Poliport zemin etüdü raporu (en son)

GEOSAN

DOĞAL KAYNAKLAR VE HAMMADDELER İNŞAAT SANAYİ VE TİCARET AŞ

Büyükdere Cad. No: 27/7 Şişli İstanbul

Tel:0212 296 6529-30 Faks:0212 240 6084

www.geosan.com.tr

KOCAELİ

DİLOVASI

POLİPORT KİMYA SANAYİ ve TİCARET AŞ

DİLOVASI (Kocaeli) 50L-1d

POLİPORT LİMANI

DOLGU SAHASI

ZEMİN ve TEMEL ETÜDÜ

RAPORU

MAYIS 2009

Kocaeli, Dilovası Poliport Limanı Dolgu Sahası Zemin ve Temel Etüdü Raporu

1 / 53

İÇİNDEKİLER

1. GENEL BİLGİLER .......................................................................................................................................... 3

1.1. Etüdün Amacı ve Kapsamı ................................................................................................................ 3

1.2. İnceleme Alanının Tanıtılması ........................................................................................................ 3

Jeomorfolojik ve Çevresel Bilgİler ......................................................................................................... 3

İmar Planı Durumu ...................................................................................................................................... 5

Önceki Zemin Çalışmaları ......................................................................................................................... 5

1.3. Jeoloji ........................................................................................................................................................ 6

Genel Jeoloji .................................................................................................................................................... 6

İnceleme Alanının Mühendislik Jeolojisi ............................................................................................. 9

2. ARAZİ ARAŞTIRMALARI VE DENEYLER ........................................................................................... 10

2.1. Arazi, Laboratuar ve Büro Çalışma Metotlarının Kısaca Tanıtılması ve Kullanılan Ekipmanlar ........................................................................................................................................................ 10

2.2. Sondajlar ................................................................................................................................................ 10

2.3. Yeraltı ve Yerüstü Suları .................................................................................................................. 11

2.4. Arazi Deneyleri ................................................................................................................................... 12

SPT Deneyleri .............................................................................................................................................. 12

Arazi Vane deneyleri ................................................................................................................................. 17

Jeofizik Çalışmalar ..................................................................................................................................... 19

3. LABORATUVAR DENEYLERİ VE ANALİZLER ................................................................................. 24

Dolgu Tabakası ............................................................................................................................................ 25

Alüvyon Tabakası ....................................................................................................................................... 26

Anakaya (Kireçtaşı) ................................................................................................................................... 35

4. MÜHENDİSLİK ANALİZLERİ VE DEĞERLENDİRME ..................................................................... 37

Bina – Zemin İlişkisinin İrdelenmesi ....................................................................................................... 37

Taşıma Gücü ................................................................................................................................................. 37

Oturma ........................................................................................................................................................... 39

Genel Değerlendirme ................................................................................................................................ 40

SIVILAŞMA RİSKİ ANALİZİ ..................................................................................................................... 41

Dolgu Şev Stabilitesi .................................................................................................................................. 42

Depremsellik ................................................................................................................................................ 44

5. SONUÇLAR .................................................................................................................................................... 45


2 / 53

EKLER

EK. I: SONDAJ LOGLARI ....................................................................................................................................................... 49

EK. II: LABORATUAR DENEY SONUÇLARI ................................................................................................................... 50

EK. III: JEOFİZİK ÖLÇÜ SONUÇLARI ............................................................................................................................... 51

EK. IV: İMAR PLANI (1/1000 Ölçekli) ve KULLANMA İZNİ SÖZLEŞMESİ ...................................................... 52 ŞEKİLLER

Şekil. 1: İnceleme Alanının Yeri ........................................................................................................................................... 3

Şekil. 2: İnceleme Alanının Genel Görünümü (İnceleme Alanı yaklaşık çizilmiştir) ..................................... 4

Şekil. 3: İnceleme Alanının Morfolojik Ortam İçindeki Yeri .................................................................................... 4

Şekil. 4: Geosan AŞ tarafından Mayıs 2008 tarihli zemin araştırmasının sondaj yerleri ............................ 5

Şekil. 5: Bölgesel Jeoloji Haritası ......................................................................................................................................... 6

Şekil. 6: Bölgesel Stratigrafi Kesiti ..................................................................................................................................... 7

Şekil. 7: Sondaj ve Jeofizik Ölçü Yerleri ......................................................................................................................... 12

Şekil. 8: Düzeltilmiş SPT Değerleri-Derinlik Grafiği ................................................................................................ 16

Şekil. 9: Vane deneyi için Geosan firması tarafından kullanılan Konik Bıçak ............................................... 17

Şekil. 10: Düzeltme Faktörünü elde etmek için önerilen Ham saha vane Kayma dayanımı değeri-Plastisite İndisi Grafiği (Chandler’dan sonra, 1988) ............................................................................................... 18

Şekil. 11: Gerçek Özdirenç Kesitleri ............................................................................................................................... 23

Şekil. 12: Plastisite Kartı...................................................................................................................................................... 31

Şekil. 13: Düzeltilmiş SPT Değerleri–Derinlik ............................................................................................................ 31

Şekil. 14: Zemin Kesitleri .................................................................................................................................................... 34

Şekil. 15: Zemin Kesiti ve Konteyner Yükü .................................................................................................................. 37

Şekil. 16: Statik durumda Dolgu Duraylılık Analizi .................................................................................................. 43

Şekil. 17: Deprem yükleri altında şev stabilite analizi (kh=0,15) ...................................................................... 43

Şekil. 18: Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Kocaeli İli Deprem Bölgeleri Haritası ......................................... 44 ÇİZELGELER

Çizelge. 1: Sondaj Bilgileri .................................................................................................................................................. 10

Çizelge. 2: Jeofizik Ölçüler ile Elde Edilen Parametreler........................................................................................ 20

Çizelge. 3: Spektral Büyütmelere Göre Mikrobölgeleme Ölçütleri Ansal ve diğ., (2001) ........................ 21

Çizelge. 4: Eurocode 8’de Vs30’a göre Zemin Sınıfları .............................................................................................. 21

Çizelge. 5: Laboratuar Deney Sonuç Özetleri .............................................................................................................. 24

Çizelge. 6: Orta Katı Kil için Konsolidasyon parametreleri ................................................................................... 32

Çizelge. 7: Sıvılaşma Riski Analizi ................................................................................................................................... 42 FOTOĞRAFLAR

Fotoğraf. 1: İnceleme Alanı ve Çevresinin Güncel Durumu ..................................................................................... 5

Fotoğraf. 2: Sondaj ve Veyn Deneyi Çalışmaları ........................................................................................................ 11

Fotoğraf. 3: Dolgu tabakasından alınan bir SPT örneği .......................................................................................... 13

Fotoğraf. 4: Kum Tabakalarından alınan SPT örnekleri......................................................................................... 14

Fotoğraf. 5: Kil Tabakalarından alınan SPT örnekleri............................................................................................. 15

Fotoğraf. 6: Kum/Çakıl Tabakalarından alınan SPT örnekleri ............................................................................ 16

Fotoğraf. 7: Sahada Jeofizik Ölçü Alımı Çalışmaları ................................................................................................. 22

Fotoğraf. 8: İnceleme alanında dolgu içinde yapılan kazı, kil/kum matriksli homojen olmayan kontrolsüz dolgu (Mayıs 2008, Geosan Raporundan) ............................................................................................ 25

Fotoğraf. 9: Dolgu içinde yapılan sondajlarda kireçtaşı bloklarından alınan karot örnekleri ............... 26

Fotoğraf. 10: Kireçtaşı’ndan alınmış karot örnekleri .............................................................................................. 36


3 / 53

1. GENEL BİLGİLER

1.1. ETÜDÜN AMACI VE KAPSAMI

Kocaeli İli, Dilovası’nda 50L-1d Pafta’sında, bulunan POLİPORT Kimya Sanayi ve Ticaret AŞ’ne ait Poliport Limanı’nda denize dolgu ile kazanılan sahada yapılması planlanan konteyner depo sahası için sondajlı ve jeofizik ölçülerle bir zemin incelemesi yapılmıştır (Şekil. 1).

ŞEKİL. 1: İNCELEME ALANININ YERİ

Sahada planlanacak çeşitli yapılar için temel taşıma güçleri, zemin oturma koşulları ve gerekiyorsa alınacak önlemlerin neler olacağının öngörülmesi istenmiştir.

Bu amaçla, sahada 13 yerde araştırma sondajı, 3 sismik ve 3 elektrik özdirenç alımı yapılarak zemin kesitinin özellikleri belirlenmiş, yerinde deneyler yapılmış alınan örnekler laboratuarda test edilmiştir.

Çalışma, sahada planlanan yapıların projelerine esas olacak geoteknik ve sismik parametrelerin belirlenmesi için yapılmıştır.

1.2. İNCELEME ALANININ TANITILMASI

JEOMORFOLOJİK VE ÇEVRESEL BİLGİLER

İnceleme alanı, Kocaeli Yarımadası’nın güney kenarında, Marmara Denizi’nin kuzeydoğu kıyısında, İzmit Körfezi’nin giriş kesiminde yer almaktadır.

Saha deniz kıyısında bulunmakta ve yakınlarındaki yamaçlar 75-80 m yüksekliğe kadar yükselmektedir.


4 / 53

Dolgu alanının yer aldığı kıyı önü ise Dilderesi’nin denize açıldığı yerde gelişmiş olan bir alüvyon üzeridir. Burası, önce demiryolu yapımı sırasında; daha sonra da, liman yapımı amaçları ile doldurulmuş bulunmaktadır (Şekil. 2 ve Şekil. 3).

ŞEKİL. 2: İNCELEME ALANININ GENEL GÖRÜNÜMÜ (İNCELEME ALANI YAKLAŞIK ÇİZİLMİŞTİR)

ŞEKİL. 3: İNCELEME ALANININ MORFOLOJİK ORTAM İÇİNDEKİ YERİ


5 / 53

FOTOĞRAF. 1: İNCELEME ALANI VE ÇEVRESİNİN GÜNCEL DURUMU

İMAR PLANI DURUMU

İnceleme alanı DİLOVASI (KOCAELİ) 50L-1d paftasında yer almaktadır. Liman sahası “Kocaeli İli, 1/1000 Ölçekli Dilovası Limanı İmar Planı’na dahildir. İlgili paftada inceleme alanı için “Bayındırlık ve İskan Bakanlığı’nca 18.12.1995 tarihinde onanan DOLGU ALANI İMAR PLANI” ve “Liman Alanına ait İlave Dolgu Alanı” bulunmaktadır(EK. IV).

İnceleme alanı için Poliport Kimya Sanayi ve Ticaret AŞ adına 60.125,84 m2’lik bir sahayı kapsayan 21 Temmuz 2008 tarihli bir “Kullanma İzni Sözleşmesi” de bulunmaktadır (EK. IV).

ÖNCEKİ ZEMİN ÇALIŞMALARI

İnceleme alanının ortasındaki bölgede Geosan AŞ tarafından Mayıs 2008 tarihinde “DOLGU SAHASI ZEMİN ARAŞTIRMA RAPORU” hazırlanmıştır. Bu araştırma sırasında sahada 9 yerde, 21,00 m ile 25,0 m arası değişen derinliklerde, toplam 207,00 m zemin inceleme sondajı yapılmıştır(Şekil. 4). Bu araştırmadan şimdiki çalışmada faydalanılmış sondaj isimleri yeni kesitlerde ESK- kısaltması ile gösterilmiştir.

ŞEKİL. 4: GEOSAN AŞ TARAFINDAN MAYIS 2008 TARİHLİ ZEMİN ARAŞTIRMASININ SONDAJ YERLERİ


6 / 53

1.3. JEOLOJİ

GENEL JEOLOJİ

İnceleme alanı Kocaeli Yarımadasının güney kenarında genellikle Mesozoyik yaşlı kaya

birimlerinin yüzeylediği bir kesimde yer almaktadır (Şekil. 5). İnceleme alanımızın yakın

çevresinde bu kaya birimlerinin (Şekil. 6) küçük bir bölümü yüzeylemektedir.

Bölgenin tabanında Permiyen yaşlı kumtaşları yer almaktadır.

Bunun üzerinde ise Kapaklı Formasyonu'nun çakıltaşı ve kumtaşlarıyla başlayan çeşitli

kireçtaşları, marnlar ve şeyllerden oluşan kalın bir Mesozoyik istifi bulunmaktadır. İstifin en üst

düzeyinde bölgede en yaygın olarak yüzeyleyen Üst Kretase yaşlı Şemsettin Formasyonu’nun

marnları ve alt Tersiyer, Eosen-Paleosen yaşlı Korucu Formasyonu’nun marnları yer almaktadır.

Bu istif kabaca D-B uzanımlı eksenler boyunca kıvrımlanmış ve çeşitli doğrultulardaki faylarla

kesilmiştir.

ŞEKİL. 5: BÖLGESEL JEOLOJİ HARİTASI

Şekil. 5’ten de görülebildiği gibi Dilderesi vadisi bu istifi yarmakta ve İzmit Körfezi’ne döküldüğü yerin iki yanında Mesozoyik istifinin alt düzeylerine ilişkin birimler yüzeye çıkmaktadır.

İnceleme alanı deniz tabanındaki alüvyon üstüne yapılmış dolgu üzerinde yer almaktadır. Bunun

iki yanındaki yamaçlarda ise en yaygın biçimde yüzeyleyen birim, Üst Kretase yaşlı Şemsettin

Formasyonu (Kş)'nun marn, kil ve killi kireçtaşı düzeyleridir.


7 / 53

Dilderesi vadisi bu istifi yarmakta ve İzmit Körfezi’ne döküldüğü yerin iki yanında Mesozoyik

istifinin alt düzeylerine ilişkin birimler yüzeye çıkmaktadır. Vadinin batı yamaçlarında Triyas

istifinin tavanındaki Çerkeş Formasyonu’nun kireçtaşlarıyla Üst Kretase istifinin tabanına ilişkin

Eren Formasyonu’nun karbonatlı çakıltaşı; vadinin doğu ve batısındaki yamaçların denize yakın

kesimlerinde ise Triyas’ın değişik birimleri faylarla bloklanarak yükselmiş durumda

görülmektedir. Bunların tümü, sahada yaygın olarak yüzeyleyen Şemsettin marnlı kireçtaşı

tabakalarınca örtülmektedir.

Bu birimler kıyıda dolgularla örtülüdür.

ŞEKİL. 6: BÖLGESEL STRATİGRAFİ KESİTİ

Kaya birimleri:

İnceleme alanında yüzeyleyen ve yukarıda genel özellikleri ile tanıtılan kaya birimleri bu

bölümde üç genel başlık altında ayrıntılı olarak verilmektedir.


8 / 53

a) Paleozoik Temel (P): İnceleme alanının D'sunda, deniz kıyısında küçük bir alanda

yüzeylemektedir. Üst Kretase ve Triyas yaşlı formasyonlar ile faylı sınırlara sahiptir. İki fay zonu

arasında kalan ve oldukça hırpalanmış bu birim genel olarak açık kahverengimsi-boz renkli, ince

daneli kumtaşı ve şeyllerden kuruludur. Karbonat içeriği oldukça yüksektir. Faylanmaya bağlı

olarak içyapısı karmakarışık, tabakalanma vb yapıları belirsiz ve oldukça ayrışmış durumdadır.

Paralanmamış kısımlar incelendiğinde, iyi yuvarlanmış ince kum danelerinin karbonatlı bir

çimento ile tutturulmuş olduğu gözlenmektedir. Bu örneklerden, kayanın oldukça sert ancak

gevşek çimentolu olduğu anlaşılmaktadır.

b) Triyas Kapaklı Formasyonu (TK): Triyas yaşlı birimler bölgede Kapaklı Formasyonu'na

ilişkin kumtaşları ile temsil edilmiştir. İnceleme alanının D'sunda, deniz kıyısındaki yarlarda,

İzmit-İstanbul Otoyolunun kenarındaki yarmalarda ve viyadükün doğu ucunda iyi yüzeylemeler

vermiştir. Kırmızımsı rengi ile çok özgündür. Genellikle ince kum boyutunda, bazen da kaba

kum boyutundaki gereç sıkı bir çimento ile tutturulmuştur. İncelenen kesimde ender olarak çakıllı

düzeyler içerdiği de gözlenmiştir.

Bu birim, inceleme alanının D'sunda, gözlenen sınırı deniz kıyısından başlayıp, viyadükün doğu

kenarına yakın geçerek devam eden ve yaklaşık GB-KD doğrultulu bir fay zonu ile Üst Kretase

yaşlı Şemsettin Formasyonu'ndan ayrılır. Bu birim fay kenarında yer alması nedeni ile inceleme

alanının bu kesiminde oldukça hırpalanmış ve yapısal değişiklikler geçirmiş olarak izlenmektedir.

Tabaka doğrultuları genelde K ile 40-60'lik açılar yapmakta, ancak eğimler GD ile KB arasında

değişmektedir. Bu durum viyadükün D ucundan başlayıp İzmit yönüne doğru devam eden Otoyol

yarmalarında çok iyi gözlenmiştir. Bu kesimde 150/70 gidişli tabakalar giderek dikleşmiş, hatta

devrilmiş ve haritanın doğu sınırına yakın 290/80 konumu kazanmıştır. Bu birim kendi içinde de

genelde GB-KD yönlü birçok irili ufaklı fay ve belli bir sistematik içinde görülmeyen çok sayıda

eklem düzlemi ile kesilmiştir. Fay zonu ve yakınında ise birim çok paralanmış, yer yer ayrışmaya

uğramış, kireçtaşı parçaları ile karışmış ve tanınmaz hale gelmiş olarak izlenmektedir.

c) Kretase Şemsettin Formasyonu: Yörede oldukça geniş alanlarda yüzeyleyen Şemsettin

Formasyonu, Üst Kretase-Paleosen zaman aralığında çökelmiş marn, kiltaşı ve kireçtaşlarından

oluşmuştur. Birim, inceleme alanı içindeki yarmalarda, deniz kıyısında, demiryolu boyunca

uzanan dik falezlerde, inceleme alanını B'dan sınırlayan yol yarmalarında ve inceleme alanındaki

birçok yüzeylemede ayrıntılı olarak gözlenebilmiştir.

Genel olarak marnlar, marn içinde ardalanan killi düzeyler ve daha çok yamaçlarda gözlenen

kesitin alt kesimlerinde de kireçtaşları ile bunların ardalanmaları şeklinde gözlenmiştir.

Beyazımsı-grimsi marn tabakaları arazide çoğunlukla kalınlığı birkaç cm ile 25-30 cm arası,

ender olarak da 70-80 cm'ye ulaşan tabakalar olarak yer almıştır.

Sert, yer yer çok sert, kırılgan, eklemli, arazinin D'sunda Kapaklı Formasyonu ile arasındaki

büyük fay zonu boyunca çok paralanmış, kendi içinde de yer yer faylı ve fay zonlarında kısmen

tebeşirimsi görünüşlüdür. Aralarındaki killi düzeyler ise kahverengimsi yeşil renkli, genellikle

15-30 cm'lik bantlar halinde, bazı yerlerde ise 50-60 cm'yi aşan kalınlıklarda, yer yer laminalı ve

fay zonlarında karmaşık görünüşlüdür. Marn ve kil düzeyleri birbirlerinden kesin sınırlarla

ayrılmamışlardır. Yanal olarak birbirlerine geçiş gösterirler. Bölgenin geçirdiği tektonik olaylara


9 / 53

bağlı olarak killer paralanma zonlarında oldukça karılmış ve kayma yüzeylidir. Bu zonlarda farklı

yapısal özelliklerinden dolayı killer içinde daha sert marn tabakalarına ait küçük bloklar da

gözlenmiştir. Bu kesimlerde faylanma etkisi ile kırıklanan marn ve kireçtaşı düzeyleri plastik

özellik gösteren killi kısımlar ile çevrilmiştir. İnceleme alanının kuzeyinde, tepeye doğru,

akaryakıt tanklarının olduğu platformun D sınırını oluşturan yarmalar bu yapıların iyi izlendiği

yüzeylemelere örnektir. İnceleme alanında daha çok deniz düzeyine yakın kesimlerde, marn

içinde kalın, katmanlı kireçtaşı düzeyleri de izlenmiştir. Bu düzeyler UPET arazisinin D sınırı

boyunca yer alan yol yarmalarında ve bu yarmaların G'inde demiryolu altgeçidine yakın dik

yarlarda çok belirgindir. Bu kesimde katmanlı kireçtaşı ve marn düzeyleri görünür en az 20 m'lik

bir kalınlıkta süreklilik gösterir biçimde izlenmiştir. Bu kesimlerde kil bantları yok ya da yok

denecek kadar azdır. Bu kireçtaşları sarımsı-kirli beyaz, killi ve kumludur.

Sahada marnlı ve karbonatı daha yüksek kesimlerde toprak örtüsü daha ince, killi kesimlerde ise daha kalındır. Tabakalar doğuda, yüksek kesimlerde hafriyat artığı dolgularla ve vadi yamaçlarında ve denize bakan sırtlarda ise yaygın biçimde yamaç molozları ile örtülmüştür. Otoyol kenarında da yine yapay yol dolguları yer yer bu birimleri örtmektedir.

İNCELEME ALANININ MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ

İnceleme alanının yakın çevresinde yüzeyleyen Şemsettin Formasyonu marn istifi önceki

bölümde ayrıntılı bir biçimde açıklandığı gibi yoğun biçimde faylanmış, kıvrımlanmış ve

kırıklanmıştır.

Tabaka doğrultu ve eğimleri bu küçük alan içinde bile değişiklikler göstermektedir. Örneğin

kuzeydoğudaki UPET arazisinin K kesimlerinde ve yine bu kesimde eski İstanbul-İzmit Karayolu

kenarındaki yarmalarda tabakalar K 70-80 D doğrultusunda ve G'e doğru 52-40 eğimli iken,

arazinin B'sında hafifçe dönerek K 10-20 D, 30-35 GB konumu kazanmıştır. Daha sonra

güneyde tekrar K 80 D doğrultusuna ulaşan tabakaların eğimleri değişerek K ve KB'ya doğru

30-35 olmuş ve tabakalar bu kesimde GB-KD eksenli bir senklinal yapısı oluşturmuşlardır.

İnceleme alanının kuzeydoğu ve kuzeybatısında, irili ufaklı birçok fay da bu tabakaları

kesmektedir. Doğrultuları genel olarak kabaca aynı kalan tabakalar, doğudaki Paleozoyik-Triyas

birimleri ile arasında bulunan faylı sınıra doğru yüksek eğim kazanmış, çok sayıda ikincil fay ile

bölünmüş, tabakalar büyük fayın kenarında dikleşmiş ve yer yer devrik tabakalara dönüşmüştür.

Birimleri kesen fay zonları genel olarak iki farklı doğrultuda gelişmişlerdir. Gözlenebilen fayların

baskın olarak 2 ana doğrultuda yer aldıkları görülmektedir. Baskın doğrultulardan biri yaklaşık

D-B, K80D; ikincisi ise KB-GD uzanımlıdır.

Fay zonları dolayında bu tabakalarda küçük ölçekli sürüklenme kıvrımları vb yapılar da izlenmektedir. D'da, viyadük ayakları yakınındaki yüzeylemelerde çok paralanmış tabakalar arasındaki killi düzeylerin ayrışması sonucu soğansı yapılara da rastlanmaktadır. Ayrıca yine faylar boyunca tebeşirimsi zonlar ve ayrışma ürünü kil mineralleri izlenmektedir.


10 / 53

2. ARAZİ ARAŞTIRMALARI VE DENEYLER

2.1. ARAZİ, LABORATUAR VE BÜRO ÇALIŞMA METOTLARININ KISACA TANITILMASI VE KULLANILAN EKİPMANLAR

Bu çalışma sırasında, sahanın çevresi ve yörede gözlemler; inceleme sahasının çevresine geçmişte yapılan inceleme sondajları derlenmiş; çalışma kapsamında, rotari sondaj tekniği ile 10,00 m ile 31,50 m arası değişen derinliklerde toplam 13 adet, 323,80 m araştırma sondajı yapılmıştır. Sondajlar sırasında SPT ve kuyu içi veyn deneyleri yapılmış, sondajlarla derlenen örneklerden seçilenler üzerinde yapılan laboratuar deneyleri ile de gerekli zemin mekaniği veriler derlenmiş ve gereken geoteknik değerlendirme bu metinde yapılmıştır.

Saha çalışmaları, Jeofizik Mühendisleri Gökhan KARAİBRAHİMOĞLU ve Onur Uğur ÖZEN tarafından yapılmıştır. Laboratuar deneyleri ZEMAR Zemin Mekaniği Laboratuarı’nda yaptırılmıştır. Metindeki şekillerin çizilmesi, sahada ve laboratuarda yapılan deneylerin derlenmesi İnşaat Mühendisi Serap ÖZGÜR tarafından yapılmıştır. Rapor İnşaat Yüksek (Geoteknik) Mühendisi Kemal KOYUNLU, Jeofizik Mühendisi Halil ÖZTÜRK ve Jeoloji Mühendisi Can AKIN tarafından hazırlanmıştır.

2.2. SONDAJLAR

Çalışmalar kapsamında inceleme alanında, rotari sondaj tekniği ile 10,00 m ile 31,50 m arası değişen derinliklerde toplam 13 adet, 323,80 m araştırma sondajı yapılmıştır (Çizelge. 1, Şekil. 7, EK. I). Sondajlar anakaya içinde sonlandırılmıştır.

ÇİZELGE. 1: SONDAJ BİLGİLERİ

Sondaj No

Yer altı Suyu Derinliği

(m)

Sondaj Boyu (m)

Dolgu Yüksekliği

(m)

Anakaya Derinliği

(m)

DoS-1 0,50 28,50 15,70 25,70

DoS-2 0,70 31,50 20,80 28,70

DoS-3 0,60 28,50 18,40 25,80

DoS-4 0,90 26,30 16,20 24,00

DoS-5 1,80 26,00 6,80 23,50

DoS-6 0,80 27,50 12,00 23,50

DoS-7 0,40 29,50 18,50 26,50

DoS-8 1,00 28,00 11,20 25,00

DoS-9 0,70 26,50 8,90 23,80

DoS-10 1,90 29,00 8,20 23,40

DoS-11 1,80 10,00 5,50 7,00

DoS-12 2,00 14,50 6,80 11,80

DoS-13 2,00 18,00 6,50 16,10

TOPLAM 323,80


11 / 53

FOTOĞRAF. 2: SONDAJ VE VEYN DENEYİ ÇALIŞMALARI

2.3. YERALTI VE YERÜSTÜ SULARI

İnceleme alanında yapılan sondajlarda yer altı su düzeyini deniz yüzeyi belirlemektedir. Bu seviye sondajlarda 0,40 m ile 2,00 m arası derinliklerde bulunmuştur.


12 / 53

ŞEKİL. 7: SONDAJ VE JEOFİZİK ÖLÇÜ YERLERİ

2.4. ARAZİ DENEYLERİ

SPT DENEYLERİ

Bu deney, 63,5 kg ağırlıklı bir tokmağın 76 cm yükseklikten düşürülerek, sondaj tijlerine takılmış dış çapı 2 inç olan bir örnekleyicinin zemine çakılması ile yapılır. Örnekleyici tüp kuyu tabanına kadar indirilip zemine 15 cm çakılır. Buradan elde edilen darbe sayıları (N) dikkate alınmaz. İlk 15 cm’lik ilerlemeden sonra tüp, zemine 30 cm daha girecek şekilde


13 / 53

tekrar çakılır ve bu aşama için toplam darbe sayısı kaydedilir. Kaydedilen darbe sayısı (N30) deneyin sonucu olarak dikkate alınır.

Sahada ölçülen SPT N30 değerlerinin düzeltilmesi gerekmektedir. Aşağıdaki formül ve değerler kullanılarak önerilen düzeltmeler yapılmıştır.

Elde edilmiş tüm N30 değerlerine örtü yükü düzeltmesi

n

o

oN

p

pC

formülü ile

uygulanmıştır. Burada ''

0p =95,76 kPa, '

op deney derinliğindeki efektif düşey gerilme ve n

katsayısı ise ince daneli zeminlerde 1,0, granüler zeminlerde 0,5’tir.

Ayrıca enerji aktarımı, deney malzemesi ve kuyu çapına göre düzeltme katsayıları da kullanılmaktadır.

6060

RSBHNN

düzeltmesi ince daneli zeminler için önerilmektedir.

N sahada ölçülen SPT değeri, H yüzde olarak tokmak enerji verimi, B kuyu çapı

düzeltmesi, S örnek alıcı düzeltmesi, R tij boyu düzeltmesidir.

Hesaplarda; H=%55, B=1, S=1, R= 0,75-1,00 (tij boyuna bağlı olarak seçilen değer aralığı) olarak seçilmiştir.

60601)( NCN N düzeltmesi ise kaba daneli zeminler için önerilen düzeltmedir.

Buna göre;

Dolgu Tabakası:

Heterojen dolgu tabakasında SPT deneyi yapılabilen yerlerde N30= 4-29 arasında elde edilmiştir (Fotoğraf. 3). Düzeltilmiş SPT değerleri N60= 3-26 arasında hesaplanmıştır (Şekil. 8).

FOTOĞRAF. 3: DOLGU TABAKASINDAN ALINAN BİR SPT ÖRNEĞİ


14 / 53

Kum Tabakası:

Yapılan SPT deneyinde N30= 4-32 arasında elde edilmiştir (Fotoğraf. 4). Düzeltilmiş SPT değeri N60= 3-23 arasında hesaplanmıştır (Şekil. 8). Bu kum tabakası raporda, yerleşim sıkılığına bağlı olarak Gevşek Kum ve Orta Sıkı Kum olarak ikiye ayrılmıştır.

Gevşek Kum için (N1)60,ort = 7

Orta Sıkı Kum için (N1)60,ort = 15 alınabilir.

FOTOĞRAF. 4: KUM TABAKALARINDAN ALINAN SPT ÖRNEKLERİ

Kil Tabakası:

Yapılan SPT deneylerinde N30= 3-13 değerleri elde edilmiştir (Fotoğraf. 5). Düzeltilmiş SPT değerleri N60=2-11 arasında hesaplanmıştır (Şekil. 8). Tabaka üst düzeylerde yumuşak, alt düzeylere doğru orta katı kıvamlı bulunmaktadır.

Yumuşak Kil Tabakası için SPT N60 değeri ortalama olarak N60,ort=3

Orta Katı Kil Tabakası için SPT N60 değeri ortalama olarak N60,ort=6 alınabilir


15 / 53

FOTOĞRAF. 5: KİL TABAKALARINDAN ALINAN SPT ÖRNEKLERİ

Kum/Çakıl Tabakası:

Yapılan SPT deneyinde N30= 16-28 arasında elde edilmiştir (Fotoğraf. 6). Düzeltilmiş SPT değeri N60= 9-17 arasında hesaplanmıştır (Şekil. 8).

Gevşek/Orta Sıkı yerleşmiş Kum/Çakıl için (N1)60,ort = 13 alınabilir.


16 / 53

FOTOĞRAF. 6: KUM/ÇAKIL TABAKALARINDAN ALINAN SPT ÖRNEKLERİ (ÜST İKİ FOTOĞRAF KİL-KUM/ÇAKIL GEÇİŞİNDENDİR)

ŞEKİL. 8: DÜZELTİLMİŞ SPT DEĞERLERİ-DERİNLİK GRAFİĞİ

12

6 6

3 34

65

6

17

6

4

910

5 5

8

1011

26

13

9

1110

13

8

65

76

8

5

7

16

2

5

3

11

54

10

13

56

5

11 11

7

2223

14

1211

9

12

6

4

15

34

76

8

0

5

10

15

20

25

30

0,00 2,50 5,00 7,50 10,00 12,50 15,00 17,50 20,00 22,50 25,00 27,50 30,00

SPT

N6

0

Derinlik (m)

SPT N60 Değerleri-DerinlikDoS-1 DoS-2 DoS-3 DoS-4 DoS-5

DoS-6 DoS-7 DoS-8 DoS-9 DoS-10

DoS-11 DoS-12 DoS-13


17 / 53

ARAZİ VANE DENEYLERİ

Bu deney suya doygun kil ve silt zeminlerin drenajsız kayma dayanımı değerlerini belirlemek için yapılır. Bu deney deney sürecinde drenaja izin verecek şekilde olan kumlu zeminlerde uygulanmaz.

4 Kanatlı bıçak yumuşaktan katı kıvama kadar olan kohezyonlu zemine sokulur. Bıçak çevresinde silindirik bir kayma yüzeyi oluşana kadar çevrilir ve dönme momenti ölçülür. Ölçülen bu momenti kullanılan donanıma göre dönüştürülerek zeminin yerinde drenajsız kayma dayanımını elde edilir.

Deney sırasında kanat 6/dakika hızla çevrilir.

Pik Drenajsız Kayma Dayanımı aşağıdaki eşitlikten tayin edilir.

)6)cos()cos(

(

12)(

2

max

Hi

D

i

DHD

Ts

BT

fvu

ŞEKİL. 9: VANE DENEYİ İÇİN GEOSAN FİRMASI TARAFINDAN KULLANILAN KONİK BIÇAK

Burada;

(su)fv: Bıçaktan ölçülen drenajsız kayma dayanımı (kN/m2)

Tmax: Aletten okunan en büyük dönme momenti (kNm)

D: Bıçak çapı (m), deneyde D= 0,054 m

H: Bıçağın yüksekliği, deneyde H= 0,10 m

iT ve iB: Sırasıyla bıçağın üst ve alt koniklik açılarıdır. Deneyde her ikiside 45’dir.

Sahada deneyler ile bulunan Pik Drenajsız Kayma Dayanımı Vane Düzeltme Faktörü () ile çarpılarak geoteknik değerlendirmede kullanılmak üzere mobilize olmuş saha drenajsız kayma dayanımı değeri (su)f elde edilmelidir.

Ölçülen Vane Pik Drenajsız Kayma Dayanımı değerinin, stabilize analizlerinde; yumuşak zeminlerde yapılan dolgudan, taşıma gücünden, ve yumuşak killerde yapılan kazılardan


18 / 53

önce düzeltilmesi çok önemlidir (Bjerrum, 1972, 1973). Bu mobilize olmuş kayma dayanımı aşağıda verilen

fvuvu sc )(

formülle hesaplanır. Burada

v: Zeminin plastisite indisine bağlı ampirik düzeltme faktörüdür. Bu değer imalat hızına bağlı olarak

ŞEKİL. 10: DÜZELTME FAKTÖRÜNÜ ELDE ETMEK İÇİN ÖNERİLEN HAM SAHA VANE KAYMA DAYANIMI DEĞERİ-PLASTİSİTE İNDİSİ GRAFİĞİ (CHANDLER’DAN SONRA, 1988)

İnceleme alanında 5 adet arazi vane deneyi yapılmıştır.

Kil tabakasında yapılan bu deneylere göre;

Dönme Momenti, Tmax= 0,023- 0,037 kN

arasında elde edilmiştir.

Bıçaktan ölçülen drenajsız kayma dayanımı, (su)fv= 40,0-64,4 kN/m2

Laboratuar deney sonuçlarında elde edilen ortalama Plastisite İndisi, PIort=15,4 alınarak

v = 0,95 olarak seçilmiştir.

Buna göre hesaplanan drenajsız kayma dayanımı değeri

cu= 38,0-61,2 kPa

değerleri arasında değişmektedir.

cu,ort= 47,6 kPa bulunmaktadır.


19 / 53

JEOFİZİK ÇALIŞMALAR

SİSMİK ÖLÇÜ YÖNTEMİ

Dinamik yük altında zemin davranışlarının önceden kestirilebilmesi, depreme dayanıklı yapı tasarımı için son derece önemlidir. Dalga genliğinin periyoda bağımlı olarak elde edilmesi, yapı-yeri tepkisinin hesaplanması ile olanaklıdır. Bu hesaplama için inceleme yerine ait makaslama dalgası hızlarına ve yeraltı hız dağılımına gereksinim bulunmaktadır. Sismik hızlar birkaç yoldan ölçülebilmektedir. Bunlardan bir tanesi ve en çok uygulananı Sismik Kırılma (Refraction) yöntemidir. 10-15m gibi sığı derinlikler için oldukça yaygın kullanılan bu yöntem uzun açılımlar ve gürültülü ortamlar için pek uygun değildir.

Mühendislik çalışmalarının kent içinde ve dar alanlarda gerçekleştirilmesi gerektiğinde, hedeflenen araştırma derinliği için sismik kırılma yönteminde gerekli serim uzunluğunu elde etmek her zaman olanaklı olamamaktadır. Gürültüler, hem uygulamada sorunlar yaratmakta hem de uzak jeofonlardaki sinyali örterek dolaylı olarak araştırma derinliğini azaltmaktadır. Yapı-yeri tepkisinin hesaplanabilmesi için sismik temel olarak adlandırılan ve en az 700 m/sn makaslama dalgası hızı olan katmana kadar yeraltı geometrisinin ve sismik hızların bilinmesi gerekmektedir. Yönetmeliklerde mühendislik çalışmaları için 30m araştırma derinliği yeterli görülmekte ve genellikle bu derinliğe kadar makaslama dalgası hız kesitinin kırılma yöntemi ile saptanmasında birçok sorunla karşılaşılmaktadır. Ayrıca, alüvyon ortamların 30 metreden daha kalın olduğu durumlarda sismik kırılma yöntemi ile sismik temelin saptanması oldukça güçleşmektedir. Bu durumlarda ReMi (Refraction Microtremor) yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntemle sismik kırılma ölçüm sistemlerini kullanarak, 100metre derinliğe kadar makaslama dalgası hızlarını (Vs) %20 doğrulukta saptayabilmektedir.

Bunun dışında kayma dalgası (Vs) hızının MASW-MAM (Multi channel analysis of surface waves-microtremor array measurements) çok kanallı yüzey dalgası analizi mikrotremür hattı ölçümü yöntemi ile belirlenebilmektedir. MASW-MAM yöntemi başlangıçta aktif kaynak ve pasif kaynak olarak iki kısma ayrılır.

Aktif kaynak: Aktif kaynak uygulamalarında doğrusal hat boyunca dizili jeofonlara belirli uzaklıktan balyozla vurulması sonucunda sismik dalgalar kaydedilir. Uzaklığa ve yeraltı yapısına bağlı olarak enerji biriktirmesi yapılabilir.

Pasif kaynak: Pasif kaynak uygulamalarında L, dairesel v.b. diğer ölçüm sistemlerinde jeofonlar yerleştirilir. Kullanılan ölçüm ekipmanları özelliklerine bağlı olarak belirli sürelerde çok sayıda kayıt alınır. Uygulamada çevresel trafik, fabrikalar, deniz dalgası, atmosfer basıncı v.b. gürültüler sonucu oluşan titreşimler kaydedilir.

Bu sayede zemin hakim titreşim periyodu, mikrobölgeleme amaçlı zemin büyütmesi, zemin grubu/sınıfı daha yüksek doğrulukla belirlenebilmektedir. Ayrıca doğal zemine gerek duyulmaksızın asfalt, beton, kaldırım, taş zemin v.b. ortamlarda da jeofonların satıhla iyi bir bağlantısı sağlanarak ölçüm alınabilmektedir.


20 / 53

Sismik ölçüler, ABEM-RAS 24 marka 12 kanallı sinyal biriktirmeli cihaz ile yapılmıştır. Cihaz, otomatik örnekleme ve gösterim yapabilen, sinyal artırıcı çok kanallı olarak sinyal grafiği verebilen optik ünite, kablolar, P ve S jeofonları ve 12 voltluk aküden oluşan güç ünitesinden ibarettir. Sinyal üretmek için balyoz kullanılmıştır.

Kırılma çalışmalarında 12 adet 14Hz’lik P (düşey) ve S (yatay) jeofonları, REMİ ölçümlerinde ise 4,5 Hz‘ lik düşey jeofonlar kullanılmıştır.

Saha imkanları ölçüsünde ofset ve jeofon aralıkları 3m seçilerek kırılma ölçümleri yapılmıştır. Remi ölçülerinde ise ortamın doğal ve yapay tüm gürültüsünün 2msn örnekleme aralığı ile 32 msn’lik kayıtları elde edilmiştir. Alınan kayıtlar, SEISIMEGER programından yararlanılarak işlenmiştir.

ÇİZELGE. 2: JEOFİZİK ÖLÇÜLER İLE ELDE EDİLEN PARAMETRELER

Zemin Hakim Titreşim Periyodu (T0); 50m derinlik için T0=4hi/Vsi bağıntısı ile verilmektedir. Buna göre çalışma bölgemizde T0=0.80 - 0.90 sn arasında değişmektedir.

(Prof. Dr. Ali Keçeli, (1999 ) sismik ölçülerden hesaplanan T0=TB olduğunu belirtmiş ve Y. Doç. Dr. Ferhat ÖZÇEP de Zemin Jeofizik Analiz programında bu duruma uymuştur. Yaptığımız birçok çalışmada da bu durumun doğru olduğu tarafımızdan gözlenmiştir).

POLİPORT Liman Sahası- Zemin Etüdü Ölçü No: 5 Ölçü No: 6 Ölçü No: 7 Ölçü No: 8

Dilovası-KOCAELİ

Parametre

Adı ve Birimi 1.tabaka 2.tabaka 1.tabaka 2.tabaka 1.tabaka 2.tabaka 1.tabaka 2.tabaka

Sıkışma Dalgası Hızı (Vp =m/sn) 519 1064 669 1112 507 1157 671 1065

Kayma Dalgası Hızı (Vs =m/sn) 185 247 219 270 184 249 217 252

Tabaka Kalınlığı (h=…m) 16.2 16.2 6 4.2

Hız Oranı (Vp/Vs) 2.8 4.3 3.1 4.1 2.8 4.6 3.1 4.2

Poisson Oranı (u=birimsiz) 0.43 0.47 0.44 0.47 0.42 0.48 0.44 0.47

Yoğunluk (d=kg/cm2) 1.48 1.77 1.58 1.79 1.47 1.81 1.58 1.77

Kayma Modülü (G=kg/cm2) 506 1080 756 1305 498 1121 743 1125

Elastite Modülü (E=kg/cm2) 1446 3179 2178 3833 1419 3308 2142 3307

Balk Modülü (k=kg/cm2) 3310 18604 6048 20396 3117 22708 6113 18587

Zemin Hakim Titr. Per. (To=TB=sn) 0.90 0.80 0.84 0.80

Vs(30) Kayma Dalgası Hızı (Vs,30 =m/sn) 209 240 233 246

Büyütm

e (

A)

Midorikawa, (1987) A= birimsiz 2.8 2.5 2.6 2.5

Borcherdt ve diğ.,(1991) (Kuvvetli

Hareket İçin) 2.9 2.5 2.6 2.4

Borcherdt ve diğ., (1991) (Zayıf Hareket

İçin) 3.3 2.9 3.0 2.8


21 / 53

Buna göre zemin alt ve üst titreşim periyotları (TA, TB) bulunabilir.

TB=0.90sn ise TZ= 0.60sn TA=0.40sn

Vs(30) hızı:30m derinlik için ortalama kayma dalgası hızı Vs(30)=30/(hi/Vsi) bağıntısı ile hesaplanmış ve çalışma alanında Vs(30)=209-240 m/sn arasında bulunmuştur.

Zemin Büyütmesi: Çalışma alanı için zemin büyütmesi iki ayrı araştırmacının vermiş olduğu bağıntılardan hesaplanmıştır. Vs(30) hızı kullanılarak hesaplanan büyütme değerleri;

Midorikawa, (1987) maksimum yer hızı için göreceli büyütme A= 68.Vs-0.6 bağıntısı ile A=2,5-2,8 arasında bulunmuştur.

Borcherdt ve diğ.,(1991) ise, ortalama yatay spektral büyütmeyi aşağıdaki bağıntılarla vermiştir. Buna göre;

(zayıf hareket için) AHSA=700/Vs =2,9-3,33

(kuvvetli hareket için) AHSA=600/Vs =2,5-2,9 arasında bulunmaktadır.

ÇİZELGE. 3: SPEKTRAL BÜYÜTMELERE GÖRE MİKROBÖLGELEME ÖLÇÜTLERİ ANSAL VE DİĞ., (2001)

Spektral Büyütme Tehlike Düzeyi 0.0-2.5 A(Düşük) 2.5-4.0 B(Orta) 4.0-6.5 C(Yüksek)

ÇİZELGE. 4: EUROCODE 8’DE VS30’A GÖRE ZEMİN SINIFLARI

Zemin Sınıfı Tanım Özellikler(m/sn)

A Kaya ya da diğer benzeri formasyonlar Vs>800

B Çok sıkı kum çakıl ya da çok sert killer 360<Vs<=800

C Sıkı ya da orta sıkı kum, çakıl veya sert kil 180<Vs<=360

D Gevşekten-Orta sıkıya kadar kohezyonsuz zeminler veya Yumuşaktan - serte kadar kohezyonlu zeminler

180 <Vs

Bu sonuçlara göre çalışma alanımızda büyütme tehlike düzeyi orta (B) ve zemin sınıfı (C) olarak bulunmaktadır.


22 / 53

ELEKTRİK ÖZDİRENÇ YÖNTEMİ:

Sahada sismik kırılma ölçülerine ilave olarak elektrik özdirenç ölçüleri alınmıştır. Ölçülerde düşey yöndeki tabaka ve özdirenç değişimlerine duyarlı olan Schlumberger dizilimi kullanılarak 6 noktada Düşey Elektrik Sondajı (DES) ölçümü yapılmıştır. Arazi koşullarına bağlı olarak yarı açılım uzunluğu AB/2=50-60m arasında gerçekleşebilmiştir. Bu ölçülere ait arazi ölçüm karneleri ve özdirenç eğrileri EK. III’ te verilmektedir.

Sismik ve özdirenç ölçü yerleri Şekil. 7’de verilmiştir.

Elde edilen özdirenç eğrilerinin değerlendirilmesiyle yer elektrik yapı kesitini veren Gerçek Özdirenç Kesitleri çizilmiştir (Şekil. 11). Bu kesitlerde ortamda genellikle tuzlu suyun hakim olduğu ve özdirenç değerlerinin 1,7-3,6 ohm.m değerlerine kadar düştüğü görülmektedir. Öte yandan DES-6,1,2,3 ölçülerinden oluşturulan kesitte ise tuzlu su girişiminin DES-1 ölçüsünün altına kadar ilerlediği ve buradan itibaren kamalanma şeklinde azalarak sonlandığı DES-6 ölçüsü yerine kadar ulaşamadığı anlaşılmaktadır. Tuzlu su etkisinin olmadığı yerlerde dolgu, zemin ve ana kaya ayrımı yapılabilmiş ve bu derinliklerin sondaj sonuçları ile uyumlu olduğu görülmüştür.

Bu özdirenç değerlerine göre zemin çok korozif yapıya sahiptir.

FOTOĞRAF. 7: SAHADA JEOFİZİK ÖLÇÜ ALIMI ÇALIŞMALARI


24 / 53

3. LABORATUVAR DENEYLERİ VE ANALİZLER

Çalışmalar kapsamında inceleme alanında, rotari sondaj tekniği ile 13 adet inceleme sondajı yapılmıştır. Bu çerçevede alınan 7 örselenmiş ve 21 örselenmemiş zemin ve 13 kaya karot örneği üzerinde; 8 elek analizi, 12 hidrometre, 19 Atterberg limitleri, 4 su içeriği, 4 üç eksenli basınç, 3 tek eksenli basınç, 7 konsolidasyon, 3 kayada tek eksenli ve 10 nokta yükleme deneyi yapılmıştır. Bu deney sonuçlarını sergileyen raporlar ekte sunulmakta (EK. II) ve Çizelge. 5’de özetlenmektedir. ÇİZELGE. 5: LABORATUAR DENEY SONUÇ ÖZETLERİ


25 / 53

Zemin ve Kaya Türlerinin Geoteknik Özellikleri

İnceleme alanında yapılan 13 sondajla derlenen verilerle hazırlanan zemin kesitleri Şekil. 14’da sergilenmektedir.

İnceleme alanı genel olarak 3 tabakadan oluşmaktadır. Deniz tabanını kaplayan kontrolsüz yapılmış, homojen olmayan bir dolgu tabakası, altında deniz tabanını oluşturan ince/kaba daneli alüvyon ve en altta inceleme alanının tabanını oluşturan kireçtaşı tabakasıdır.

Dolgu tabakası kalınlığı 5,50 m ile 20,80 m arasında değişmektedir. Bunun altındaki alüvyon tabakasının kalınlığı 1,50 m ile 16,70 m arasındadır. Anakaya tabakası ise 7,00 m ile 28,70 m arası derinliklerde başlamaktadır.

Bu birimlerde yapılmış tanımlamalar ile yerinde ve laboratuarda yapılan deney sonuçlarına göre saptanan fiziksel ve mekanik özelliklere ilişkin veriler aşağıda irdelenmektedir.

DOLGU TABAKASI

Dolgu işleminin karadan ilerlenerek yapıldığı anlaşılmaktadır. Kontrolsüz yapılan bu dolgu homojen bir yapıda değildir. Dolgu killi, kumlu, çakıllı, kireçtaşı bloklu, beton parçalı yer yer boşlukludur.

FOTOĞRAF. 8: İNCELEME ALANINDA DOLGU İÇİNDE YAPILAN KAZI, KİL/KUM MATRİKSLİ HOMOJEN OLMAYAN KONTROLSÜZ DOLGU (MAYIS 2008, GEOSAN RAPORUNDAN)


26 / 53

FOTOĞRAF. 9: DOLGU İÇİNDE YAPILAN SONDAJLARDA KİREÇTAŞI BLOKLARINDAN ALINAN KAROT ÖRNEKLERİ

Dolgu tabakasında SPT yapılabilen yerlerde N30=3-26 arasında elde edilmiştir. Heterojen dolguda yapılan sondajlar sırasında dolgu içinde boşluklar gözlenmiştir. Doğrudan bu birim üzerine yapılacak yapılarda farklı oturmaların oluşması kaçınılmazdır.

ALÜVYON TABAKASI

Bu birim ince ve kaba danelidir. Dilderesi’nin akım koşullarına ve deniz hareketlerine bağlı olarak değişik malzemelerden oluşmuştur. Bu tabakanın kalınlığı açığa ve doğuya doğru artmaktadır (Şekil. 14).

KUM TABAKASI

Yapılan sondajlarda inceleme alanının doğusunda yani Dilderesi’ne yakın kesimde kalınca gözlenmiştir. DoS-8 sondajında kalınlığının 12,30 m’ye ulaştığı belirlenmiştir. Sondajlar


27 / 53

sırasında üst seviyeleri orta-kaba daneli, alt seviyeler doğru ince farklı kökenli çakıllı, siltli, killi, kavkılı, koyu gri ve yeşilimsi gri renkli olarak tanımlanmıştır.

Bu gereçten alınan bir örselenmiş zemin (SPT) örnekleri üzerinde yapılan elek ve hidrometre deneyleri sonucunda

Çakıl Boyu Daneler, >4 % 0,00 - % 12,94

Kum Boyu Daneler, 200< <4 % 60,46 - % 80,22

İnce Daneler, 200< % 12,06 - % 39,54

Silt Boyutlu Daneler, % 6,92 - % 19,63

Kil Boyutlu Daneler, % 0,37 - % 5,14

arasında bulunmuştur.

Gerecin kötü derecelenmiş kum, siltli kum olduğu anlaşılmaktadır.

Bu malzeme USC sınıflandırmasına göre SP-SM olarak isimlendirilebilir.

Bu tabakanın ince danesinin yoğun olduğu yerlerden alınan 1 örnek üzerinde Atterberg Limitleri deneyleri yapılmıştır. Bu örneklerin plastik olmadığı belirlenmiştir.

Bu birim yerleşim sıkılığına bağlı olarak inceleme alanında 2 bölümde incelenecektir.

GEVŞEK KUM TABAKASI:

(N1)60 değerlerinin ağırlıklı ortalaması (N1)60,ort= 7 olarak alınırsa, bu ortalama (N1)60 değerine göre drenajsız İçsel Sürtünme Açısı

oN 20)(4.15 601

eşitliği ile (Hatanaka ve Uchida, 1996)

o4,30

bulunmaktadır. Gerecin içindeki ince dane oranı nedeniyle bu değerin

o28 alınması uygun görünmektedir.


28 / 53

Elastisite Modülü, Es= 250 ((N1)60+15), (Suya doygun kum için, Bowles, 1998) formülünden;

Es = 5, 5 MPa

Poisson Oranı, = 0,35

Kayma Modülü, G= 12,0 MPa

Yatay Yatak Katsayısı, 𝑘ℎ = 𝑛ℎ(𝑧

𝐵), (DLH, 2007) formülünden hesaplanabilir. Burada

zemin sıkılığına bağlı katsayı, nh= 1,3 MN/m3

z: derinlik

B: kazık çapıdır.

ORTA SIKI KUM TABAKASI:

(N1)60 değerlerinin ağırlıklı ortalaması (N1)60,ort=15 olarak alınırsa, bu ortalama (N1)60 değerine göre drenajsız İçsel Sürtünme Açısı

o2,35

bulunmaktadır. Gerecin içindeki ince dane oranı nedeniyle bu değerin

o30 alınması uygun görünmektedir.

Zemin türüne ve SPT değerlerine göre kaba daneli gerecin

Es = 7, 5 MPa

Poisson Oranı, = 0,32

Kayma Modülü, G= 14,0 MPa


𝐵)

formülünden hesaplanabilir. Burada

nh= 5,00 MN/m3

alınabilir.


29 / 53

KİL TABAKASI

Genelde dolgu tabakasının altında sahanın doğusunda ise kum tabakası altında yer almaktadır.

Tabaka sondajlar sırasında siltli, kumlu, yer yer kum ardalanmalı, fisürlü, yer yer kavkılı, yeşilimsi gri ve koyu gri renkli olarak tanımlanmıştır.

Bu gereçten alınan örneklerin üzerinde yapılan hidrometre deneyleri sonucunda;

Kum Boyu Daneler, >200 % 3,06 - % 53,32

Silt Boyutlu Daneler, % 32,05 - % 60,58

Kil Boyutlu Daneler, % 8,96 - % 62,76

arasında değişir bulunmuştur.

Bu tabakadan alınan 18 örnek üzerinde yapılan Atterberg Limitleri deneylerine göre,

Likit Limit, wL= % 20,2 – 37,3

Plastik Limit, wP = % 13,5 - 17,0

Su İçeriği, wN = % 24,6 – 33,8

Plastisite İndisi PI= % 3,5 – 22,2

olarak bulunmuş ve hesaplanmıştır.

Bu gereç siltli kil ve killi silttir. USC sistemine göre genel olarak düşük plastisiteli kil ve silt (CL ve ML) olarak isimlendirilir (Şekil. 12, yeşil renkli simgeler).

Dolgu öncesinde çok yumuşak kıvamlı olduğu anlaşılan bu birim, dolgu yükleri altında artan efektif gerilmeler, drenaj şartları ve zamana bağlı olarak, konsolidasyona uğramış, boşluk suyu basıncı azalmış ve kayma direnci artmıştır.

Kesitlerde, bu birim düzeltilmiş SPT N60 değerlerine göre yumuşak ve orta katı olarak ayırtlanmıştır.

Yumuşak Kil

Düzeltilmiş SPT N60 değeri ortalama olarak N60=3 alınabilir (Şekil. 13).

Bu değerlere bağlı olarak gerecin ince daneli kesimleri için drenajsız kayma dayanımı Stroud (1974)’un önerdiği

605,5 Ncu


30 / 53

Formülü ne göre,

cu= 16,5 kN/m2

alınabilir.

Yumuşak kil tabakasından alınan 1 örselenmemiş örnek üzerinde tek eksenli basınç deneyi yapılmıştır. Buna göre;

qu= 27,55 kPa, buna göre drenajsız kayma dayanımı

cu= 13,77 kPa bulunmuştur.

Aynı örnek üzerinde konsolidasyon deneyi de yapılmıştır.

Buna göre 100-200 kPa arasındaki yük kademesi için;

Hacimsel sıkışma katsayısı, mv= 0,015 cm2/kg

Konsolidasyon katsayısı, cv = 8,2 (cm2/sn)x10-3

Başlangıç Boşluk Oranı, eo= % 38,04

Doğal Birim Hacim Ağırlığı, γs=19,92-20,02 kN/m3,

olarak bulunmuştur.

Elastisite Modülü, Es= 400N60, (AASHTO, 1996) formülünden; Es= 1,20 MPa

Poisson Oranı, = 0,35 (Bowles, 1998) Kayma Modülü, G= 9,0 MPa (Bowles, 1998)

Yatay Yatak Katsayısı, kh= 67cu/B = 1,1/B MN/m3 formülünden hesaplanabilir.


Orta Katı Kil

Düzeltilmiş SPT N60 değeri ortalama olarak N60=6 alınabilir (Şekil. 13).

Bu değerlere bağlı olarak gerecin ince daneli kesimleri için drenajsız kayma dayanımı Stroud(1974)’a göre,

cu= 33,0 kN/m2


31 / 53

alınabilir.

Bu birimde yapılan veyn deneyi ile drenajsız kayma dayanımı

cu= 38,0-61,2 kPa

değerleri arasında bulunmuştur. Ortalama drenajsız kayma dayanımı

cu,ort= 47,6 kPa bulunmaktadır.

ŞEKİL. 12: PLASTİSİTE KARTI

ŞEKİL. 13: DÜZELTİLMİŞ SPT DEĞERLERİ–DERİNLİK

7 7

9 98 8

11

67

910

5

109

78

11

7

910

65

6

10

3

10

54

25

30

45

4

21

7

2

01

3

25

3 3

1

13

0

5

10

15

20

25

30

35

0,00 2,50 5,00 7,50 10,00 12,50 15,00 17,50 20,00 22,50 25,00

SPT

N6

0

Derinlik (m)

SPT N60 Değerleri-Derinlik

SK-1 SK-2 SK-3 SK-4 SK-5 SK-6 SK-7 SK-8 SK-9


32 / 53

Orta katı kil tabakasından alınan 4 örselenmemiş örnek üzerinde üç eksenli basınç deneyi yapılmıştır. Buna göre;

cu= 6,00-15,00 kPa ve = 0,97-1,91 arasında bulunmuştur.

Yine aynı kil tabakasından alınan 2 örselenmemiş örnek üzerinde tek eksenli basınç deneyi yapılmıştır. Buna göre;

cu= 16,94-24,22 kPa arasında bulunmuştur.

Altı örnek üzerinde konsolidasyon deneyi de yapılmıştır.

Buna göre 200-400 kPa arasındaki yük kademesi için;

ÇİZELGE. 6: ORTA KATI KİL İÇİN KONSOLİDASYON PARAMETRELERİ

Örnek

Birim

SK-1

UD

SK-2

UD

SK-5

UD

SK-9

UD

SK-10

UD

SK-13

UD

Derinlik m 22,20 23,00 18,00 21,50 19,50 10,50

eo (doğal boşluk oranı) % 69,91 61,50 69,86 66,67 55,38 64,43

mv (hacimsel sıkışma) cm2/kg 0,013 0,013 0,026 0,024 0,017 0,048

cv (konsolidasyon katsayısı)

(cm2/dak)x10-3 0,5 2,5 5,7 0,6 0,5 0,2

Doğal Birim Ağırlığı, γs=17,09 – 19,03 kN/m3,


Elastisite Modülü, Es= 2,40 MPa

Poisson Oranı, = 0,35 Kayma Modülü, G= 11,0 MPa

Yatay Yatak Katsayısı, kh= 67cu/B = 2,2/B MN/m3 formülünden hesaplanabilir.



33 / 53

KUM/ÇAKIL TABAKASI

İnceleme alanında, anakaya tabakasının üstünde 0,80 m ile 3,00 m arası kalınlıklı olarak gözlenmiştir. Sondajlar sırasında, ince-orta çakıllı, orta-kaba daneli kumlu, kavkılı, sarımsı kahverengi ve gri renkli olarak tanımlanmıştır.

Bu tabaka yapılan SPT deneyleri ile alınan gereçten alınan örnekler üzerinde yapılan elek deneyleri sonucunda

Çakıl Boyu Daneler, >4 % 0,00 - % 58,07

Kum Boyu Daneler, 200< <4 % 36,51 - % 94,54

İnce Daneler, 200< % 5,42 - % 32,08

arasında değişir bulunmuştur.

Tabakanın genel olarak kötü derecelenmiş kum ve çakıl (SP ve GP) olduğu söylenebilir.

(N1)60 değerlerinin ağırlıklı ortalaması (N1)60,ort=13 olarak alınırsa, bu ortalama (N1)60 değerine göre drenajsız İçsel Sürtünme Açısı

o1,34

bulunmaktadır. Gerecin içindeki az da olsa ince dane oranı nedeniyle bu değerin o32 alınması uygun görünmektedir.

Zemin türüne ve SPT değerlerine göre kaba daneli gerecin

Es = 7,0 MPa

Poisson Oranı, = 0,32 Kayma Modülü, G= 14,0 MPa


𝐵)

formülünden hesaplanabilir. Burada

nh= 5,00 MN/m3

alınabilir.


35 / 53

ANAKAYA (KİREÇTAŞI)

Anakaya tabakası 7,00 m ile 28,70 m arası derinliklerde başlamaktadır (Şekil. 14). Denize doğru hafif bir eğimle (%3< <%7) alçalmaktadır.

Sondajlar sırasında; parçalı, çatlaklı, çatlak yüzeyleri demir oksitli, yer yer marn geçişli, yer yer 10-20 cm kalınlıklı kil bantlı gri, beyazımsı gri/bej ve sarımsı kahverengi renkli olarak tanımlanmıştır.

Üst düzeyleri çok çatlaklı Anakaya’da

TCR (Toplam Karot Verimi): % 17 - 46

SCR (Tam Karot Verimi): % 7 - 17

RQD (Kaya Kalitesi Belirteci): % 0 - 14


Bu tabakadan alınan 10 karot örneği üzerinde yapılan deneylerle Nokta Yükleme İndisi değeri

Is50= 1,96-11,65 MPa arasında bulunmuştur.

Kayada yapılan 3 adet tek eksenli basınç dayanımından ise

qu= 14,44-18,87 MPa

sonuçları elde edilmiştir.

Anakayanın Poisson oranı ise, = 0,23-0,27

Elastisite Modülü , Es= 0,72-0,81 GPa

arasında elde edilmiştir.

Sahada ve laboratuarda elde edilen kaya mekaniği parametreleri ve karotlarda yapılan gözlemlerden edinilen izlenimler göz önüne alınarak kaya birimi için kaya kalitesi değerlendirmesi yapılmıştır.

Kaya Kalitesi, Kaya Kütle Niteliği (Rock Mass Quality) değerlendirmesi bu veriler kullanılarak, RMR-CSIR (South African Council for Scientific and Industrial Research) sınıflamasına göre yapılabilir1. Serbest Basınç Dayanımı, RQD, süreksizlik aralığı, süreksizliklerin özellikleri,

1 Bieniawski, Z.T., 1984, Rock Mechanics in Mining and Tunneling, Balkema


36 / 53

yeraltısuyu durumu ve süreksizliklerin yönelimine verilen puanlara göre bir sınıflama yapılmaktadır.

Sahadaki kireçtaşında, RQD= %5 ve Tek Eksenli Basınç Dayanımı, qu=20 MPa alınabilecektir.

RMR Sınıflaması’na göre

A

1. Serbest Basınç Dayanımı’ndan 4 puan 2. RQD’den 3 puan 3. Süreksizlik aralığından 5 puan 4. Süreksizliklerin özelliklerinden 0 puan 5. Yeraltısuyundan 0 puan 6. Süreksizliklerin yöneliminden -2 puan

Toplam Puan 10 puan Sınıfı V

Tanımı Çok Zayıf Kaliteli Kaya

olarak tanımlanır.

RMR sınıflamasına göre çok zayıf kaliteli kaya kabul edilmesine rağmen, kazık çakımı işlerinde zorluklar yaşanacağı düşünülmektedir.

FOTOĞRAF. 10: KİREÇTAŞI’NDAN ALINMIŞ KAROT ÖRNEKLERİ


37 / 53

4. MÜHENDİSLİK ANALİZLERİ VE DEĞERLENDİRME

BİNA – ZEMİN İLİŞKİSİNİN İRDELENMESİ

Sahada konteyner deposu yapılması planlanmaktadır. Üst üste bindirilmiş konteyner yükünün en fazla 60 kPa olabileceği işveren tarafından bildirilmektedir.

İnceleme alanına komşu sahalarda benzer dolgu ve zemin tabakaları üzerine yapılmış çeşitli tank depolama tesisleri dikkat çekmektedir.

TAŞIMA GÜCÜ

DOLGU TABAKASININ TAŞIMA GÜCÜ

Yapılan sondajlar sırasında elde edilen SPT verilerine ve alınan örneklere göre kontrolsüz yapılmış homojen olmayan dolgu tabakasında farklı oturmalar olacağı anlaşılmaktadır.

İnceleme alanında yapılması planlanan konteyner depo sahasının farklı oturmalardan etkilenmesi söz konusu ise bu birimde zemin iyileştirmesi yapılması gerekmektedir.

ALÜVYON TABAKASININ TAŞIMA GÜCÜ

Dolgu tabakası üzerine yapılacak her tür yapı, yükünü ilk olarak dolgu tabakasına aktaracak oradan da derindeki zemin (kil ya da kum tabakasına) iletilecektir. Dolgu tabakası bir kabuk gibi davranacak ve üstündeki yükü zemin tabakalarına yayılı bir yükmüş gibi taşıtacaktır.

ŞEKİL. 15: ZEMİN KESİTİ VE KONTEYNER YÜKÜ

Bu durumu tariflemek için alüvyon zemin üzerindeki varsayılan temel; 10,0 m genişlikli (B), 0,0 m derinlikli (Df) bir sürekli temel gibi seçilecektir.

qkonteyner

= 60 kPa

H= 5~20 m

DOLGU

Yumusak/Orta Kati Kil

Gevsek/Orta Siki Kum

ANAKAYA

H= 1.5~16.7 m

ALÜVYON


38 / 53

Deniz tabanını oluşturan birimlerin taşıma gücü aşağıdaki gibi hesaplanabilir.

Gevşek Kum tabakası üzerindeki dolgu tabakasını taşımaktadır.

Bu birimin taşıma gücü

Drenajsız İçsel Sürtünme Açısı,=28 olmak üzere; Terzaghi formülünden;

2211 BNKNDcNKq qfcd

qd= 458,4 kPa

Gevşek kum tabakasının üzerindeki dolgu tabakasına

qall = 152,8 kPa = 1,52 kg/cm2 (Güvenli Taşıma Gücü) kadar bir yük güvenli olarak yüklenebilir.

Yumuşak Kil tabakalarının taşıma gücü; 10,0 m genişlikli (B), 0,0 m derinlikli (Df) seçilen bir sürekli temel için

Drenajsız kayma dayanımı, cu=16,5 kPa olmak üzere; Terzaghi formülünden;

2211 BNKNDcNKq qfcd

qd= 84,8 kPa

Güvenlik Katsayısı, Gs=3 olarak seçildiğinde

Yumuşak Kil tabakasının üzerindeki dolgu tabakasına


Dolgu altındaki kil tabakasının taşıma gücü, kil içindeki boşluk suyu basıncı sönümlendikçe artacaktır. Konsolidasyon zamanına bağlı olan bu süreç sonunda Yumuşak Kil tabakasının kıvamının en az Orta Katı kıvama ulaşabileceğini varsayabiliriz.

Buna göre aynı hesabı Orta Katı Kil için yaptığımızda;

Drenajsız kayma dayanımı, cu=47,6 kPa (Vane deneyinden ortalama olarak) olmak üzere; Terzaghi formülünden; qd= 244,8 kPa


39 / 53

Güvenlik Katsayısı, Gs=3 olarak seçildiğinde

Orta Katı Kil tabakasının üzerindeki dolgu tabakasına


Dolgu altında yer alan kil tabakasının taşıma gücünün konteyner yüklerine karşı yeterli (qall>qkonteyner) olduğu anlaşılmaktadır. Ancak bu yükler altında dolgu tabakasında ani oturmalar, kil tabakasında ise konsolidasyon oturması oluşacaktır.

Elde edilen bu taşıma güçleri proje yüklerine göre yetersiz bulunduğunda temellerin,

kazıklar ile anakayaya taşıtılması ya da zemin iyileştirilmesi yapılması önerilebilir.

OTURMA

Heterojen dolgu tabakasında ani oturmalar oluşacaktır. Heterojen tabakada bu oturmaları tahmin etmek mümkün değildir ancak, oturmaların 10-20 cm civarında olacağını tahmin etmekteyiz.

Yumuşak kil tabakasında bir miktar konsolidasyon oturması oluşmuş ve oluşmaya devam etmektedir. Ani oturmalar ise dolgu işlemi sırasında oluşmuş olduğundan dikkate alınmayacaktır.

Dolgu üstünde planlanacak yapılardan aktarılacak yük ortalama = 60,0 kPa kabul edilirse ve mv,ort = 0,0235 cm2/kg alınırsa; 10,0 m kalınlıklı konsolide olabilir kil tabakası için konsolidasyon oturması

H = p mv H, formülünden

H = 0,6 x 0,0235 x 1000 = 14,10 cm bulunmaktadır.

Bu konsolidasyon oturması,

Toplam oturmanın %90’ının gerçekleşmesi için,

U=%90 oturma için ise

v

dv

c

HTt

2

formülünden

Tv = 0,848

Hd = 200 cm (kil tabakaları arasındaki kum bantları nedeni ile)

cv,ort = 0,86 x 10-3 cm2/sn


40 / 53

olmak üzere

t = (0,848 x 2002)/(0,86 x 10-3) = 15 ay

süre geçmesi gerektiği anlaşılmaktadır.

Dolgu yükleri nedeni ile henüz tamamlanmadığı tahmin ettiğimiz konsolidasyon oturmalarının da devam edeceği açıktır. Bununla birlikte, işverence dolgu çalışmasının üzerinden bir yıl kadar bir süre geçtiği bildirilmektedir.

Bu yaklaşım ile sahada 50 cm civarında ani+konsolidasyon oturmasının oluşabileceğini öngörmekteyiz. Sahada planlanacak yapıların bu oturmalardan etkilenecek olması durumunda bu oturmaların kontrol altına alınması gerekmektedir.

GENEL DEĞERLENDİRME

Bu sahada güncel durumda yumuşak kil tabakaları göçmeye uğramadan üzerine dolgu yapılabilmiştir. Ancak bu kil biriminde oturmaların devam edeceği ve toplam oturmaların 50 cm’ye ulaşabileceği tahmin edilmektedir.

Farklı zamanlarda yapılmış dolgu nedeni ile sahada farklı oturmaların da oluşabileceğini düşünmekteyiz.

Dolgu tabakasının homojen olmaması nedeni ile bu birimde de farklı oturmaların olacağı kaçınılmazdır. Ayrıca taşıma gücü açısından da farklılıklar gösterecektir.

Buraya kadar yapılan tüm değerlendirmelere ve hesaplamalara göre, konteyner depo sahasının oturmalardan ve farklı oturmalardan olumsuz bir şekilde etkileneceği, projeleri yapacak firma tarafından belirlenirse;

Dolgu tabakası homojen hale getirilmeli ve iyileştirilmeli Kil tabakalarında beklenen konsolidasyon oturmaları kontrol altına alınmalıdır.

Bunların sağlanabilmesi için ise;

1. Dolgu tabakasına dinamik kompaksiyon uygulanabilir. 2. Kil tabakasından geçen taş kolonlar ve ardından ön yükleme yapılarak oturmalar

hızlandırılabilir. Kontrollü bir şekilde yapılacak bir uygulama ile kil tabakasında oluşacak boşluk suyu basınçlarının sönümlenmesi ve konsolidasyon süreci takip edilerek inşaat planlaması yapılabilir.

3. Yükler dolgu ya da kil tabakasına iletilmeden kazıklar ya da jetgrout kolonları ile doğrudan kireçtaşı tabakalarına taşıtılabilir.

Burada önerilen 1 ve 2. maddeler bir arada, 3. madde ise tek başına uygulanabilir.


41 / 53

SIVILAŞMA RİSKİ ANALİZİ

Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik” e göre:

Bütün deprem bölgelerinde, yeraltı su seviyesinin zemin yüzeyinden itibaren 10 m içinde olduğu durumlarda, (D) grubuna giren zeminlerde Sıvılaşma Potansiyeli’nin bulunup bulunmadığının, saha ve laboratuar deneylerine dayanan uygun analiz yöntemleri ile incelenmesi ve sonuçların belgelenmesi zorunludur.

denmektedir.

İnceleme alanında deprem sırasında zemin ortamında dinamik süreçler ortaya çıkacağı açıktır. Deprem sırasında yayılan kesme dalgası, zeminin gözenek suyu basıncının yükselmesine ve kayma dayanımının genliğinin azalmasına neden olmaktadır. Bu azalma, yinelenen biçim değiştirmelerin genliğine bağlı olarak zeminde bazı yenilmelere neden olabilmektedir.

Mühendislik yapılarını etkileyen bu tür deprem etkileri ile ortaya çıkan en dramatik yıkımlar suya doygun gevşek kumların sıvılaşmasıdır. Bu sürecin sonunda yüzeysel yapılar zemine batabilir ve yeraltına gömülü bazı yapılar da yüzdürülebilir.

Sıvılaşmanın ancak suya doygun zeminlerde ortaya çıktığı; bu nedenle ancak yeraltısuyu düzeyinin altında gerçekleşebildiği not edilmesi gereken ilk husustur. Bunun yanında, sıvılaşmanın öncelikle ve özellikle belli dane boyu dağılımına sahip zemin tabakalarında oluştuğu da bilinmektedir. Çakıl boyutlu zeminlerde, çok özel durumlar dışında bir sıvılaşma olmamaktadır. Kil zeminlerde de bu süreç ile karşılaşılmamıştır. İnce dane oranı ve özellikle de kil boyu dane oranı %20 mertebesini aştığında sıvılaşma olasılığı hemen hemen hiç kalmamaktadır. Ancak, SW kumlarda, ince dane oranı fazla olmayan ve özellikle ince daneleri silt boyu olan SP kumlar ise sıvılaşmanın çok sık karşılaşıldığı zeminlerdir. Bu nedenle, değerlendirmelerde gerecin ince dane oranına bağlı bir düzeltme da yapılmaktadır. Sıvılaşmaya götüren gerilmeler o tabakadaki efektif gerilmeler ile de ilgili olduğundan ve özellikle de sıvılaşma olsa da bunun yüzeyde bir etkisinin ortaya çıkabilmesi açısından 15-16 m’den derindeki süreçler ile ilgili mühendislik değerlendirmeleri yapılması da gerekli görülmemektedir. Bunların yanında bir zemin ortamında sıvılaşma doğabilmesi için o gerecin sıkılığının da belli bir düzeyin altında kalması gerekmektedir. Bu nedenle, değerlendirmelerde düzeltilmiş SPT değerleri de göz önüne alınmaktadır. Bunun yanında sıvılaşma depremin kaynak uzaklığı ve büyüklüğü gibi, inceleme alanında ortaya çıkan en büyük yatay yer ivmesi gibi deprem parametrelerine de bağlı olarak gelişmektedir.

Bu ilkeler göz önüne alınarak bir alanda sıvılaşma sakıncasının bulunup bulunmadığının öngörülebilmesi için bütün bu etkenleri göz önüne alan değerlendirme yöntemleri önerilmiştir.

İnceleme alanı için sıvılaşmaya en yatkın zemin kesiti DoS-10 sondajı çevresinde bulunmaktadır. Buna göre yapılmış olan değerlendirme Çizelge. 7’te sergilenmektedir.


42 / 53

Sıvılaşmaya neden olabilecek dinamik yüklerin M=7,0 büyüklüklü bir depremin etkisi ile inceleme alanında oluşabilecek yer hareketleri ile ilgili olarak irdelenen tabakalarda amax=0,4 g değeri göz önünde tutulmuştur.

Yapılan analize göre inceleme alanındaki kum tabakalarında sıvılaşma riski bulunaktadır. Olası bir sıvılaşma durumunda ise DoS-10 sondajında belirlenen 8,10 m kalınlıklı gevşek kum kesitinde 29,65 cm kadar bir oturma oluşabilecektir.

İnceleme alanında yer alan gevşek kumların sıvılaşma riski bulunmaktadır. Önceki başlıklar altında önerilen zemin iyileştirmeleri, kazık ya da jetgrout işlemleri bu sıvılaşma riskini giderecektir.

ÇİZELGE. 7: SIVILAŞMA RİSKİ ANALİZİ

DOLGU ŞEV STABİLİTESİ

İnceleme alanımız dışında kalan ancak mutlaka belirtilmesi gereken diğer bir konu da dolgu önü şev stabilitesi/toptan göçme olasılığıdır.

İnceleme alanımız içinde deniz kıyısına yakın yapılan sondajlarda yumuşak/orta katı kil tabakasının kalınlığının 8,0 m kadar olduğu görülmektedir.

Dolgu önünün rijit tutma yapıları ile desteklenmediği sahada görülmektedir. Bu yaklaşım ile şev stabilitesi analizi yapılmıştır.

Değerlendirme kapsamında dolgu tabanının, yumuşak/orta katı kil tabakasına oturacağı, dolgu üstünün deniz yüzeyinin 1,5 m yukarısında ve dolgu şevinin 3 yatay / 1 düşey olduğu

amax/g 0,40 DoS-10

M 7,00 ISHIHARA ve YOSHMINE

GWL 1,00

Layer by

SPTzüst zalt

%

fines ' s'z sz Nf Nf Na SSRS rd rn SSRE SSRS/SSRE

LIQUEFACTION

RISK

Dr

%

e

%

Tabaka

Kalınlığı

(m)

Oturma

(cm)

1 0,00 8,20 15,00 1,80 0,82 7,70 14,76 DOLGU 0,000 0,000 8,200 0,000

2 8,20 9,45 15,00 1,80 0,82 8,72 17,01 7,0 7,0 14,0 0,159 0,86 0,60 0,40 0,40 YES 42,332 4,500 1,250 5,625

3 9,45 10,95 15,00 1,80 0,82 9,95 19,71 9,0 7,0 16,0 0,180 0,84 0,60 0,40 0,45 YES 48,000 3,800 1,500 5,700

4 10,95 12,65 15,00 1,80 0,82 11,34 22,77 10,0 7,0 17,0 0,192 0,81 0,60 0,39 0,49 YES 50,596 3,400 1,700 5,780

5 12,65 14,45 15,00 1,80 0,82 12,82 26,01 9,0 7,0 16,0 0,180 0,78 0,60 0,38 0,47 YES 48,000 3,800 1,800 6,840

6 14,45 15,95 15,00 1,80 0,82 14,05 28,71 9,0 7,0 16,0 0,180 0,76 0,60 0,37 0,48 YES 48,000 3,800 1,500 5,700

29,65

SEMBOL BİRİM

M

amax m/s2

g m/s2

GWL m

z m

t/m3

sz t/m2

s'z t/m2

SSRS

Na

CN

Nf

Nf

SSRE

rd

rn

Derinlik Azaltma Faktörü

Efektif düşey gerilme

SPT testlerine bağlı olarak, zeminin sıvılaşmasına sebep olan sismik kayma gerilmesi oranı

Zemin basıncı ve SPT test işleminin her ikisi ile birlikte düzeltilmiş olan N değeri

Zemin basıncı düzeltme katsayısı

Toplam Oturma (cm)

Eşdeğer sismik yük çevrimi için düzeltme faktörü

AÇIKLAMA

Beklenen depremin magnitüdü

Bölgede oluşacağı düşünülen ya da ölçülen pik ivme

Yerçekimi ivmesi (9.81m/s2)

Yeraltı su derinliği

Derinlik

Birim Hacim Ağırlığı

Toplam düşey gerilme

Test işlemi sırasındaki kayıplar göz önüne alınarak düzeltilmiş olan SPT N değeri

İnce dane yüzdesine bağlı SPT N değeri artışı

Depremden kaynaklı sismik kayma gerilmesi oranı


43 / 53

kabul edilmiştir. Buna göre WSlope programı ile yapılan duraylılık analizinde güvenlik katsayısı 1,679 olarak bulunmuştur. Sismik yükler altında bu katsayı 0,740 olarak güvensiz bulunmuştur.

ŞEKİL. 16: STATİK DURUMDA DOLGU DURAYLILIK ANALİZİ

ŞEKİL. 17: DEPREM YÜKLERİ ALTINDA ŞEV STABİLİTE ANALİZİ (KH=0,15)

Deprem durumunda oluşabilecek bu yenilmeler, sahada proje çalışmalarına başlamadan önce mutlaka göz önünde tutulmalıdır.


44 / 53

DEPREMSELLİK

İnceleme alanı Marmara Bölgesi’nin kuzey kesiminde, İzmit Körfezi’nin batısında yer almaktadır.

Bu yörenin depremselliği bütün Kuzey Anadolu’da ve özellikle Marmara Bölgesi’nde olduğu gibi Kuzey Anadolu Fay Kuşağındaki gerilimlere bağlı olarak gerçekleşmektedir. Kuzey Anadolu Fay Kuşağı esas olarak sağ yanal atımlı bir fay sisteminden oluşmaktadır.

Son yüzyıldaki aletsel kayıt dönemindeki kayıtlarla Sapanca-İzmit Çöküntüsü ve İzmit ve Adapazarı’nda sürekli bir sismik etkinliğin bulunduğu belirlenmiştir. Bunun gibi, 17 Ağustos 1999 Depremi’nin artçı şoklarının da bu özelliği yansıttığı ve Adapazarı ve Gölcük çevresindeki yoğunlaşmaları gösterdiği açıktır.

İnceleme alanının yer aldığı Marmara’nın bütününü etkileyecek büyük bir depremin, Kuzey Anadolu Fay kuşağının Marmara Bölgesi’ndeki kuzey kolu üzerinde yer alacağı konusunda kimsenin bir kuşkusu bulunmamaktadır. Ancak, bu fayın özellikleri konusunda bilinenlerin de yeterince kesin ve açık olmadığı da bilinmektedir. Önerilen modele göre, Kuzey Anadolu Fayı inceleme alanımızın 4 km yakınına kadar uzanmaktadır.

Mart 2007 tarih ve 26454 sayılı Resmi Gazete’de yayınlanan “Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik” e göre, 1. Derece Deprem Bölgesi’nde yer alan sahada zemin kesitini oluşturan kum tabakaları ve kil tabakaları için,

Zemin Grubu D2,3 Yerel Zemin Sınıfı Z4 Spektrum Karakteristik Periyotları TA=0.20 sn TB=0.90 sn Etkin Yer İvmesi Katsayısı, A0= 0,40 alınması gerekmektedir.

ŞEKİL. 18: BAYINDIRLIK VE İSKÂN BAKANLIĞI, KOCAELİ İLİ DEPREM BÖLGELERİ HARİTASI


45 / 53

5. SONUÇLAR

Kocaeli İli, Dilovası’nda 50L-1d Pafta’sında, bulunan POLİPORT Kimya Sanayi ve Ticaret AŞ’ne ait Poliport Limanı’nda denize dolgu ile kazanılan sahada yapılması planlanan konteyner depo sahası için sondajlı ve jeofizik ölçülerle bir zemin incelemesi yapılmıştır.

İnceleme alanı, Kocaeli Yarımadası’nın güney kenarında, Marmara Denizi’nin kuzeydoğu kıyısında, İzmit Körfezi’nin giriş kesiminde yer almaktadır.

Saha deniz kıyısında bulunmakta ve yakınlarındaki yamaçlar 75-80 m yüksekliğe kadar yükselmektedir.

Dolgu alanının yer aldığı kıyı önü ise Dilderesi’nin denize açıldığı yerde gelişmiş olan bir alüvyon üzeridir. Burası, önce demiryolu yapımı sırasında; daha sonra da, liman yapımı amaçları ile doldurulmuş bulunmaktadır.

İnceleme alanı deniz tabanındaki alüvyon üstüne yapılmış dolgu üzerinde yer almaktadır. Bunun iki yanındaki yamaçlarda ise en yaygın biçimde yüzeyleyen birim, Üst Kretase yaşlı Şemsettin Formasyonu'nun marn, kil ve killi kireçtaşı düzeyleridir.

İnceleme alanında 13 yerde, 10,00 m ile 31,50 m arası değişen derinliklerde, toplam 323,80 m zemin inceleme sondajı yapılmıştır.

Sondajlar sırasında alınmış 7 örselenmiş ve 21 örselenmemiş zemin ve 13 kaya karot örneği üzerinde; 8 elek analizi, 12 hidrometre, 19 Atterberg limitleri, 4 su içeriği, 4 üç eksenli basınç, 3 tek eksenli basınç, 7 konsolidasyon, 3 kayada tek eksenli ve 10 nokta yükleme deneyi yapılmıştır.

İnceleme alanındaki zemin kesiti genel olarak 3 tabakadan oluşmaktadır. Deniz tabanını kaplayan kontrolsüz yapılmış, homojen olmayan bir dolgu tabakası, altında deniz tabanını oluşturan ince/kaba daneli alüvyon ve en altta inceleme alanının tabanını oluşturan kireçtaşı tabakasıdır.

Dolgu tabakası kalınlığı 5,50 m ile 20,80 m arasında değişmektedir. Bunun altındaki alüvyon tabakasının kalınlığı 1,50 m ile 16,70 m arasındadır. Anakaya tabakası ise 7,00 m ile 28,70 m arası derinliklerde başlamaktadır.

Sahada konteyner deposu yapılması planlanmaktadır. Üst üste bindirilmiş konteyner yükünün en fazla 60 kPa olabileceği işveren tarafından bildirilmektedir.

Bu araştırma sonucunda aşağıdaki değerlendirmeler yapılmıştır;

Yapılan sondajlar sırasında elde edilen SPT verilerine ve alınan örneklere göre

kontrolsüz yapılmış homojen olmayan dolgu tabakasında farklı oturmalar olacağı

anlaşılmaktadır. İnceleme alanında yapılması planlanan konteyner depo


46 / 53

sahasının farklı oturmalardan etkilenmesi söz konusu ise bu birimde zemin

iyileştirmesi yapılması gerekmektedir.

Dolgu altında yer alan kil tabakasının taşıma gücünün konteyner yüklerine karşı

yeterli (qall>qkonteyner) olduğu anlaşılmaktadır. Ancak bu yükler altında dolgu

tabakasında ani oturmalar, kil tabakasında ise konsolidasyon oturması

oluşacaktır. Elde edilen bu taşıma güçleri proje yüklerine göre yetersiz

bulunduğunda temellerin, kazıklar ile anakayaya taşıtılması ya da zemin

iyileştirilmesi yapılması önerilebilir.

Heterojen dolgu tabakasında ani oturmalar oluşacaktır. Heterojen tabakada bu

oturmaları hesaplamak mümkün değildir ancak, oturmaların 10-20 cm civarında

olacağını tahmin etmekteyiz.

Yumuşak kil tabakasında bir miktar konsolidasyon oturması oluşmuş ve devam

etmektedir. Ani oturmalar ise dolgu işlemi sırasında oluşmuş olduğundan dikkate

alınmamıştır. Yapılan hesaplar ile sahada 50 cm civarında ani+konsolidasyon

oturmasının oluşabileceği öngörülmektedir.

Farklı zamanlarda yapılmış dolgu nedeni ile sahanın doğu şeridinde dolgu

tabakası altında yer alan kil biriminde bir miktar konsolidasyon oturması

oluşmuş, diğer kesimlerde nispeten daha yakın zamanda yapılmış olması sebebi

ile dolgu altında kalan killerin konsolidasyon oturmaları ise daha az oluşmuştur.

Bu nedenle sahada farklı oturmaların oluşabileceğini düşünmekteyiz. Dolgu

tabakasının homojen olmaması nedeni ile bu birimde de farklı oturmaların

olacağı kaçınılmazdır.

Gevşek kum birimi sismik yükler altında sıvılaşma riski taşımaktadır. Olası bir

sıvılaşma durumunda ise DoS-10 sondajında belirlenen 8,10 m kalınlıklı gevşek

kum kesitinde 29,65 cm kadar bir oturma olaşabileceği hesaplanmıştır.

Şev stabilitesi analizlerinde statik durumda güvenlik katsayısı 1,679, depremli

durumda ise 0,740 (güvensiz) olarak hesaplanmıştır. Deprem durumunda

oluşabilecek bu yenilmeler, sahada proje çalışmalarına başlamadan önce mutlaka

göz önünde tutulmalıdır.

Rapor içinde yapılan ayrıntılı değerlendirmelere ve hesaplamalara göre;

konteyner depo sahasının oturmalardan ve farklı oturmalardan olumsuz bir

şekilde etkileneceği, projeleri yapacak firma tarafından belirlenirse; dolgu

tabakası homojen hale getirilmeli ve iyileştirilmeli ayrıca kil tabakalarında

beklenen konsolidasyon oturmaları kontrol altına alınmalıdır. Bunun için

öneriler rapor içinde ayrıntılı olarak verilmiştir.

Jeofizik çalışma kapsamında yapılan sismik kırılma, remi ve elektrik özdirenç

ölçümlerine göre; TA= 0,40 sn ve TB= 0,90 sn; saha genelinde Vs(30) hızı= 209-240


47 / 53

m/sn arasında bulunmuştur. Buna göre zemin büyütmesi “B” (orta) tehlike

düzeyinde olduğu anlaşılmıştır. Elektrik özdirenç çalışmasında ise sahanın

genelinin tuzlu su etkisi altında kaldığı ve özdirenç değerlerinin 1,7-3,6 ohm.m’ye

kadar düştüğü, buna göre sahanın çok korozif olduğu anlaşılmıştır.

6 Mart 2007 tarih ve 26454 sayılı Resmi Gazete’de yayınlanan “Deprem

Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik”e göre Birinci Derece

Deprem Bölgesi’nde yer alacak olan inceleme konusu yapılara ilişkin

değerlendirmelerde Etkin Yer İvmesi Katsayısı, A0= 0,40 alınmalıdır. İncelenen

sahada var olan zemin kesitinin, “Zemin Grubu D2,3”, “Yerel Zemin Sınıfı Z4”,

Spektrum Karakteristik Periyotları TA =0,20 sn ve TB = 0,90 sn alınabilir.

Görüşlerinize Sunarız.

Saygılarımızla,

GEOSAN AŞ

TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Sicil No : 45.88.34-A

TMMOB Jeofizik Mühendisleri Odası Sicil No : 161

TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası SMMB Sicil No : 34/00488

Sorumlu Jeoloji Mühendisinin Adı – Soyadı : Can AKIN Oda Sicil No : 5271 T.C. Kimlik No : 12805639880 Tarih : Mayıs 2009

TMMOB İmza

Jeoloji Mühendisleri Odası

Kemal KOYUNLU

İnşaat Yüksek Mühendisi (Geoteknik Uzmanı)

İTÜ İnşaat Fak.

TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Sicil No : 44700

Sorumlu Jeofizik Mühendisi’nin;

Adı Soyadı : Halil ÖZTÜRK

Oda Sicil No.’su : 733

T.C. Kimlik No.’su : 40672546598

Tarih Ve İmza : Mayıs 2009


48 / 53

KAYNAKLAR

PRINCIPLES OF FOUNDATION ENGINEERING, 5E, BRAJA M. DAS, 2002

FOUNDATION ANALYSIS AND DESIGN, 4TH EDITION, JOSEPH BOWLES, 1988

DEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK BİNALAR HAKKINDA YÖNETMELİK, 6 Mart 2007

BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR İÇİN ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ RAPORU GENEL FORMATI, BAYINDIRLIK VE İSKAN BAKANLIĞI YAPI İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ, 2005

ZEMİN MEKANİĞİ PROBLEMLERİ, VAHİT KUMBASAR-FAZIL KİP, 1992

MTA, BÖLGESEL JEOLOJİ HARİTALARI

EVALUATION OF SOIL AND ROCK PROPERTIES, FHWA GEOTECHNIVAL ENGINEERING, 2002

GOOGLE EARTH, WORLD WIND 1.4 (NASA)

TC ULAŞTIRMA BAKANLIĞI DLH GENEL MÜDÜRLÜĞÜ GEOTEKNİK TASARIM ESASLARI, 2007

GEO-SLOPE INTERNATIONAL, SLOPE/W, ŞEV DURAYLILIK ANALİZİ DEĞERLENDİRME PROGRAMI

ASTM 2573-01, STANDARD TEST METHOD FOR FIELD VANE SHEAR TEST IN COHESIVE SOIL


49 / 53

EK. I: SONDAJ LOGLARI


50 / 53

EK. II: LABORATUAR DENEY SONUÇLARI


51 / 53

EK. III: JEOFİZİK ÖLÇÜ SONUÇLARI


52 / 53

EK. IV: İMAR PLANI (1/1000 ÖLÇEKLİ) VE KULLANMA İZNİ SÖZLEŞMESİ

Design

Poliport zemin etüdü raporu (en son)