Arazi Deneyleriyle Ilgili 2

7/30/2019 Arazi Deneyleriyle Ilgili 2

1/22

ZEMN ARATIRMALARINDA (ZEMN ETTLERNDE)ARAZ ALIMALARI

Altay ERBULAK1 Salih U.BAYA2

1Celal Bayar niversitesi Turgutlu Meslek Yksekokulu,2Celal Bayar niversitesi Soma Meslek Yksekokulu,

[email protected]

ZET

deal bir zemin aratrmas, projelendirilen mhendislik yaps

temelinin oturaca zemin yapsnn yeterince bilinmesi ve temel

yapsnn ekonomik olarak boyutlandrlmas ilevlerini en ekonomik

biimde yerine getirmelidir. Bu nedenden dolaydr ki zemin

aratrmasnn ciddiye alnarak planlanmas gerekmektedir. Bu

almada zemin aratrmasnn ilk aamas olan arazi almalar

zerinde durulacaktr.

Arazi aratrmalar daha sonraki aama olan laboratuar almalar ve

rapor yazm aamalarn direkt etkileyen bir aamadr. Bu nedenle

almaya balamadan nce zemin aratrmasnn amacn ve buamacn gerekletirilebilmesi iin muhtemel zemin problemlerini

giderecek sayda, aralkta ve derinlikte sondaj planlanmas

gerekmektedir.


2/22

ABSTRACT

An ideal soil investigation has to fulfill the needs of having sufficient knowledge offoundation on which the projected engineering construction will be constructed andof economical dimensional planning of foundation structure in an optimumeconomical way. Therefore, the soil nvestigation has to be taken and carried outseriously. In this work, the field investigation which is the preliminary stage of soilinvestigation will be emphasized. Therefore, prior to beginning to work, it isnecessary to carry out drilling work in sufficient numbers, intervals and depth inorder to achieve and materialize objective of soil investigation.

1. GR

Yaplacak olan zemin aratrmasnda amacmz projemizi sorunsuz bir ekildezemine oturtmak ve ekonomik mr boyunca da zeminle uyum iinde olmasnsalayacak tedbirleri almaktr. Bu nedenle almamzn genel olarak aadakiamalar salamas gerekir.

Zeminin tahamml edebilecei taban basncnn belirlenmesi, Zemine konmas dnlen yk altnda zamanla yapaca

oturmalarn saptanmas,

Zeminde yeraltsuyunun belirlenmesi ve buna bal olarak gereklinlemlerin alnmas,


3/22

Zemin profilinin ortaya konmas ve gerekiyorsa iyiletirme veyajeoteknik problemlerin zmlenmesi,

amalarn yerine getirmelidir.

Eer zemin yatay ve dey ynde olduka eit durumda ise, bu

durumda zemini deerlendirmek daha kolaydr. Ayn ey hafif

yaplarda da sz konusudur. Ancak zeminin dzgn olarak

tabakalanmad yerlerde salkl bir zemin aratrmas ok daha

nemli olmaktadr. Yap ve zemin arasndaki farkl skabilirlie

bal oluan farkl oturmalardan dolay, yapda atlamalar ve

krlmalar olabilir. Komu binalardan (yandan) gelen taban basnc

nedeniyle, temelde ek oturmalar ve bunun sonucu olarak da yapda

hasarlar oluabilir. Byk yzeyli ve yksek taban basnl ar

yaplarda ounlukla zemin aratrmalar planlamas yukarda

bahsedilen tm bu nedenlerden dolay, aadaki sorunlara cevap

verecek ve yapda doabilecek hasarlar nleyecek ekilde

hassasiyetle planlanmaldr.

Yapnn oturaca temel zeminin tama kapasitesi, yap ykndendoacak zorlanmalar tlere etmelidir.

Yap yknden dolay zeminde oluabilecek oturmalarn kabuledilebilir limitler iinde kalmas salanmaldr.

Yeraltsuyu varl durumunda zeminde meydana gelebilecekhareketlerin dourduu gerilmelerin d yklerle dengelenmesi

gereklidir.


4/22

Zemin ierisindeki su deiimleri nedeniyle, zeminin tamayeteneinin ne lde etkilenebilecei belirlenmelidir.

Temel kazsnn yaplmas nedeniyle yer alt ve yerst sularnndurumlarnn deimesiyle stabilitenin bozulmamas iin gerekli

nlemler alnmaldr.

zellikle eimli arazilerde yaplan yaplarda, yapdan gelenyklerin (statik+dinamik) etkisiyle zemin stabilitesinin bozulmas

ihtimalinin aratrlmas gereklidir.

Mevcut yaplardan gelebilecek ek gerilmelerden dolay yapdakioturmalar, kabul edilebilir snrlarda tutulmaldr.

Mevcut yapnn yanna yaplacak yeni yapnn temel derinliinindaha derin olmas durumunda yap temelinde oluabilecek

herhangi bir gmenin olmamas iin nlem alnmas gereklidir.

Zemin aratrmalarnda tm bu almalar elde edebilmek iin arazide

kullanlan belli bal metotlar unlardr.

1- Aratrma ukuru (gzlem ukuru, muayene ukuru) ve kuyular2- Sondajlar ve sondaj deliklerinde yaplan arazi deneyleri (SPT,

CPT, veyn, pressiometre vb.)

3- Ykleme deneyleri4- Jeofizik aratrmalar (yukardaki almalardan sonra gerek

grlrse ek olarak yaplan almalar)


5/22

lk metot hem dar hem de geni alanlarn zemin aratrmalarnda

kullanlmaktadr. Ancak 4. Metot, daha ok, geni alanlarn zemin

aratrmalarnda mekanik sondaj saysn azaltmak iin tercih

edilmelidir.

2. ALIMA METOTLARI

2.1.ARATIRMA UKURU (GZLEM UKURU, MUAYENE

UKURU) VE KUYULARI

Bu tr inceleme metotlar lkemizde kesin normlarla belirlenmedii

iin deiik lkelerin uygulamalarnda tercih edilen ltler

verilmitir.

Aratrma ukurlar ve kuyularnn; saylar ve yerleri, yaplacak

yapnn tipi, bykl, nemi, zemin tabakalarnn durumuna bal

olarak aratrma ukurlar ve kuyular arasndaki uzakln 25

metreden byk olmamas istenir (Alman normlarna gre). Ancak,

bu mesafe yap ve zemin zelliklerine gre deitirilebilir.

Aratrma ukurlar ve kuyular, zemini doal durumda olduu gibi

grmek, zerinde deneyler yapmak ve rnekler almak amacyla alr.

Aratrma ukurlar genelde hendek biiminde alr. Genilikleri 1.5

metreden az olmamak zere deiik derinliklerde almaktadr. Ancak

aratrma kuyular ve ukurlar, uygulamada hem ekonomiklik hem de


6/22

pratiklik asndan dikdrtgen eklinde almaktadr. Aratrma

ukurlar ve kuyularnn yerleri, yap plan ve yap yklerinin kabaca

deeri ve hangi noktalar etkiledii dikkate alnarak, n aratrma

ukurlar ve kuyular yaplmal ve elde edilen zemin ve tabakalama

karakterine bal olarak planlanan dier aratrma ukurlar ve

kuyular almaldr. Burada zemin karakterleri ve tabakalama ayn

karakterde ise planlanan dier aratrma ukur ve kuyular

yaplmayabilir. Ancak tersi bir durum sz konusu ise planlanandan

fazla aratrma ukuru ve kuyu almaldr.

Pratik olarak ekil 1 de dikdrtgen veya kare bir alana oturacak olan

bir yapnn zemin aratrmasnda alacak olan aratrma ukurlar ve

kuyularnn yerleri ve al sralar gsterilmektedir.

A3

A1 A5 A2

A4( Dikdrtgen yap )

A1

A1 A5 A2


7/22

A4( Kare yap)

Sekil 1:

Aratrma ukurlar ve kuyularnn derinlikleri erit ve tekil smelli yaplarda 6metreden az olmamak zere en az smel geniliinin 3 kat olarak alnabilir.Radyejeneral temellerde ise yine 6 metreden az olmamak zere temel geniliinin1.5 kat olarak almak uygundur. ekil 2 de temel eidine gre aratrmaderinlikleri gsterilmektedir. (sondajl almalarda da ayn kriterler geerlidir.)

bd= 3b


8/22

Tekil Smel

b

d=3b

erit Smel


9/22

b

d = 1.5b

Radyejenral temel

ekil 2.

Alman normlarna gre aratrma ukurlar ve kuyularnn derinlikleri

kayalk olmayan, gelimi temel zeminlerinde ; d= Po* b bants ile

verilmektedir.

d = Aratrma ukurlar ve kuyularnn derinlii

Po = kg/cm2 (toplam yap

yknn toplam yap alanna

blnmesi)

b = metre cinsinden yapnn ksa

kenar


10/22

Aratrma ukurlar ve kuyularndan zemini ve zemin tabakalarn

gzle grmekten baka, rselenmi (bozulmu) ve rselenmemi (

bozulmam) zemin rnekleri de alnabilmektedir. rselenmemi

rnek almak iin rnek alma silindirleri kullanlmaktadr. Daha sonra

parafinlenerek gerekli deneyler iin laboratuvara gnderilir.

2.2SONDAJLA ZEMN ARATIRMASI

Sondajla zemin aratrmasnda en nemli aama sondaj planlamasdr.

Sondajlarn, sondaj kuyularndan fark, kesitlerinin ok kk

derinliklerinin ok byk olmasdr. ok derindeki zemin

tabakalarnn aratrmalar sondaj yolu ile yaplmaktadr. nk

istenen derinliklere ancak sondajlarla inilebilmektedir. Bu ynyle de

aratrma ukurlar ve kuyularna gre daha stndrler. Mhendislik

yaplarnda genellikle 10m ile 30 m derinliinde sondaj delikleri

almaktadr. zel durumlarda 100m ye kadar sondajlar ald

grlmektedir.

Byk yaplarn sondajlarnda sondaj yerleri ve saylar belirlenirken

sondajlar iki aamada planlamak daha dorudur. Birinci aama ana

sondajlar, ikinci aama ara sondajlar kapsamaktadr. Sondaj


11/22

deliklerini temel zeminin homojenliliini bozmamak amacyla yap

alanlar dnda alabiliyorsa amak doru bir yaklam olur. Eer

baz sondaj deliklerinin yap alan iinde amak gerekiyorsa bunlarn

temellerin altna gelmemesine gayret edilmelidir. Ayrca bu deliklerin

ii sondaj bitiminde ayn tr zeminle iyice sktrlarak

doldurulmaldr.

2.2.1. SONDAJ DERNLKLER

Sondaj deliklerinin yerleri, saylar ve derinlikleri iin Aratrma

ukurlar ve kuyularnda sylenenler aynen geerlidir. Ancak burada

sondaj derinliklerini belirlemeye yarayan aadaki ampirik formller

de kullanlmaktadr.

a) Yap alanna gre sondaj derinlii (d)

d = 1.5 D D= A- alannda bir yapnn

edeer apdr.

D=2 A/

A = m2 biriminde yap alan

b) Temelin taban basncna ve edeer apa gre sondajderinlii (d)


12/22

d= 0.8 D 0 D = edeer ap

0 = taban basnc kg/cm2

d= 0 B B= metre olarak yap dar

kenar0 = taban basnc kg/cm

2

c) Kat adetine gre sondaj derinlii (d) (Sowers 1951, Das1985)

d= 3 S 0.7 S= kat adedi

(Hafif elik veya dar

beton binalar iin)

d= 6 S 0.7 S= kat adedi

(Ar elik veya geni

beton binalar iin)

2.2.2. SONDAJ ARALIKLARI

zdoru ve di. 1996ya (izelge 1) gre proje cinsine gre sondajlar

aras mesafe (metre olarak) aadaki gibi verilmektedir. Bu deerler

niform tabakalama gsteren arazide iki katna karlmal, dzensiz


13/22

tabakalama gsteren blgelerde ise yar deerine drlerek

kullanlmaldr.

Mhendislik yaps Sondaj Ara Mesafesi(m)

Otoyol 60-100Toprak Baraj 15-60Dolgu Malzemesi 30-120ok Katl Yap 15-45Tek Katl Fabrika Yaplar 30-90

izelge 1:

Tenge gre (izelge 2) niform, orta dereceli ve avare bloklu

zeminlerde yaplacak mhendislik yapsna bal olarak gerekli

minimum sondaj says ile sondaj aralklar verilmektedir.

MhendislikYaps

MinimumSondaj

Says

niformZeminde

SondajAral(m)

Orta Dereceliniform

ZemindeSondajAral(m)

AvareBloklu

ZemindeSondajAral(m)

ok katl 4 45 30 15

1-2 katl 3 60 30 15

Kpr, TV Her temel - 30 7.5


14/22

Kulesi vb iin 1-2

adet

Karayolu - 300 150 30

izelge 2:

2.2.3. SONDAJ DELKLERNDE YAPILAN ARAZ

DENEYLER

Sondaj deliklerinde yaplan arazi deneylerinin amac genel olarak iki

grupta toplanr.

Temelin cinsi ve yaps hakknda bilgi edinmek iin yaplanaratrma ve deneyler.

Temelin yk altndaki mekanik davranlarn incelemek vebelirlemek iin yaplan deneyler.

Yerinde yaplan bu deneylerle rnek almadaki rselenme minimuma

indirilmekte zemin iinde bulunduu hakiki evre koullarnda

(gerilme durumu, boluk basnc, doygunluk derecesi) deneye tabi

tutulmakta deney says kolayca artrlabilmekte ve inceleme maliyeti

azaltlabilmektedir.

Arazi deneyleri ile dorudan veya dolayl yollarla zeminin kayma

mukavemeti, gerilme- deformasyon karakteristikleri, permeabilite

bulunabilmektedir.


15/22

2.2.3.1.STANDART PENETRASYON DENEY (SPT)

Penetrasyon deneylerinin ana prensibi zeminin sklk derecesini

belirlemek ve bu sklk derecesinden korelasyonla kayma direncine

gemektir.

Standart Penetrasyon Testi sondaj deliklerinde yaplan ok kullanl

ve basit bir deneydir. Bu deneyde d ap 50mm, i ap 35mm ve

boyu 650mm olan elik tpn zemin ierisine itilmesi sz konusudur.

elik tpn alt ucu kesici olup, st ucu tijlere balant yapabilecek

zelliktedir. Penatrometre tijlerin ucuna balanarak kuyu dibine

indirilir ve rselenmeyi nlemek iin zemine 15 cm itilir. Daha sonra

63.5 kg ktlesi olan dme ekici (ahmerdan) 76 cm ykseklikten

klavuz bir milden serbest dmeye braklr. Penatrometrenin zemine

30 cm girmesi iin gerekli ahmerdann serbest dme says

belirlenir. Bu serbest dme saysna (N) standart penetrasyon says

denir. Deney sondaj kuyusunda istenilen seviyede uygulanabilir. 50

ahmerdan vuruunda 30 cm penetrasyon elde edilemiyorsa daha fazla

dm yaplmaz ve o andaki penetrasyon deeri kaydedilerek deneye

son verilir. Deney 0.75 ile 1.5 m aras aralklarla veya en az temel

genilii Bye eit aralklarla yaplr. Uygulamada en ok kullanlan

yntemdir. zellikle kumlu zeminlerde iyi sonular vermektedir.


16/22

Eer deney su tablas altnda yaplyorsa kuyu tabanndan suyun girii

nlenmelidir. Aksi taktirde suyun yukar doru szma basnc zemini

gevetir ve yanl sonularn elde edilmesine sebep olur. Gerekiyorsa

kuyudaki su seviyesinin sabit kalmas iin kuyuya su verilebilir.

Deney su tablas altnda uygulanmyorsa ve standart penetrasyon

deeri de 15ten bykse standart penetrasyon saysnn dzeltilmesi

gerekir. Bunun iin aadaki bant kullanlr;

N= 15+0.5 (N-15) N= dzeltilmi darbe

adedi

N= standart penetrasyon

dm says

SPT deerleri sadece rlatif younlua bal olmayp deneyin

uyguland yerdeki efektif yk basncna da baldr. Bunun iinde

efektif yk basncna gre N deerlerinin aadaki bantya bal

olarak dzeltilmesi gereklidir.

N1= CnN N1=dzeltilmi darbe adedi

Cn=dzeltme faktr

N= standart penetrasyon dm

says

2.2.3.2.DNAMK PENETRASYON DENEY (CPT)


17/22

Dinamik penetrasyon deneyi standart penetrasyon deneyi ile ayni

prensiplere sahiptir. 64mm apl ve 600 tepe al konik bir balk

kullanlr. 63.5 kg lk bir arlk 76 cm ykseklikten drlr ve her

30 cmlik ilerleme iin darbe says belirlenir. Dinamik penetrasyon

direnci (Nco) ile standart penetrasyon deneyi (N) arasnda yle bir

ampirik bant vardr.

Nco= 1.5 N Nco= dinamik

penetrasyon direnci

N= standart penetrasyon

dm says

Bu bantdan elde edilen standart penetrastyon says (N) e gre

deerlendirme yaplr.

2.2.3.3. STATK PENETRASYON DENEY

Hollanda koni deneyi veya derin penetrasyon deneyi olarak da

bilinmektedir. Bu deneyde bir elik boru ile bunun iinden geen ve

ucunda bir koni bulunan bir ubuk, sra ile zemine itilerek u ve

srtnme direnleri ayr ayr saptanr. Koni 3.6 cm apl ve 10cm2

alanl olup u as 600 dir. Boru d ap koni taban ap kadardr.

Zemine itii genellikle hidrolik kriko ile yaplr. Deney iin sondaj


18/22

kuyusu amaya gerek yoktur. Deneyde boru ve koni birlikte zemine

itilir ve daha sonra u tek bana itilerek itme iin gerekli basn

llr. Daha sonra boru itilerek srtnme direnci llr. lem ayn

sra ile srdrlr. Gevek niform ince taneli zeminlerde baaryla

kullanlabilen bu deney sk keli taneli ve akll zeminlerde pek

kullanlmamaldr.

2.2.3.4. VANE DENEY

Yumuak ve ince taneli duyarl zeminlerin kayma dayanmn yerinde

belirlenmesi amacyla kullanlr. Kanatl kesici olarak da adlandrlan

bu deney yumuak kil ve yumuak silt gibi ok duyarl kohezyonlu

zeminler iine sokularak dndrlen kanatl kesicinin kanatlarna

zeminin yapt direncin llmesi prensibine dayanr. Zemine

batrlan drt kanatl bir kesme aletine uygulanan burulma momenti ile

zemin ierisinde silindirsel bir yzey zerinde zeminin kayma direnci

yenilerek kesilir ve kanatl alet zemin ierisinde dner. Deney

araziden tp ierisinde getirilen numunenin tpten karlmasna

ihtiya duymakszn yaplabilir. Bylece numunenin daha fazla

rselenmemi olmas deneyin, tercih edilme sebeplerinden bir

tanesidir.


19/22

2.2.3.5. PRESSOMETRE DENEY

ok yumuak ve yumuak zeminlerden balayarak elastisite modl

200 000 kg/cm2 ye kadar olan kayalarn mekanik karakteristiklerinin

belirlenmesi ve jeolojik sreksizliklerin etd iin kullanlan bir

deneydir. Deneyin prensibi sondaj delii ierisinde belli seviyelerde

(bu seviyelerin sistematik olmas tercih edilmelidir) aletin kuyuya

indirilen ksm ile meydana getirilen radyal basnlarn kuyu cidarnda

oluturduu deformasyonlara kart gelen hacim- basn grafiinin

deerlendirilmesinden sonuca gidilir. Uygulamada en ok kullanlan

yntemlerden bir tanesidir.

3. YKLEME DENEYLER

Zeminlerin tama gcn yerinde belirlemek iin yaplan bir lm

yntemidir. Daha ok yzeysel temellerde tercih edilmelidir. Yol pist

inaatlarnda ve kumlu zeminlerde bavurulan yntemdir. Prensip

olarak belli byklkteki bir plaka zerine belli zaman aralklarnda (6

saatten az olmamal) ykleme yaplr ve bu yk altndaki kmenin

hassas ekstansometreler yardmyla llmesi ile kme basn erisi

izilir. Buradan zeminin tama gc bulunur ve emniyetli

tayabilecei yk belirlenir.

4. JEOFZK ARATIRMALAR


20/22

Jeofizik metotlar yardmyla geni bir alan az sayda gzlemle ve ksa

srede inceleme olanakl olduundan, bu metotlar geni alan kaplayan

yaplarn temel zeminleri hakknda abucak bilgi verir. Ancak detay

almalarda mutlaka yukarda anlatlan yntemler kullanlmal

bunlara ilave olarak jeofizik almalar istenmelidir.

5. SONULAR VE NERLER

Temel zemini genellikle niform bir malzeme deildir. Bu nedenle

zerine bir yap konulduunda skma zelliinden dolay zeminde

oturmalar meydana gelmektedir. Bu oturmalar byk olursa yanikabul edilebilir snrlar aarsa temel ile zeminin uyumu

bozulacandan yapda hasarlar oluacaktr. Tm bu sorunlar

yaamamak iin mutlaka her mhendislik projesinin iyi bir zemin

aratrmas yapmas gerekir.

Bu aratrma yaplrken de ok ciddi bir plan erevesinde ve her

aamas titizlikle yerine getirilmelidir. Birinci aama olan arazi

almalarnda da sondaj says ve derinlikleri iyi planlanmaldr.

Zeminin hem yatay hem de dey yndeki deiimleri iyi kontrol

edilmeli ve sondajlar ona gre ynlendirilmelidir. Bylece buradan

elde edilecek verilerle proje iin gerekli parametreler en gvenli

ekilde tespit edilmi olacaktr.


21/22

KAYNAKLAR

Aytekin, M.,2000 Deneysel Zemin Mekanii, Akademi Yaynevi-Trabzon

Bowles, J. E., 1988 Foundaton Analyses and Design, Mc- Graw- Hill.Book Co. Newyork- USA

Bowles, J. E., 1984 Physical And Geotechnical Properties Of Soils,Mc- Graw- Hill. Internatinonal Editons

Das, B. M., 1985 Advanced Soil Mechanics, Van Nostrand Reinhold(UK) Co. Berkshire

Das, B. M., 1985 Principles of Foundation Engineering, Third Ed. P.W.S., Publishing Company- USA

Jeoteknik Seminer, 2000, JMO- zmir ube, 28 Kasm- 01 Aralk,zmir

Kseolu. S., 1986, Temeller Statii ve Konstruksiyonu II YzeyselTemeller, 3. Bask, Matbaa Teknisyenleri Basmevi, stanbul

Kseolu. S., 1987, Temeller Statii ve Konstruksiyonu I TemelBilgiler, 3. Bask, Matbaa Teknisyenleri Basmevi, stanbul

Kumbasar. C., Kip. F., 1984, naat Mhendisliinde ZeminMekanii, 4. Bask, alayan Basmevi, stanbul

Mertol. A., 1984, Betonarme Temeller, Gazi niversitesi MMF-Aralk, Ankara


22/22

zdemir. A., 1999 Zemin Mekanii, Konya

ekerciolu, E., 2002 Yaplarn Projelendirmesinde MhendislikJeolojisi, 3. Bask, JMO yayn no:28, Ankara

Documents

Arazi Deneyleriyle Ilgili 2