- 1 -

Zemin Mekanigi ve Temel Mühendisligi Dokuzuncu Ulusal Kongresi 21-22 Ekim 2002, Anadolu Üniversitesi, Eskisehir

SIVILASMAYA KARSI JETGROUT YÖNTEMI ILE ZEMIN

ISLAHINA AIT BIR VAKA ANALIZI

H. T. Durgunoglu.1 , H. F. Kulaç2, K. Oruç3, R. Yildiz4. T. Altugu5, C. Emrem6

ÖZET Bu makalede Izmir/Tire O.S.B.’de insa edilen sigara fabrikasi sahasinin jetgrout yöntemi ile islahi vaka analizi sunulmaktadir. Bölgenin jeolojisi anakaya üzerinde kolüvyon, alüvyon formasyonlari ve dolgu zeminden olusmaktadir. Saha 1.derece deprem bölgesi içerisindedir. Fabrika temelleri kazikli, binanin zemine oturan dösemeleri ile diger hafif yapi temelleri altinda jetgrout kolonlar önerilmistir. Sivilasma riskine karsi sistematik, kolüvyon tabakasina kadar yaklasik 32,000m jetgrout kolon uygulamasi yapilmistir. Zemin islahi esnasinda jetgrout kolonlardan karot alimini, kazi yapilarak çap kontrolünü, yükleme deneylerini, piston numune alicisi ile alinan numuneler üzerinde mukavemet deneylerini içeren kapsamli kalite kontrolü gerçeklestirilmistir. Sistemin insaasi öncesinde deneme bölgesinde yapilan kalibrasyon çalismasinda teknik parametreler sahaya özel olarak belirlenmistir. 1. GIRIS Tire’de Organize Sanayi Bölgesi içerisinde bir sigara fabrikasi insa edilmesi planlanmis olup geoteknik müsavirlik, üstyapi projelendirme ve kontrolluk hizmetleri Ingiliz Mott Mac Donald firmasi tarafindan üstlenilmistir. Sözkonusu sahada yüzeysel temellerin mesnetlendigi temel zemininin tasima gücünü arttirmak ve sismik aktivitesi yüksek olan bölgede belirlenen sivilasma potansiyelini ortadan kaldirmak amacina yönelik olarak jetgrout yöntemiyle zemin islahi uygulanmistir. Zemin islahi uygulanan sahanin büyüklügü yaklasik 20,000m2 olup ana fabrika binasi, idari bina, su ve yag tanklarinin bulundugu yardimci ünite binasini kapsayacak sekilde planlanmistir. Zemin islah sisteminin insaasi esnasinda toplam kalite kontrolü uygulanmistir. Bu çalismada sahada uygulanan jetgrout kolon insaasinin proje, imalat ve performans kontrolü asamalari detayli olarak incelenmekte olup öncelikle zemin etüdleri dogrultusunda gerçeklestirilen temel mühendisligi degerlendirmeleri verilecek olup, ardindan zemin islahi esnasinda gerçeklestirilen kalite kontrolü/kalite tayini uygulamasinda elde edilen test neticeleri islah edilmis zemin davranisini incelemeye yönelik olarak sunulacaktir. 1 Müsavir, Prof., Ins. Müh. Bölümü, Bogaziçi Üniv. Bebek, Istanbul 2 Proje Mühendisi, Genel Müdür, ZETAS, Istanbul; tel. 090 216 492 3301 3 Saha Mühendisi, ZETAS, Istanbul; tel. 090 216 492 3301 4 Proje Mühendisi, ZETAS, Izmir Bölge Müdürü; tel. 090 232 446 4686 5 Santiye Müdürü, John Laing International; tel. 090 212 284 3907 6 Proje Mühendisi, Dr., ZETAS, Istanbul; tel. 090 216 492 3301

- 2 -

2.SAHANIN TARIFI 2.1.Konum ve Morfoloji Toplam fabrika sahasi yaklasik olarak 120,000 m2 büyüklügündeki bir alani kaplamakta ve Küçük Menderes alüvyonel havzasinda Izmir’in 70 km güneydogusunda Tire yakinlarinda yeralmaktadir (bknz. Sekil 1). Sahanin güneydogu ve kuzeyinde küçük tepeler mevcut olup orijinal saha topografyasi kuzeydogu yönünde alçalmaktadir. Sahanin dogu sinirinda küçük bir dere akisi mevcuttur. Sahada düz bir topografya elde etme amacina yönelik kazi-dolgu islemleri gerçeklestirilmistir. 2.2.Bölgesel Jeoloji Bölgenin jeolojisi metamorfik anakaya üzerine yeralan alüvyonel katmanlardan olusmaktadir. Anakaya üzerinde asagidan yukariya dogru, kati kumlu kilden olusan kolüvyon, kumlu çakil-kil ara tabakali mikali siltlerden olusan alüvyon formasyonlari ile kumlu siltli bir matrise sahip bloklar içeren dolgu zemin mevcuttur. Saha içerisindeki alüvyon tabaka kalinligi 12m’ye ulasmaktadir. Yeralti suyu seviyesi dolgu tabanindan itibaren 4.7m derinlikte olarak ölçülmüstür. Saha 1. derece deprem bölgesi içerisinde yeralmaktadir. Sahanin yerel jeolojisi ardalanmali Paleozoik yasli metamorfik kayaçlar üzerinde yeralan Tersiyer veya Kuvaterner kolüvyon ve Kuvaterner alüvyon birimlerden olusmaktadir. Alüvyon birimler Küçük Menderes nehri ve kollarinin sedimanlari olup genel itibariyle silt, az miktarda kum ve kil boyutunda malzeme içermektedir. Tire civarinda gözlenen alüvyon koni kalinliklari 180.0m’ye ulasmakta olup tabankaya ise genel itibariyle birbiriyle geçisli gnays, klorit mika ve kuvars sistlerden ve mermerden olusmaktadir. 2.3.Sismisite Bölgedeki ana faylanmayi olusturan Küçük Menderes horst ve graben sistemleri dogu-bati dogrultuludur. Ilaveten bölgede kuzeydogu-güneybati dogrultulu ikincil faylanmalar da mevcuttur. Saha 1998 tarihli “Afet Bölgelerinde Yapilacak Yapilar Hakkinda Yönetmelik” dogrultusunda 1. derece deprem bölgesinde yeralmakta olup Modifiye Merkali derecelendirmesine göre ise en üst risk kategorisinde olarak tariflenmistir. Izmir ve yakin çevresinde 1881 ve 1986 yillari arasinda Richter ölçegine göre 4.2 ila 7.0 arasinda degisen büyüklüklerde toplam 329 deprem gözlenmistir. Bu depremlerin merkez konum ve büyüklükleri Sekil 1’de gösterilmektedir. Sonuç olarak 50 yillik bir proje ömrü için 7.5 büyüklügündeki bir depremin gerçeklesme ihtimali %10 olarak belirlenmistir. Ayrica projelendirmede kullanilacak pik deprem ivmesi 0.40g olarak alinmistir. 2.4.Tesis Proje kapsaminda 70mx200mm ebadinda, genis açiklikli çelik konstrüksiyon bir fabrika binasi, iki katli idari bina ve jeneratör, su ve yag tanklarinin bulundugu yardimci ünite binasini insasi planlanmistir. Fabrika içerisinde kolon yükleri düsey dogrultuda 400 kN ila 1500 kN arasinda yatay dogrultuda ise 60 kN ila 110 kN arasinda degismektedir.

- 3 -

Sekil 1. Bölgenin deprem haritasi 3.ZEMIN ETÜDLERI ve ZEMIN KOSULLARI Sahada zemin etüdleri Ekim 2000 tarihinde gerçeklestirilmis olup yedi adet sondaj ve ondokuz adet arastirma çukurundan olusmustur. Sondajlar maksimum 25 m derinlikte ve rotari metoduyla yapilmistir. Etüdler kapsamindaki tüm yerinde ve laboratuvar deneyleri BS5930 Ingiliz standardlarina uygun olarak yapilmistir. Sahanin stratigrafisini kumlu çakil-kil ara tabakali mikali siltlerden olusan alüvyon formasyonlar ile kumlu siltli bir matrise sahip bloklar içeren dolgu zemin mevcuttur. Sahanin stratigrafisini asagidan yukariya dogru, dik dalimli zayif mika sist ve orta dayanimli kristalize sistler üzerinde yeralan kati kumlu killeri içeren kolüvyon/rezidüel birimler, kumlu çakil ve kil aratabakali az çimentolu mika siltlerden olusan alüvyonel tabaka ve kumlu silt matriks içerisinde yeralan blok ve çakil boyutunda malzemeden olusan dolgu zemin olusturmaktadir. Saha içerisindeki alüvyon tabaka kalinligi 12.0 m’ye ulasmaktadir. Yeraltisuyu seviyesi etüdlerin yapildigi yaz mevsiminde dolgu zeminin tabanindan yaklasik 4.7 m asagida olarak ölçülmüs olup mevsimsel olarak yagis durumuna bagli olarak yükselmesi beklenmektedir. Tesis içerisindeki ana binalarin taban zemin profili Tablo 1’de özetlenmektedir.

Tablo 1. Sahanin Zemin profili Tabaka Kalinlik

(m) Tabaka

tabanina olan derinlik

Ana Zemin Tipi

Dolgu 0 - 1.5 m 0 - 1.5 m Orta çakilli ve bloklu, kumlu SILT Alüvyon 3 - 8 m 3 - 10 m Gevsek siltli KUM ve yumusak (mikali)

KIL ile aratabakali gevsek kumlu SILT Kolüvyon (rezidüel zemin)

2 - 5 m 7 - 14 m Orta-kati KIL

Tabankaya - Çok zayif çatlakli mikasist

Deprem büyüklügü 4.2<M<5.0 M<5.0 M<7.0 M<8.0 FAYLAR

Proje sahasi

1881 ve 1986 yillari arasinda Izmir ve çevresinde olusan depremler

- 4 -

Alüvyon formasyonun dane boyu dagilimi analizleri neticesinde, ince dane yüzdesi siltlerde minimum % 35, kumlarda minimum %25 , killerde ise minimum %50 olarak belirlenmistir. Plastisite indisi degerleri %10 ila %20 arasinda degismekte, drenajsiz kayma mukavemeti degerleri 50 kN/m2 mertebesindedir. Zemin etüdü konumlari ayni zamanda kolüvyon tabakasi derinligini de gösteren vaziyet plani (Sekil 2) üzerinde verilmektedir.

Sekil 2. Tesisin vaziyet plani

4.TEMEL MÜHENDISLIGI DEGERLENDIRMELERI 4.1.Yüzeysel ve Derin Temeller Insaasi planlanan tesisin vaziyet plani dikkate alindiginda yüzeysel temellerin oturdugu tabaka dolgu veya alüvyon birim olmaktadir. Dolayisiyla tekil veya serit temeller için zemin emniyet gerilmesi degeri toplam (<20 mm) ve farkli oturma kriterleri ile kontrol edilmektedir. Sonuç olarak hafif yüklerin bulundugu yapilarda deprem yüklemesi dikkate alinmadan 100 kN/m2 degerindeki zemin emniyet gerilmesi degeri projelendirmede kabul edilmistir. Agir yüklerin bulundugu yapilar için ise (ana fabrika yapisi ve yardimci ünite binasi da dahil olmak üzere) saglam tabankayaya (serbest basinç mukavemeti>1 MPa) soketli kazikli temeller önerilmistir. Saha etüdlerinden elde edilen SPT ve kaya mekanigi laboratuvar deneyleri sonucunda 1500 kN mertebesindeki düsey yük altinda 90 cm çapindaki kazikli temel altindaki oturmalar 20-35mm ile sinirli kalmaktadir. 4.2.Zemin Sivilasmasi Mevcut zemin verileri ile gerçeklestirilen zemin sivilasmasi analizleri neticesinde, proje deprem ivmesi altinda sahada mevcut alüvyon zeminlerin sivilasmaya karsi güvenlik faktörü degerlerinin 0.4 mertebesinde belirlenmis olup, sivilasmayi baslatacak deprem ivmesinin ise 0.17 mertebesinde oldugu tahmin edilmektedir. Fabrikanin kuzeydogu kösesi altinda sivilasma sonrasi 300mm mertebesinde bir oturmanin, 500mm mertebesinde ise bir yatay deplasmanin olusmasi beklenmektedir. Sonuç olarak genel itibariyle sahada insa edilecek gerek yüzeysel gerekse de derin temeller açisindan, sahada mevcut alüvyon

Idari bina

Yardimci ünite binasi

Fabrika binasi

- 5 -

zeminlerde proje deprem yüklemesi altinda olusacak yumusama etkisini minimize etmek ve yükleri alt seviyelerde yeralan daha sert kolüvyon zeminlere transfer edebilmek açisindan zemin islahi uygulamasi yapilmasi önerilmistir.

4.3.Zemin Islahi Alternatifleri Sahada uygulanabilecek zemin islahi metodlari arasinda dinamik kompaksiyon, ön yükleme, vibro-kazik, jet-grout kolon, derin zemin karistirmasi, kazi-yerdegistirme metodlari degerlendirilmis olup uygulanabilirlik, iyilestirme etkinligi açisindan zemin kosullari, bütçe ve uygulamaya iliskin yerel tecrübenin varligi dikkate alinarak karsilastirilmistir. Sonuç olarak, jet-grout kolon insaasi zeminin içerdigi mika oraninina en az hassas olan metod olmasi dolayisiyla mevcut zemin kosullarinda uygun zemin islahi metodu olarak önerilmistir. Saha için belirlenen oturma degerlerinin zemin islahi sonrasi %50 mertebesinde azalmasi beklenmektedir. Ayrica jetgrout ile zemin islahi, zeminin rijiditesini artiracak olup buna bagli olarak da zeminin dogal frekansi artarak dogal periyodu uzun yapilar altinda zemin büyütme etkisinin azalmasi beklenmektedir. 5.JETGROUT ile ZEMIN ISLAHI 5.1.Genel Sahada tespit edilen sivilasma riskini ortadan kaldirmaya ve yüzeysel temellerin oturdugu temel zeminini güçlendirmeye yönelik en etkin zemin islahi metodu olarak zemin kosullari ve bölgesel olarak uygulanilan teknolojiler de dikkate alinarak jetgrout metodu en uygun metod olarak belirlenmistir. Önerilen zemin islahi uygulamasinda, jetgrout kolonlarla islah edilmis zemin üzerinde iyi derecelenmis granüler malzeme ve tabakalar seklinde geogrid malzeme ile bir yük transfer platformu olusturulmaktadir. Ön zemin islahi sistemi projesinde yerdegistirme orani Ar=0.23 degerini saglayacak sekilde merkezden merkeze 2.1 m mesafeli 80 cm çapinda kolon uygulanmasi öngörülmüstür. Ayrica teknik sartname dogrultusunda jetgrout kolonun kesit mukavemetini belirlemeye yönelik yapilacak alti ayri deney sonucunda belirlenecek ortalama serbest basinç mukavemeti degerinin minimum 1 MPa (10 kg/cm2) ve herbir deney için minimum 0.6 MPa (6 kg/cm2) olmasi gerektigi belirtilmistir. Ancak yine teknik sartname uyarinca ön deneme testleri sürecinde yapilacak kalibrasyon ve kontroller sonucunda saha genelinde uygulanacak jetgrout sistemine karar verilecektir. 5.2.Ön Deneme Bölgesi Testleri Deneme bölgesindeki testler iki asamada gerçeklestirilmis olup deneylerde projede yük tasiyici olmayan kolonlar kullanilmistir. Ilk asamada jetgrout kolonlar farkli jeting parametreleri kullanilarak imal edilmis olup daha sonra nihai uygulama parametrelerini belirlemek açisindan kazilarak kesit boyut kontrolü yapilmistir. Ikinci asamada ise bu belirlenen parametreler kullanilarak imal edilen kolonlarin kalite kontrolü muhtelif deneylerle gerçeklestirilmistir. Deneme bölgesinde yapilan testler azami yükü belirlemek üzere yapilan bes adet yükleme deneyini, çap kontrolü için kolonlarin ilk üst 3 ila 6 m’sinin kazilarak kontrolünü, ve mukavemet deneyleri için kolonlardan minimum 100 mm çapinda karot alimasini içermistir. Ayrica kolüvyon zemin içerisinde farkli soket

- 6 -

boylarinin etkisini arastirmak üzere farkli uzunluklarda kolonlar imal edilmistir. Ön projede “standart” kolon boyu, kolüvyon tabakasi içerisinde 0.5 m soketlenen kolon boyu seklinde tariflenmis olup alüvyon/kolüvyon zemin arayüzeyinin seviyesini ve zemin kosullarini belirlemek için sondaj yapilmistir. Ayrica ön test bölgesinde, jetgrout uygulamasi esnasinda olusacak oturma ve kabarmalari gözlemlemek amaciyla yüzeysel gözlem röperleri teskil edilmistir. Deneme testleri kapsaminda on farkli set parametre kullanilarak on adet standart boyda jetgrout kolon imalati yapilmis olup sözkonusu kolonlarin üç adeti Jet-1 (mono fluid) ve yedi adeti ise Jet-2 (double fluid) metoduyla teskil edilmistir. Ilk alti kolon (C ila I) imal edildikten sonra kalite kontrolü deneyi verilerine göre enjeksiyon parametreleri revize edilmis olup son dört kolon (C’, I’, O, P) yeni parametrelerle imal edilmistir. Parametreler basinç, enjeksiyon meme çapi, geri çekim hizi, rotasyon hizi ve çimento oranidir. Imal edilen ilk sekiz kolon 3.0m derinlikte, Jet-1 ve Jet-2 metodlariyla imal edilen diger iki kolon ise (C’ ve P’) 6.0m derinlikte kazilarak kontrol edilmistir. Bu asamada kazilan kolonlardan elektrikli el karot makinasi ile muhtelif seviyelerden 93 mm çapinda karot numuneler alinmistir. Ayrica konvansiyonel rotari, karotlu delgi yöntemi ile teskil edilen jetgrout kolonu tam boy kontrol edilmistir. Tablo 2’de herbir kolon için uygulanan enjeksiyon parametreleri özetlenmektedir.

Tablo 2. Ön Deneme Bölgesinde Uygulanan Enjeksiyon Parametreleri φ80 cm çapinda kolon için enjeksiyon parametreleri

Set / jg No

Jeting metodu

w/c çimento dozaji, kg/m3

Basinç, bar

Geriçekim hizi,

cm/dak

rotasyon hizi, rpm

Enj.memeçapi, mm

Ön yikama

1/C Jet-2 1.0 300 400 67 20 2x2.5 Yok 2/E Jet-2 1.2 300 450 91 20 2x3.0 Yok 3/F Jet-1 1.0 300 500 48 20 2x2.0 Yok 4/G Jet-1 1.0 350 500 50 20 2x2.2 Yok 5/H Jet-2 1.0 325 400 63 20 2x2.5 Yok 6/I Jet-2 1.0 350 400 56 20 2x2.5 Var

1’/C’ Jet-2 1.0 300 400 67 50 2x2.5 Var 6’/I’ Jet-2 1.0 350 400 56 50 2x2.2 Var 7/O Jet-2 1.5 300 350 45 50 2x2.5 Var 8/P Jet-1 1.5 250 550 43 50 2x2.0 Var

5.3.Zemin Islahi Öncesinde Ön Deneme Bölgesi Test Sonuçlari Deneme bölgesinde ilk alti kolonun imalatindan sonra kolonlar gözlemsel kontrol için kazilmistir. Burada Jet-2 yöntemiyle teskil edilen kolonlarin Jet-1 yöntemiyle teskil edilen kolonlara kiyasla daha heterojen bir yapi gösterdikleri, Jet-1 yöntemiyle teskil edilen kolonlarda mevcut zeminin çimento serbeti ile homojen bir sekilde karismis oldugu gözlenmistir. Jet-2 metoduyla teskil edilmis kolon çaplari genel itibariyle projede öngörülen 80 cm’in üzerinde ve 110 cm’e ulasacak sekilde elde edildigi gözlenmis olup Jet-1 metoduyla teskil edilen kolon çaplarinin ise 55-60 cm ile sinirli kaldigi belirlenmistir. Ayni zamanda elde edilen düsük karot yüzdesi ve düsük kesit basinç mukavemeti degerleri de Jet-2 yöntemiyle teskil edilen kolonlarin heterojen yapisinin diger bir göstergesidir. Son dört kolon, C’, I’, O ve P revize parametrelerle (devir hizi artirilarak 10 rpm yerine 50 rpm ile), enjeksiyon öncesi ön yikama ve 6 m3/saat’lik hava çikis hizi (original degerin yaklasik yarisi) uygulanarak homojen bir yapi ve daha düsük çapta kolon elde etmeye yönelik olarak Jet-2 metodu ile teskil edilmistir. Ayrica Jet-1 metodu ile 80 cm çapindan büyük

- 7 -

kolon elde edilebilirligini kontrol etmek için P kolonu, ön yikama ve 550 bar degerindeki arttirilmis enjeksiyon basinci ile insa edilmistir. Sonuç olarak farkli parametrelerin elde edilen kolon çapinda ve kesit basinç mukavemet degerindeki etkisi Sekil 3’de gösterilmektedir. Ayrica kazilan jetgrout kolonlarindan (Jet-2 metodu ile C’, Jet-1 metodu ile P) alinan görüntüler ise Sekil 4’de verilmistir.

Sekil 3. Ön deneme bölgesindeki Jet-1 ve Jet-2 uygulamalari

Sonuç olarak enjeksiyon parametrelerinin revizyonu ile imal edilen son dört kolonun oldukça homojen yapida va daha az bosluk oranina haiz oldugu gözlenmistir. P kolonunun zemin seviyesinden itibaren 6.0m derinlige kadar olan kesimi kazilmis olup bu kesimdeki kolon çapi 65-76 cm arasinda degisken olarak ölçülmüstür. Diger bir taraftan C’ ve I’ kolonlari Jet-2 metodu ile imal edilmis olup 80 cm’den büyük ve derinlikle degisken çaplar elde edilmistir. Zemin kosullarindan ötürü çapin hedeflenen degerden daha büyük olarak elde edilmesi kesit mukavemetinin, birim alana düsen çimento miktarinin azalmasina bagli olarak azalmasina sebeb olmaktadir. Ön deneme bölgesinde gerçeklestirilen yükleme deneylerinin sonuçlari Sekil 5’de verilmektedir. Buradan görülebilecegi üzere Jet-1 ve Jet-2 metodlari ile olusturulan kolonlarin yük tasima kapasiteleri benzer olmakla birlikte gözlenen deformasyonlar Jet-2 metodunda yaklasik 2 kat fazladir.

Sekil 4. Kazilan jetgrout kolonlardan görüntüler

5.4.Projelendirme Önerileri/Revizyonlari Deneme bölgesi testleri isiginda, Jet-2 metodu ile imal edilen jetgrout kolonlarinda kullanilacak, proje kriterlerine en uygun sonucu veren parametre seti, 1’ olarak belirlenmistir (kolon C’). Bu sekilde imal edilen kolonlarda gözlenen kolon çapi 0.80 ila

0

10

20

30

40

50

60

100 200 300 400 500 600 700 800

çimento dozaji, kg/m3

bas

inç

mu

kave

met

i kg

/cm

2

Jet-2 Jet-1

0

10

20

30

40

50

60

50 60 70 80 90 100 110 120 130

jetgrout kolon çapi, cm

basi

nç m

ukav

emet

i, kg

/cm

2

Jet-2 Jet-1

C’ P C’

- 8 -

1.20 m arasinda degisken, basinç mukavemet degerleri ise 3 ila 35 kg/cm2 arasinda degisken olup basinç mukavemeti degerleri çapi 0.90 m’ye kadar olan kolonlarda genel itibariyle 10 kg/cm2 den büyük olarak elde edilmistir. Diger bir taraftan 9 nolu parametre seti (kolon P) Jet-1 metodu ile imal edilen jetgrout kolonlarinda kullanilacak, proje kriterlerine en uygun sonucu veren parametre seti olarak belirlenmistir.

0.010.020.030.040.050.060.070.080.0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

yük (kN)

defo

rmas

yon

(mm

)Kolon B/Jet-1 Kolon M/Jet-2

Sekil 5. Yükleme deneyi sonuçlari

Bu sekilde imal edilen kolonlarda gözlenen kolon çapi 0.60 ila 0.70 m arasinda degisken, basinç mukavemet degerleri ise genel itibariyle 20 kg/cm2 (2 MPa) dan büyük olarak elde edilmistir. Sonuç olarak, ön projede öngörülen ayni alan degistirme oranini saglayacak sekilde Jet-1 veya Jet-2 metodu ile iki farkli jetgrout kolon imalat sistemi önerilmistir. Jet-2’de kolon çapi 80-150cm, üçgensel grid ara mesafesi 2.10m, Jet-1’de ise kolon çapi 60-75cm, üçgensel grid ara mesafesi ise 1.82/1.84m olarak seçilmistir. Ayni zamanda farkli alternatifler arasinda, sahada gerçeklestirilen uygulamanin esas amacinin sivilasma riskine karsi oldugu dikkate alinarak standart boydaki kolonlarin Jet-2 metoduyla ve merkezden merkeze 2.1 m mesafeli üçgensel dagilimda insa edilmesi seklindeki uygulamanin yapilmasi kararina varilmistir (yardimci ünite binasi altinda uygulanan jetgrout kolonlar ayni zamanda yük tasiyici elemanlar olarak da çalismaktadir). Sonuç olarak proje kriterleri büyük çapta imal edilen kolonlarda kesit basinç mukavemetinde bir miktar azalma olacagi dikkate alinarak revize edilmistir. 6.ZEMIN ISLAHI ESNASINDA KALITE KONTROLÜ ve KALITE TAYINI Ön deneme bölgesinde yapilan testleri takiben belirlenen nihai enjeksiyon parametreleri ile saha genelinde zemin islahi uygulamasi gerçeklestirilmistir. Teskil edilen kolon üst ve alt kotlarina bagli olarak dokuz (9) farkli islah zonu (A ila G) tariflenmistir. Kolon boylari kolüvyon üst seviyesine bagli olarak 3.4 m ila 8.4 m arasinda degiskendir. Sonuç itibariyle sözkonusu fabrika sahasinda zemin islahi projesi kapsaminda toplam 3596 adet jetgrout kolonu teskil edilmistir. Zemin islahi islerinin kalite kontrol programi kapsaminda, laboratuvarda serbest basinç mukavemetini belirlemek üzere jetgrout kolon kesitinden islak ve karot numuneler alinmistir. Islak numune alimi özellikle A.B.D.’de ve Ingiltere’de karot alimina veya

- 9 -

yerinde deney yapilmasina alternatif olarak yapilan bir etkili uygulamadir. Bu uygulamada jetgrout teskilinin hemen ardindan (ilk 60 dakika içerisinde) piston numune alicisi kullanilarak istenilen derinlikten numune alinmaktadir. (Bell v.d. 1994). Bu alinan numuneler silindirik test kaliplarina yerlestirilmekte daha sonra belirli bir kür süreci tamamlandiktan sonra test edilmektedir. Bu metod özellikle düsük mukavemetteki jetgrout kolon malzemesinin test edilmesinde kullanilmaktadir. Sahada piston numune alicisi ile elde edilen numuneler genel itibariyle jetgrout kolonun genis çaptaki kesiminden (120-150cm) alinmis olup en düsük çimento dozajini temsil etmektedir. Basinç mukavemeti deney sonuçlari (degerlerin kür süresi ile degisimini de gösterecek sekilde) Sekil 6’da sunulmustur. Literatürde kesit mukavemetinin zamanla degisimine iliskin kisitli bilgi mevcuttur. Ancak mevcut saha ve laboratuvar verileri isiginda enjeksiyonu takiben basinç mukametinin hizli bir sekilde gelistigi ve zamanla çok büyük bir degisim göstermedigi görülmüstür. Sekil 6’dan görülecegi üzere basinç mukavemeti degerleri genel itibariyle 0.3 ila 1.0 MPa arasinda degismekte ve genis çaptaki kolonlar için önerilen kesit mukavemeti proje kriterini saglamaktadir. Kalite kontrol deneyleri ayni zamanda sistematik enjeksiyon serbeti indeks testlerini ve jetgrout imalat parametrelerinin kontrolünü içermektedir. Ayni zamanda enjeksiyon karisimi Marsh konisi ile özgül agirlik ve viskozite ölçümü ile kontrol edilmistir. Kolonlarin kazilmasi esnasinda ortagonal olarak dört farkli yönden fotograflama ve her bir 0.5 m’de olmak üzere çap ölçümü yapilmis ve dökümante edilmistir. Zemin islahi sisteminin insaasi esnasinda proje jetgrout kolonlari üzerinde 11 adet düsey yükleme deneyi yapilarak seçilen tasima kapasiteleri ve deformasyon davranisi kontrol edilmistir. 330 kN yük altinda ölçülen oturma degerleri 1.7 mm ila 8.6 mm arasinda degisken olup proje kriterlerine uygundur.

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

0 10 20 30 40 50 60

süre, gün

bas

inç

mu

kave

met

i, kg

/cm

2

Sekil 6. Basinç mukavemetinin zaman ile degisimi

7.SONUÇ Bu çalismada sunulan vaka analizi ile sözkonusu sigara fabrikasi sahasi zeminin jetgrout yöntemi ile islahi öncesinde yapilan kapsamli ön deneme bölgesi testlerinin, uygulama projesi parametrelerinin belirlenmesinde ve bu parametrelerin kalibrasyonu bakimindan önemi vurgulanmaktadir. Deneme bölgesi testlerinde Jet-1 yöntemiyle olusturulan kolonlarin Jet-2 yöntemi ile teskil edilen kolonlara oranla daha yüksek kesit mukavemetine haiz oldugu ve benzer kosullardaki yükleme deneylerinde daha az oturmalar ölçüldügü belirlenmistir. Ancak sahadaki zemin islahinin esas olarak zemin sivilasmasi riskine karsi olarak yapildigi ve dolayisiyla statik yükleme kosullarindaki tasima gücü ve deformasyon davranisinin ikincil öneme haiz oldugu dikkate alindiginda, gerekli yer-degistime oranini saglayacak sekilde uygulanan ve daha büyük çapli kolon teskilini saglayan Jet-2 yöntemi

- 10 -

saha için uygun metod olarak tercih edilmistir. Sonuç olarak sigara fabrikasi sahasinda uygulanan detayli parameter seçim yöntemi ve kapsamli kalite kontrol/kalite tayini uygulamalari ile zemin islahinin basarili bir sekilde gerçeklestirilmesi saglanmistir. KAYNAKLAR Bell, A. L., Burke, G. K., (1994). “Üçlü jetgrout system ile islah edilmis zeminde basinç

mukavemeti”, Grouting in the ground, Thomas Telford. Mott Mac Donald (2001). “Project 2000 Tire, Türkiye, Geoteknik Degerlenirmeler

Raporu”. Zetas Zemin Teknolojisi A.S. (2001). “Sigara Fabrikasi, Tire-Ön Deneme Bölgesi Test ve

Jetgrout ile Zemin Islahi Nihai Raporu”.

Ninth Turkish Congress on Soil Mechanics and Foundation Engineering 21-22 October 2002, Universtiy of Anadolu, Eskisehir, Türkiye

A CASE HISTORY of GROUND TREATMENT with JETGROUTING AGAINST LIQUEFACTION, FOR A

CIGARETTE FACTORY in TURKEY

H. T. Durgunoglu.1 , H. F. Kulaç2, K. Oruç3, R. Yildiz4. T. Altugu5, C. Emrem6 7

SUMMARY

This case study reports the application of jetgrouting as the ground treatment method for the construction of a cigarette factory in Tire located in the west of Turkey. Total treatment area covers approximately 20,000 m2 and designed to house a factory building of wide span steel framed design, administration building and utilities building. The site situated within the Kucuk Menderes alluvial plain, 70 km south-east of Izmir and classified as being within the 1st Degree Earthquake Zone. Stratigraphy of the site was shown to comprise made ground alluvial and colluvial deposits above bedrock. Bored pile foundations are implemented for the factory building. The slab-on-grades of the factory building and some auxiliary buildings are supported only on jetgrout columns. The liquefaction risk beneath all buildings is eliminated by approximately 32,000 m of systematic jetgrouting reaching down to colluvium layer. An extensive testing programme consisting of coring, exhumation, piston-sampling for compression testing and full-scale load tests was performed for the quality control of jetgrout column construction. A site specific detailed calibration survey of the jetgrouting technique with various parameters was implemented at the beginning of the works.

1 Consultant, Prof., Dept. of Civ. Engrg., Bogazici Univ. Bebek, Istanbul, Turkey 2 Project Engineer, General Director, ZETAS, Istanbul, Turkey; phone 090 216 492 3301 3 Site Engineer, ZETAS, Istanbul, Turkey; phone 090 216 492 3301 4 Project Engineer, ZETAS, Izmir Branch Manager, Turkey; phone 090 232 446 4686 5 Site Manager, John Laing International; phone 090 212 284 3907 6 Project Engineer, Dr., ZETAS, Istanbul, Turkey; phone 090 216 492 3301