TEMEL İNŞAATI
Ders 1. Temel İnşaatı Dersi Kapsamı ve
Zemin İncelemeleri
Doç. Dr. Havvanur KILIÇ
İnşaat Mühendisliği Bölümü
Geoteknik Anabilim Dalı
Kaynaklar
1- Vahit Kumbasar, Fazıl Kip ‘’Zemin
Mekaniği Problemleri’’ Birsen Yayınevi
2- Prof. Dr. Sönmez Yıldırım ‘’Zemin
İncelemesi ve Temel Tasarımı’’ Birsen
Yayınevi.
3-Braja M. Das ‘’Principles of Foundation
Engineering’’
Temel İnşaatı Dersinin Kapsamı
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zemin Araştırmaları – Geoteknik Rapor
Toprak Basınçları
İstinat Yapıları
Palplanş Perdeler
Temel Çukurlarının Desteklenmesi
Şevlerin Stabilitesi
a) Doğal Şevler
b) Kazı/Dolgu Şevleri (yapay şevler)
7. Temeller
a) Yüzeysel Temeller
b) Derin Temeller
8. Zemin İyileştirmesi
Zeminlerin İnşaat Mühendisliğinde
Kullanımı
1. Temel zemini olarak
• Üst yapıdan aktarılan yükleri güvenle
taşıması
• Deformasyonların belirli sınır değerleri
aşmaması
2. İnşaat malzemesi olarak
(yol dolguları, baraj dolguları, donatılı toprak
duvarlar…….)
4
Zemin Araştırmaları
Arazide (inşaatın yapılacağı yerdeki)
• zemin özelliklerinin incelenmesi
• tasarım için gerekli malzeme parametrelerinin
belirlenmesi
• arazi modelinin çıkarılması
için yapılan araştırmaların tümüdür.
• İnşaat Mühendisliği yapılarının tasarımı, yapımı ve
performanslarının değerlendirilmesi için zemin
araştırmaların yapılması gereklidir.
• Zemin araştırmaları, kabaca yapım maliyetinin
%0.5 ile % 1.0’ i arasında değişir.
Zemin araştırması – maliyet
ilişkisi
Zemin Araştırmaları Kapsamı
• Yapılacak işin niteliklerine (büyüklüğü, tipi, önemi)
• Zemin durumu ve değişkenliği gibi eldeki bilgilere
• Ayrılan süre ve maliyete göre bağlı olarak araştırmaların
kapsamı belirlenir.
– Yeni yapılacak tasarımlar için araştırmalar
– Mevcut tasarımların iyileştirilmesinde araştırmalar
– Baraj, havaalanı, yollar gibi tasarımlar için özel araştırmalar
1. Yeni yapılar için araştırmalar
•
•
•
•
•
Temel tipi ve derinliğinin seçimi
Temel taşıma gücünün hesaplanması
Oturmaların hesaplanması
Toprak basınçlarının hesaplanması
İnşaat yöntemlerinin ve olası zorlukların
belirlenmesi
2. Mevcut yapılar için araştırmalar
• Yapı güvenliğinin incelenmesi
(statik/deprem yükleri altında)
• Civarda dolgu veya kazı yapılmasının
olası etkileri
• Yapıların onarım ve güçlendirilmesi
• Oturmaların tahmini
Geoteknik Raporların İçeriği
Geoteknik Raporlar aşağıdaki başlıklardan
oluşmalıdır.
1. Zemin Etüdlerinin Amacı ve Kapsamı
2. Arazi Durumu
–
–
–
–
Konumu
Topoğrafik durumu
Yüzey bitki örtüsü
Civardaki yapıların durumu
10
3. Jeolojik Koşullar
– Genel jeolojik yapı
– İnşaat alanının jeolojik durumu
4. Arazi Araştırmaları
–
–
–
–
Sondajların sayısı ve derinlikleri
Araştırma çukurları
Jeofizik araştırmalar
Arazi deneyleri ( SPT, CPT, Presyometre,
Yerinde permeabilite ..vb)
5. Arazi Zemin Profili ve Yeraltı Suyu Durumu
6. Laboratuvar Deneyleri
11
7. Zemin Koşullarının Değerlendirilmesi
– Zemin Modeli (Geoteknik Modelleme)
•
•
Basitleştirilmiş zemin profili ve başlıca tabakalar
Arazi ve laboratuvar deneyleri sonuçlarına göre
tabakaların geoteknik özellikleri
– Mukavemet parametreleri
– Birim hacim ağırlıkları
– Oturma parametreleri
– Deformasyon parametreleri
•
Olası Bir Deprem Sırasında Zemin Tabakalarının
Davranışı
–
–
Sıvılaşma olasılığı
Mukavemet ve rijitlik kaybı olasılığı
12
8. İnşa Edilecek Yapının Özellikleri
– Taşıyıcı sistemi ve açıklıkları
– Bodrum ve kat sayıları
9. Temellerin Tasarımına İlişkin Öneriler ve
Parametreler
–
–
–
–
–
Alternatif temel sistemleri
Tavsiye edilen temel sistemi
Güvenli taşıma gücü ( Zemin emniyet gerilmesi )
Beklenebilecek oturmalar
Kazıklı sistem önerilmesi durumunda
•
•
•
•
Önerilen kazık çap ve boyları
Kazık taşıma gücü parametreleri
Yanal yataklanma katsayısı
Statik ve deprem durumu için güvenli taşıma gücü
(Sıvılaşma dikkate alınarak)
– Deprem yönetmenliğine uygun yerel zemin sınıfı ve
TA , TB değerleri
13
10.
İnşaat İle İlgili Tavsiyeler
– Kazı ve iksa sistemi ile ilgili tavsiyeler
– Kazıdan çıkan malzemenin dolguda
kullanabilirliği
– Drenaj ve yalıtım ile ilgili tavsiyeler
14
Zemin Araştırma Yöntemleri
• Doğrudan olmayan yöntemler
– Jeofizik yöntemler
– Sondalama çakma yöntemleri
– Örnek almadan yapılan sondajlar
• Doğrudan yöntemler
– Gözlem çukurları
– Zemin inceleme sondajları
– Arazi deneyleri
Zemin Araştırma Yöntemleri
Doğrudan Olmayan
Yöntemler
-Jeofizik yöntemler
-Sondalama çakma yöntemleri
-Örnek almadan yapılan sondajlar
Jeofizik yöntemler
• Dalga yayılma hızlarının ölçümü ile
– Zemin tabakalaşması
– Elastik zemin özellikleri
Vs=kayma dalgası hızı
G=zeminin kayma modülü
g=birim hacim ağırlık
g=yerçekimi ivmesi
Vs =
G
g /g
Jeofizik yöntemler
(a) Sismik yansıma yöntemi (b) Sismik kırılma yöntemi
Jeofizik yöntemler
Vp
Vs
=
2(1 - n )
(1 - 2n )
ν = Poisson Oranı
Sismik kuyu yöntemi (a) Aşağı yönlü (b) Yukarı yönlü
Zemin Araştırma Yöntemleri
Doğrudan Yöntemler
- Gözlem çukurları
- Zemin inceleme sondajları
- Arazi deneyleri
Zemin etüt noktalarının konumu ve
aralıkları
• Amaç=arazi zemin yapısını ortaya
çıkarabilmek
(etüt noktaları yeterli sayı ve sıklıkta olmalı)
– Bölgenin jeolojisi ve topoğrafyası
– Zemin koşulları üniform ise 50m’de bir yapılabilir
– Özel veya ağır yüklü yapılar altında
Araştırma Aralıkları
•
•
•
•
Kesin bir kural olmamakla birlikte
Binalarda 10-60 m aralık yeterli olmaktadır.
Baraj, tünel ve büyük kazılar gibi bazı işler özellikle jeolojik
koşullara çok duyarlı olduklarından araştırma aralıkları ayrıntılı
jeolojiyi ortaya çıkaracak kadar sık düzenlenmelidir (40-80m).
Yol ekseninde 250-500 m,
Yerleşime açılacak bölgelerde 300-400 m aralıklar normal
koşullar için uygun sayılmaktadır.
Proje tipi
Çok katlı binalar
Tek katlı endüstriyel
fabrika binaları
Otoyollar
Barajlar
Sondaj Aralığı (m)
10 - 30
20 - 60
250 - 500
40 - 80
Kaç adet sondaj çukuru?
Çok katlı bir
alışveriş merkezi
için planlanan saha
Sondaj
çukuru
120 m
Yeterli sondaj çukuru yoksa zemin profili ve
özellikleri yeterince belirlenemez
Kaç adet sondaj çukuru?
120 m
Çok fazla sondaj çukuru ve deney bütçeyi
artırır.
Kaç adet sondaj çukuru?
Araştırma
çukuru
120 m
Yaklaşık kabul?
Araştırma Derinliği
• Yeni yapının zeminde ve yeraltı suyunda
yapacağı etki derinliğine kadar olmalıdır.
• Genelde araştırma, temel için uygun
olmayan tüm formasyonların (dolgu, zayıf
sıkışabilen zeminler) altına kadar devam
etmelidir.
Araştırma Derinliği
• Yapılacak yapının oturmasına katkıda bulunacak
sıkışabilir zeminde, gerilmelerin belirli bir değere düştüğü
derinliğe kadar araştırma yapmalıdır.
• Bu derinlik geçilirken kayaya rastlanıyorsa ve yerel
jeolojik bilgiler de açık değilse en az 3 m ilerlenmedikçe
araştırma kesilmemelidir.
Kat Sayısı
Sondaj Derinliği (m)
1
2
3
4
5
3.5
6
10
16
24
Araştırma derinliği D
• Bina temellerinde
B=temel genişliği
• İstinat yapılarında
H=Duvar yüksekliği
• Dolgularda
L=Dolgu genişliği
• Tünellerde
• Derin kazılarda
B=kazı tabanı genişliği
®
D=(1-2)B
®
D=(0.75-2)H
®
D=(0.5-1.25)L
®
®
D=B, B=tünel çapı
D=(0.75-1)B
29
30
Araştırma Çukurları ve Sondajlar
•
•
•
•
•
•
•
Sığ Araştırma Çukurları
Derin Araştırma Çukurları
El Burguları
Darbeli Sondaj
Mekanik Burgular
Dönmeli Sondaj ve Karot Alma
Yıkamalı Sondaj
32
Araştırma çukuru
Görsel incelemeye uygun, tabaka sınırlarını gösteren
ve örselenmemiş numuneler için erişime uygun.
Çok geniş bir araştırma (muayene) çukuru
Sondaj
Delgi
Kepçe
Zemin
Muayene çukuru
1-2 m genişlik
2-4 m derinlik
Sondaj deliği
75-100mm çap
10-30 m derinlik
35
36
37
38
39
40
41
42
43
Karot alma
Alınan karotlar üzerinde şu
özellikler saptanmaktadır:
Karot yüzdesi=
Alınan Karot boyu/Teorik karot
boyu
RQD =l0l.6 mm’den büyük
boydaki karot parçaları toplam
boyu/İlerleme karot boyu
Tek ve Çift Tüplü Karotiyerler
RQD’ye göre kayaç kalitesi
Ef /Elab*
İzin verilebilir Temel
Altı Gerilmesi MN/m2
RQD %
Kalite
0 - 25
Çok zayıf
0.15
1.1 – 3.2
25 – 50
Zayıf
0.20
3.2 – 7.0
50 - 75
Orta
0.25
7.0 – 12.9
75 - 90
İyi
0.3 – 0.7
12.9 – 21.5
90 - 100
Çok iyi
0.7 – 1.0
21.5 – 32.3
*Arazide
kitle olarak beklenecek elastisite modülünün,
laboratuarda karotlar üzerinde ölçülen elastisite modellerine
oranı. Bu oran yaklaşık olarak serbest basınç dirençleri için de
benzer olduğu varsayılabilir.
Sondaj Deliği veya Araştırma
Çukurunun Geri Dolgusu
• İyi doldurulmamış geri dolgular ileride suyun geçişi ve
oturmalara neden olan zayıf yerler olarak kalacaktır.
• Özellikle derin kazılar, tüneller veya su tutucu yapılara denk
gelen bu tür geri dolguların özenle yapılması gerekir.
• Kuru zeminlerdeki deliklerde sıkıştırılmış zemin geri dolgu
olarak kullanılabilirse de su akışı yönünden en etkili yöntem
çimento-bentonit enjeksiyonunu bir tremie borusu yardımı ile
tabandan başlayarak doldurmaktır.
• Yalnız çimento-su karışımı büzülme nedeniyle sakıncalı olup
4 birim çimento+1 birim bentonit + akıcılık için yeteri kadar su
karışımları daha uygundur.
• Araştırma çukurları ise bir kepçe yardımı ile sıkıştırılarak
geriye doldurabileceği gibi gerekli görülürse az dozda bir
betonla da doldurulabilir.
Zeminden Örnek Almak
•
Zeminden örnek alma tekniği örnekten istenilen niteliğe ve örneğin
örselenme derecesine bağlıdır.
• Örnek alma konusunda unutulmaması gerekli önemli bir konu zemin
kitlesinde davranışın zayıf zonlar ve süreksizliklerce
belirlenebileceği, bu nedenle de kitleyi örnekleyecek zemin
örneklerinin alınmasının asıl amaç olduğudur.
Günümüzde örnek almada uygulanan beş teknikten söz edilebilir.
• a) Delgi aygıtlarından ve kazı sırasında örselenmiş örnek almak.
• b) Statik veya dinamik olarak bir örnek alıcıyı zemine sokarak örnek
almak
• c) Ucunda bir kesici olan tüpü döndürerek karot örneği almak
• d) Araştırma çukuru, şaft veya galeride elle blok örnek almak.
• e) Sürekli örnek alarak ilerlenen sondajlardan örnek almak
Örnek Niteliği
Nitelik
1. Sınıf
2. Sınıf
3. Sınıf
4. Sınıf
5. Sınıf
Güvenilir Biçimde Saptanabilecek Özellikler
Sınıflandırma, su muhtevası, yoğunluk,
mukavemet, deformasyon ve konsolidasyon
karakteristikleri
Sınıflandırma, su kapsamı, yoğunluk
Sınıflandırma, su kapsamı
Sınıflandırma
Tabaka sıralanışı
Kil zeminlerde…
Kil
Sondaj deliği
İnce cidarlı tüplerle kil
numuneler alınır.
(örn. shelby tube)
Konsolidasyon, üç
eksenli deneyler
Gerekli zemin verileri:
- Zemin profili
- Tabaka kalınlığı ve zemin tanımı
- Su muhtevası, Kıvam Limitleri, Birim
hacim ağırlık,...
- Mukavemet ve Sıkışabilirlik parametreleri
- c’, cu, f’, Cc, Cr, OCR, …
Arazi deneyleri
• Dinamik penetrasyon deneyi
– Standart Penetrasyon Deneyi (SPT deneyi)
• Statik Penetrasyon Deneyi
– Koni Penetrasyon Deneyi (CPT deneyi)
• Dilatometre deneyi
• Presyometre deneyi
• Arazi veyn deneyi
Arazi Deneyleri
SPT Deneyi
• ASTM D 1586’ya göre belirli bir derinliğe ulaşan sondaj
sırasında sondaj takımı dışarı çekilir ve örnek alıcı
indirilir.
• Örnek alıcı 622.72 N ağırlıklı bir tokmağın 0.762 m’den
düşürülmesi ile çakılır ve üç kez 152.4 mm ilerlemesi için
gerekli vuruş sayısı belirlenir.
• Son iki aşamadaki toplam vuruş sayısı Standard
Penetrasyon, SPT Değeri (N değeri) olarak adlandırılır.
• Deney bitirilince takım dışarı alınır, uç ve bağlantı
elemanı çıkarılır, zemin örneği tüpten alınır ve cam
kavanoza konulup laboratuara gönderilir.
• Deney genellikle 1.50 m aralıklarla uygulanmaktadır.
• Genelde 152-456 mm arasındaki giriş için N>l00 ise
deneye son verilmekte ve giriş derinliği yazılmaktadır.
Standart Penetrasyon Deneyi
(SPT)
Standart Penetrasyon Deneyi (SPT)
Standart Penetrasyon Deneyi
Yine de bir
anlamı var
Çoğunlukla granüler zeminlerde; Killerde
güvenilmez
N-değeri f’, E … parametrelerine korole edilir
Sondaj çukurlarında 1.5 m aralıklarla yapılır
Yarık kaşık numune alıcılarla örselenmiş numuneler
alınır.
zemin
SPT deneyi düzeltmeleri
• N1,60=N CN CR CS CB CE
• Burada, N= ölçülen SPT darbe sayısı
• CN=efektif gerilmeye göre düzeltme
faktörü
• CR, CS, CB ve CE sırası ile tij boyuna göre,
standart olmayan numune alıcı için, sondaj
kuyusu çapına göre ve tokmak enerjisi
oranına göre düzeltme faktörleri olup
aşağıdaki Tablo’dan belirlenebilir.
SPT Düzeltmeleri
Faktör
Değişken
Düzeltme
Tokmak enerjisi oranı (CE)
Donut tipi tokmak
Safety tipi tokmak
Otomotik tokmak
0.5-1.0
0.7-1.2
0.8-1.3
Sondaj kuyusu çapı (CB)
65mm-115mm
150mm
200mm
<3 m
3-4m
4-6m
6-10m
10-30m
>30m
Standart numune alıcı
Standart olmayan numune
alıcı
1.0
1.05
1.15
0.75
0.80
0.85
0.95
1.0
>1.0
1.0
1.1-1.3
Tij boyu (CR)
Numune alma yöntemi (CS)
SPT Düzeltmeleri
æ Pa
C N = çç '
èsv
N 1 = NxC N
ER
CE =
60
ö
÷
÷
ø
CN £ 1.7
0.5
CN > 1.7 ise C N = 1.7 kullan
Pa = 95.6 kPa
ER= enerji oranı
sv’ deney yapılan derinlikteki düşey jeolojik efektif gerilme (kPa) dır.
(N1)60 = CE CN N
Düzeltilmiş düşü sayısı
Enerji
düzeltmesi
Arazide ölçülen
düşü sayısı
Jeolojik gerilme
düzeltmesi
Killerde SPT korelasyonları
Jeolojik
gerilme için
düzeltme yok
N60
cu (kPa)
kıvam
Görsel tanımlama
0-2
0 - 12
Çok yumuşak
Parmak batırılabilir > 25 mm
2-4
12-25
Yumuşak
Parmak 25 mm batırılabilir
4-8
25-50
orta
Parmak ortalama bir güç ile
batırılabilir
8-15
50-100
Katı
Parmak ile 8 mm girinti
15-30
100200
Çok katı
Tırnak ile kazınabilir
>30
>200
sert
Tırnakla bile kazılamaz
Dikkatli kullan; Güvenli değil.
SPT Granüler Zeminlerde
Korelasyon
Jeolojik
gerilme için
düzeltme
yapılmış
(N)1,60
Dr (%)
Sıkılık
0-4
0-15
Çok gevşek
4-10
15-35
Gevşek
10-30
35-65
Orta
30-50
65-85
Sıkı
>50
85-100
Çok sıkı
SPT N - f°
korelasyonları
• Wolf (1989) düşey efektif gerilmeye göre
düzeltilmiş SPT değeri N1 ’ e göre
f° = 27.1 + 0.3 N1 – 0.054 N1²
N 1 = NxC N
bağıntısı ile içsel sürtünme açısının
bulunabileceğini belirtmektedir.
SPT N - f°
korelasyonları
Arazide ölçülmüş ve düşey efektif gerilmelere göre
düzeltilmiş N1 ile Kulhawy ve Mayne (1990)
é
ê
f°
N1
-1 ê
= tg
ê
æ s V¢
ê12.2 + 20.3 çç
êë
è Pa
ù
ú
ú
öú
÷÷ ú
ø úû
0.34
bağıntısını önermektedirler.
Burada Pa=95.6 kPa atmosferik basınç,
s’V deney yerinde düşey jeolojik efektif gerilmedir.
SPT N - f°
korelasyonları
• Son yıllardaki bir araştırmaya göre
Hatanaka ve Uchida (1996)
f° = 20 N1 + 20
bağıntısını önermektedirler.
SPT N - f°
korelasyonları
SPT N - Cu
korelasyonları
Hara ve diğerleri (1971)
cu = 29 N 0.72
( kN/m²)
eşitliğini önermişlerdir.
SPT N - Cu
korelasyonları
Mayne ve Kemper (1988)
doğal killer için
OCR = 0.193 (N/sv’)0.689
önermişlerdir.
Burada sv’ (MN/m²) olarak efektif
düşey gerilmedir.
SPT (N) Sayısına etki eden faktörler
a) Sondaj deliğinin yeterince temizlenemeyişi
b) Örnek alıcının sondaj kılıfı alt ucundan yukarıda çakılması
c) Sondajda yeteri kadar hidrolik yük sağlanamaması
d) Deney yapanın gösterdiği özen:
e) Örnek alıcının fazla çakılması
f) Örnek alıcının çakılla tıkanması
g) Tıkanmış kılıf borusu
h) Kılıf borusu alt ucu ötesinin fazla yıkanması
I) Delme yöntemi
k) Standard olmayan tokmak düşüşü
l) Tokmağın serbest düşmesinin sağlanamaması
m) Doğru ağırlık kullanılmaması
n) Ağırlığın eksenel düşmemesi
o) Kılavuz kullanılmaması
p)Örnek alıcı ucunun iyi olmaması
q) Standarttan daha ağır sondaj çubuğu kullanılması
r) Doğru olmayan delme tekniği
s) Çok büyük sondaj deliği
t) Yeterli denetim olmaması
u) Çok büyük pompa kullanmak
Koni Penetrasyon Deneyi- CPT deneyi ASTM D 5778
Konik Penetrasyon Deneyi (CPT)
Dinamik konik
penetrasyon deneyi
(DCPT)
Statik konik
penetrasyon deneyi
(SCPT)
SPT’ye benzer; çekiç itilir
Zemine 2 cm/s hızla itilir
Yarık kaşık yerine konik uç
kullanılr
Sürekli ölçüm verir
Kapalı uç;
örnekleme yok
Düşü sayıları 1.5 m derinlik
aralıkları ile alınır
Dinamik Konik Penetrasyon Deneyi
Basit ve kaba.
SPT ‘den veya sert zemindeki
SCPT’den daha iyi
SPT kadar kaba; düşü sayısına
bağlı korelasyonlar güvenilir
İçi boş (yarık kaşık)
SPT
DCPT
Dolu (\Numune yok)
Statik Konik Penetrasyon
Deneyi
10 cm2 en kesit
Kılıf sürtünmesi
(fs)
Konik dirneç (qc)
veya uç direnci (qT)
Piezocone
(CPTU)
Modern statik koni; boşluk
suyu basıncını da ölçebilir.
Boşluk suyu basıncı
ölçümü için poroz taş
Zemine itilir
Kılavuzlarla
piezokon
20 mm/s
hızla itilir
Sürekli
ölçümler : qc,
fs ve u.
SCPT Veri Yorumlama
Bir sonraki slayt
SCPT (Piezocone) Veri Yorumlama
Tipik Zemin Davranışı (Robertson et al., 1986; Robertson & Campanella, 1988)
1 – Sensitif ince daneli
5 – Killi silt - siltli kil
9 – kum
2 – Organik malzeme
6 – Kumlu silt – siltli kum
10 – Gravelly sand to sand
3 – Kil
7 – Siltli kum - kumlu silt
11 – çok katı ince daneli*
4 – Siltli kil - kil
8 – Kum - siltli kum
12 – Sand to clayey sand*
*Not: Aşırı konsolide veya çimentolanmış
Sounding - Shelby County, TN (U.S.A)
0
qt (MPa)
5 10 15 20 25
Friction Ratio (%)
012 3 4567 8
u2 (kPa)
Vs (m/sec)
0
250
500
-500 500 1500 2500
0
0
0
0
SM
Clayey
SiltSilt
5
5
5
5
Dense Sand
Depth BGS (m)
Dense Sand
10
10
10
10
15
15
15
15
20
20
20
20
25
25
25
25
Stiff Clay
SCPT korelasyonları
Killerde,
qc - s vo
cu =
Nk
koni faktörü
Normal konsolide killerde
10-15 arasında
Aşırı konsolide killerde
Kumlarda,
15-20 arasında
E = 2.5-3.5 qc
(kN/m2)
Koni Deneyi İle Kumlarda İçsel
Sürtünme Açısının Bulunuşu
Koni Penetrasyon Deneyi (CPT)
Arazi Veyn Deneyi
Veyn deneyi
Deney uygulaması
Göçme yüzeyi
Arazi Veyn Deneyi
burulma ölçümü
Killer için, ve özellikle yumuşak killer
sondaj çukuru
Alet zemine sokulduktan sonra sabit
hızla kanatlar döner ve burulma açısı
belirlenir.
\ drenajsız
h»2d
veyn
d
yumuşak kil
Burulma miktarından è drenajsız
kayma mukavemeti cu belirlenir
Tipik olarak d = 20-100 mm.
veyn
Levha Dilatometre Deneyi
Dilatometre Deneyi
20 mm/s hızla ilerlenir. Her 200-300 mm ‘de.
Şişen zar için Nitrojen tankı .
cu, K0, OCR, cv, k, E .
Zemin tanımlaması (grafik
yardımıyla).
CPT’ye
benzer
şekilde
60 mm dia. flexible
steel membrane
Presyometre Deneyi
Presyometre Deneyi (Pressuremeter
Test)
Silindirik bir prob sondaj çukurunda esnetilir
Tüm yerinde deneylerden daha gerçekçi
Mukavemet, modül, K0, cv… verir
Tüm zeminlerde
Silindirik
prob
pressuremeter
Kılavuz
hücre
Cep Penetrometresi
Killi zeminlerin serbest basınç mukavemetini ölçmek için basit bir
alet(qu = 2 cu)
Araştırma çukurlarında deney
numunlerinde uygulanır.
Kil içine itilir
Çok kaba
..mukavemet
okunur
Zemin Araştırmalarının Maliyeti
• Zemin araştırmaları, kabaca yapım
maliyetinin %0.5 ile %l arasında değişir.
• Zemin araştırması yapmamanın
sağlayacağı ekonomi, bundan
vazgeçmenin getireceği risk yanında bir
hiç kalacaktır.
Her deney için relatif maliyet
Doğruluğa göre maliyet
Presyometre Deneyi
Dinamik koni penetrasyon
deneyi
Statik koni penetrasyon deneyi
Standart penetrasyon deneyi
Relatif test doğruluğu
Cep penetrometresi
Geoteknik modelin oluşturulması
Parametrelerin seçimi ve tasarım
Parametre seçimi
–Arazi yükleme koşulları
–Drenaj koşulları
–Deprem durumu
ÇEKDİRDEK
Tasarım
–Amprik ilişkiler
–Limit denge analizleri
–Gerilme – deformasyon analizleri
t = Drenjsız Kayma
Mukavemeti
t = Drenjsız Kayma
Mukavemeti
Performansın İzlenmesi
Site Plan
30 m Sondaj
A
25 m Sondaj
20 m Sondaj
15 m Sondaj
B
B
Atrium
Atr
iu
m
A
F
t
Sondaj Loglarının Analizi
A-A KESİTİ
Kohezyonsuz
zemin
Siltli Kil/Kumlu kil
100.0’
98.0’
Sandy Silt
100
100
90
90
80
80
Kumlu siltli kil
73.0’
Siltli kum
71.0’
Clay
63.0’
Siltli kum
60.0’
EDerinlik
l e v a ti o n ft
(ft)
kil
EDerinlik
levatio n ft
(ft)
85.0’
70
wn
60
60
LL
kil
70
PL
50.0’
50
50
PP
Q
Çok sıkı kum
U
40
40
0
20
40
60
Su
W aMuhtevası
ter C ontent (%)%
80
0
2
4
6
Kayma
[ksf]
S he Mukavemeti
a r S tre n g th (ksf)
Geoteknik Araştırmalar
Arazi zemin kesiti
SE yöntemi ile deformasyon
analizleri
Kazık Grupları ile Şev Stabilite Analizi
Bu çalışmada, İstanbul ili, Avcılar ilçesi, İstanbul Üniversitesi Avcılar kampüsü, İETT Durağı,
Triaj Alanı önü üzerinde oluşan heyelan incelenmiştir.
Güngören
Formasyonu
Zemin kaymalarından ötürü öncelikle istinat
duvarı imal edilmiştir.
Kaymaların asıl nedeninin dolgudan ve yağmur
suyundan kaynaklandığı belirlenmiştir.
Zeminin stabilitesini sağlayabilmek için iki sıra fore kazık
inşa edilmiş.
İlk sıra kazıklar 15.5 m, ikinci sıra kazıklar 11.5 m
Seçilen kazık çapı D=1m ve kazık yatay aralığı da 1.2 m
olarak öngörülmüştür.
Kazık Grupları ile Şev Stabilite Analizi
mevcut durum
Gs < 1.0
Dolgu tabakasının üstünde
büyük kaymalar
görülmekte.
İlk modelde mevcut durum
kontrol edilmiş kaymanın yeri
ve hareket yönü belirlenmiş.
Gs =
1.70
Kazıkların iksa olarak çalışmamasına
dikkat edilmiştir.
Bu amaçla da kazık önlerinde kayan
malzemeden dolayı oluşacak
boşalmanın önüne geçmek için ocak
artığı istifi yapılarak pasif direnç
artırılmıştır.
Kazıklı Bir Radye Temel
Moskova’da inşa edilen yüksek katlı bir ofis kompleksi (üç bloktan oluşan)
Yoğun yapılaşma nedeniyle “Yukarıdan-Aşağı” (Top-Down) inşaat yöntemi
Kalınlığı 1.0m – 2.5m
arasında
değişen kazıklı radye
Kazık çapı = 1.20m
Kazık boyu=17m
Kazık sayısı=189 adet
Batı
Doğu
Temel sistemi kazıklı radye
Yapı
yükleri
radye
ve
kazıklar
tarafından birlikte karşılanarak radye
kalınlığında ve kazık sayısında önemli
ölçüde tasarruf sağlanmış radyenin
oturması kontrol altına alınmış.
Kazıklı radye temel,
zemin yüzünden 19m
derinliğe kadar kalınlığı
0.8m olan betonarme
diyafram duvar ile
çevrelenmiş
Zemin yapı etkileşimi dikkate
alınarak
hesaplanan oturmalar
= tasarım limiti 35mm
}Zemin
incelemesi ve sonuçlarının yorumlanması ® nümerik analiz ®
}
uygun temel sisteminin seçimi ® enstrümentasyon ®
}izleme
sonunda başarılı bir uygulama gerçekleştirilmiş
Kazıklı radye temelin performansı izlenmiş
Son okumaların alındığı
tarihlerde kaba inşaat
tamamlanmış
Kazık yükleme
deneyleri
A
Blok
B
Blok
İnşaatın doğudan
batıya doğru ilerlemesi
kazıklı
radyenin davranışını
etkilemiş
Batıdaki ölçüm
noktalarında önce 3mm
kabarma daha sonra 45mm oturma gözlenmiş
Düşey oturma ölçümleri
1-30 nolu noktalar temelin altında
31-46 nolu noktalar kolonların
altında
Batı
Doğ
u
Münih'teki Bir Gökdelen Binası
Münihteki 28 katlı Süddeutscher Verlag
binası
Yüksekliği yaklaşık 100 m (yapım 20062008)
2. Gerçekçi bir zemin-yapı
etkileşimi tahmini (üç boyutlu
nümerik analizlerle)
Nümerik analizlerden servis
yükleri altında hesaplanan
oturma ~ 4 cm
3. Doğru temel sisteminin
seçimi-radye-kazıklı temel
sistemi seçimi
4. Yerinde yapılan
enstrümentasyonla
izleme sistemi
1.5 m çapında 34 adet
kazık
15m (20 kazık)
20 m (14 kazık)
Yeterli bir zemin incelemesi ve yorumlaması
Doğrudan incelemeler (sondajlar, muayene
çukurları)
Jeofizik yöntemler (kuyulararası sismik,elektrik)
Saha ve laboratuvar deneyleri (geoteknik /
jeotermal; yüzeysel veya kazık yükleme
Geoteknik Anabilim Dalı Dersleri
Zorunlu dersler
- Zemin Mekaniği (3. sınıf güz yarıyılı)
- Temel İnşaatı (3. sınıf bahar yarıyılı)
Mesleki Seçimlik Dersler
- Geoteknik Deprem Mühendisliği (4. sınıf güz ve bahar yarıyılı)
- Çevre Geotekniği (4. sınıf güz yarıyılı)
- Geoteknik Uygulamalar (4. sınıf bahar yarıyılı)
Tasarım Dersi
- İstinat Yapıları Tasarımı (4. sınıf güz ve bahar yarıyılı)
Bitirme Ödevi
- Anabilim Dalı dersleri kapsamındaki bütün konularda deneysel
veya teorik olarak hazırlanabilmektedir.
Laboratuar Olanaklarımız
Laboratuar Olanaklarımız
Akademik ve İdari Kadromuz
Referanslar :
www.ce.gatech.edu
Georgia Institute of Technology
www.pagani-geotechnical.com
www.fugro.nl
Pagani Geotechnical Equipment
Fugro International-
Download

Ders 1. Temel İnşaatı-Zemin incelemeleri