. Kaya Saplamalarında Kullanılan Dolgu Maddeleri ve Yerleştirme Yöntemleri

Bir kaya sağlamlaştırma sisteminin etkinliği, kaya yenilmeleri dışında büyük ölçüde kaya ve saplama arasına yerleştirilen dolgu elemanının özelliklerine bağlıdır.

Madencilik sektöründe kullanılan çimento ve reçine dolgu maddeleri aşağıda sırasıyla incelenmektedir.

2.4.1. Çimento Dolgular

Su ile karıştırıldığında, hidratasyon reaksiyonları ve işlemleriyle priz alarak sertleşebilen, hamur meydana getiren ve sertleştikten sonra dayanım ve kararlılığını

(39)

su içerisinde bile sürdürebilen öğütülmüş inorganik malzeme “çimento” diye adlandırılır (TS EN 206 – 1; Özdemir, 2006).

Normal bir dolgu karışımında yalnızca su ve çimento olabileceği gibi bu karışıma kum, baca külü, bentonit kili ve çeşitli oranlarda hızlandırıcılar ilave edilebilir. Karışımdaki oranlar oldukça önemlidir. Örneğin su miktarının çok fazla olması uzun süreli mukavemeti etkiler. Bentonit kilinin konulma sebebi dolgu maddesinin plastik özelliğe sahip olması içindir. Eğer bu da belli değerler içinde konulmaz ise dolguda plastik özellik yakalanamaz. Yine karışıma külün etkisi;

karışımın akıcılığını dolayısıyla pompalanabilirliğini arttırmaktır. Karışıma belli oranlarda kum katıldığında da dolgunun tek eksenli basınç direnci ve elastisite modülünü etkilediği görülmektedir (Kılıç, 1997; Kılıç ve Anıl, 1999).

Uygulamada birçok türde çimento dolgu maddesi bulunmasına rağmen yaygın olarak kullanılan Portland çimentosu dolgu için yeterlidir. Ayrıca çimento dolgu maliyetinin düşük olması nedeniyle daha çok tercih edilmektedir (Akyol, 1993). Portland çimentosu, kalker ve kil karışımı hammaddelerin pişirilmeleri ile ortaya çıkan ve “klinker” olarak adlandırılan malzemenin çok az miktarda alçı taşı ile birlikte öğütülmesi sonunda elde edilen bir ürün olup, su ile birleştirildiğinde hidrolik bağlayıcılık özelliği kazanmaktadır (Erdoğan, 2003). Alçı taşının konulma nedeni;

çimentonun sertleşmesi için gerekli uygun sürenin geçmesi içindir.

Ancak kullanılan bu katkı maddelerinin saplama çeliğinde korozyon oluşturması veya dolgu mukavemetini azaltması gibi yan etkilerinin olmaması gerekir. Saplama – dolgu ve dolgu – kaya arasındaki yapışma özelliği dolgu malzemesi ve dolgu yöntemine önemli ölçüde bağlıdır. Ayrıca çimento dolgunun donarak sertleşmesi uzun bir süreyi gerektirdiğinden ve kırılgan yapıda olmaları nedeniyle patlatma sonucu meydana gelen titreşimlerden de etkilenirler (Kılıç, 1997).

Çimento dolgulu kaya saplamaları ile birlikte kullanılacak çimentoda aranan özellikler şunlardır:

· Erken katılaşma (en kısa sürede katılaşarak yük taşıma özelliği kazanması ve tabaka hareketlerini engellemesi)

· Genişleme kabiliyeti (kaya ile saplamanın delik içerisinde sıkılanarak birleşmeyi kuvvetlendirmek)