Zemin İyileştirme Yöntemleri
Doç.Dr.Altuğ SAYGILI
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi
[email protected] / 0532 6282941
İçerik
• Giriş
• Zemin iyileştirme ilkeleri
• Karşılaşılan problemler
• Zemin iyileştirme türleri
• Metot seçimi
Giriş
• Son yıllarda büyük projelerde artış
• Büyükşehirlerdeki kısıtlı alanlar
• Problemli zeminlerde inşaat
• Stabilite ve deformasyon problemleri
Zemin iyileştirme ilkeleri
Zemin iyileştirme ilkeleri
• Sıkılaştırma – zemin tanelerinin yeniden
düzenlenmesi (yer değiştirme)
• Konsolidasyon – drenaj ve boşlukların azalması
• Kimyasal Modifikasyon – Katkılar ekleyerek dayanım artışı
• Yana it & güçlendir – Zayıf zemini yana iterek rijit elemanlar
yerleştirmek
Zeminler ve karşılaşılan problemler
• İri taneli zeminler (Kum, çakıl) – Sıvılaşma, düşük taşıma gücü
• İnce taneli zeminler (Silt, Kil) – _ Zamana bağlı oturma _Düşük taşıma gücü _Heyelan
• Kontrolsüz dolgular, alüvyon – Çökme, oturma, heyelan
Zemin iyileştirme metotları, türler
Metotlar
Zemin İyileştirme
Sıkılaştırma
Vibro kompaksiyon
Dinamik kompaksiyon
Patlayıcı ile kompaksiyon
Kompaksiyon enjeksiyonu
Konsolidasyon
Prefabrike wick dren + Sürşarj
Vakum Konsolidasyon
(Vibro yerdeğiştirme)
Kimyasal modifikasyon
Derin Karıştırma
Jet Enjeksiyonu
Enjeksiyon
Güçlendirme
Vibro Yerdeğiştirme
Geosentetiklerle Güçlendirme
Rijit Kolonlar
(Kompaksiyon Enjeksiyonu)
Diğer
Kaldır & Yenile
Termal
Elektriksel
Metot seçimi
Metot seçimi
• Tekniğin uygunluğu
• Zemin ve seçilen teknik uyumlu mu?
• Teknik uygunluk
• Seçilen teknik gereken dayanım veya sıkılığı karşılayacak mı?
• Malzeme bulunabilirliği
• Katkılara erişim kolay mı?
• Maliyet
• Bütçe sınırlarını aşıyor mu? Zamanın maliyeti?
• Çevre Koruma
• Uygulanacak teknik kirliliği azaltıyor mu, engelliyor mu? Seçilen teknik kaynaklar açısından verimli mi?
Killi Zeminlerde uygulanan yöntemler
• Yerdeğiştirme
• Önyükleme
• Kum dren
• Plastik dren
• Vakum konsolidasyon
• Elektroozmoz
• Kireç kolonları
• Derin karıştırma yöntemi
• Jet kazıkları
• Kum kompaksiyon kazıkları
• Taş kolon / darbeli kırmataş kolon
Kumlu Zeminlerde uygulanan yöntemler
• Jet kolonu
• Enjeksiyon (permeasyon, kompaksiyon)
• Çakıl dren
• Patlatma kompaksiyonu
• Dinamik konsolidasyon
• Vibroflotasyon (taş kolon)
• Kum kompaksiyon kazığı
Kaldır ve Yenile
• En eski ve basit metot
• Kirletilmiş zeminler / organik zeminler
• Yer altı su seviyesi üzerinde pratik
Önyükleme / Sürşarj
• Zemin yüzeyine ek sürşarj yükü
• Boşlukların azaltılması
• Konsolidasyon
• Tipik dolgu 3.0-8.0 m. yüksekliğinde, oturmalar 0.3-1.0 m.
• Suya doygun, düşük dayanımlı, yüksek sıkışabilirlikli killi, siltli zeminler
• Avantaj: Standart iş makineleri
• Dezavantaj: Yan sahaya taşma/nakliye/zaman
• Vakum konsolidasyon
Düşey Drenler
• Düşey drenler sürşarj yükün altına drenajı ve dolayısı ile konsolidasyonu hızlandırmak amacı ile yerleştirilir.
• Suyun çıkış yolunu kısaltmak
• Zamandan tasarruf
• Kum drenler
• 15-60cm çap
• 1-5m aralık
• <30m derinlik
Plastik (wick) Drenler
• Titreşim veya zemine iterek yerleştirilir
• Geosentetiklerin kullanımı
• 5mm kalınlık 10cm genişlik, 1-3,5m aralık, <60m derinlik
Kalite kontrol
• Oturma plakaları
• Yatay deplasman ölçümleri (inklinometreler)
• Boşluk suyu basıncı
• Kanatlı kesme deneyi
Derin Sıkıştırma
• Çoğunlukla kumlu, siltli kum zeminlerde
• Vibrokompaksiyon/vibroflotasyon
• Su jeti
• Silt <12-15%, Kil<3%
• Spt, Cpt, plaka yükleme (bazen)
Uygun bölge C-B
Vibro yerdeğiştirme Taş Kolonlar
• Üstten besleme
• Geosentetik sargılı taş kolonlar
Derin Sıkıştırma- Dinamik kompaksiyon
• 5-30 ton
• 12-30 metre yükseklik
• Etkili derinlik 5-10 metre
• Gevşek ve kısmı doygun dolgular (<15% ince malz)
• Granüler zeminler
• Siltler PI<8
• Düşük doygunlukta killi zeminler w<PI
• SPT, CPT, PMT(>2 hafta, granuler; >4 hafta, ince)
Derin Sıkıştırma
• Titreşim? Yakın yapılar!
Enjeksiyon
• Granüler zeminlerin sıkılaştırılması
• Oturmuş yapıların yükseltilmesi
• Yapılarda oturma kontrolü
• Mevcut temellerin güçlendirilmesi
• Tünel kazılarında mevcut yapıların korunması
• Su kontrolü
Enjeksiyon
• Avantajlar
– Kısıtlı alanlar
– Mevcut yapılara müdahalede
• Dezavantajlar
– Çimento miktarı belirsiz – Verim tahmini zor
– Stabilize edilmiş alan belirsizliği – Diğer yapılara hasar
Enjeksiyon
Enjeksiyon
• Özel sıvı / bulamaç
• Kimyasal / çimentomsu harçlar
– Çimento, kireç, cüruf, uçucu kül
• Permasyon enjeksiyon
– Yüksek slumplı harç – Kimyasal harçlar
– Yeraltı suyu için bariyer / tünel kazısı öncesi hazırlık
• Intruzyon(nüfuz) enjeksiyon
– Çatlakların doldurulması – Geçirimlilikte azalma – Çimentomsu harçlar
Enjeksiyon
• Hidroçatlatma enjeksiyonu
– Zeminin çekme dayanımından yüksek basınçlar
Enjeksiyon
• Kompaksiyon enjeksiyonu
– Düşük slump harçlar – Granüler zeminler
– Oturma yapmış yapıları yükseltmek amacı ile
• Jet enjeksiyonu
– Yüksek basınç --gevşek / yumuşak zemin stabilizasyonunda – Yatay jetler --alttan desteklemelerde
– İksa --yeraltı suyu kontrolünde
Jet Enjeksiyon
• SPT, CPT, PIT, Kazık yükleme, karot, karşıt kuyu
Katkılarla Stabilizasyon
• Yüzey / derin karıştırma teknikleri
• Çimento, kireç
• Uçucu kül, polimerler
• Çimentolaşma reaksiyonları
• Dayanım artışı
• Deformasyonlarda, geçirimlilikte azalma
• Şişen killerin stabilizasyonunda
Derin Karıştırma
• Yumuşak killi zeminler
• Geçirimliliği azaltmak
• Sıvılaşmanın azaltılmasında
• (Karelajlı perdeler şeklinde)
Karot alma, yerinde testler (PIT, CPT, PMT, karşıt kuyu,..)
Geosentetiklerle güçlendirme
• Zemin basınç güçlü /çekme zayıf?
• Yüksek çekme dayanımına sahip geosentetikler
