Upload
others
View
51
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TEMEL İNŞAATI DERS NOTLARI
DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİİNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
GEOTEKNİK ANABİLİM DALIGEOTEKNİK ANABİLİM DALI
Amaç• Temel İnşaatı dersinde;
üst yapı yüklerini zemine mümkün olan enüst yapı yüklerini zemine mümkün olan en yüksek güvenlik ve ekonomi ile aktaracak temel sistemlerinin belirlenmesi vetemel sistemlerinin belirlenmesi ve bunların analiz yöntemleri,d i t l k k ü liği iderin temel kazı çukuru güvenliğinin sağlanması vezemin özelliklerinin belirlenmesi için yapılan etüt çalışmalarının planlama esaslarının inşaat mühendisliği dördüncü sınıf öğrencilerine benimsetilmesi hedeflenir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
2
Ders İçeriği
• Zemin Mekaniği konularına genel bakış• Geoteknik temel tasarımı• Temel sistemleri
• Sığ temeller
• Geoteknik temel tasarımı
• Sığ temeller• Tekil temeller• Birleşik temeller• Birleşik temeller• Sürekli temeller• Radye temellerRadye temeller
• Kazıklı temeller
• Temel seçiminde genel ilkeler• Temel seçiminde genel ilkeler• Ön boyutlandırma• Ekonomik kriterler
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
3
Ekonomik kriterler
• Zemin Etütlerinin Planlanması– Geoteknik esaslar– Yönetmelikler
• Etüt Raporlarının Değerlendirilmesi– Yöntemler
• Yüzeysel Temeller için Taşıma Kapasitesi
p ğ
• Yüzeysel Temeller için Oturma Hesapları
• Yatak katsayısı• Yatak katsayısı
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
4
• Deprem Performansı Yüksek Temel Tasarım Esasları– Sıvılaşma Analizleriş
- Sıvılaşma riskinin belirlenmesi- Deprem sonrası sıvılaşabilen zeminlerde yüzey p ş y y
oturmaları- Sıvılaşabilen zeminlerde temel inşaatı öncesi
alınması gerekli önlemler
• Temel kazılarıTemel kazıları– Açık şevli kazı– İksalı kazı– İksalı kazı
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
5
MÜHENDİSLİK MALZEMESİ OLARAK ZEMİN
• Zemini diğer mühendislik malzemelerinden ayıran en önemli özelliği çok fazlı (su, hava, katı) yapısı ve plastik şekil değiştirme ) y p p ş ğ şyapmasıdır. Plastik şekil değiştirmeler temel tasarımında daha çok oturma (tasman)tasarımında daha çok oturma (tasman) şeklinde önem kazanır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
6
ZEMİNLERİN GENEL ÖZELLİKLERİZEMİNLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ
• Zemin çok fazlı (sıvı, gaz, katı) ve daneli yapıda bir mühendislik malzemesidir. Dane boyutu elektron mikroskopu ile görülebilen kil danelerinden iri çakıl vemikroskopu ile görülebilen kil danelerinden, iri çakıl ve bloklara kadar çok geniş bir aralıkta değişim gösterir.
• Daneler arasındaki boşluklarda sıvı ve/veya gaz bulunur• Daneler arasındaki boşluklarda sıvı ve/veya gaz bulunur. Mühendislik pratiği açısından sıvı fazını genellikle yeraltı suyu, gaz fazını ise hava oluşturur.suyu, gaz fazını ise hava oluşturur.
• Denge durumundaki gerilme halini değiştiren her türlü gerilme farklılığı sıvı ve gaz fazlarında değişime yol açarakgerilme farklılığı sıvı ve gaz fazlarında değişime yol açarak zeminin hacim değiştirmesine neden olur.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
7
• Gerilme değişimi artış şeklinde olursa, zemin daneleri arasındaki boşluklarda bulunan su (ve/veya hava), gerilme
t d i k l ti kt l k d d k iartışı dane iskeletine aktarılıncaya kadar dışarı çıkar ve zemin sıkışır.
• Gerilme değişimi a alış şeklinde ol rsa tersine bir mekani ma• Gerilme değişimi azalış şeklinde olursa tersine bir mekanizma işleyerek zemin kabarır (şişer).
• Zeminin şişme veya kabarma miktarı gerilme değişimine• Zeminin şişme veya kabarma miktarı gerilme değişimine, zemin türüne ve zeminin suya doygunluk derecesine bağlıdır.
• Şekil değiştirmenin önemli bir kısmı kalıcıdır ve boşluk• Şekil değiştirmenin önemli bir kısmı kalıcıdır ve boşluk hacminin değişim oranına bağlıdır. Küçük bir kısım şekil değiştirme ise elastiktir ve yükleme kaldırıldığı zaman gerideğiştirme ise elastiktir ve yükleme kaldırıldığı zaman geri döner.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
8
hacim ağırlık boşluk oranı : e=Vv / Vsporozite : n=Vv / VT
havaVa
VWa0
v Tdane hacmi : Vssu hacmi : Vwhava hacmi : Va
suVw
VvVT Ww
boşluk hacmi : Vvtoplam hacim : VTtoplam ağırlık : WT
l
WT
katıVs Ws
su ağırlığı : Wwdane ağırlığı : Wskuru ağırlık : Ws=Wkbi i h i ğ W / Vbirim hacim ağ. : =WT / VTdane b.h.a. : s=Ws / Vskuru b.h.a. : k=Ws / VTdoygunluk oranı : S=V / Vdoygunluk oranı : S=Vw / Vvsu içeriği : w=Ww / Ws
zeminde çok fazlı yapı ve temel faz ilişkileriç y p ş
Boşluk hacmi değiştiğinde zeminde kalıcı şekil değiştirme meydana gelir! Şekil değiştirmelerin başlıca kaynağı zeminde gerilme durumunun değişmesidir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
9
değişti mele in başlıca kaynağı eminde ge ilme du umunun değişmesidi .
Efektif Gerilme
• Zeminde mukavemet kohezyon ve sürtünmekohezyon ve sürtünme yoluyla sağlanır: = c + ´z·tanz
Sürtünme direnci efektif gerilme olmadan ortaya çıkmaz. Ayrıca bir çok kildeki kohezyon değeri üzerinde (yumuşaktan : toplam düşey gerilmeüzerinde (yumuşaktan orta-katıya normal konsolide -NC - killer)
z: toplam düşey gerilme
z = ·dp= w · d (hidrostatik su basıncı)
efektif gerilme belirleyici bir rol oynar.
p w d (hidrostatik su basıncı)´z = z-p´z = ( - w) · d (efektif düşey gerilme)
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
10
Zemin Türleri
• Dane büyüklüğüne göre:kil en yüksek dane büyüklüğü < 0 002 mmkil en yüksek dane büyüklüğü < 0.002 mm silt 0.002 ~ 0.074 mmkum 0 074 ~ 4 76 mmkum 0.074 4.76 mmçakıl 4.76 ~ 75 mmblok 75 ~ 1000 mmblok 75 ~ 1000 mm
• Zemin tabakaları arazide farklı oranlarda karışmış bir şekilde bulunurlar (killi kum siltli killi çakıl v b)şekilde bulunurlar (killi kum, siltli killi çakıl, v.b). Nadiren tamamen homojen zemin tabakalarına rastlanır. Mühendisler arasında ortak bir anlaşım zemini oluşturmak üzere sınıflandırma sistemleri kullanılır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
11
ZEMİNLERİN SINIFLANDIRILMASI
Belli başlı sınıflandırma sistemleri:Türk Sınıflandırma Sistemiİİngiliz Sınıflandırma SistemiMIT Sınıflandırma SistemiBirleştirilmiş Sınıflandırma (USCS) SistemiBirleştirilmiş Sınıflandırma (USCS) SistemiKarayolları Sınıflandırma (AASHTO) Sistemi
Türk Zemin Sınıflandırma Sistemi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
13
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
14
Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
15
Karayolları (AASHTO) Sınıflandırma Sistemi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
16
GEOTEKNİK TEMEL TASARIMI
Temel Tasarımında Geoteknik Esaslar
• Geoteknik açıdan temel tasarımı iki ana unsurdan l
• İnşaat mühendisinin temel tasarımı açısından başlıca ö i ü il ioluşur:
– Taşıma kapasitesinin belirli bir güvenlik faktörü ile
görevi üst yapı ile zemin uyumunu sağlamaktır.B d t l i ibir güvenlik faktörü ile
sağlanması– Üst yapı yükleri altında
kl k t l
• Bu açıdan oturmaların izin verilen sınırlarda tutulması bilhassa önemlidir.gerçekleşecek oturmaların
yapıya zarar vermeyecek değerlerde tutulması (Kimi
bilhassa önemlidir.
zaman zemindeki kabarma oturma kadar önem kazanabilir.))
Taşıma kapasitesi ile oturma sınırlarının birlikte sağlanmazorunluluğu geoteknik tasarımı çoğu zaman iteratif bir
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
18işlem haline getirir.
TAŞIMA KAPASİTESİ
: zemin birim hacim ağırlığı
c: kohezyon: içsel sürtünme açısı ç ç
NDNcNBq 1qfcf NDNcNBq 2
Zemin taşıma kapasitesine ulaşıldığı durumda göçme mekanizmasıDEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları19
Zemin taşıma kapasitesine ulaşıldığı durumda göçme mekanizması
OTURMA
-Temelden biraz çaldım amaDEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları20
çhiç kimse farketmeyecek.
-Yorumsuz-DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları21
• Dolgular toprak barajlar ve benzeri esnek yapıların• Dolgular, toprak barajlar ve benzeri esnek yapıların haricindeki bir çok sanat yapısının oturma (kabarma) sınırları düşüktür ve belirli sınırlar içinde tutulmalarısınırları düşüktür ve belirli sınırlar içinde tutulmaları zorunludur.
• Oturma veya kabarma sınırları uluslararası kabulOturma veya kabarma sınırları uluslararası kabul görmüş parametreler yardımıyla ifade edilir.
• Aşağıdaki şekilde bu tür parametrelerin başlıcaları• Aşağıdaki şekilde bu tür parametrelerin başlıcaları verilmektedir. Şekil yorumlanırken her bir noktanın (A, B, C, D, E) bir yapı aksına karşı geldiği ve(A, B, C, D, E) bir yapı aksına karşı geldiği ve bunların ayrı temeller ile yüklerini zemine aktardığı düşünülmelidir:ş
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
22
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
23
S H h i bi t li t l t• ST : Herhangi bir temelin toplam oturması• STmaks : Oturma kalıbı üzerindeki en yüksek oturma• S : Oturma kalıbı üzerindeki en yüksek farklı oturma• STmaks : Oturma kalıbı üzerindeki en yüksek farklı oturma• Sij: Herhangi iki temel arasındaki farklı oturma• : Yapının tamamı veya iyi tanımlanmış bir kısmının rijit: Yapının tamamı veya iyi tanımlanmış bir kısmının rijit
dönmesi (tilt)• ij: Oturma kalıbı üzerindeki herhangi iki temelin oturma ij
noktalarını birbirine bağlayan doğrunun rijit dönmeye nazaran eğimi (açısal distorsiyon) ij= ij -
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
24
• Yapılar için izin verilen oturmalar:en yüksek farklı oturma, ST(maks)
kum zeminlerde 30 mmkil zeminlerde 45 mmkil zeminlerde 45 mm
en yüksek oturma, ST(maks)
kum zeminlerde tekil veya şerit temel 50 mmkil zeminlerde tekil veya şerit temel 75 mmkum zeminlerde radye temel 50-75 mmkil zeminlerde radye temel 75 125 mmkil zeminlerde radye temel 75-125 mm
En yüksek açısal distorsiyon, maks 1/300
AB Yö t liği E d 7’d bi k t li i i t 50AB Yönetmeliği Eurocode 7’de bir çok yapı temeli için oturma sınırı 50 mm olarak tavsiye edilmektedir. Benzer şekilde bir çok yapı için =1/500 önerilmektedir. Açısal distorsiyonda göçme sınırı içinse
h l d ğ l k 1/150 il k dimuhtemel değer olarak 1/150 verilmektedir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
25
Bjerrum tarafından tanımlanan açısal distorsiyon () sınırlarıj ç y ()
Beklenen hasar türü maksmaks_______________________________________________________________________
T ğl d l i i ö (L/H>4) 1/150Tuğla duvarlar için göçme sınırı (L/H>4) 1/150Bir çok bina türü için yapısal hasar sınırı 1/150Panel ve tuğla duvarlarda çatlak oluşumu 1/150Panel ve tuğla duvarlarda çatlak oluşumu 1/150Yüksek ve rijit yapılarda gözle görülebilen dönme 1/250Panel duvarlarda ilk çatlak oluşumu 1/300Panel duvarlarda ilk çatlak oluşumu 1/300Yapılarda hiç çatlak oluşmaması için sınır 1/500Diyagonal elemanları olan çerçeve sistemlerdeyago a e e a a o a çe çe e s ste e detehlike sınırı 1/600
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
26
“Sondajları yapsanız da yapmasanız da bedelini ödersiniz.”
• Temel sistemi seçiminde ve tasarımındaki hatalar statik yüklerde farklı oturma ve dönme, dinamik yüklerde ise temel ile üst yapıda hasar ya da devrilme şeklinde kendini gösterir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
27
Temel TürleriTemel Türleri
• Sığ temeller– Tekil temel– Birleşik temel– Sürekli temel
• Tek yönlü• Çift yönlü (ızgara)
‒ Radye temel‒ Yüzer temel
• Derin temeller– Kazıklı temel– Keson temel
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
28
RADYE TEMEL
ERİT
MEL İÇİN
ŞE
AR
EKLİ
TEM
DU
VAR
TE
MELD
UVA
SÜR
EBİRLEŞİKTEMEL
TEKİL TEMEL (SÖMEL)
ÇİN
TE
MEL
BİRLEŞİKTEMEL
DU
VAR
İÇSÜ
REK
Lİ
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
29
D S
KazıklıTemel
Şerit Temel Kazıklı Temel Radye Temel
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
30
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
31
Tekil Temeller• Tekil temel sanayi yapılarında
prefabrik veya çelik kolon temeli olarak ve hafif binalarda (13 kat) tercih edilebilir.
Sanayi yapılarında aks açıklıkları ld f l ld ğ i i ü kligenelde fazla olduğu için sürekli
temel veya radye temel ekonomik olmaz Bu yapılarda temel tabanolmaz. Bu yapılarda temel taban seviyesi çoğu zaman tanzim edilmiş zemin yüzeyinden oldukça aşağıda olur. Bu tür tekil temellere soket temel de denilir.
Soket Temel
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
32
Tekil Temeller için Konstrüktif Kurallarç
• Tekil temelin planda en küçük boyutu 70 cm olabilirTekil temelin planda en küçük boyutu 70 cm olabilir.• Temel oturma alanı 1.0 m2 den küçük olamaz.
T l k l l ğ 25 ld ğ ibi k l• Temel kalınlığı en az 25 cm olduğu gibi konsol açıklığının ¼’den küçük olamaz.
L≥ 25 cm≥ L/4
L
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
33
• Sanayi yapılarındaki soket temel uygulamalarında temel ygyanı ve üstü geri dolgusu nedeniyle gerek temelin k di i d k d lkendisinde gerekse dolgunun gevşek olması durumunda fabrika içi beton kaplamalardafabrika içi beton kaplamalarda ciddi ve onarımı yüksek maliyet getiren oturma-farklı y goturma problemi ortaya çıkabilir.
• Deprem Yönetmeliği gereği tekil temeller bağ kirişi ile bağlanarak da ranışbağlanarak davranış bütünlüğünün sağlanması hedeflenir.hedeflenir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
34
Temel Bağ Kirişleri (DBYBHY, 2007: Bölüm 6)ğ ş ( )
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
35
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
36
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
37
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
38
Örnek Bağ KirişiKirişi Uygulaması
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları39
• Tekil temel kesiti taşınacak eksenel vetaşınacak eksenel ve deprem yüklerinin mertebesine göre kare, ampatmanlı (kademeli) veya trapez (eğimli) olabilirolabilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
40
• Devirici moment yüksek olduğu takdirde dış merkezliğı azaltmak üzere kolon veya perde tekil temele belirli bir kaçıklıkazaltmak üzere kolon veya perde tekil temele belirli bir kaçıklık ile bastırılabilir. Bu durum daha çok rüzgar yükünün belirleyici olduğu hallerde veya istinat duvarlarında ortaya çıkabilir.o duğu a e de veya st at duva a da o taya ç ab .
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
41
Tekil Temellerin Geoteknik Analizinde Hesaba Katılacak Yükler
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
42
• Kolonun temel merkezinden kaçık yerleştirilmesi veya temel plan boyutları ileyerleştirilmesi veya temel plan boyutları ile ağırlığının artırılması yoluyla dış merkezlik problemi çözülemiyorsa tekil temelin kazıklı imal edilmesi yoluna gidilebilir.
Deprem Yönetmeliği’ne göre tekil temeller kazık ile desteklendiğinde de temeller arasında bağ kirişi bulunmalıdır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
43
Eksenel simetrikEksenel simetrik yüklerin söz konusu olduğu rüzgar türbini ve benzeri yapı temelleri dairesel l biliolabilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
44
Birleşik TemellerBi bi d f l t kil t l t l d bi bi i• Bir veya birden fazla tekil temel yapı oturma alanında birbirine fazla yaklaştığında veya bu kolonların mesnetleyeceği kolonların birlikte davranması arzu edildiği takdirde temellerkolonların birlikte davranması arzu edildiği takdirde temeller tek bir kalıp içine alınarak birleşik temel yapılabilir.
Bir yapı oturma alanı içinde tekil ve birleşiktekil ve birleşik temeller birlikte kullanılabilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
45
• Birleşik temellerde yük bil k i li l kbileşkesi temelin ağırlık merkezi ile her zaman çakışmayabilir Bu nedenleçakışmayabilir. Bu nedenle trapez plan şekli veya benzeri birleşik temel şyapılabilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
46
Bi l ik t ll d t l d ğ b ü kü ld ğ• Birleşik temellerde temel değme basıncının mümkün olduğunca üniform olması amaçlanır. Temel planı bu amaç doğrultusunda oluşturulduktan sonra tabandaki gerilme dağılımı bulunur ve temeloluşturulduktan sonra tabandaki gerilme dağılımı bulunur ve temel kolonlar ile mesnetlenmiş bir kiriş olarak çözülerek moment ve kesme kuvveti dağılımı elde edilir. Bu yaklaşımda temel rijit kabul edilmektedir. Elastik zemine oturan kiriş yaklaşımı ile analiz yapılırsa daha ekonomik çözümlere gidilebilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
47
zem
inK
atı z
n63.5 63.5 63.5
şak
zem
inYu
muş
Tekil veya birleşik temeller çözülürken bunların birbirine fazla yaklaşarak gerilme süperpozisyonu y ş g p p yneticesinde temeller arasında farklı oturma ve bunların birbirine doğru dönme durumu kontrol edilmelidir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
48
Sürekli Temeller• Yapı aksı boyunca düşey taşıyıcı elemanların tamamını
birleştirerek yüklerine zemine yayarak aktaran temel sistemine sürekli temel denilir.
• Düşey taşıyıcı elemanların tek bir temel kirişi içine alınması kalıp işçiliğinden tasarruf sağlamak amacıyla olabildiği gibi üst yapı statik ve deprem yüklerinin rijit bir temel sistemi ile karşılanma ihtiyacından da doğabilirkarşılanma ihtiyacından da doğabilir.
• Sürekli temel tek yönlü olabildiği gibi çift yönlü de (ızgara temel) olabilirtemel) olabilir.
• Tek yönlü sürekli temellerin kolon veya perde hizalarından bağ kirişleri marifetiyle birleştirilmesi zorunludur.ğ ş y ş
• Çift yönlü sürekli temel ile oldukça rijit sistemler oluşturulabilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
49
Tek Yönlü Sürekli Temel
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları50
Sürekli temel analizinde d ğ b h bdeğme basıncının hesabı kolon etki alanları dikkate alınır Elde edilen değmealınır. Elde edilen değme basınçları temel taşıma kapasitesi ile karşılaştırılır.
Çift Yönlü Sürekli Temel
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları 51
Gerçekte sürekli temel ki i l i i d ijikirişlerinin davranışı rijit olmayıp yarı esnektir. Temelin oturma kalıbınınTemelin oturma kalıbının elastik zemine oturan kirişler tekniği kullanılarak hesaplanması daha yerinde olur.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
52
Radye Temeller
• Üst yapı yükleri ağır ve/veya zemin özellikleri
• Radye temeli olan yapılarda değme basıncı düşeceği içinve/veya zemin özellikleri
aktarılacak değme basıncını diğer sığ temel türleri ile
değme basıncı düşeceği için temelin arz edeceği oturmanın azalması ğ ğ
karşılayamayacak kadar zayıfsa radye temel seçeneği
beklenirse de temel plan boyutları arttığı için daha
ön plana çıkar.• Radye temel düşey taşıyıcı
l l t tik
derilerdeki tabakaların gerilme soğanı içine girebileceği ve oturmanınelemanların statik ve
dinamik yükler altında bir bütün olarak davranmasına
girebileceği ve oturmanın artabileceği dikkate alınmalıdır.bütün olarak davranmasına
yardımcı olur.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
53
d li b l b l k l dRadye Temel Türleri
• Radye temelin başlıca unsuru betonarme plak elemandır. Bunun dışında ihtiyaca göre muhtelif radye temel türleri oluşturulabilir: Dü d ükl i i ö lioluşturulabilir: • Düz radye yapı yüklerinin göreceli
olarak hafif olduğu durumda tercih edilmekle birlikte kalıp işçiliğindenedilmekle birlikte kalıp işçiliğinden tasarruf sağlamak için de uygulanabilir (sürekli temel veya tekil temellerin toplam alanı yapı oturma alanının %50’sine yaklaştığı
dü d l d hzaman düz radye uygulaması daha ekonomik veya pratik bulunabilir).
• Ağır yapılarda konstrüktif nedenlerle
Düz Radye
• Ağır yapılarda konstrüktif nedenlerle düz radye istenebilir. Bu durumda plak kalınlığı ve donatı oranı
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
54
Düz Radye p ğartırılarak yükler karşılanır.
• Kirişli radye ile plak rijitliği artırılır ve kolon-perdelerden aktarılan yüksek eğilme momentleriyüksek eğilme momentleri daha rahat karşılanır.
• Ters kirişli radye ile yapının• Ters kirişli radye ile yapının kayma güvenliği artırılabilir.
• Düz kirişli radyede kirişlerDüz kirişli radyede kirişler arasında dolgu yapılma ihiyacı doğar. Dolgunun birim hacim ağırlığı düşük malzeme kullanılarak apılması temel ağırlığının T Dü Ki i li R dyapılması temel ağırlığının
gereksiz yere artmasını önler.
Ters veya Düz Kirişli Radye
önler.DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları55
Hafif dolgu malzemesi (perlit, zeolit, v.b.)
Düz Kirişli Radye
Ters kirişli radye ile yatay itkiye maruz yapıların kayma direnci artırılabilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları56
Ters kirişli radye ile yatay itkiye maruz yapıların kayma direnci artırılabilir.
Dü M R d T M R d
• Mantar radye temel ağır kolon yüklerine karşı temel plağının
Düz Mantar Radye Ters Mantar Radye
zımbalama güvenliğini artırmak amacıyla tercih edilebilir. Bütün kesitin kalınlığını artırmak yerine yalnızca kolon ve
d ltl d k it i l til bili Z i ltperde altlarında kesit genişletilebilir. Zemin ve yeraltı suyu koşulları izin veriyorsa ters mantar uygulamasında kalıp işçiliği daha düşük olacaktır
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları57
işçiliği daha düşük olacaktır.
• Radye temelin yeterli rijitliğe sahip bodrum perdeleri ile birlikte çalıştırılması sonucunda farklı oturmaya karşı oldukça yüksekoturmaya karşı oldukça yüksek kapasiteye sahip «kutu temel» oluşturulabilir. Bu temel sistemi çokoluşturulabilir. Bu temel sistemi çok katlı bodrumu olan binalarda dikkatli davranılırsa kendiliğinden oluşur.
• Radye temeller yeraltı su seviyesinin altında su yalıtımını sağlamak için k ük if l k ih d i lkonstrüktif olarak tercih nedeni olur.
• Yeraltı su seviyesinin kayda değer ölçüde altında kalan rad e temellerdeölçüde altında kalan radye temellerde çekme donatısının çift yönlü kullanılması gerekir.kullanılması gerekir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
58
Yüzer Temeller
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
59
Derin Temeller
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
60
ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASIZEMİN ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI(ZEMİN ETÜTLERİ)
• Zemin diğer inşaat malzemeleri (beton, çelik, ahşap, v.b.) ile aynı önemde ele alınması gereken bir mühendislik y gmalzemesidir. Üst yapı yüklerinin etkili olduğu derinlik içindeki zemin tabakalarına ait mühendislik parametreleri
i l b t ö t l i t l b li l lidiarazi ve laboratuvar yöntemleri vasıtasıyla belirlenmelidir:
etkili gerilme derinliğitemel inşaatı açısından g ğilgi alanı
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
62 = 0.1z
2. Zemin etütleri2.1. Amaç
Zemin geometrisi Üst yapı özelliklerii i
e geo e sZemin özellikleriZeminden kaynaklanan yükler
MimariYüklerFonksiyon
İ
FonksiyonTaşıyıcı sistem
İdealize zemin profili
T l Si t i S i iTemel Sistemi Seçimive
Temel Boyutları
Zemin-Temel-Yapıilişkisinin kurulması
Afet durumu
Temel Boyutları
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
63
Afet durumu
2 1 1 Z i t b k l d l il ü kliliği i ktiği t kdi d
A l S d jl ih j l ji
2.1.1 Zemin tabakalarının ardalanması ile sürekliliğinin ve gerektiği takdirdetaban kayası derinliğinin belirlenmesi
• Araçlar:– Sondajlar– Gözlem çukurları
• Sondajlar tercihan jeoloji mühendisleri gözetiminde gerçekleştirilir.Gözlem çukurları
– Arazi gözlemleri– Jeofizik yöntemler
• Jeofizik araştırmalar jeofizik mühendislerince yürütülür.
• Bütün arazi çalışmaları• Elektrik özdirenç• Sismik kırılma
Si ik
• Bütün arazi çalışmaları geoteknik konusunda uzmanlaşmış inşaat
üh di l i t f d• Sismik yansıma• Georadar
mühendisleri tarafından planlanır ve koordine edilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
64
KUM h1
KİL h2
KUM h3
h4
Sondaj kuyusu2~3 m Sondaj kuyusuGÇ-1
~1 m
SK - 1 SK - 2
SK - 5 Sondaj sayısı Sondaj numaraları
S d j k di l
GÇ
SK - 4 SK - 3
Sondaj koordinatları Plankote
Ç-2
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
65
• Sondaj derinliğine karar • Sondajlar derinliğineSondaj derinliğine karar verilirken üst yapı türü, yükleri ve öngörülen temel türü dikkate alınır
Sondajlar derinliğine inceleme, gözlem çukurları ise sığ ancak detaylı inceleme içintürü dikkate alınır.
• Sondaj sayısı kararı üzerinde yapının önem d i h
detaylı inceleme için yararlıdır. Gözlem çukurları kademeli açılabilir Yeraltı suderecesi ve saha
zeminleri hakkında bilgi birikiminin önemi vardır.
açılabilir. Yeraltı su seviyesinin altına genelde inilemez (çukur çöküntü
)• Gözlem çukurları yapı oturma alanı dışında açılır Böylece yapı alanı
yapar).
açılır. Böylece yapı alanı içinde herhangi bir kötülük oluşturmamaya özen gösterilirgösterilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
66
2.1.2 Zemin ve/veya kaya tabakalarında tanımlama, sınıflandırma vey y ,diğer laboratuvar deneyleri için temsili örnek alınması.
Başlıca iki örnek türünden bahsedilebilir:
a Örselenmiş: Örneğin dokusu ve yapısı bozulmuştura. Örselenmiş: Örneğin dokusu ve yapısı bozulmuştur.Doğal su içeriği korunmamış olabilir.
b Ö l i Ö k d k k k db. Örselenmemiş: Örnek doku ve yapısını korumaktadır.Doğal su içeriği değişmemiştir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
67
2.1.3 Yeraltı suyu özelliklerinin belirlenmesi
d d i li i- Yüzeyden derinliği- Gerektiği taktirde basıncı- Mevsimlere bağlı değişimi-Temel malzemesine zararlı unsurlar içerip içermediği
Yeraltı su seviyesinin doğru belirlenmesi zemin içindekiy ğ çefektif gerilme dağılımının hesaplanabilmesi açısındanson derece önemlidir. Taşıma kapasitesi ve oturmahesaplarında belirleyici unsurlardan biridirhesaplarında belirleyici unsurlardan biridir.
2.1.4 İlgili zemin özelliklerinin yerinde belirlenmesi
B l k i i i d l i d l lBu amaca ulaşmak için arazi deneylerinden yararlanılır:- SPT (Standart Penetrasyon Deneyi)- CPT (Koni Penetrasyon Deneyi)- VST (Arazi Veyn Deneyi)- Arazi Permeabilite Deneyi- PMT (Presyometre Deneyi)
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
68- DMT (Dilatometre Deneyi)
ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN ARAZİDE BELİRLENME YÖNTEMLERİ
Standart Koni Dilatometre Presyometre Vane Kesme
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
69
PenetrasyonDeneyi
PenetrasyonDeneyi
Deneyi Deneyi Deneyi
2.1.5 İlgili yönetmelikler çerçevesinde zemin sınıfının belirlenmesi
TS 1500 İnşaat Mühendisliğinde Zeminlerin Sınıflandırılması (Aralık 2000)TS 1900-1 İnşaat Mühendisliğinde Zemin Laboratuvar Deneyleri (Mart 2006)
Bölüm-1: Fiziksel Özelliklerin TayiniBölüm-1: Fiziksel Özelliklerin TayiniTS 1900-2 İnşaat Mühendisliğinde Zemin Laboratuvar Deneyleri (Mart 2006)
Bölüm-2: Mekanik Özelliklerin Tayini
İnşaat Mühendisliğinde Sondaj Yolları ile Örselenmiş ve ÖrselenmemişNumune Alma Yöntemleri (Nisan 1975)
Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (2007)
Yerel İdare Yönetmelikleri (Örnek: Büyükşehir Belediyesi Yüksek( y yYapılar Yönetmeliği)
2.1.6 İlgili yönetmelikler çerçevesinde afet durumunun belirlenmesiHeyelan, deprem, aktif fay, su baskını
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
70
2.2. Yapı türlerine göre zemin etütlerinin planlanması
Planlama açısından üç yapı kategorisi tanımlanabilir:Planlama açısından üç yapı kategorisi tanımlanabilir:
Kategori 1:Zemin yüzey eğimi 5o den fazla olmamak şartıyla aşağıdaki yapı türleri birinci kategori içinde kalır: Kolon yükleri 25 ton’a kadar olan hafif yapılary y p 10 t/m’ye kadar hafif duvar yükleri Yüksekliği 4 m’ye kadar olan istinat duvarları
Tek veya iki katlı yapılarTek veya iki katlı yapılar.Yukarıdaki yapı türleri için yapılan zemin etütlerinde aşağıdaki yöntemlere başvurulabilir :
Gözlem çukurlarıEl burgusuyla sondajStatik koni penetrasyon deneyip y yMini veya cep penetrometresiTemel hafriyatı sırasında gözlem
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
71
Kategori 2:Bu sınıfa giren yapılar aşağıdaki şekilde listelenebilir:Orta katlıSığ temelli (sürekli, radye)Kazık temelliKazık temelliYüksekliği 4’m den fazla olan istinat duvarlarıKöprü ayaklarıHafriyatlarİksa sistemleri
Bu kategori içinde kalan yapılar için yerine getirilmesi istenen zemin etüt faaliyetleri:
SondajlarGözlem çukurlarıArazi DeneyleriLaboratuvar deneyleriYeraltı su seviyesi ile kimyasal özelliklerinin belirlenmesi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
72
Yeraltı su seviyesi ile kimyasal özelliklerinin belirlenmesi
Kategori 3:Sıra dışı yükler taşıyan yapılar (yüksek yapılar v b )Sıra dışı yükler taşıyan yapılar (yüksek yapılar, v.b.)Birden fazla bodrum katı olan yapılarBarajlarBüyük köprülerTünellerAğ ki t ll iAğır makine temelleriAçık deniz platformlarıKıyı yapılarıKıyı yapılarıDeprem riski yüksek bölgelerdeki ikinci kategoriye giren bütün yapılarŞişebilecek zemin üzerine yapılacak binalar
Yukarıdaki yapı türleri için gerçekleştirilecek etütlerde ikinciYukarıdaki yapı türleri için gerçekleştirilecek etütlerde ikincikategori için yapılan çalışmaların hepsi yerine getirilir. Ayrıca sondaj ve arazi deneylerinin sayısı arttırılır. Özel dinamik deneyler yapılır Jeofizik arazi deneyleri yapılır Bu yapılar için dinamik
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
73
yapılır. Jeofizik arazi deneyleri yapılır. Bu yapılar için dinamik zemin davranışı analizi, sıvılaşma analizi gerçekleştirilir.
2. ve 3. kategori içinde yapılar değerlendirilirken zemin etüdü raporlarında aranacak veriler:p• Topoğrafik özellikler
- Yüzey şekilleri, komşu yapılar, sığ kaynaklar, ağaçlar, kaya k t l ( l k t ü i i l k)çıkıntıları (plankote üzerine işlenecek)
• Yeraltı isale (temiz ve pis su) ve enerji hatları• Genel jeoloji (faylar, maden ocakları, karstik boşluklar v.b. dahil)j j ( y ş )• Arazinin geçmiş kullanımı• Deprem riski• İklim özellikleri• İklim özellikleri• Yöresel inşaat malzemelerinin temin edilebilirliği ve kalitesi• Nehir ve deniz yapıları için gel-git seviyeleri (nehrin debi ve
akıntı hızı)• Temel taban basıncından ve inşaat faaliyetlerinden etkilenen
zemin özellikleri ve kaya tabakaları ile ilgili detaylı bilgiy g y g• Yeraltı suyu özellikleri• Arazi deney sonuçları• Laboratuvar deney sonuçları
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
74
• Laboratuvar deney sonuçları• Zemin kimyasal analiz sonuçları
2.3. Temel türlerine göre sondaj derinliğinin tahmini
Sondaj derinliğine gerilme artışlarının zeminde deformasyon oluşturmayacağı seviye (0.1z´) hesaplanarak karar verilir. Bu seviyenin altındaki zemintabakaları yapının bir parçası sayılmayacağı için sondajları daha derin tutmaky p p y y ğ janlamlı olmaz.
Öngörülen temel türlerine bakılarak sondaj derinliğini pratik olarak tahminÖngörülen temel türlerine bakılarak sondaj derinliğini pratik olarak tahminetmek mümkündür:
B B
B B
(1~3)B
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
75tekil veya şerit temel
B B
radye temel
B
2/3 Deşdeğer radye
Deşdeğer radye temel derinliği
~1,5 B
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
76sondaj derinliği kazıklı temel
Bulgulanacak zemin parametrelerine göre örnek alma yöntemi ve örnek kalitesiörnek alma yöntemi ve örnek kalitesi
Gü l B li l kKalite Sınıfı Güvenle Belirlenecek Zemin Parametreleri Örnek Alma Yöntemi
1 Sınıflandırma, su içeriği, b.h.a., dayanım ve sıkışma parametreleri
Kaliteli, ince cidarlı örnek alma tüpleri (shelby tüpü)
2 Sınıflandırma ve su içeriği
Susuz sondaj yapılan kuyularda burgu ve benzeri ki il l kl2 Sınıflandırma ve su içeriği ekipman ile alınmış örnekler
(SPT dahil)
Sulu sondajlardan alınmış, 3 Sınıflandırma
j ş,örselenmiş örmekle, (SPT dahil)
4 T l S d j k ö kl iDEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları77
4 Tanımlama Sondaj karot örnekleri
Zemin Örnekleme Sıklığı
- Her 1,5 m’de SPT kaşık örneği- Her tabaka değişiminde örselenmemiş UD
örnek- Örnek derinliği belirlenirken temel derinliği de
dikkate alınmalıdır. Sığ temel durumunda temelin hemen altındaki birkaç metre kalınlığındaki tabakadan bir veya iki örnek alınmalıdır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
78
Sınıflandırma ve Mühendislik Deneyleriiçin Örnek Miktarları
Belirli bir seviyeden alınmış bir örnek içiny ş ç
Zemin kohezyonlu ise:Zemin kohezyonlu ise:Sınıflandırma için ortalama 500 grKonsolidasyon deneyi için en az 50 cm3Konsolidasyon deneyi için en az 50 cm3
Mukavemet deneyi için en az 20 cm3
Z i k h iZemin kohezyonsuz ise:Sınıflandırma için (elek analizi ve kıvam limitleri)
500 (i k l tik len az 500 gr (ince kum ve plastik olmayansiltlerde); orta irilikteki daneleri olan zeminlerde >500 gr (tercihan birkaç kg)
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
79
>500 gr (tercihan birkaç kg)
Laboratuvar Deneyleri
• SınıflandırmaElek analiziÇökeltme (hidrometre)Çökeltme (hidrometre)Kıvam limitleri (likit limit, plastik limit, rötre limiti)Doğal su içeriği tayiniBirim hacim ağırlık tayiniÖzgül ağırlık
• Mukavemet• MukavemetKesme kutusuSerbest basınçÜç eksenli basınçMini veyn
• Tek Yönlü SıkışmaTek Yönlü SıkışmaÖdometreKonsolidasyon
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
80
Casagrandelikit limit takımı
Düşen Konilikit limit takımı
Plastiklimit deneyi
Elek takımı
likit limit takımı likit limit takımı limit deneyi
Özgül laboratuvar etüvü hassas terazi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
81
gağırlık deneyi
Ödometre deneyi ekipmanı
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
82Kesme kutusu deneyi ekipmanı
Üç eksenli basınç deneyi ekipmanı
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
83
Arazi Deneyleriy
Özellikle kohezyonsuz zeminlerde (kum çakılÖzellikle kohezyonsuz zeminlerde (kum, çakıl, nonplastik siltler) ve fisürlü killer ile ayrışmış kayaçlarda zeminden örselenmemiş örnek almakkayaçlarda zeminden örselenmemiş örnek almak hem zor hem de maliyetlidir. Zemin parametrelerini arazide belirlemek dahaparametrelerini arazide belirlemek daha anlamlıdır.A i V D i (VST)Arazi Veyn Deneyi (VST)-Standart Penetrasyon Deneyi (SPT)-Koni Penetrasyon Deneyi (CPT)-Presyometre Deneyi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
84
y y
Arazi Veyn DeneyiArazi Veyn DeneyiArazi Veyn Deneyi, yumuşak killerden katı killere k d k h l i l i d j kkadar kohezyonlu zeminlerin drenajsız kayma mukavemetinin ve hassasiyetinin belirlenmesinde kullanılan bir deneydir.
Standart deney düzeneği kanat genişliği D=65 mm, yüksekliği H=130 mm (H/D=2) ve kanat kalınlığı e=2mm olan çelik bir kanat ile bu kanata uygulanacak olan tork değerini ölçebilen bir torkmetreden oluşmaktadır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
85
torkmetreden oluşmaktadır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
86
Deney, dört kanatlı veyn deney aletinin ilgili deney derinliğine k d l dibi t i l i d j kkadar açılmış ve dibi temizlenmiş sondaj çukuruna yavaşça yerleştirilmesi ile baslar.
Kanat üst noktası, kuyu dibinden en az dört kuyu çapı kadar, örselenme olmayacak şekilde itina ile zemine batırılır.
Deney düzeneğine bağlı bir kol yardımı ile yaklaşık dakikada 6 derecelik sabit bir hızda kanatlara tork uygulanır (60/dak.).
Dü k ü i d b l t k t d i dDüzenek üzerinde bulunan torkmetreden zemin dayanımının ulaştığı maksimum tork değeri kaydedilir. Maksimum değere ulaşılmasından sonra kanatlara 8 – 10 ek devir daha şyaptırılarak zeminde oluşan reziduel kayma değeri belirlenir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
87
Zeminde oluşan maksimum kayma mukavemetideğerinin reziduel kayma gerilmesine oranıdeğerinin reziduel kayma gerilmesine oranısensitivite olarak verilir.
St = cuv-maks / cuv-reziduel
Standart vane deney aleti ile yapılan deneylerin l ö k k ien genel yorumuna göre kayma mukavemeti
değeri
cuv = 6 ·Tmaks/ 7π D3
olarak verilmektedir.DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları88
Ancak deney sonuçları üzerinde kesme hızı ve anizotropinin etkisi vardır Bu nedenle elde edilen veriler projelendirmeetkisi vardır. Bu nedenle elde edilen veriler projelendirme aşaması için aşağıda verilen abak yardımı ile düzeltilmelidir:
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
89
Elde edilen sonuçlar derinlik boyunca değerlendirilmeli ve değişimler grafikler yardımıyla sunulmalıdır:değişimler grafikler yardımıyla sunulmalıdır:
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
90
Standart Penetrasyon Deneyi (SPT)
St d t t d i (SPT) dü biStandart penetrasyon deneyi (SPT) dünyanın bir çok ülkesinde olduğu gibi ülkemizde de geoteknik araştırma ve incelemelerde en çok kullanılan arazi deneylerinden biridir SPT deneyiarazi deneylerinden biridir. SPT deneyi, kohezyonsuz zeminlerin sıkılıklarının, mukavemetinin ve sıvılaşma potansiyelinin, ince daneli zeminlerin ise kıvamının ve mukavemetinin tahmin edilmesinde kullanılmaktadır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
91
SPT deneyi, temizlenmiş veya dibi yıkanmışSPT deneyi, temizlenmiş veya dibi yıkanmış sondaj kuyusunda yapılır. Deney numune alma kaşığı dibe ulaştıktan sonra 63 5 kg ağırlığındakaşığı dibe ulaştıktan sonra, 63.5 kg ağırlığında bir tokmağın 76 cm’den ucu açık, üzerindeki sondaj tijinin üzerine serbest düşürülmesi ile zemine 15 cm girene kadar yapılır ve penetrasyon miktarını üreten çakma sayısı kaydedilir. Böylece deneye başlanılankaydedilir. Böylece deneye başlanılan seviyedeki örselenmiş tabaka geçilir. Her deney 15 cm’lik üç adımdan oluşur ve son iki adım için15 cm lik üç adımdan oluşur ve son iki adım için vuruş sayılarının toplamı standart penetrasyon
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
92değeri, SPT-N, olarak alınır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
93Sondaj Makinaları
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
94
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
95SPT Deneyi Yapım Aşamaları
SPT kaşığıDEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları96
SPT kaşığı
SPT deneyi yapılırken;
• Her hangi bir 15 cm’de veya daha önce N=50 darbe sayısına erişildiğindeN=50 darbe sayısına erişildiğinde,
• Toplam 100 darbeye erişildiğinde,• Ardışık 10 darbe boyunca penetrasyon
sağlanamadığındağ ğ
durum rapor edilir (Xcm/50 veya Xcm/refü )durum rapor edilir (Xcm/50 veya Xcm/refü ) ve deneye son verilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
97
Sayfa/Page 1Proje Adı/Project NameYeri / Location Bitiş Tarihi / Finish Dateİli / City
z METİN TUNAÇAY İmza/Signaturexy Tarih / Date February 09, 2003
Derinliği/Depth 4,0 mVane Den. Vane Test
BH-3
ngCDarbe sayısı
İZMİRALİAĞAPETKİM COOLING TOWER/H TOWER
TEMEL SONDAJ KUYU LOGU / BORING LOG
Kaya Nitelikleri Rock Quality
asin
g
n
Koordinatı Coordinate
Kotu / Gr. Elevation
Basınçsız su den. Unpressure test
si
Başlangıç Tarihi/Start Date February 07, 2003February 09, 2003RotaryMakina Tipi/Rig Type
Sondör / DrillerEGE TEMEL
LTD. ŞTİ.SAN. VE TİC.SONDAJCILIK
5,470
5293.00SEMİH ÇAKICI
Yeraltı suyu ölçüm Ground water
( m
(%)
Şantiye Müh./Site Eng.Logu Hazırlayan/Logged by
)
Standart Penetrasyon Deneyi Standart Penetration Test
Proje Müh. / Project Eng.
5638.85
m)
Derinliği / Depth 20.0 m
)
GünlükDurum Daily Situation
Lugeon Den. Lugeon Test
vel
0 -
15 c
m15
- 30
cm
30 -
45 c
m
N30
Tanımlama Description
Ayrış
ma
dere
cesi
/Wea
ther
in
GR
AFİK
/ G
RAP
HICNo of blows
RQ
D (%
)
Muh
afaz
a bo
rusu
/Ca
Jeol
ojik
Kes
it
Geo
logi
cal S
ectio
n
Son
daj s
uyu
reng
i (%
)
Col
our o
f bor
ing
wat
er
Örn
ek a
lınan
sev
iyel
er
Sam
ple
Dep
th
Kuy
u ça
pı,k
esic
i uç
cin s
Bor
ing
diam
eter
ary
07, 2
003
Basın
ç/P
res.
(kg/
cm2 )
Çat
lak
Sık
lığı/J
oint
den
sity
(
Karo
t yüz
desi/
Cor
e re
cove
ry (
2.5d
ak.K
ayıp
/2.5
min
.loss
(I)
Topl
am k
ayıp
/Tot
al L
oss
(I)
K (c
m/s
)
Der
inlik
/ D
epth
(m
İlerle
me/
Dril
ling
(m)
1.5d
ak.K
ayıp
/1.5
min
.loss
(I)
Luge
onS
u ka
ybı
Wat
er lo
ss (I
/20d
ak)
Su
sevi
yesi
/Wat
er le
v
FILL0.00-3.00 m
4.0
4.5
2
4
Febr
ua
(Brownish) 3.00-4.00 m
SLIGHTLY GRAVELLY CLAYEY SAND
SPT-13.00-3.45 m
Sam
ple
didn
't ge
t
12 10 8 18 GRAVELLY SAND
12 19
SPT-24.50-4.95 m
5 7
SH-1
4.55,0
5,5
8
6
SAND(Greyish)
4.00-7.00 m
(Brownish)
12 19
SPT-3ar
y 08
, .20
03
7.00-9.00 m
6.50-6.95 m
4 6 8 14
Sam
ple
didn
't ge
t
5 7
SH-2
12
10
SANDSTONE (Whitish) 10.00-11.00 m
SPT-49.00-9.45 m
43 8 12 20
Febr
ua
7.00 9.00 m
GRAVELLY CLAY (Greyish) 9.00-9.50 mMARN (Greyish)
9.50-10.00 m
TUFFITE(Whitish grey)
4550
12
14
uary
09,
200
3
MARN
TUFFITE
(Whitish grey)
11.00-13.50 m
(Greyish Whitish)13.50-14.70 m
(G h i j i t)
5058
1514
16
18
Febr
u
TUFFITE
16.00-18.50 m
(Grey, having joint)
14.70-16.00 m
TUFFITE(Greenish, having coarse feldspat minerals, having
andesite and basalt fragments)
8470
4845
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
98<1 0-25 <11-5 25-50 1-3
5-25 50-75 3-10>25 75-90 10-50
90-100 >50
( W )
Az Geçirimli/Slightly permeable
KAYA NİTELİĞİ YÜZDESİ / ROCK QUALITY ( RQD )( LUGEON )
20
Çok Zayıf / Very poorGeçirimsiz/Impermeable
W-4
W-2W-3
W-1 Taze-ayrışmamış/Fresh
AYRIŞMA DERECESİ / WEATHERING
Orta derecede ayrışmış/Mod.weathered
Çok İyi / Excellent Tamamen ayrışmış/Comp.WeatheredW-5
ÇATLAK SIKLIĞI / JOINT DENSITY
Masif / Massive
Parçalanmış / Comp. fractured
Az ayrışmış/Slightly weathered Az çatlaklı-kırıklı /Slightly joint-fracturedKırıklı / FracturedÇok çatlaklı-kırıklı / Highly joint-fracturedÇok ayrışmış/Highly weathered
Geçirimli/PermeableÇok Geçirimli/Highly permeable
Zayıf / poorOrta / Fairİyi / Good
GEÇİRİMLİLİK / PERMEABILITY
(Greyish greenish, having coarse feldspats minerals, having
andesite and basalt fragments) 18.50-20.00 m
( m )
78 14
Herhangi bir zemin türü için SPT sonuçlarının g ç çgeniş bir aralıkta değişmesine sebep olan bir çok faktör mevcuttur.ç
Bu faktörler ekipman ve operatöre bağlıBu faktörler ekipman ve operatöre bağlıhatalardır. Bu değişim veya deneyin tekrarlanabilirliğinin düşük olması SPT deneytekrarlanabilirliğinin düşük olması, SPT deney sonuçlarının yorumlanmasında ve geçmiş verilerin güvenle kullanılmasında zorluklaraverilerin güvenle kullanılmasında zorluklara sebep olmaktadır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
99
Geoteknik mühendisliği uygulamaları sırasında, ğ ygarazide ölçülen vuruş sayılarında (SPT-Narazi) tokmak enerjisi efektif gerilme ve sonuçlarıtokmak enerjisi, efektif gerilme ve sonuçları etkileyen çeşitli diğer dış değişkenler için dü eltme ap lmal d r Ölçülen r ş sa lardüzeltme yapılmalıdır. Ölçülen vuruş sayıları (SPT-Narazi), düzeltilmiş halinde N60 sembolü ile gösterilir. N60 için en genel formül aşağıdaki gibidir:g
N = N C C C C CN60 = Narazi · CE · CN · CR · CB · CS
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
100
Burada; N60 teorik serbest düşme, tokmak enerjisinin %60’ına göre düzeltilmiş vuruşenerjisinin %60 ına göre düzeltilmiş vuruş sayısı, Narazi arazide ölçülen vuruş sayısı, CN
f ktif il dü lt f ktö ü C jiefektif gerilme düzeltme faktörü, CE enerji düzeltme faktörü, CR tij uzunluğu düzeltme faktörü, CB sondaj çapı düzeltme faktörü, CSnumune alıcı kılıf düzeltme faktörüdür. Bu düzeltme faktörlerini kısaca aşağıdaki gibiaçıklayabiliriz:açıklayabiliriz:
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
101
Enerji Düzeltme Faktörü (C )Enerji Düzeltme Faktörü (CE)
SPT deneyinde teorik olarak uygulanan tokmakSPT deneyinde teorik olarak uygulanan tokmak enerjisi;
E = 63.5kg · 0.76m · 9.81m/sn2 ≈ 475 joule
olarak hesaplanabilir.
Ancak kapsamlı araştırmalar sonucunda, toplam teorik enerjinin numune alıcıya aktarılan enerjiyeteorik enerjinin numune alıcıya aktarılan enerjiye oranı (ER), bir çok faktör tarafından etkilenmektedir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
102
Tokmak tipi ve düşürülme mekanizması şekli, kedibaşı çapı halat çapı kedibaşına halat sarımkedibaşı çapı, halat çapı, kedibaşına halat sarım sayısı, sondaj çapı, tij tipi ve uzunluğu, numune alıcı tipi, operatörün tecrübesi ve benzeri faktörler tijtipi, operatörün tecrübesi ve benzeri faktörler tij başına aktarılan enerjide azalmaya neden olur.
SPT-N değerini etkileyen en önemli parametre olan enerji düzeltme faktörü için ER değerinin (arazideenerji düzeltme faktörü için ER değerinin (arazide gerçekleşen enerji oranı) bilinmesi gereklidir.
SPT-N değerlerini temel alan korelasyonların bir çoğu, yaklaşık % 60 verimliliğe sahip ekipmanlar temel alınarak geliştirilmiştir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
103
Enerji düzeltmesinin amacı, teorik enerjinin %60’ını veren bir tokmak deneyde kullanılmamışsa, ölçülmüş olan SPT-N değerini düzeltmektir. Düzeltme faktörü (CE) aşağıdaki gibi tanımlanır:
CE = ER /60E
Çeşitli araştırmacılar tarafından yapılan çalışmalaraÇeşitli araştırmacılar tarafından yapılan çalışmalara göre CE faktörünün değişim aralığı tokmak tiplerine bağlı olarak izleyen çizelgede özetlenmiştir:ğ y ç g ş
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
104
Referans Tokmak tipi ER (%) CEp ( ) Otomatik 78 1.3
Seed ve diğ. (1984) Güvenli 60 1.0 Halka 45 0.75 Halka 45 0.75
Seed ve diğ. (1985) Güvenli 60 1.00 Trip 100 1.67 Halka 30-60 0.50-1.00
Youd ve Idriss (1997) Güvenli 42-72 0.7-1.20 Otomatik-trip halka 48-78 0.80-1.30
D ğl diğ (2000) Gü li 52 60 0 87 1 00Durgunoğlu ve diğ. (2000) Güvenli 52-60 0.87-1.00
Ülkemizde genel olarak halka tipi (donut hammer)deney ekipmanı kullanılmaktadır. Kullanılan bu düzenekte teoriky penerjinin %45 (ER=45) kadarının tijlere aktarıldığı kabuledilmektedir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
105
Efektif Gerilme Düzeltme Faktörü (CN)
Farklı derinliklerde ölçülen SPT-N sayılarını karşılaştırmak için ölçülen SPT-N sayıları 100 kPakarşılaştırmak için, ölçülen SPT N sayıları 100 kPa standart basınca (v´) göre düzeltilir.
Kohezyonsuz malzemelerin penetrasyon direnci, efektif gerilme değerine bağlıdır. Aynı özelliklerde g ğ ğ y(dane dağılımı, sıkılık oranı, doygunluk derecesi) kum için sığ derinlikte yapılan bir SPT deneyi, daha derinde yapılan SPT deneyine göre daha düşükderinde yapılan SPT deneyine göre daha düşük SPT-N direnci ortaya koyacaktır.
Narazi direnci CN faktörü ile çarpılarak efektif gerilmeetkileri dikkate alınır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
106
etkileri dikkate alınır.
Efektif gerilme düzeltmesi uygulanırken gerekEfektif gerilme düzeltmesi uygulanırken gerek kohezyonsuz gerekse kohezyonlu zeminlerde efektif gerilmeye bağlı bir zemin parametresininefektif gerilmeye bağlı bir zemin parametresinin tahmin edilip edilmeyeceğine dikkat edilmelidir.
CN’in çeşitli araştırmacılar tarafından tavsiye öedilen değerleri izleyen çizelgede özetlenmiştir:
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
107
Referans Düzeltme faktörü (CN) v´
Teng (1962) CN = 50/(10+0.15v´) kPa
CN = 4/(1.0+0.04v´) v´ 72 Bazaraa (1967) kPa( )
CN = 4/(3.25+0.01v´) v´ > 72
Peck ve diğ. (1974) CN = 0.77log10 2000/v´ kPa
Seed (1976) CN = 1.0-1.25log10 v´ kPa
Tokimatsu ve Yoshimi (1983) CN = 1.7/(0.7+0.01 v´ ) kPa
Liao ve Whitman (1986) CN = (100/v´ )0.5 kPa
CN = 2 0/(1+0 01 ´) orta sıkılıkta ince kumlarCN = 2.0/(1+0.01 v ) orta sıkılıkta ince kumlar
CN = 3.0/(2+0.01 v´) normal konsolide sıkı kaba kumlar Skempton (1986)
CN = 1.7/(0.7+0.01 v´) aşırı konsolide ince kumlar
kPa
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
108
Tij Uzunluğu Düzeltme Faktörü (CR)RNumune alıcıya aktarılan enerji, tijin uzunluğuna bağlı olarak bir dereceye kadar etkilenir.bağ o a a b de eceye ada e eÖlçülen SPT-Narazi değerleri bazen bu faktör için düzeltilir:
CR Tij uzunluğu Seed ve diğ. Skempton Youd ve Idriss
(1985) (1986) (1997)< 3 m 0.75 - - 3 - 4 m 1.0 0.75 0.754 - 6 m 1.0 0.85 0.85 6 - 9 m 1.0 0.95 0.95 > 9 m 1.0 1.0 - 9 m 1.0 1.0
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
109
Sondaj Çapı Düzeltme Faktörü (CB)Öl ül SPT N d ğ l i SPT d i d jÖlçülen SPT-N değerleri, SPT deneyi sondaj çapının 115 mm’den büyük olduğu kuyudayapılması halinde düzeltilir Sondaj kuyuları 115yapılması halinde, düzeltilir. Sondaj kuyuları 115 mm’den büyük olduğunda efektif gerilmede azalmameydana gelir ve SPT-N değeri daha küçük çaptakimeydana gelir ve SPT-N değeri daha küçük çaptaki kuyuya nazaran daha düşük ölçülür. Bu etki, kumlarda kohezyonlu zeminlere göre dahakumlarda kohezyonlu zeminlere göre daha önemlidir.
Sondaj kuyu çapı CBSondaj kuyu çapı CB
65-115 mm 1.00 150 1 05150 mm 1.05200 mm 1.15
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
110
Numune Alıcı İçindeki Kılıf Düzeltme Faktörü (CS)St d t t d i l (SPTStandart penetrasyon deneyi, numune alıcı (SPT kaşığı) içerisinde kılıf kullanarak veya kılıfsız şekilde yapılabilir Uygulamalarda kılıflar sıkça ihmal edilir veyapılabilir. Uygulamalarda kılıflar sıkça ihmal edilir ve dolayısıylada numune alma tüpünün iç çapı artar. İç çaptaki artma, numune alıcının içerisindeki sürtünmeyi azaltır ve zeminin ölçülen penetrasyon direncini azaltır:
CS Numune alıcı şekli Youd ve Idriss (1997) Skempton (1986)Youd ve Idriss (1997) Skempton (1986)
Kılıflı (Standart) 1.00 1.00 Kılıfsız (Amerika) 1.10-1.30 1.20
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
111
Yeraltı Suyu DüzeltmesiYeraltı Suyu Düzeltmesi
Bu düzeltme suya doygun çok ince kum veya siltli kumlarBu düzeltme, suya doygun çok ince kum veya siltli kumlar için geçerlidir. SPT deneyi sırasında orta-sıkı/sıkı, çok ince veya siltli suya doygun kumlar için, zeminde yükün y y yg ç , ydinamik şekilde uygulanması ve zeminin düşük geçirimliliği yüzünden negatif boşluk suyu basıncı oluşur. Bu negatif boşluk suyu basıncı numune kaşığının penetrasyonuna karşı koyan zeminin kayma dayanımını artırırartırır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
112
Böylece bu tür zeminlerin SPT N değeri artar SPTBöylece bu tür zeminlerin SPT-N değeri artar. SPT deneyi çok ince veya siltli kumlarda yapıldığında, ölçülen SPT-Narazi değerlerinde dinamik boşluk suyu ç arazi ğ ş ybasıncı etkileri nedeniyle düzeltmeye ihtiyaç duyulmaktadır (Meyerhof, 1956). Düzeltme yalnızca öl ül SPT N d ğ l i i 15’d bü ük ldölçülen SPT-Narazi değerlerinin 15’den büyük oldugu durumlar için gerekmektedir. Bu düzeltme yapılmazsa, suya doygun orta sıkı çok ince kum veya siltli kumunsuya doygun orta sıkı çok ince kum veya siltli kumun rölatif sıkılığı, SPT deney sonuçlarına bakılarak yüksek tahmin edilebilir (Terzaghi ve Peck, 1967):( g , )
N = 15 + (Narazi -15)/2 Narazi > 15( arazi ) arazi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
113
SPT-N Düzeltme ÖrnekleriÖÖrnek #1Zemin yüzeyinden 4.0 m derinliğinde yapılmış bir SPT deneyinde darbe sayıları 6 9 7 şeklinde gerçekleştirilmiştirdeneyinde darbe sayıları 6-9-7 şeklinde gerçekleştirilmiştir. Deneyin yapıldığı sondaj kuyusunda yeraltı su seviyesi (YASS) yüzeyden 3.5 m aşağıda belirlenmiştir. SPT kaşık örneği siltli ince kumdur. Halka (donut) türü SPT ekipmanının arazideki enerji oranı, ER, %45’dir. Sondaj kuyusu çapı 100 mm olduğuna göre arazideki SPT direncine gerekli düzeltmeleri uygulayarakgöre arazideki SPT direncine gerekli düzeltmeleri uygulayarak N60 değerini bulunuz.
Narazi=9+7=16 (İlk 15 cm’deki darbe sayısı dikkate alınmaz.)Tij düzeltme faktörü Seed vd göre uygulanmayabilir (h>3.0 m)Sondaj çapı <115 mm sondaj düzeltme faktörü CB=1.0
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
114
Mevcut korelasyonlarda kılıf düzeltmesine yönelik bilgi genelde mevcut değildir. Ayrıca SPT kaşığı kılıf düzeltmesini ihmal etmek bizi bir miktar güvenli tarafta bırakır C =1 0bırakır. CS=1.0
SPT kaşığı içinden alınan örnek siltli ince kumdur AyrıcaSPT kaşığı içinden alınan örnek siltli ince kumdur. Ayrıca N>15 yer altı suyu düzeltmesi yapılmalı:
N=15+(Narazi-15)/2=15+(16-15)/2=15.5 N=15 (SPT darbe sayıları aşağı yuvarlanır )N=15 (SPT darbe sayıları aşağı yuvarlanır.)
Enerji düzeltme faktörü: C =45/60=0 75 Enerji düzeltme faktörü: CE=45/60=0.75 N60=Nx0.75=11.25(aksi gerekmedikçe enerji düzeltmesi %60 enerji oranına
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
115
(aksi gerekmedikçe enerji düzeltmesi %60 enerji oranına göre yapılır)
Efektif gerilme düzeltme faktörü:CN faktörü hesaplanırken ilk adım zemin birim hacimCN faktörü hesaplanırken ilk adım zemin birim hacim ağırlığının tahminidir. Eldeki korelasyonlar düzeltilmiş SPT-N direncine göre olmasına rağmen enerji düzeltmesi uygulanmış N´ değeri ile de tahminde bulunulabilir:uygulanmış N değeri ile de tahminde bulunulabilir:
Kumlu zeminlerde:
Tanımlama Çok gevşek Gevşek Orta sıkı Sıkı Çok sıkı
İzafi sıkılık (D ) 0 0 15 0 35 0 65 0 85 1İzafi sıkılık (Dr) 0 0.15 0.35 0.65 0.85 1
ince 1-2 3-6 7-15 16-30
N60 orta 2-3 4-7 8-20 21-40 >40
iri 3-6 5-9 10-25 26-45 >45
Doğal b.h.a (n) (kN/m3) 11-16 14-18 17-20 17-22 20-23
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
116
ğ (n) ( )
Çizelgeden n=18 kN/m3Çizelgeden n 18 kN/m(YASS üstündeki zemin için de aynı değer kabul edilebilir.))´v=18x3.5+(18-9.81)x0.5=67.1 kN/m2
CN=(100/67.1)0.5=1.22N ( )
N60=11.25 x 1.22 = 13N60 11.25 x 1.22 13
Not:Not:Killi zeminlerde kum zemin korelasyonundan tahmin edilen doğal birim hacim ağırlık değeri 2 birim kadar ğ ğ ğartırılabilir.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
117
SPT KorelasyonlarıSPT deneyi dinamik bir karakter taşıdığından kil zeminler için uygun niceliksel korelasyonlar
Ssağlamaz. Kum zeminlerde SPT bulgularını temel alan sıvılaşma analizi ve oturma hesap yöntemlerine ileride değinilecektiryöntemlerine ileride değinilecektir.
SPT düzeltme örneğinde verilen birim hacim ağırlıkSPT düzeltme örneğinde verilen birim hacim ağırlık korelasyonuna benzer şekilde içsel sürtünme açısı aşağıdaki çizelge yardımıyla tahmin edilebilir.ş ğ ç g y y
Kil zeminler için önerilen bir çok bağıntı ve çizelge ç ç ğ ç golmasına rağmen bunlara fazla güvenilmesi tavsiye edilmez. SPT deney sonuçlarına bakarak kilin k d h kk d bil i di il i d h
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
118kıvam durumu hakkında bilgi edinilmesi daha yerinde olur.
Kumlu zeminlerde içsel sürtünme açısı için SPT çizelgesi:
Tanımlama Çok gevşek Gevşek Orta sıkı Sıkı Çok sıkı
İzafi sıkılık (Dr) 0 0.15 0.35 0.65 0.85 1
ince 1-2 3-6 7-15 16-30
N60
ince 1-2 3-6 7-15 16-30
orta 2-3 4-7 8-20 21-40 >40
iri 3-6 5-9 10-25 26-45 >45
ince 26-28 28-30 30-34 33-38
<50orta 27-28 30-32 32-36 36-42 <50orta 27-28 30-32 32-36 36-42
iri 28-30 30-34 33-40 40-50
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
119
Kum zeminlerin içsel sürtünme açısı düzeltilmiş SPT-N direncinegöre aşağıdaki denklemlerde uygun olan birinin yardımıyla datahmin edilebilir:
15N18
27N36.015N18
60
60
7N36.0 60
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
120
Killi zeminlerde SPT direncine göre kıvam durumu:
Kıvam Konsolidasyon durumu N60 Davranış
Killi zeminlerde SPT direncine göre kıvam durumu:
Çok yumuşak 0-2
NC Kolay şekil verilebilir.Yumuşak 3-5
Yarı katı 6 9Yarı katı 6-9
Katı 10-16 Zor şekil verilir.
OCÇok katı 17-30 Çok zor şekil
verilir.
Sert >30 Şekil verilemez.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
121
KONİ PENETRASYON DENEYİ (CPT)CPT suya doygun ve içinde iri çakıllar ile bloklar bulundurmayan alüvyon zeminlerde uygulanan bir arazibulundurmayan alüvyon zeminlerde uygulanan bir arazi deneyidir.
Deneyin esası, ucunda ve yan yüzeylerinde yük ölçerler bulunan konik uçlu bir sondanın sabit hızla (15~20 mm/sn) zemine batırılması sırasında zemin direncininmm/sn) zemine batırılması sırasında zemin direncinin ölçülmesine dayanır.
CPT deneyinde örnek alınmaz. SPT ile karşılaştırıldığında bu CPT’nin en büyük dezavantajıdır. C ’ ü ü öCPT’nin en büyük avantajı ise hızlı, operatör hatasından büyük ölçüde arındırılmış, ve ekonomik bir arazi deneyiolmasıdır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
122
olmasıdır.
Ayrıca CPT deneyi sırasında sürekli okuma alınarakAyrıca CPT deneyi sırasında sürekli okuma alınarak ince tabakalar yakalanabilir. Bu tür ince tabakalar zayıf karakterde ise özellikle şev stabilite problemlerinde ön ş pplana çıkar ve SPT deneyi sırasında farkedilmeleri zordur.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
123
CPT deneyleri örnek alınamaması nedeniyle sondajlarile desteklenir. Yeni bazı modellerde sayısal görüntü işleme teknikleri kullanılarak iri daneli zeminlerde dane dağılımı belirlenebilmektedir.
CPT deneylerinde zemine uygulanabilecek hidrolik itki konik sonda ve tijlerin dayanma kapasitesi ile sınırlıdır.konik sonda ve tijlerin dayanma kapasitesi ile sınırlıdır. Genelde CPT deneyinde 60 m’den daha derine inilmez.
CPT deneyi en önemli kullanım alanını zemin mukavemet parametrelerinin tahmininde, sıvılaşma analizinde oturma hesaplarında ve kazık taşımaanalizinde, oturma hesaplarında ve kazık taşıma kapasitesi tahmininde bulur.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
124
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
125CPT ekipmanı şematik gösterimi
CPT sondaları
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
126
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
127
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
128Deneyin hemen başında CPT sondası
CPT veri toplama ve kontrolüniteleri
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
129
CPT Verileri
di i ü ü di i b l k b ü üDEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları130
uç direnci sürtünme direnci boşluk suyu basıncı sürtünme oranı
Ö el tip ekipmanlarda ka ma dalgası hı ı ölçerler eÖzel tip ekipmanlarda kayma dalgası hızı ölçerler ve boşluk suyu basıncı sensörleri bulunur. CPT korelasyonları SPT deneyinde olduğu gibi kumlu
i l d d h i i i lDEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları131
zeminlerde daha iyi sonuç verirler.
CPT parametreleri kullanılarak zemin sınıflandırmasıCPT parametreleri kullanılarak zemin sınıflandırması yapılabilir: 100x
qfF s
fr: sürtünme oranı 100xq
fFc
rR qs: CPT sürtünme direnciqc: CPT uç direnci
E l fl d
0,1rf Kumlu zeminlerde
En genel sınıflandırma:
r
0,1rf Silt, kil, veya turba
D t l fl d d l biliDEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları132
Detaylı sınıflandırma da yapılabilir.
Kumlu zeminlerin rölatif u u e e ösıkılık oranı CPT uç direnci yoluyla tahmin edilebilir. Yandaki abak normal yüklemeli ve çimentolanmamış kumçimentolanmamış kum zeminler için geçerlidir. Ön yüklemeli kumlarda yyararlanmak için abak üstünde önerilen düzeltme uygulanır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
133
CPT uç direncinden, qc, içsel sürtünme açısını, , tahmin etmek için koreleasyonlar vardır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
134
ç y
PRESYOMETRE DENEYİBu deney zeminlerin gerilme deformasyon ilişkilerinin arazideBu deney zeminlerin gerilme deformasyon ilişkilerinin arazide belirlenmesi amacıyla 1950’li yıllarda Menard adlı araştırmacı tarafından geliştirilmiştir. Bilhassa örselenmemiş örnek almanın çok zor olduğu sert ve fisürlü killi zeminler ile ayrışmışalmanın çok zor olduğu sert ve fisürlü killi zeminler ile ayrışmış ve zayıf kayalar için uygundur. Deneyin esası zeminde şişirilen bir balon vasıtasıyla düzlem deformasyon durumu oluşturmak
i i il d f ili ki i i b l ktve zeminin gerilme-deformasyon ilişkisini bulmaktır.
Presyometre deneyi vasıtasıyla zemin deformasyon modülleriPresyometre deneyi vasıtasıyla zemin deformasyon modülleri (E ve G) doğrudan bulunur. Ayrıca geostatik yanal zemin basıncı katsayısı, K0, yanal yatak katsayısı, k , ve limit durum mukavemet parametreleri ( c ) presyometre deneyimukavemet parametreleri (d, c, ) presyometre deneyi yardımıyla belirlenebilir. Yatay yüklü kazık analizinde yararlanılan p-y eğrileri de bu deney yardımıyla bulunabilir.
Deney ekipmanı basınç ünitesi, basınç hücresi ve sondaj gereçleri şeklinde üç ana kısımdan oluşur
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
135
gereçleri şeklinde üç ana kısımdan oluşur.
Deneyin Yapılışı:Deneyin Yapılışı:- Zeminde çok özenli bir şekilde silindirik boşluk açılır. Bu
amaçla sondaj yapılabileceği gibi kendi yolunu açan ç j y p ğ g y çpresyometre deney hücreleri de kullanılabilir.
- Deney kuyusuna basınç ünitesi indirilir.- Hücrenin ucunda ve üst kısmındaki yardımcı hücreler şişirilerek
zeminin yalnızca radyal doğrultuda deforme olmasına gayret ediliredilir.
- Deney sırasında ortadaki ana basınç ünitesine kademeli basınç uygulanır ve bir balon zemine doğru şişirilir.
- Uygulanan gerilme kademesine karşı balondaki hacim artışı kaydedilir ve zemin tabakası için gerilme deformasyon ilişkilerine ulaşılırilişkilerine ulaşılır.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
136
Basınç, P Hücredeki balon
PL
P
Hücredeki balon zemine doğru şişirilirken yandaki
Pm şekile benzer basınç-hacim değişim eğrisi elde edilir Buradan
Po
elde edilir. Buradan gerilme-deformasyon eğrilerine geçilir.
Vo Hacim, Veğrilerine geçilir.
Po : Değme basıncıPm : Akma basıncı (Doğrusal zemin davranışı için üst sınır)m
PL : Limit basıncı (Zeminin yenildiği, sabit basınç altında yüksek deformasyon yaptığı basınç)
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
137
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
138Presyometre deneyinin yapılışı
Presyometre Deney Takımıy y
Basınç paneli Kendi yolunu açanpresyometre sondası
Pompa ünitesi
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
139
presyometre sondası
JEOFİZİK YÖNTEMLER
Sismik Yansıma Yöntemi:Zeminde sismik dalgalar oluşturularak farklı zemin ve kaya türleri içinde farklı hızlarda ilerleyen bu dalgaların
l d ğ l di il i ilk i dyansımalarının değerlendirilmesi ilkesine dayanır.
Si ik ö t i d i d l tik d l lSismik yansıma yönteminde zeminde elastik dalgalar oluşturulur (elastik yöntemden limit durum parametrelerine geçilemez) Zemin dinamikparametrelerine geçilemez). Zemin dinamik parametrelerinin (Vp, Vs, Gmaks, To) belirlenmesinde oldukça yararlıdır. Genelde sondajlarla desteklenir, yeni
l i l h l ü l i d h lyerleşime açılan sahaların etütlerinde, heyelan problemlerinde kayma yüzeyinin belirlenmesinde kullanım alanı bulur
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
140
kullanım alanı bulur.
Dinamik parametrelerin belirlenmesinin dışında limitDinamik parametrelerin belirlenmesinin dışında limit durum zemin parametrelerinin (c, , konsolidasyon parametreleri, v.b) tahmininde kullanılması sakıncalıdır.
Rutin mühendislik uygulamaları açısından sismik yansıma yönteminin sağladığı en önemli parametreyansıma yönteminin sağladığı en önemli parametre zemin doğal periyodudur. Bu parametre dinamik zemin davranışı hesaplarında ve yapıların deprem ydavranışlarının tahmin edilmesinde önemlidir.
H4
SO V
HT 4 H: Zemin tabaka kalınlığı
Vs: Zemin kayma dalgası hızı
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
141
Elektrik ÖzdirençZemin yüzeyine yerleştirilen elektrotlar vasıtasıyla zemine elektrik akımı verilerek direncinin belirlenmesi prensibine dayanır. Zeminlerin elektrik dirençleri su içeriğine, boşluk oranına ve zeminin mineral yapısına bağlı olarak değişir Örneğin; YASS üzerindeki kumunbağlı olarak değişir. Örneğin; YASS üzerindeki kumun direnci YASS altındaki suya dolgun kile oranla çok daha yüksektir. L2yüksektir.
EILR 2
l kElektrot sayısı ve toplam açılma mesafesi arttıkça incelenebilenarttıkça incelenebilen zemin kalınlığı da artar.
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
142
(a) Veri kayıt cihazı ; (b) Güç kaynağı ; (c) Örnek kesit
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
143
3. Zemin etüt raporlarının yorumlanması• Etüt çalışmasının amacı raporda tanımlanmış mı?• Etüt bulgularının kullanılacağı inşaat çalışmasıEtüt bulgularının kullanılacağı inşaat çalışması
belirlenmiş ve raporda tanımlanmış mı?-Heyelan önleme çalışmasıHeyelan önleme çalışması-Sanayi tesisi-Toplu konut projesiToplu konut projesi-Tek veya iki katlı konut-Çok katlı konutÇok katlı konut
• İnşaat sahasında temel kazı derinliği kaç metre olacak?
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
144
• Afet durumu-Deprem bölgesi-Aktif fayy-Su baskını-HeyelanHeyelan
• Arazinin geçmiş kullanımıİnşaat sahasında eskiden kalma bir yapı-İnşaat sahasında eskiden kalma bir yapı
olup olmadığı ve bu yapının özellikleri (kat sayısı, temel sistemi, sahanın ne kadarınısayısı, temel sistemi, sahanın ne kadarını kapladığı)-İnşaat sahasındaki eski yapının yıkılıpİnşaat sahasındaki eski yapının yıkılıp yıkılmadığı; yıkıldıysa temellerinin sökülüp sökülmediği
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
145
ğ
• Öngörülen bir temel türü ve yapı fonksiyonu ile uyumlu l k kild d j ö l k d i likl i ilolacak şekilde sondaj ve gözlem çukuru derinlikleri ile
sayılarına doğru ve yeterli bir şekilde karar verilmiş mi?• Sondaj sayısı yetersiz ise çevre parsellerden zemin verisi j y y ç p
toplanmış mı? Yetersiz araştırmanın getirdiği riskler nelerdir?• Jeolojik kesit çizilmiş mi?
A i l b t d l i t li d t lilikt• Arazi ve laboratuvar deneyleri yeterli sayıda ve yeterlilikte yapılmış mı? Bu deney bulguları doğru bir şekilde işlenmiş mi?
• Elde edilen zemin parametreleri amaca hizmet ediyor mu?(taşıma kapasitesi için kohezyon, c, ve içsel sürtünme açısı, parametreleri; oturma için hacimsel sıkışma modülü m, parametreleri; oturma için hacimsel sıkışma modülü, mv, sıkışma indisi, Cc, tekrar sıkışma indisi, Cr, doğal boşluk oranı, e0, ön yükleme basıncı, c; temel ve iksa kazıkları için yatay yatak katsayısı k zemin deformasyon modülü E ;yatay yatak katsayısı, kh, zemin deformasyon modülü, Es; temelin üst yapı ile birlikte çözülmesi için düşey ve yatay yatak katsayıları; gerektiği takdirde temel-zemin eşdeğer
t k k t l K K K )DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Temel İnşaatı Ders Notları146
yatak katsayıları, Kv, Kh, K)
• Oturma ve taşıma kapasitesi hesaplarına yönelik zemin idealizasyonu yapılmış mı? Geoteknik profil(ler)idealizasyonu yapılmış mı? Geoteknik profil(ler) çıkarılmış mı?
• Derin temel kazısı yapılacaksa stabilite hesapları y p pyapılmış mı? Kazı yüzeyi ve tabanında deformasyon hesapları var mı?S laşma hesaplar ap lm ş m ? Hesaplanan• Sıvılaşma hesapları yapılmış mı? Hesaplanan sıvılaşma riski ne boyutta?
• Sıvılaşma riski görülmüş ve zemin iyileştirme önlemSıvılaşma riski görülmüş ve zemin iyileştirme önlem kararı alınmış mı?
• Zemin iyileştirme önlemi de dikkate alınarak bir temel türüne karar verilmiş mi?
• Oturma hesaplarında kullanılacak gerilme artışı hesapları doğru bir şekilde yapılmış mı?hesapları doğru bir şekilde yapılmış mı?
• Oturma hesapları yapılarak (gerekli düzeltmeler ile birlikte) toplam ve farklı oturmaların sınır değerlerin
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
147
) p ğaltında kaldığı gösterilmiş mi?
• Taşıma kapasitesi hesapları yapılarak F=3 güven faktörü için bulunan güvenli temel taban basıncı yeterli
i (i i il t l d ğl )?mi (izin verilen oturma sınırları da sağlanıyor mu)?• Yukarıda anılan hesap ve analizler iteratif bir
mühendislik yaklaşımının sonucu mu?mühendislik yaklaşımının sonucu mu?• Etüt raporunda yatak katsayısı değeri verilmiş mi? Bu
değer temel türü, yapı türü ve geometrisi ile uyumlu ğ y p g ymu?
• Etüt raporunda doğal zemin periyodu, T0, verilmiş mi?• Etüt raporunda zemin sınıfı DBYYHY’e (Afet
Yönetmeliği) uygun bir şekilde verilmiş mi?• Etüt raporunda sonuç ve öneriler bölümü var mı? İnşaat• Etüt raporunda sonuç ve öneriler bölümü var mı? İnşaat
sahasındaki olası riskler bu bölümde belirtilmiş mi?
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
148
DEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK BİNALARDEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK BİNALAR HAKKINDA YÖNETMELİK -DBYYHY-
HÜKÜMLERİNE GÖREHÜKÜMLERİNE GÖREZEMİN SINIFININ BELİRLENMESİ
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
150
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
151
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
152
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
153
DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Temel İnşaatı Ders Notları
154