vİbro sikiŞtirma · 2017-03-24 · vİbro – zemİn İyİleŞtİrme yÖntemlerİ vİbro...

VİBRO – ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

VİBRO SIKIŞTIRMA

VE

TAŞ KOLONLAR

Prof. Dr. A. Orhan EROL

Dr. Zeynep ÇEKİNMEZ BAYRAM

Yüksel Proje Uluslararası A.Ş.

Dr. Özgür KURUOĞLU

Yüksel Proje Uluslararası A.Ş.

Ankara 2016

Yüksel Proje Uluslararası A.Ş. www.yukselproje.com.tr

http://www.yukselproje.com.tr/

………………….

i

İÇİNDEKİLER

1. VİBRATÖRLÜ SİSTEMLERLE )EMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ 1

1.1. Genel 1

1.2. Vibro-“ıkıştır a Vi ro-Kompaksiyon) 3

1.3. Vibro-Yerdeğiştir e Taş Kolo 4

1.4. Vi ratörler Titreşi li Deli iler 5

1.5. Kaynaklar

7

2. GRANÜLER )EMİNLERDE VİBRO-KOMPAKSİYON YÖNTEMİ 9

2.1. Vi ratörleri Özellikleri 9

2.2. Vibro-“ıkıştır a ile İyileştir e Tek iği 15

2.3. Uygula a Yö te i 17

2.4. Vibro-“ıkıştır a Uygula a ilir )e i ler 21

2.5. Vibro-“ıkıştır a Tasarı Yö te i 25

2.5.1. Te iz veya İ e Malze e Ora ı Düşük Ku lar 28

2.5.2. İ e Malze e Ora ı Yüksek Ku lar 33

2.6. “ıvılaş a ve Vi ro-“ıkıştır a 38

2.7. Kalite Kontrol Kriterleri 42

2.8. Kaynaklar

48

3. KOHE)YONLU )EMİNLERDE VİBRO YERDEĞİŞTİRME YÖNTEMİ: . TAŞ KOLONLAR

51

3.1. Genel 51

3.2. Uygula a Yö te leri 52

3.3. Taş Kolo Malze eleri 59

3.4. Yapı Yö te i i Taş Kolo ları Davra ışı a Etkileri 62

3.5. Kalite Kontrol Kriterleri 64

3.6. Taş Kolo Tasarı ı 68

3.6.1. Genel 68

3.6.2. Biri Hü re Pre si i 68

3.6.3. Geril e Dağılı Katsayısı �) 71

3.6.4. Taş Kolo Ye il e Meka iz aları ve Taşı a Gü ü 79

3.6.4.1. Tekil Taş Kolo 80

ii

3.6.4.1.1. Gö ekle e Tipi Ye il eler içi Taşı a Gü ü Hesapla a Yö te leri

81

3. . . . . )ı ala a Tipi Ye il eler içi Taşı a Gü ü Hesapla a Yö te leri

90

3. . . . . Ge el Taşı a Gü ü Tipi Ye il eler içi Taşı a Gü ü Hesaplama Yö te leri

91

3.6.4.2. Taş Kolo Grupları 93

3. . . Taş Kolo larda Otur a Tah i Yö te leri 95

3.6.5.1. Giriş 95

3.6.5.2. Denge Metodu 96

3.6.5.3. Priebe Metodu 98

3.6.5.4. Greenwood Metodu 103

. . . . Gra üler Duvar Yö te i 104

. . . . “o lu Ele a lar Yö te i ile Geliştiril iş Tasarı A akları 106

. . . . Yatak Katsayısı Metodu 109

. . . Taş Kolo Tasarı Yö te i 116

. . Taş Kolo ları Düşey Dre İşlevi 119

. . Taş Kolo lar ve Şev Duraylılığı 132

. . . Taş Kolo ve )e i i Bireysel Olarak Modelle esi 132

. . . Taş Kolo ve )e i i Ko pozit Malze e ile Teşkili 135

3.9. Geotekstil Kılıflı Taş Kolo lar 139

3.10. Kaynaklar

145

iii

ÖNSÖ)

Vi ratörler kulla ılarak yapıla ze i iyileştir e uygula aları yıl ö esi de aşlayarak gü ü üzde e yaygı olarak kulla ıla ze i güçle dir e yö te leri de iri ko u u a gel iştir. Literatürde, ilk vi ratörlü uygula aları 9 yılı da kohezyo suz ze i leri sıkıştır ak içi geliştirildiği 9 ’li yıllarda iti are Avrupa, Ka ada ve Japo ya’da yaygı olarak kulla ıldığı, ABD’de ise uygula aları 9 so rası da aşladığı ifade edil ektedir. Ülke izde de özellikle doksa lı yıllarda iti are kulla ı ı yaygı laş ıştır.

Vi ratörlü siste lerle ze i iyileştir e uygula aları özellikle aşırı yük erte eleri e ulaş aya ge iş ala larda, ör eği karayolu ve de iryolu

dolguları, hava ala ları, ta k çiftlikleri gi i yapılarda, gerek ge el sta ilite i sağla ası, gerekse topla ve farklı otur aları ve otur a süreleri i ko trol

altı a alı a il esi içi e uygu yö te lerde iridir. Ayrı a heyela ları ö le esi ve sıvılaş a riskleri i ortada kaldırıl ası içi de yaygı olarak kulla ıla ir yö te dir.

Vi ratörler kulla ılarak yapıla ze i iyileştir e uygula aları, her e kadar

kulla ıla etodoloji ve ekip a lar e zer olsa da ir iri de ta a e farklı iki kategoride değerle dirilmelidir: Kohezyonsuz Zeminlerde: Vibro–sıkıştır a (vibro–kompaksiyon) ve Kohezyonlu Zeminlerde: Vibro–yerdeğiştir e taş kolonlar).

Bu iki siste de ze i iyileştir e eka iz ası ve tasarı kriterleri ir iri de ta a e farklıdır. Vi ro–sıkıştır a yö te i de ze i kütlesi i ta a ı iyileştiril ekte ve oriji al ze i e kıyasla yoğu luğu ve ukave eti art ış, sıkışa ilirliği azal ış ir ze i kütlesi elde edilmektedir. Vibro–yerdeğiştirme

veya daha yaygı ta ı ıyla taş kolo larda ise uygula a oktası da oriji al ze i içerisi de vi ratör yardı ıyla yaratıla ir oşluğa seçil iş gra üler malzeme doldurularak sıkıştırıl aktadır ve uygula a oktaları arası da kayda değer ir sıkış a yaratıl a aktadır. “o uçta doğal ze i ve uygula a

iv

oktaları da teşkil edil iş rijit kolo larda oluşa ko pozit ir ze i kütlesi oluşturul aktadır.

Kitap üç ölü de oluş aktadır. Biri i ölü etodları ge el hatlarıyla ta ıtı ı ı ve uygula a ala ları ı tartış akta; ve vi ro-kompaksiyon / vibro

yerdeğiştir e taş kolo ayrı ı ı ede yapıl ası gereği i vurgula aktadır. İki i ölü sade e kohezyonsuz zeminlerdeki Vibro-“ıkıştır a ko paksiyo yö te i i uygula a ve tasarı kriterleri i içere ek şekilde düze le iştir. Üçü ü ölü de ise kohezyo lu ze i lerdeki Vi ro-Yerdeğiştir e taş kolo uygula a ve tasarı detayları veril iş, otur alar, taşı a gü ü, şev sta ilitesi ve çok yu uşak ze i lerdeki özel uygula alar ile ilgili alter atif hesap yö te leri su ul uştur.

Bu kita ı hazırla ası da he yapı ı ve tasarı ı olarak çalışa ühe disleri, vibro-yö te lerle ilgili kulla ıla ekip a lar, uygula a

detayları, kalite ko trol kriterleri ve tasarı yö te leri ko uları da aydı lat ak a açla ıştır. Ay ı za a da geotek ik dalı da uz a laş a aşa ası da ola yüksek lisa s öğre ilere u özel ze i iyileştir e yö te i ile ilgili eğiti i ilgiler su ak hedefle iştir.

A. Orhan Erol

)ey ep Çeki ez Bayram

Özgür Kuruoğlu

Ocak 2016

v

SEMBOLLER

: tek ir kolo u etki ala ı / iri hü re ala ı : kolo kesit ala ı ⁄̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ : düzeltil iş ala yerdeğiştir e ora ı � ve : pla da erkezde erkeze kolo lar arası mesafeler �� : maksimum yer ivmesi � : ala yerdeğiştir e ora ı �� : vi rasyo u a plitüdü

: te el / yükle e ala ı ı ge işliği : geo etri katsayısı : sıkış a i disi ℎ : radyal dre aj içi ko solidasyo katsayısı : ü ifor luk katsayısı � : düşey dre aj içi ko solidasyo katsayısı

: kolon malzemesinin kohezyonu ′ : zeminin efektif kohezyonu � : kompozit malzemenin kohezyonu

: ze i i kohezyo u / dre ajsız kay a daya ı ı : dre ajsız kay a daya ı ı

CPT : konik penetrasyon deneyi

: devirsel dire ç ora ı : devirsel geril e ora ı

: kolo çapı : da eleri % ’u u küçük olduğu da e oyutu : da eleri % ’si i küçük olduğu da e oyutu : da eleri % ’si i küçük olduğu da e oyutu

: da eleri % ’ı ı küçük olduğu da e oyutu : iri hü re ala ı ı çapı � : te el deri liği : ağıl yoğu luk � : iyileştir e ö esi ağıl yoğu luk

vi

� : iyileştir e so rası ağıl yoğu luk � : vi ratörü çapı DMT : dilatometre deneyi ∗ : eşdeğer defor asyo odülü

: %50 nihai gerilme mertebesindeki sekant deformasyon

odülü

: kolo u defor asyo odülü ⁄ : odüler ora � : ko pozit alze e i elastisite odülü

: iyileş e ö esi zeminin defor asyo odülü ′ : ze i i efektif defor asyo odülü � : iyileştiril iş ze i i defor asyo odülü � : oşluk ora ı � : iyileştir e ö esi oşluk ora ı � : iyileştir e so rası oşluk ora ı �� : eksantrisite �′ ve �′ : kavite ge leş e teorisi faktörü �� : erkezkaç kuvveti � : geotekstil halkasal çek e kuvveti : deri lik faktörü � : i e alze e ora ı < .

: kayma defor asyo odülü

: rijit kolo kay a defor asyo odülü

: kolo /ze i kay a odülü ora ı : ⁄

: iyileştir e ö esi ze i kay a defor asyo odülü

: güve lik sayısı : sıkışa ilir ta aka ı kalı lığı : maksimum düşey dre aj yolu uzu luğu � : dolgu u yüksekliği : iyileştiril iş ze i i kalı lığı

: otur a tesir faktörü

: rijitlik indisi

: geotekstil rijitliği � : iyileş e ö esi süku etteki ya al toprak ası ı katsayısı � � : iyileştiril iş ze i i süku etteki ya al toprak ası ı

vii

katsayısı �� : kolo alze esi i aktif geril e katsayısı � : kolo u pasif geril e katsayısı � : ze i i pasif geril e katsayısı � : ze i i ya al itki ası ı katsayısı � : geçirge lik per ea ilite katsayısı � : taş kolo u yatak katsayısı �ℎ : yatay yö de geçirge lik per ea ilite katsayısı � � : ko pozit alze e i yatak katsayısı � : doğal ze i i yatak katsayısı � � : yoğrul ada kay aklı ze i geçirge lik katsayısı �� : kili düşey yö de per ea ilitesi �∗ : aşırı ko solidasyo ora ı ve ö yükle e ası ı içi ö erile korelasyo katsayısı

: kolon boyu ∗ : eşdeğer kolo oyu

: kritik kolon boyu � : temelin uzu ke arı : üst ölge kalı lığı

: alt ölge

: kolo alze esi i odo etrik odülü

: depre o e t üyüklüğü

: ze i i odo etrik odülü � : eksa trik kütle

: kolo a etkiye yükü iri hü reye etkiye yüke ora ı ′ : odifiye yük ora ı ′′ : deri lik düzelt esi i yapıldığı odifiye yük ora ı � : kolo u ha i sel sıkış a katsayısı � : ze i i ha i sel sıkış a katsayısı � : pe etrasyo içi dar e sayısı � : örtü yükü düzelt esi yapıl ış “PT değeri � = ��) � : % e erji ora ı ve örtü yükü düzelt esi yapıl ış “PT değeri � , � ve �� : tekil kolo u taşı a gü ü faktörü �� : iyileştir e so rası hedefle e “PT dire i �� : iyileş e ö esi “PT direnci

viii

� : geril e dağılı katsayısı � : dre i etki ala ı yarıçapı ı kuyu yarıçapı a ora ı � � : eşdeğer � değeri : ortalama asal gerilme

PMT : presiyometre deneyi

: iri hü reye etkiye topla yük

: sürşarj yükü

: CPT uç ko i dire i � : iyileştir e ö esi CPT uç ko i dire i � : iyileştir e so rası CPT uç ko i dire i : ze i i taşı a gü ü değeri i üçte ikisi

: ihai taşı a gü ü ∗ : kolo gru u u ihai taşı a gü ü

: iyileştiril iş ta aka iri i i olduğu deri likteki dolgu üstü de , hesapla a iri i altı a kadar efektif ağırlık ü : iyileştiril iş ze i ta akası ı üzeri deki dolgu üstü de , iyileştir e i yapıldığı ta aka ı üstü e kadar efektif ağırlık � : CPT sürtü e ora ı

: yatak katsayısı ora ı � : iyileştir e so rası � dar e sayısısı ı iyileştir e so rası �

darbe sayısı a ora ı : kolo yarıçapı : kolo u yükle e ö esi yarıçapı : derinlik azaltma faktörü

: geotekstil kılıflı taş kolo u yarıçapı : etki ala ı ı yarıçapı : sıva a ölgesi i yarıçapı : dre yarıçapı

: oturma

: taş kolo gru u u otur ası � : alt ölge otur ası � : ölçüle oturma � : dre i sıva a ölgesi i aksi u yarıçapı ı kuyu yarıçapı a ora ı

: iyileştiril iş ze i de oluşa iri il ko solidasyo otur ası

ix

: üst ölge otur ası ∞ : ge iş ala lar içi hesapla a otur a iktarı � : uygu luk katsayısı SPT : standart penetrasyon deneyi � : kolo lar arası erkezde erkeze esafe

: geotekstilde yarata ağı çek e geril esi : radyal dre aj içi oyutsuz za a faktörü

: i şaat süresi içerisi deki radyal dre aj za a faktörü � : düşey dre aj içi oyutsuz za a faktörü � : i şaat süresi içerisi deki düşey dre aj za a faktörü

: zaman

: i şaat süresi : geotekstili kalı lığı : ortala a radyal ko solidasyo yüzdesi � : ortalama düşey ko solidasyo yüzdesi � : ortala a üç oyutlu ko solidasyo yüzdesi : üst ölge � : kay a dalgası hızı � : eşdeğer duvar kalı lığı

: etki faktörü � : ze i yüzeyi de deri lik � : gö ekle e deri liği : geotekstili kolo a verdiği desteği ya sıta ir geril e

azaltı faktörü

: otur a iyileş e ora ı : düzeltil iş otur a azaltı ora ı �� : otur a iyileş e ora ı ı aksi u değeri � : kolo u iri ha i ağırlığı � : dolgunun iri ha i ağırlığı � � : ko pozit alze e i iri ha i ağırlığı � : ze i i iri ha i ağırlığı Δ : ze i ta akası kalı lığı Δ� : oşluk ora ı daki artış Δ� : “PT dire i deki artış Δ�∗ : “PT dire i deki i e alze e ora ı dikkate alı ada elde

x

edile artış ∆ : CPT uç ko i dire i deki artış Δ� : düşey geril e artışı �� : eksenel birim deformasyon � : halkasal birim deformasyon

: kolo üzeri e etkiye geril e i iri hü reye uygula a ü ifor geril eye ora ı

: ze i üzeri e etkiye geril e i iri hü reye uygula a ü ifor geril eye ora ı

: ye il e yüzeyi i te el ile yaptığı açı � : kolon malzemesinin Poisso ora ı � : ze i i efektif Poisso ora ı � : ze i i dre ajsız koşuldaki Poisso ora ı : Poisso ora ı katsayısı � : uygula a ü ifor geril e � : ekse el ası ç � : çevre hü re ası ı � �� : uygula a çevre ası ı ı aksi u değeri � �� : uygula a çevre ası ı ı i i u değeri � : ze i i ihai pasif dire ç geril esi � : kolo üzeri e etkiye geril e �ℎ′ : ortalama yanal efektif gerilme �ℎ : geotekstil kılıf – taş kolo arayüzeyi de ya al geril e �ℎ : kılıf-yu uşak ze i arayüzeyi de ya al geril e � : topla geril e i si de ze i sürşarj yükü altı daki

gerilme �′ : aşla gıçtaki radyal efektif geril e � : ze i üzeri e etkiye geril e � �� : kolo u taşıya ile eği aksi u düşey geril e �� : topla geril e i si de ze i örtü yükü ��′ : efektif geril e i si de ze i örtü yükü �′ : kolo alze esi i efektif kay a dire i açısı � ��′ : kolon malzemesinin efektif kay a dire i açısı ı aksi u değeri � ��′ : kolo alze esi i efektif kay a dire i açısı ı i i u

xi

değeri � � : ko pozit alze e i kay a dire i açısı � : ze i i kay a dire i açısı �′ : ze i i efektif kay a dire i açısı � : ze i i dre ajsız kay a dire i açısı � : kayma gerilmesi �� : geotekstili çek e daya ı ı � : ze i i taşıdığı kayma gerilmesi

: azalt a faktörü � : rotasyo hızı

Vi ratörlü “iste lerle )e i İyileştir e Yö te leri

1

Bölüm 1

VİBRATÖRLÜ SİSTEMLERLE ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

1.1. Genel

Vi ratörlü siste lerle ze i iyileştir e uygula aları özellikle yük erte esi sı ırlı ola ge iş ala larda, ör eği karayolu ve demiryolu dolguları, hava

ala ları, ta k çiftlikleri gi i yapılarda, gerek ge el sta ilite i sağla ası, gerekse topla ve farklı otur aları ve otur a süreleri i ko trol altı a alı a il esi içi e uygu yö te lerde iridir. Ayrı a heyela ları ö le esi/

iyileştiril esi ve sıvılaş a riski i ortada kaldırıl ası içi de yaygı olarak kulla ıla ir yö te dir.

Literatürde, ilk vi ratörlü uygula aları 9 yılı da kohezyo suz ze i leri sıkıştır ak içi geliştirildiği ASCE, 1968; Steuerman, 1939), 9 ’li yıllarda itibaren Avrupa, Kanada ve Japonya ’da yaygı olarak kulla ıldığı, ABD ’inde ise

uygula aları 9 so rası da aşladığı ifade edil ektedir (Barksdale ve

Bachus, 1983).

Vi ratörler kulla ılarak yapıla ze i iyileştir e uygula aları, her e kadar kulla ıla etodoloji ve ekip a lar e zer olsa da bir iri de ta a e farklı iki kategoride değerle diril ektedir:

i. Kohezyonsuz Zeminlerde: Vibro-sıkıştır a vi ro-kompaksiyon)

ii. Kohezyonlu Zeminlerde: Vibro-yerdeğiştir e taş kolonlar)

Bu iki siste de ze i iyileştir e eka iz ası ve tasarı kriterleri ir iri de ta a e farklıdır. Vibro-sıkıştır a yö te i de ze i kütlesi i ta a ı

Genel

2

iyileştiril ekte ve oriji al ze i e kıyasla yoğu luğu ve ukave eti art ış, sıkışa ilirliği azal ış ir ze i kütlesi elde edil ektedir. Vi ro-yerdeğiştir e veya daha yaygı adıyla taş kolo olarak ta ı la a yö te de ise uygula a

oktası da oriji al ze i içerisi de vi ratör yardı ıyla yaratıla ir oşluğa

seçil iş gra üler alze e doldurularak sıkıştırıl aktadır. A ak uygula a oktaları arası da kayda değer ir sıkış a yaratıl a aktadır. “o uçta doğal

ze i ve uygula a oktaları da teşkil edil iş rijit kolo larda oluşa ko pozit ir ze i kütlesi oluşturul akta ve iyileş e ko pozit ir ze i yaratıl ış olarak sağla aktadır.

Bu yö te leri uygula a ile eği ze i türleri Şek. . ’de gösteril ektedir. Farklı ze i koşulları da uygula a iki etodu , uygula a detayları ve tasarı esasları Bölü ve Bölü ’te su ul uştur.

Şekil 1.1. Vibro-sıkıştır a ve vibro-yerdeğiştir e yö te leri i uygula abildiği ze i leri gradasyo özellikleri (Barksdale ve Bachus, 1983)

“o uç olarak vi ratörler kulla ılarak kohezyo suz ze i lerde topyekû derin

sıkıştır a, kohezyo lu ze i lerde ise rijit taş kolo , dolayısıyla kompozit bir

zemin teşkili ile her türlü zayıf ze i koşulları da iyileştir e yap ak ü kü olabilmektedir. İyileştir e i a a aşlıkları ı zeminin:

Kil Silt Kum

Geçiş Bölgesi Çakıl Blok

100

80

60

40

20

100

80

60

40

20

Vi ro Yerdeğiştir e

Vi ro “ıkıştır a

0 0.002 0.006 0.02 0.06 0.2 0.6 2.0 6.0 20 60 0

Dane boyutu (mm)

% g

eçe


3

i. taşı a gü ü deki ve kay a daya ı ı daki artış,

ii. otur a ve sıkışa ilirliği deki azalma, konsolidasyon oturma

süresi i kısal ası, iii. depre duru u da sıvılaş a ve ya al yayıl a risklerinin ortadan

kaldırıl ası oluştur aktadır.

1.2. Vibro-Sıkıştır a (Vibro-Kompaksiyon)

Gevşek kohezyo suz siltli ku lar ve temiz kumlar) zeminlerde vi ratörü uyguladığı titreşi ler ve ya al erkezkaç kuvvetleri etkisi ile delgi etrafı daki

doğal ze i i sıkılığı artar ve ortaya çıka ha i farkı sıkıştırıl ış kır ataş dolgu ile dengelenir. Vibro-sıkıştır a işle i so u u da, vi ratörü çevresi de sıkıştırılarak yoğu luğu arttırıl ış ir ku kolo u teşkil edil ektedir. Bu kolo yüksek yoğu luklu ir çekirdek ölgesi ve erkezde uzaklaştıkça yoğu luğu azala iyileştiril iş ir kütlede oluş aktadır. Bu kütle i çapı orijinal zeminin

iteliği e ve uygula a vi ro siste i özellikleri e ağlı olarak m ila 6 m

arası da değiş ektedir. Vibro-sıkıştır a yö te i genellikle ağıl yoğu luğu %50 ’de az ve Standart Penetrasyon Deneyi direncinin (SPT-�) 20 darbe/30

cm’de düşük, i e alze e ora ı ı % ’te az olduğu ze i lerde uygulanabilmektedir.

Vibro-sıkıştır a yö te i de değişik özelliklere sahip vi ro sistemler

kulla ıl aktadır. Japo ya ’da geliştirile vibro-ko pozerler kulla ılarak teşkil edile sıkıştırıl ış ku kazıkları yö te i yaygı olarak kulla ıla farklı uygula alarda iridir. “iste ir çelik oru üzeri e o te edil iş ağır ir vi ratör ve oru içerisi e ku esleye ek haz ede oluş aktadır. Diğer yö te lerde farklı olarak u siste de vi ratör düşey titreşi ler uygula aktadır. Vi ratör gü ü ile ilerleye çelik oru kılıf sürekli olarak ku ile doldurulmaktadır. Belli deri liklerde siste yukarı çekilip kuyu ta a ı daki ku dolguya daldırılarak titreşi ile ku sıkıştırıl akta ve ya al ötele elerle kolo çapı ge işletil ektedir.

Uygula a yö te leri ile ilgili detaylar Bölü ’de verilmiştir.

Vibro-Yerdeğiştir e Taş Kolo )

4

1.3. Vibro-Yerdeğiştir e (Taş Kolon)

Yu uşak kohezyo lu ze i lerdeki killer ve siltler) uygulamalarda vi ratörü ilerlerke yarattığı delgi i oş ha i içerisi e kır ataş alze e doldurularak sıkıştırılır ve kil atriks içerisi de rijit gra üler kolo lar oluşturulur. Bu yö te de, doğal ze i de de ya al ötele elere eden olan gerilmelerin

konsolidasyo u so u u sı ırlı ir iyileş e olduğu ili ekle irlikte

(Goughnour vd. 1991), tasarı da herha gi ir iyileş e dikkate alı a aktadır. A ak, rijit kolo ve doğal ze i den oluşa ko pozit

alze e i daya ı ı ve sıkışa ilirliği orijinal zemine oranla ö e li ölçüde iyileştiril iş ol aktadır.

Taş kolo uygula aları da ze i yüzeyi e etkiye yükleri ü ifor yayılı ve

tek ir taş kolo üzeri e gele yükleri ton ila 50 ton aralığı da ol ası ö görül ektedir. E etki iyileştir eler yüzeye yakı , sıkış a pota siyeli e sahip ve dre ajsız kay a daya ı ı ı ila kN/ 2

aralığı da değiştiği silt ve kil kat a ları da elde edil ektedir. Uygula a deri liği i m ila 10 m

aralığı da olduğu duru larda diğer ze i iyileştir e yö te leri e kıyasla e eko o ik çözü olarak ortaya çık aktadır. )e i kay a daya ı ı ı kN/m

2’yi aş ası hali de vi ratörleri ze i içerisi de ilerle esi ü kü ola a aktadır. Böyle duru larda ör eği heyela iyileştir e projeleri de taş kolo lar ö ede yapıl ış delgi foraj içerisi de teşkil edil ektedir Kirsch ve

Kirsch, 2010).

Hassas ve orga ik içerikli yu uşak ze i lerde, yük altı da ortaya çıka aşırı defor asyo lar ede iyle taş kolo lar içi gerekli yanal destek

oluşa a aktadır. Bu tür ze i lerde taş kolo lar bir jeotekstil kılıf içerisi de teşkil edil ektedir (Murugesan ve Rajagopal, 2010).

Taş kolo lar uygula ada ıslak ve kuru üstten beslemeli, kuru alttan beslemeli,

darbeli ve vibro-ko pozer yö te leri ile teşkil edil ektedir. Bu yö te leri detayları Bölü 3 ’te veril iştir.


5

1.4. Vibratörler (Titreşi li Deliciler)

Uygulamada elektrik veya hidrolik güçle hareket eden sili dirik vi ratörler kulla ıl aktadır. Bu vi ratörler Vibroflot olarak da adla dırıl aktadır. Motorlar eksa trik ir kütleyi dö dürerek ya al yö de titreşi ve itici kuvvet

yarat akta, dolayısıyla ağırlığı ı ve su/hava jeti i de yardı ıyla vi roflot ze i içerisi de ilerleye il ektedir. Uygula ada kulla ıla değişik vibratörleri oyut ve özellikleri Ta lo . ’de özetle miştir (Barksdale ve

Bachus, 1983).

Tablo 1.1. Değişik vibratörleri boyut ve özellikleri (Barksdale ve Bachus, 1983)

Ağırlık : 2 – 4 ton

Boy : 2 – 4.5 m

Çap : 0.36 – 0.46 m

Güç : 66 – 160 HP

Frekans : 1800 – 3000 devir/dk

Eksantrik yanal itki : 12 – 28 ton

A plitüt : 7 – 16 mm

İ alat hızı : 10 – 30 m/saat

Tipik ir vi ratörü görü ü ü ve şe atik kesiti Şek. 1.2(a)’da, eksa trik kütle rotasyonu ise Şek. 1.2(b)’de veril iştir.

Vibratörler Titreşi li Deli iler

6

(a) (b)

Şekil 1.2. (a) Tipik vibratör görü ü ü ve kesiti (b) eksantrik kütle rotasyonu

(Kirsch ve Kirsch, 2010)

Uzatma borusu

Es ek ağla tı

Hava veya

su beslemesi

Elektrik motoru

Eksantrik ağırlık

Konik burun


7

1.5. Kaynaklar

ASCE (1968). “pe ial Co fere e o Pla e e t a d I prove e t of “oils to “upport “tru tures , Proceedings, ASCE, SMFD, Cambridge, Mass.

Barksdale, R. D. ve Bachus, R. C. (1983). Desig a d Co stru tio of “to e Colu s , US Federal Highway Administration, Report No: FHWA/RD-

83/026.

Goughnour, R. R., Sung, J. T. ve Ramsey, J. S.; editörler: Esrig, M. I. ve

Bachus, R. C. (1991). “lide Corre tio y “to e Colu s Deep Foundations Improvements: Design, Construction and Testing, ASTM, STP

1089, syf: 131 – 147.

Kirs h, K. ve Kirs h, F. . Grou d I prove e t y Deep Vi ratory Methods , “po Press, a i pri t of Taylor a d Fra cis, 198 syf.

Murugesan, S. ve Rajagopal, K. (2010). Studies on the Behavior of Single

and Group of Geosynthetic Encased Stone Columns , J. Geotech.

Geoenviron. Eng ASCE 136 (1): 129 – 139.

Steuerman, S. (1939). A New Compaction Devi e , ENR.

G a üle )e i le de Vi o-Ko paksi o Yö te i

9

Bölüm 2

GRANÜLER ZEMİNLERDE VİBRO-KOMPAKSİYON YÖNTEMİ

2.1. Vibratörleri Özellikleri

Gra üler ze i leri deri lik oyu a sıkıştırıl ası da kulla ıla vi ratörler,

çapları ila arası da değişe sili dirik çelik tüplerdir. Tüpü ta a ı da eksa trik ir kütle ve üstü de kütle i ağlı olduğu ir otor yer al aktadır. Vi ratörleri oyları m ila 4.5 arası da ve ağırlıkları kg ila

kg arası da değiş ektedir. Tipik ir vi ratörü detayları ı göstere kesit Şek. 2.1 ’de veril ektedir.

Vi ratör çalıştırıldığı da eksa trik kütle ke di düşey ekse i etrafı da dö erek ze i i sıkış ası ı sağlaya ak yatay titreşi leri oluşturur. Ay ı za a da vi ratörü çelik kılıfı çevresi deki ze i e, tü deri lik oyu a üyüklüğü

değiş eye , yatay di a ik kuvvetler erkezkaç kuvvetler) uygula ır.

Vi ratör, titreşi leri sö ü le diği es ek ir ağla tı ü itesi ile uzat a oruları a ağla aktadır. Borular ve tüp içerisi de, otor içi elektrik veya

hidrolik güç aktarı ı ka loları, su jeti ve hava jeti içi orular yer al aktadır.

Motorlar elektrik veya hidrolik güç kay akları ile çalış aktadır. Uygulamada

kulla ıla elektrikli otor güçleri ge ellikle 50 – 180 kW aralığı da değiş ekte olup, aksi u kW’tır. İki veya daha fazla parçada da oluşturula ile eksa trik kütleleri rotasyo hızları elektrikli otoru polaritesi ve akı ı freka sı a ağlıdır. Ör eği , rotasyo hızı Hz olan güç kay ağı tekli veya ikili kutup sürüşü e ağlı olarak sırasıyla 3000 rpm veya 1500 rpm, 60 Hz ola güç kay ağı ise rp veya rp ol aktadır.

Vi atö le i Özellikle i

10

Şekil .1. Vibratör kesiti (Kirsch ve Kirsch, 2010)

Vibratörü yatay düzle deki salı ı ı ı (osilasyonunun) eni, 2��, vi ratör oyu a Şek. .2’de gösterildiği gi i li eer olarak değiş ektedir. “alı ı ,

vi ratörü es ek ağla tı ü itesi in üstü de sıfır, ve alt konik ucunda

aksi u değere sahiptir. Maksi u değerler ser est salı ı havada asılı ko u da koşulları da ila arası da değiş ektedir. “alı ı ı

aksi u olduğu uç oktada iv e değeri de (�� aksi u değere ulaş akta olup, u değer g erte esi e kadar çıka il ektedir. Burada; � :

rotasyo hızı ve ��: vibrasyonun a plitüdü olarak ta ı la ıştır.

Eksa trik kütle i �) rotasyo u es ası da yarattığı erkezkaç kuvveti ��

(�� = �� vi ratörü te as hali de olduğu ze i yüzeyi e dar e kuvveti olarak etkiyerek ze i i sıkış ası a ede ol aktadır. Vi ratörü ağırlığı a ağlı olarak erkezkaç kuvveti kN ile kN aralığı da

bağla tı orusu

es ek ağla tı

su veya hava ile besleme

kanat

elektrik motoru

eksa trik kütle

ko ik uç


11

değiş ektedir. Ta lo . ’de gü ü üzde kulla ıla vi ratörleri özellikleri verilmektedir (Kirsch ve Kirsch, 2010).

Şekil . . Vibro-ko paksiyo pre sibi ve yatay düzle de vibratör ivmesinin

oluşu u (Kirsch ve Kirsch, 2010)

Vi ratör tasarı ı daki e ö e li kriterlerde iri uygula a süresi e ze i e etkili ola ak ir vi rasyo a plitüdü ü sağla a il esidir. Vi rasyo a plitüdü, vi ratör ile ze i etkileşi i e ağlı olup farklı saha koşulları da, ay ı sahada yatayda ve deri lik oyu a değişe il ektedir. Bu ede le, operasyo es ası da vi ratörü perfor a sı ı izle ek, dolayısıyla ze i i sıkış ası ı iste e düzeyde gerçekleşip gerçekleş ediği i ko trol et ek a a ıyla siste e azı parçalar yerleştiril ektedir. Bu ekipmanlar operasyon

süresi e:

- vi ratörü deri liği i - motorlardaki akı ı şiddeti i (amperini veya hidrolik ası ı ı - operasyo freka sı ı - hava veya su ası ı ı

sürekli olarak kaydedebilmektedir.

�

��

�

2��

�

� + 2��

� ��

��: eksantrisite �: eksa trik kütle ��: vi rasyo u a plitüdü �: vi ratörü çapı �: rotasyo hızı ��: erkezkaç kuvveti

�� = ��

�

12

Tablo .1. Uygula ada kulla ıla vibratörleri özellikleri (Kirsch ve Kirsch, 2010)

U gula ı ı Makina Tipi Boy (m) Çap Ağı lık kg Güç kW Operasyon

F eka sı Hz

“a t ifüj Kuvveti (kN)

A plitüd* (mm)

Özellik

Vibroflotation

Soletanche Bachy

(Vinci Grup)

V10 2.73 248 820 70 60 150 10 el, c

V23 3.57 350 2200 130 30 300 23 el, c

V48 4.08 378 2600 175 25 472 48 el, c

Keller Grup MB1670 3.20 315 1700 70 50-60 157-226 7 el, v

MB1650 3.20 315 1700 55 50 157 7 el, v

S340/34 3.10 421 2900 120 30 340 29 el, c

S700 4.30 490 4400 180 25 742 50 el, v

38 690 15

Bauer Grup TR17 3.30 298 1400 112 ≤ 53 ≤ 193 5 hyd, v

TR75 4.20 406 2580 235 ≤ 33 ≤ 313 11 hyd, v

Pennine

(Balfour-Betty)

HD130 N/A 310 1850 98 50-60 140-202 16 hyd, v

HD150 N/A 310 2250 130 50-60 200-288 22 hyd, v

BD300 N/A 310 2575 120 30-36 175-252 28 hyd, v

BD400 N/A 400 4400 215 30-35 310-426 36 hyd, v

*: vi ratörü u u da

c: sabit operasyon frekanslı v: değişke operasyo freka slı el: elektrikli sürüş

hyd: hidrolik sürüş

12


13

Derin vibro – sıkıştır a uygula aları da sta dart tüp vi ratörler hari i de a a a uygu değişik vi ratörler geliştiril iştir. Bu lar H profili, palpla ş profili veya özel a açlar içi geliştiril iş Terra Pro Şek. .3(a)), Vibro Çu uk Şek. 2.3(b)) ve Y-Prob’lardır Şek. 2.3(c)).

Japonya’da geliştiril iş ola vibro çu uk vi ratörler küçük çaplı pro lar olup üzeri e küçük oyutlu dişler o te edil iştir. Y-Problar ise 120

o açı ile teşkil

edil iş üç ıçakta oluş aktadır. Bu siste i vi rasyo ları ze i e etki ir şekilde aktardığı ili ektedir ve ıçakları 9 o

açılı olduğu pro larda oluşa ke erle e etkileri i u siste de oluş adığı ifade edil ektedir.

(a) (b) (c)

Şekil . . Uygula ada kulla ıla değişik vibratör probları (a) Terra Prob, (b)

vibro çubuk ve ( Y-Prob (Massarcsh ve Fellenius, 2005)

300

500

400

1660

1500

1500

250

250

300

100

500

2000

140

Tü iri ler ’dir.

Vi atö le i Özellikle i

14

Vibro çu uk siste i i İsveç’te geliştiril iş ir diğer tipi Şek. .4’te gösterile

ka atlı vi ratörlerdir. Bu siste m uzu luğu da ir çu uk üzeri e . m

aralıklarla o te edile . m ila 1.0 uzu luğu da radyal ıçaklarda oluş aktadır. Bu yö te de iyi sıkıştırıl ış ze i lerde pro u geri alı ası da sıkı tılar yaşa dığı ili ektedir.

Şekil 2.4. Ka atlı vibratörler (Massarcsh ve Fellenius, 2005)

Üzeri de e erji tra sferi i daha etki kıla delikleri olduğu es ek vi ratörler (MRC Vi ratörleri) ise Şek. 2.5.’te gösteril iştir.

Yapı yö te i de ağı sız olarak uygula alarda vi ratörü üst kotlarda etkili çalışa a ası ve u kotlarda yeterli ya al ze i desteği i oluş a ası nede leri taş kolo ları e üst . – 0.5 m’lik kıs ı da yeterli sıkış a sağla a a aktadır. Bu ede le sahada üst yapı i şaatları ö esi de yaklaşık 0.5 ’lik ir kazı yapılarak yeri e sıkıştırıl ış gra üler ir dolgu teşkil edil esi ö eril ektedir. Gra üler şilte i i i u kalı lığı olarak ö eril ekte olup u kat a ay ı za a da ir dre aj ta akası olarak da işlev gör ektedir.


15

Şekil 2.5. MRC tipi es ek vibratörler (Massarcsh ve Fellenius, 2005)

2.2. Vibro-Sıkıştır a ile İyileştir e Tek iği

Gevşek ve orta sıkı te iz ku lar vi rasyo etkisiyle da eler arası daki oşlukları azal ası ve da eleri bir iri e yaklaş ası so u u daha sıkı ir

ko u a gel ektedirler. Bu değişi şe atik olarak Şek. .6’da

gösteril ektedir.

Şekil .6. Vibro-sıkıştır a işle i de ze i iyileştir e eka iz ası

Vibrasyon Oturma

Gevşek Flotasyon “ıkı

1 1.05 0.85

Vibro-“ıkıştı a ile İ ileşti e Tek iği

16

Vi rasyo etkisi altı daki sıkış a iktarı vi rasyo u özellikleri e, ze i özellikleri e ve vi rasyo uygula ası ı süresi e ağlı olarak değiş ektedir. Vi ratörü sıkıştır a etkisi uygula a oktası da uzaklaştıkça azalarak sö ü le ektedir. “ıkıştır a etkisi a ak ze i da eleri arası daki rezidüel sürtü e dire i i aşıl ası ile oluşa il ektedir. Bu ko udaki araştır alara

göre vibrasyonun zemin danelerini 0.5g merte esi de ir iv eye ulaştırdığı duru da ortaya çıka di a ik geril eler gra üler ze i yapısı ı oz akta ve sıkış a eka iz ası ı aşla ası içi uygu ir orta yarat aktadır. İv eleri art ası a paralel olarak ku u kay a daya ı ı azal akta ve . –2.0g ivmeler mertebesinde daya ı lar i i u değerlere i ektedir. Bu

oktada ze i yapısı akışka ir ko u a gel ektedir. İv e değerleri deki artışı deva et esi duru u da > g ze i yapısı da ir ge leş e oluş aktadır. Da eleri iv esi ile kay a daya ı ı arası daki ilişki Şek. 2.7 a ’da şe atik olarak gösteril ektedir ‘odger, 9 9 .

Vibrasyon uygulanan noktadan olan uzaklığa ağlı olarak değişik davra ış içi leri i ortaya çıktığı halkalar oluş aktadır. Bu ölgeler vibrasyon

uygula a oktada uzaklaştıkça: akışka ölge, plastikleş iş ölge,

sıkıştırıl ış ölge ve elastik ölge olarak geliş ektedir. Vi ratör etrafı daki uzaklığa ağlı davra ış içi leri iri ha i ağırlık-uzaklık ilişkisi olarak Şek. 2.7 ’de şe atik olarak gösteril ektedir.

Vibro-sıkıştır a uygula ası so u da sıkış a dere esi i etkileye u surlar aşağıda veril iştir:

- uygula a ö esi ze i i yoğu luğu

- ze i da e üyüklüğü

- ze i da e şekli ve gradasyo u

- ze i i özgül ağırlığı - uygula a deri liği - ze i i geçirge liği - vi rasyo u freka sı, a plitüdü, salı ı ları iv esi ve oluşa

erkezkaç kuvvet - vi rasyo u süresi


17

(a)

(b)

Şekil .7. Gra üler ze i leri vibrasyo etkisi altı daki davra ışı (Rodger, 1979)

2.3. Uygula a Yö te i

Uygula a oktası da vi ratör çalışır duru da ike alt su jeti va ası açılır. Uygula a su jeti ve vi ratör ağırlığı ı etkisiyle vi ratör ze i içerisi e dal aya aşlar. Bu aşa ada su ası ı fazla yüksek değildir ve gevşetil iş kumun vi ratör ile ze i arası daki oşlukta yüzeye taşı a il esi içi

e jekte edile suyu ha i yüksek tutul aktadır. Vi ratörü etrafı daki

Kay

a da

yaı

ı

Danelerin ivmesi

0.5g 1.5g 3.0g

Ge leş e davra ışı

“ıkış a

Akışka davra ış

Ge leş e davra ışı

Ze

min

biri

ha

i a

ğırlı

ğı

Vibratörde uzaklık

İyileştir e ö esi iri ağırlık

Akışka ölge

Plastikleş iş ölge

“ıkıştırıl ış ölge

Elastik ölge

U gula a Yö te i

18

su-ze i karışı ı sıvı ı sirkülasyo u vi ratörü pe etrasyo u u ö e li ölçüde hızla dır aktadır.

Suya doygun olmayan kumlarda su sirkülasyo u ve vi ratörde yayıla kayma

gerilmeleri ile suya oğul a, kumdaki zayıf çi e tola a etkileri i ve lokal sıkı zo ları dire i i ortada kaldır ak içi yeterli ol aktadır.

Derin uygulamalarda (>20 m vi ratör etrafı daki sıvı sirkülasyo u u hızı kuyu çeperleri de yayıla sız a kayıpları ede iyle za a la azal aktadır. Bu hızı

iste e düzeyde tutula il esi içi ası çlı hava esle esine veya ağla tı tüpleri üzeri e yerleştirile ası çlı su hatları ile takviye yapıl asına gerek

duyul aktadır. Kuru ku larda su jeti uygula a ası duru u da vi ratör etrafı da sıkışa ze i ir süre so ra vi ratörü ilerle esi i durdurabilmektedir. Uygulamada vi ratörü ilerle e hızı ekip a ve ze i i

özellikleri e ağlı olarak – 5 m /dk arası da değiş ektedir.

İlerle e es ası da ekza trik kütle i rotasyo u vi ratörde de dö e hareketi

yaratabilmektedir. Bu hareket vi ratörü u u a yerleştirile ka atlarla kıs e engellenmektedir. Vi ratörü yüzeye alı ıp tekrar daldırıl ası veya azı

odellerde uygula a deri liği e ulaşıla a kadar vi ratörde rotasyonun ters

yö e çevril esi, siste de iste eye dö gülere e gel ol aktadır.

Uygula a deri liği e ulaşıldığı da hava ve su jeti va aları ta a e kapatıl akta veya kısılarak ası çlar i i al düzeye düşürül ektedir. Bu

aşa ada vi ratörü tepesi de es ek ağla tı oktası a yakı ir yere yerleştiril iş ola yüksek ası çlı ve düşük ha i li su jeti devreye alı aktadır. Bu uygula a ı a a ı, kuyu içerisi de ir traşla a yapılarak çıkı tı şekli deki kütleleri kuyu ta a ı a dökülerek sıkıştırıl ası a yardı ı ol aktır. A ak siste e verile su ha i vi ratör etrafı daki sıvı sirkülasyo u u sağlaya ak ve su kaçakları ı takviye ede ek düzeyde ol alıdır.

Hedeflene deri liğe ulaşıldıkta so ra vi ratörü düşük ir hızla yukarı çekil esi ile etrafı daki ze i sıkıştırıl aktadır. Bu aşa ada vi ratör ile etrafı daki ze i i sıkı ir ko tak içerisi de ol ası gerek ektedir. Aksi


19

duru larda vi ratörü salı ı pater i ozulmakta ve etki ir sıkıştır a sağla a a aktadır.

“ıkıştır a işle leri . – 1.0 aralıklarla sürdürül ektedir. Her aşa ada vi ratör yükseltil ede elli ir süre eklenmektedir. Elektrikli sistemlerde güç

kulla ı ı ı veya hidrolik siste lerde yağ ası ı ı sıkıştır a ı yeterli olduğu değerlere ulaştığı verileri elde edildiği de vi ratörü yukarı çekilmesine

devam edilmektedir. Uygulamada her kademede ekle e süreleri 30 ila 90 sn

arası da değiş ektedir.

Vibro-sıkıştır a yö te i uygula dığı da vi ratör etrafı daki ku u ha i azal aktadır. Bu ha i sıkıştırıla ze i kütlesi ve yüzeyde esle e gra üler bir dolgu alze esi ile de gele ektedir. Dışarıda alze e esle esi yapıl adığı duru larda, ze i yüzeyi de otur alar ortaya çık aktadır. Bu oturmalar oriji al ze i i özellikleri e ve uygula a sıkıştır a işle i i

iteliği e ağlı olarak iyileştirile ta aka kalı lığı ı % ’i mertebelerine kadar

çıka il ektedir.

Vibro-sıkıştır a işle i so u u da vi ratörü çevresi de yoğu luğu art ış sıkıştırıl ış ir ku kolo u oluş aktadır. Bu kolo yüksek yoğu luklu ir çekirdek ölgesi ve erkezde uzaklaştıkça yoğu luğu azala iyileştiril iş ir kütle oluştur aktadır. Bu kütle i çapı oriji al ze i i iteliği e ve uygulanan

vi ro siste i özellikleri e ağlı olarak m ila 6 arası da değiş ektedir. Uygula a oktaları arası daki esafeler uygu ir siste atikle seçil esi duru u da tü ala da iste e sıkıştır alar sağla ış ol aktadır. Kolo lar arası daki esafeler eşke ar üçge pater i de . m ila 5.0 arası da ol akta, her uygula a oktası da m

2 ’lik ir ala a kadar sıkıştır a ü kü olabilmektedir. Te iz ku larda yapıla uygula alarda tek ir vi ratörle saatlik ir vardiyada yaklaşık ,000 m

3’lük ir ze i kütlesi sıkıştıra il ektedir.

Vi ratörü şekli ve yüzeye yakı deri liklerde ze i deki ya al geril eleri düşük ol ası ede leri ile ze i yüzeyi de – ’lik bir katmanda etkin bir

sıkıştır a sağla a a aktadır. Gerekli görüldüğü duru larda u katman

U gula a Yö te i

20

konvansiyonel yüzeysel sıkıştır a vi ratörlü sili dirler v . yö te leri ile iyileştirile il ektedir.

Vibro-sıkıştır a yö te i de değişik özelliklere sahip vi ro-sistemler

kulla ıl aktadır. Japo ya ’da geliştirile vibro-kompozerler kulla ılarak teşkil

edilen sıkıştırıl ış ku kazıkları yö te i yaygı olarak kulla ıla uygulamalardan biridir (Kitazume, 2005).

“ıkıştırıl ış ku kazıkları uygula ası da kulla ıla vi ro-kompozer sistemi ve

kolo i alat aşa aları Şek. 2.8’de gösteril ektedir. “iste ir çelik oru üzeri e o te edil iş ağır ir vi ratör, ve oru içerisi e ku esleye ek haz ede oluş aktadır. Diğer yö te lerde farklı olarak u siste de vi ratör düşey titreşi ler uygula aktadır. Vi ratör gü ü ile ilerleye çelik muhafaza

borusu sürekli olarak ku ile doldurul akta, elli deri liklerde siste yukarı çekilip kuyu ta a ı daki ku dolguya daldırılarak titreşi ile ku sıkıştırılmakta ve ya al olarak ötele ip kolo çapı ge işletilmektedir. Bu işle kuyu u ta a ı doldurula a kadar tekrarla arak deva ettirilir ve kılıf kuyuda alı ır.

“ıkıştırıl ış ku kazık yö te i hem kohezyonlu hem de kohezyonsuz

ze i lere uygula a ile ir yö te dir A oshi vd., 1991). Japonya ’da deniz

ta a ı iyileştir eleri de yaygı olarak kulla ıl aktadır A oshi vd., 1979).

Uygula ada çelik kılıf oru çapları cm ile 150 cm arası da değiş ekte ve

ze i koşulları a ve vi ratör gü ü e ağlı olarak ku kolo çapları ir kaç etre oyutu a çıkarıla il ektedir Muraya a ve Ichimato, 1982).

Metodu ava tajları: i.hızlı oluşu; ii. ku u kır ataş veya çakıla ora la u uz ol ası; iii. kuyu idarları ı sürekli olarak çelik boru ile desteklenmesi; iv:

büyük çaplı kolo elde edile il esidir. Dezava tajları ise: i. kum dolgunun

kay a dire i açısı ı taş dolguya ora la düşük ol ası ve ii. kil zeminde

oru u kuyu idarları da yoğurul aya ede olarak geçirge lik ve sürtü e özellikleri i olu suz yö de etkile esidir.


21

Şekil 2.8. Sıkıştırıl ış ku kazık i alat aşa aları (Bergado vd., 1994)

2.4. Vibro-Sıkıştır a Uygula abilir )e i ler

Vibro-sıkıştır a yö te i i etki ir şekilde uygula a il esi içi ö elikle ze i i gra üler ir gradasyo a sahip ol ası, i e alze e ora ı ı düşük ve

kohezyo u u ol a ası veya i i al düzeyde ol ası gerek ektedir. Dege (1977) hızlı ir ö değerle dir e içi yö te i , Birleştiril iş )e i “ı ıfla a Sistemi (USCS)’ e göre ta ı la ış ze i türleri e uygula a ilirliliği i aşağıda özetle diği şekilde değerle dir iştir.

İ i de e ele iş çakılla , GW: İyi dere ede uygula a ilir, düşük güçteki ekip a lar kulla ıldığı da ilerle e güçlüğü yaşa a ilir.

Kötü de e ele iş ü ifo çakılla , GP: ⁄ ≤ olduğu duru larda arji al iyileş e sağla ır, uygula a ö esi sıkıştır a de e eleri ö erilir.

Vi ratör

Kum

Muhafaza

borusu

Vibro-“ıkıştı a U gula a ili )e i le

22

Siltli e killi çakılla , GM e GC : Kil ora ı ı > % , silt ora ı ı > % olduğu koşullarda sıkıştır a sağla a az.

İ i de e ele iş ku la , “W : Yö te i uygula a ile eği ideal zeminlerdir.

Kötü de e ele iş ü ifo ku la , SP: ⁄ ≤ olduğu duru larda arji al iyileş e sağla ır, uygula a ö esi sıkıştır a de e eleri ö erilir.

Siltli kumlar, SM : Yö te silt ora ı ı > % olduğu duru da uygula a az.

Killi kumlar, SC : Yö te kil ora ı ı > % olduğu duru da uygula a az.

Bu değerle dir elerde yö te i ; silt (< 0.06 ora ı %10 ’u aş aya ku ve çakıllarda uygula a ile eği, silt iktarı ı arttığı ve/veya az da olsa kil

içer esi duru u da sıkıştır a ı arji al ola ağı veya ta a e e gelle e eği a laşıl aktadır.

Vibro-sıkıştır a yö te i i uygula a ilirliliği Şek. .9’da zeminlerin gradasyon

özelliği e ağlı olarak gösteril ektedir. Gradasyo u B ölgesi içi de kala ve i e alze e ora ı % ’u aş aya ze i ler yö temin uygula a ile eği ideal ze i lerdir. Da e dağılı ı A ölgesi içi de kala ze i ler iyi derecede

sıkıştırıla ilir ol akla irlikte arta çakıl ve lok iktarı a paralel olarak geçirge lik katsayısıs ı � = 10

-2 m/sn’ye yaklaştığı koşullarda su kayıpları

art akta ve vi ratörü ilerle esi e gellenmektedir.

Gradasyo özellikleri C ölgesi de ola ze i lerde yö te uygulanabilir

olmakla birlikte yeterli sıkış a ı sağla ası daha uzu sıkıştır a süreleri i gerektir ekte olup yö te i ö ede de e esi ö eril ektedir. Bu

ölgedeki ze i lerde per ea ilite katsayısı ı � = 10-3

m/sn’de daha düşük ol ası duru u da vi ratörü ilerle esi ö e li ölçüde yavaşla aktadır.


23

Şekil .9. Vibro-sıkıştır a yö te i içi uygu ze i gradasyo ları (Degen, 1977)

Yö te i uygula a ilirliliği Massarsch (1994) tarafı da konik penetrasyon

deneyi (CPT) uç direncine ( ) ağlı olarak Şek. . ’da gösteril ektedir. Vi ro sistemle sıkıştırıl aya uygu ze i koşulları, sürtü e ora ı ı ( �) %1’i aş adığı ve > 3 MN/m

2 olduğu ze i ler olarak ta ı la aktadır. Marji al

sıkış a ı sağla a ildiği ze i ler ise sürtü e ora ı % .0 – . ola ve uç direncinin 1 – 3 MN/m

2 aralığı da ola ze i lerdir.

Zeminlerin geçirge lik özellikleri i vi ro-sıkıştır a yö te i i uygulanabilirliği i ö emli ölçüde etkilediği i tekrar vurgula akta yarar görül ektedir. Per ea ilite katsayısı ı � = 10

-5 /s ’de daha düşük ol ası

duru u da ilerle e hızı so dere e yavaşla akta, � > 10-2

/s geçirge lik değerleri de ise aşırı su kayıpları vi ratörü ilerle esini engellemektedir.

Brown (1977), Bağı tı . ’de ta ı la a ir uygu luk katsayısı �)

ö er ektedir.

% g

eçe

Kum Çakıl Silt Kil

D C B A

Dane boyutu (mm)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 0.0006 0.002 0.006 0.02 0.06 0.2 0.6 2.0 6.0 20 60 200

Vibro-“ıkıştı a U gula a ili )e i le

24

� = . √ + + .

: Zemin danelerinin %50 ’si i küçük olduğu da e çapı : Zemin danelerinin %20 ’si i küçük olduğu da e çapı : Zemin danelerinin %10 ’u u küçük olduğu da e çapı

Küçük uygu luk katsayıları yö te i aşarılı olarak uygula a ile eği e işaret et ektedir. Uygu luk katsayıları ı � = 40 – değerlerine ulaştığı zeminlerde vibro-sıkıştır a yö te i i uygula ası ö eril e ektedir.

Şekil .10. CPT uç dire i e bağlı olarak ze i leri sıkıştırabilirliği (Massarsch, 1994)

Uygu luk katsayısı � ay ı za a da sıkış a so u u oluşa ha i kayıpları ı geri doldurmak içi kulla ıla gra üler alze eleri de uygu luk dere esi i ya sıt aktadır. Ör eği , uygu luk katsayısı a göre ( �) malzemelerin

uygunluk derecesi Tablo 2.2 ’deki gi i sı ıfla dırıl aktadır.

0 1 2 3

Sürtü e ora ı, � (%)

CPT

uç d

ire

nci

, � (MN

/m2)

50

10

5

1

sıkı

ştırı

labi

lir

sıkış

tırıla

bilir


25

Tablo . . Gra üler alze eleri uygu luk katsayısı a (��) göre uygu luk derecesi (Brown, 1977)

U gu luk Katsa ısı � A alığı Uygunluk Derecesi

1 – Müke el

10 – İyi

20 – 30 Orta

30 – 50 Kalitesiz

> Uygu değil

2.5. Vibro-Sıkıştır a Tasarı Yö temi

Gevşek ku ları vi ro yö te ler kulla ılarak sıkıştırıl ası özet olarak aşağıdaki iyileştir eleri hedefle ektedir:

i. Defor asyo odülü değeri i yükseltilerek statik, özellikle de

di a ik yükler altı da otur aları azaltıl ası ii. Ku u kay a daya ı ı para etreleri i yükseltilerek taşı a

gü ü ü arttırıl ası ve ku u şev sta ilite güve liliği i iyileştiril esi

iii. Kumun ağıl yoğu luğu u arttırılarak sıvılaş a pota siyeli i düşürül esi

Kohezyo suz ze i lerde iyileştir e ze i i içerisi e esle e kır ataş veya kum-çakıl alze e i ze i i ya al olarak ötele esi so u u doğal ze i de ir ha i azal ası ile ortaya çık aktadır. Bununla birlikte, titreşi i de bu hacim

değişi i i oluş ası da ö e li etkisi vardır. “o uç olarak tasarı da iyileştir e so rası ze i i ho oje ir yapıya sahip olduğu ka ulü yapılıp,

yerleştirile kolo ları rijitliği i yarata ağı ilave olu lu katkılar ih al edilmektedir.

Vibro-“ıkıştı a Tasa ı Yö te i

26

Tasarı da ö elikle ku u sahadaki ev ut duru u u ya sıta özellikleri veya para etreleri elirle elidir. Ör eği ; iyileştir e ö esi zayıf ze i i konumunun oşluk ora ı (� ), ağıl yoğu luğu ( �), SPT direnci (��) veya CPT

uç dire i �) gi i para etrelerde irkaçı veya ta a ı ile ta ı la alıdır. Bu u taki e hedefle e iyileştir e erte esi içi ev ut duru daki parametrelerdeki gerekli minimum artışlar elirle elidir. Ör eği ; SPT

dire i deki artış (∆�), oşluk ora ı daki artış (∆�), CPT uç dire i deki artış

(∆ ) v . Dolayısıyla, iyileş e so rası ulaşıl ası gerekli görüle parametrelerin

değerleri, ör eği “PT dire i �� = �� + ∆�, CPT direnci � = � + ∆

tasarı kriteri olarak hedefle ektedir. Diğer ir deyişle, mevcut durumda SPT

direnci �� olan kumun vibro-sıkıştır a so rası da “PT değeri i �� ol ası gereklidir.

Kum ile ilgili bir ö değerle dir e yap ak a a ıyla Ta lo . ’te verilen

korelasyo lar kulla ıla ilir.

Tablo 2.3. Suya doygu ku ları fiziksel özellikleri i ya sıta değerler (Kirsch ve Kirsch, 2010)

Çok Ge şek

Ge şek O ta “ıkı “ıkı Çok Sıkı

Bağıl oğu luk, (%) < 15 15 – 35 35 – 65 65 – 85 85 – 10

SPT – � (darbe/30 cm) < 4 4 – 10 10 – 30 30 – 50 > 50

CPT - (MN/m2) < 5 5 – 8 8 – 15 15 – 20 > 20

Bi i ha i ağı lığı, �

(kN/m3) ıslak – suya doygun)

< 14 14 – 16 16 – 18 18 – 20 > 20

Odometrik deformasyon

odülü, (MN/m2)

15 – 30 30 – 50 50 – 80 80 – 100 > 100

Efektif ka a di e i açısı, �′ (°) < 30 30 – 32.5 32.5 – 35 35 – 37.5 > 37.5

Ka a dalgası hızı, � (m/sn) < 150 220 350 450


27

Gü ü üzde kulla ıla vi ratörlerle sıkıştır a uygula aları da so dala alar arası daki esafeler ge ellikle m ila 4 arası da değiş ektedir. Gevşek kumlu zeminlerin vibro-sıkıştır a yö te i kulla ılarak iyileştiril esi ile ilgili tasarı larda kulla ıla ile ek e sağlıklı yö te arazi odel de eyleri ile uygula a detayları ı elirle esidir.

Ö e li ve kapsa lı projelerde, vibro-sıkıştır a oktaları ı seçi i ve

uygula a aralıkları ı tespiti içi ir ö de e e çalış ası yapıl ası ö eril ektedir. Ör ek ir de e e çalış ası ı detayları Şek. 2.11’de gösteril ektedir. Bu ör ekte, 10 farklı oktada sıkıştır a uygula ası yapıl ası pla la ıştır. Ö elikle, zeminin mevcut durumu farklı oktalarda SPT veya

CPT so dala aları ile elirle ir. Bu ör ekte, uygulama ö esi de farklı noktada CPT yapıl ıştır. Daha so ra Şek. 2.11’de gösterile oktada vibro-

sıkıştır a uygula ıştır. Uygulama so rası elde edile iyileştiril iş zeminin

özellikleri işaretle e oktada tekrar tespit edil iş ve şekilde gösterildiği gi i karelaj ala ı a karşılık CPT dire i çizil iştir. Ö ede elirle e ze i i hedefle e iyileştir esi içi gerekli CPT uç dire i değeri e karşıt gele yerleşi aralığı seçilir (Moseley ve Priebe, 1993).

Şekil .11. Tipik bir ö de e e çalış ası ör eği (Moseley ve Priebe, 199

� (MN/m

2)

Karelaj ala ı ( 2)

Sıkıştır a ö esi deki �

değerleri

Sıkıştır a oktaları

Uygula a ö esi CPT

Uygula a so rası CPT

3 4 5 6 7 8 9 10

25

20

15

10

5

0


28

Derin vibro-sıkıştır a yö te i uygula aları da kohezyonsuz zeminin

iyileş esi, ya al vi rasyo uygula ası so u u ze i de ir ha i azal ası ile ortaya çık akta ve ze i içerisi e esle e kır ataş veya ku -çakıl alze e ze i i ya al olarak ötele ektedir. Ayrı a ze i içerisi e esle e kır ataş veya çakıl alze e vi ratörü yukarı çekil esi es ası da sıkıştırıl aktadır. “o uçta doğal ze i içerisi de sıkıştırıl ış gra üler ir kolo teşkil edilmektedir. Japonya ’da yaygı olarak kulla ıla sıkıştırıl ış ku kazıkları da ise sıkıştır a so u u titreşi li oru çapı da ir iktar daha ge işle iş ku kolo ları oluş aktadır.

)e i içerisi e yerleştirile gra üler kolo ları çapları ı esle e alze e i ha i de ve uygula a oyu da tah i et ek ü kü dür. Ayrı a değişik tipteki vi ratörleri çeşitli ze i lerdeki uygula aları da ölçüle çaplarla ilgili de eyi lerde de ö proje aşa ası da oluşa ak kolo çapı yaklaşık olarak tah i olu a il ektedir. Kolo çapı ı yaklaşık da olsa bilinmesi durumunda

literatürde kolo yerleşi i i elirle eye yö elik tasarı yö te leri ö eril ektedir.

Kohezyonsuz zeminlerdeki tasarı kriterleri Japo ya’daki uygulamalardan,

özellikle de “ıkıştırıl ış Ku Kazıklar: “KK ’daki gözle ve de eyi lerde ,

yararla ılarak geliştiril iştir A oshi ve Suematsu, 1985; JGS, 1998; Esrig ve

Bachur, 99 . Ö erile tasarı yö te leri ze i sıkılığı ı ağıl yoğu luğu u arttırılarak sıvılaş a riski i ortada kaldırıl ası a yö elik olarak veril ekle irlikte, kriterler ze i i sıkış a odülü de ve kay a daya ı ı da ö görüle artışlar içi de geçerlidir (Basore ve Boitano, 1969).

. .1. Te iz veya İ e Malze e Ora ı Düşük Ku lar

Bu ölü de detayları verile tasarı yö te i i e alze e ora ı US 200

u aralı elekten geçe veya da e çapı < 0.074 mm) %20 ’den az olan kumlu

zeminler içi geliştiril iştir. Tasarı a esas ala yerdeğiştir e ora ları � ),

ku kazıkları Şek. .12’de gösterile değişik yerleşi leri içi Bağı tı . ’de hesaplanabilmektedir.


29

Şekil .12. Ku kazıkları değişik yerleşi leri

Kare yerleşi içi ala yerdeğiştir e ora ı � : � = ⁄ = �⁄ . �

Üçge yerleşi içi ala yerdeğiştir e ora ı � : � = ⁄ = (√ � )⁄ = . �⁄ .

Bağı tı . ’de; : ku kazığı kesit ala ı ( = � ⁄ ); : tek ku kazığı etkili olduğu ze i ala ı; : tek ku kazığı çapı ve � : merkezden merkeze

kazıklar arası esafedir.

“ıkıştır a pre si i Şek. . 3’te açıkla aktadır. İyileştir e so u da ∆�

ha i e eşdeğer iktarda ku , aşla gıçtaki ha i + � olan zemin

içerisi e yerleştiril iş ol aktadır. Dolayısıyla, doğal ze i i � ola oşluk ora ı � değeri e düşürül üştür. Ala yer değiştir e ora ı (� oşluk ora ı cinsinden Bağı tı . ’teki gi i hesapla a il ektedir. � = Δ� + �⁄ = � − � + �⁄ .

Literatürde verile , ku lu ze i lerde sta dart pe etrasyo de eyi dire i (�),

ze i i düşey efektif örtü yükü ��′ , ze i i oşluk ora ı � ve ağıl yoğu luğu arası da, ze i i gradasyo özellikleri i de dikkate alan

korelasyo lar Şek. . ’te gösteril ektedir.

�

� �

�

Kare yerleşi Üçge yerleşi


30

Şekil 2.13. Ku kazıkları sıkıştır a pre sibi

Tasarı da hedeflenen iyileştir e, “PT dire i de ir artış olarak ta ı la dığı da, diğer ir deyişle �� = �� + ∆� koşulu ara dığı da, Şek.

2.14(a ’dan �� ve �� değerleri e karşıt gele iyileştir e ö esi ve so rası ağıl yoğu luk � ve �) değerleri ulu ur, daha so ra Şek. 2.14(b ’den

belirlenen ağıl yoğu luklar içi oriji al ve iyileştiril iş oşluk ora ları � ve �

değerleri elde edilir, dolayısıyla Δe (= � − � ) belirlenir. Alan yerdeğiştir e ora ı (� ) Bağı tı 2.3, kolonlar arası merkezden merkeze mesafe (�) ise Bağı tı

. ’de hesapla ır. Bu tasarı yö te i i uygula ası da, ze i koşulları ve ve vi ratör özellikleri değerle dirilerek oluşa ak kolo u olası çapı )

ö ede tah i olu alıdır. Kolo çapları ge ellikle . ila . arası da değiş ektedir. Uygula ada ö tasarı aşa ası da ir kolo çapı ö görülür. Tasarı de e e kolo ları i alatı aşa ası da esle ede kulla ıla malzeme i ha i gözle erek ve esle e alze ede % – 20 kadar bir

sıkış a ora ı ka ul edilerek kolo çapı ı yaklaşık olarak elirle ek ü kü dür. Bazı vi ro düze ekleri de kolo çapı ı elirleye ölçü

ekip a ları da çapları belirleye il ektedir. Eğer gözle e kolo çapları tasarı çapı da farklı ise tasarı da gerekli değişiklikler yapıl alıdır.

Geç işte yapıla gözle ve de eyi lerde yola çıkılarak elde edil iş

istatistiksel değerle dir eler so u u geliştiril iş bir tasarı a ağı Şek. . ’te

verilmektedir (JGS, 1998). Bu abakta yatay eksen orijinal zeminin SPT direnci ��

olarak ta ı la ıştır. İyileştir e so rası ulaşıla “PT dire i �� ise, yatay

eksendeki �� değeri de girilerek değişik ala yerdeğiştir e ora ları � içi

1

�

� Δe

İyileştir e ö esi İyileştir e so rası


31

(a)

(b)

Şekil 2.14. (a) SPT-� – � – ��′ ilişkisi (Gibbs ve Holtz, 19 ve (b) � –

ilişkisi (Aboshi vd., 1991

ta ı la ış eğrilerde düşey ekse e geçilerek elde edile il ektedir. Burada; �� değeri kolo lar arası esafe i ortası daki “PT dire i olarak veril ekte olup, kolo etrafı da uygula a oktası da uzaklaştıkça azala ir iyileş e

SP

T-�

Bağıl yoğu luk, �

60

50

40

30

20

10

0

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Bağıl yoğu luk, �

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Boşl

uk o

raı,

e


32

ora ı olduğu düşü üldüğü de, ir a la da iyileştiril iş ze i kütlesi i i i u sıkılığı ı ya sıt aktadır.

Şekil .15. Orijinal zeminin � değeri ile iyileştir e so rası kazıklar arası daki �� değeri ilişkisi (JGS, 1998)

Baez 99 uygula a ö esi de ve so rası da “PT ve CPT de eyleri yapıla adet vakayı i ele iş ve ala ora ları % ila % arası da değişe uygula alar ve i e alze e ora ı ı % ’i aş adığı siltli ku lar içi Şek. . ’daki

tasarı a ağı ı ö er iştir. Burada, ala ora ı � kolo ala ı ı tek kolo u etki ala ı a ora ı olarak ta ı la ıştır. Tasarı a ağı daki “PT-� değerleri jeolojik yüke göre düzeltil iş değerlerdir (� ).

Ni : iyileştir e ö esi � -değeri Nf : iyileştir e so rası kazıklar arası daki � değeri ar : ala yerdeğiştir e ora ı

� = 0.025 – 0.075 � = 0.075 – 0.125 � = 0.125 – 0.175 � = 0.175 – 0.225

� = 0.20

0 10 20 30

40

30

20

10

Orjinal zeminin SPT-� değerleri (� )

İyile

ştir

e so

rası

ku

kaz

ıkla

rı

aras

ıda

ki S

PT

-� değer

leri

(� �)


33

Şekil .16. Uygula a ö esi ve so rası SPT-� değeri (Baez, 1995)

2.5.2. İ e Malze e Ora ı Yüksek Ku lar

İ e alze e ora ı U“ u aralı elekte geçe veya da e çapı < . mm) %20 ’de fazla ola ku lar içi Bölü . .1’de ta ı la a yö te lere bir

düzelt e yapıl ası ö eril ektedir JG“, 99 . İ e alze e ora ı ı , �� = 3 –

4 darbe/30 ola çok gevşek ku larda iyileştir e erte esi e etkisi Şek.

2.17 ’de gösteril ektedir. Şekil . 7 ’de görüldüğü gi i ku ze i i arta i e alze e iktarı ile iyileş e so rası ulaşıla “PT dire çleri ö e li ölçüde

azal aktadır. Tasarı da i e alze e ora ı ı etkisi i dikkate al ak a a ıyla Bağı tı 2.4’te ta ı la a ir azalt a faktörü uygula ası ö eril ektedir:

= ∆� ∆�∗⁄ = . − �og � .

Burada; �� : i e alze esi yüksek ola ze i de SPT – � direncindeki artış, ∆�∗: SPT – � direncindeki ince malzeme ora ı dikkate alı ada Şekil .

veya 2.16 ’da elde edile artış ve � : i e alze e ora ıdır (%).

İ e alze e ora ı ı iyileştir e ora ı a etkisi Oh ayashi vd. (1999)

tarafı da yapıla arazi ölçü leri ile sapta ış ve kolo erkezi de uzaklığı

SPT-� değeri (uygula a ö esi

SP

T-� � değ

eri (

uygu

laa

sora

sı

� = %20 � = %15 � = %10 � = % 5

40

35

30

25

20

15

10

5

0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20


34

fo ksiyo u olarak Şek. . ’de veril ektedir. Bu gözle lerde, i e alze e ora ı � ) yaklaşık % ola ze i lerde iyileş e i sı ırlı olduğu açıkça görül ektedir.

Şekil .1 . İyileştir e so rası kolo lar arası daki SPT-� değeri ile i e alze e içeriği ( arası daki ilişki (JGS, 1998)

Oh ayashi vd. 999 sıkıştırıl ış ku kolo yö te i ile iyileştiril iş ku lu ze i lerde uygula a ö esi ve so rası da kolo lar arası da yapıla

sondajlarda yeri de süku etteki toprak ası ı katsayıları ı � )

belirle işlerdir. Araştır a ıları ulguları Şek. 2.19’da gösteril ektedir.

Yapıla arazi ölçü leri e göre, iyileştir e ö esi de � katsayısı ortala a . değeri ile te sil edil ektedir. İyileştir e so rası da ise � değerleri . ila .

erte esi e yüksel ektedir. Bu durumda orijinal zeminde yanal gerilmeler

düşey geril eleri yarısı ike , iyileştir e so rası da düşey geril e veya iki katı erte esi e çık aktadır. “o uçta oluşa geril e duru u izotropik veya asal

gerilmenin yatay olduğu, ve ze i davra ışı ı ö ede yükle iş olduğu ir

İ e alze e ora ı, (%)

Orijinal zemin � değeri, ��=3~4

: . ≤ � ≤ .

: . ≤ � ≤ .

: : se olü korelasyonu

: : se olü korelasyo u

��=3~4

1 2 4 6 8 10 20 40 60 80 100

30

25

20

15

10

5

0

İyile

ştir

e so

rası

kol

ola

rı a

rası

daki

SP

T-� değ

erle

ri (� �)


35

konuma gelmektedir. Ishiara vd. (1977), � değeri i arttığı ve geril eleri izotropik duru a geldiği koşullarda ze i i sıvılaş aya karşı dire i i ö e li ölçüde arttığı a dikkat çek ektedir.

Araştır a ılar Şek. . 9’da A sahası daki ölçü leri i iyileştir e uygula ası da iki yıl so ra tekrarla ışlar ve iyileş e so rası yüksele süku etteki ya al toprak ası ı katsayısı � ) değerleri de ir azal a ol adığı, dolayısıyla ze i i geril e duru u daki iyileş e i kalı ı olduğu yoru u u yap ışlardır Ohbayashi vd. 1999).

Şekil .18. Değişik i e alze e ora ları içi kolo erkezi de uzaklığa bağlı olarak � değeri deki artış, ∆� (Ohbayashi vd., 1999)

Tsuka oto vd. arazide yaptıkları ölçü leri değerle direrek iyileş e ö esi “PT dire çleri �� , iyileş e so rası ulaşıla “PT dire çleri ��) ile alan

yerdeğiştir e ora ı ı � arası daki ilişkiyi istatistiksel olarak yoru layıp Şek. .20’deki tasarı a ağı ı ö er işlerdir. Buradaki “PT – � değerleri kN/m

2 örtü yükü geril esi e göre düzeltil iş değerlerdir � ).

Tsuka oto vd. tarafı da derle e arazi ölçü leri Krish a ve Madhav 9 tarafı da istatistiksel olarak yoru la arak korelasyo eşitlikleri e

dö üştürül üştür. Araştır a ıları ö erdiği korelasyonlar Bağı tı . ’te veril iştir:

0 0.35 0.5 1.0 1.5 2.0

Kum

Kolon

Kolon merkezinden mesafe (m)

30

20

10 � değer

ide

ki a

rtış

, ∆� İ e da e ora ı � )

0 ≤ � < %20

20 ≤ � < %40

40 ≤ �


36

�� = �� + � ��+ � .

Bu ağı tıda; ve : korelasyo katsayıları olup u değerler içi =. � . �� ve = . �� bağı tıları ö eril iştir. Bu a alitik ağı tı Krish a ve Madhav, 9 ile Tsuka oto vd. tarafı da ö erile tasarı a akları Şek. .20 ’de kıyasla ış ve iki tasarı kriteri i ka ul edile ilir

itelikte ir iri ile uyu lu olduğu gösteril iştir. Diğer ir deyişle, yapıla arazi gözle leri Bağı tı . ’te verile korelasyo eşitliği i geçerli olduğu u vurgula aktadır.

Şekil .19. Sıkıştırıl ış ku kolo uygula aları da � değerleri deki artış

(Ohbayashi vd., 1999)

Krishna ve Madhav 9 a aliz so uçları ı Şek. .21’de gösterildiği gi i ala yerdeğiştir e ora ı � ile iyileş e so rası ve ö esi “PT dire çleri i ora ı, � (= �� ⁄ arası daki ilişkiyi vere ir tasarı a ağı şekli de vermektedirler. Buradaki SPT – � değerleri kN/ 2

örtü yükü geril esi e göre düzeltil iş değerlerdir � ).

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0 1 2 3

İyile

şe

sora

sı sü

kuet

teki

ya

al to

prak

bas

ıı k

atsa

yısı

İyileş e ö esi süku etteki ya al toprak bası ı katsayısı

A sahası he e iyileş eso rasıA sahası iyileş ede yıl so raB “ahası

C “ahası

D “ahası


37

Şekil . . İyileştiril iş ve iyileştiril e iş ze i e ait SPT – � değerleri arası daki ilişki (Krishna ve Madhav, 2009)

Şekil 2.21. Yerdeğiştir e ora ı ile iyileş e ö esi ve so rası SPT – � değeri

arası daki ilişki (Krishna ve Madhav, 2009)

A pirik eğri Tsuka oto vd.,

Mevcut analiz

Arazi verileri

(Tsukamoto vd., 2000) � = %2 � = %4 � = %6 � = %8 � = %9.6 � = %15 � = %23

� = %20

%15

%10

%6

%2

0 5 10 15 20 25 30 35

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

İyileştiril e iş ze i e ait SPT – � değeri

İyile

ştiri

liş

zei

e ai

t SPT

– � � değ

eri

Ala yerdeğiştir e ora ı, �� (%)

�=� ��⁄

0 5 10 15 20 25

7

6

5

4

3

2

1

Analiz verileri (Tsukamato vd., 2000) �� = 4 – 7 �� = 7 – 9 �� = 9 – 14 �� = 14 – 18 �� = 20 – 25

�� = 4

6

10

15

25 20

“ı ılaş a e Vi o-“ıkıştı a

38

. . Sıvılaş a ve Vibro-Sıkıştır a

Özellikle suya doygu gevşek kohezyo suz ze i leri , depre sırası da aşırı erte ede yüksele oşluk suyu ası ı ede iye efektif geril eleri çok

küçük değerlere i esi so u u ze i kay a dire i i ta a e yitir ekte ve ir sıvı gi i hareket et ektedir. )e i leri u davra ış içi i sıvılaş a

olarak ta ı la aktadır.

“ıvılaş a so u u oluşa düşey deplas a ve yatay ötele eler sonucu her

türlü üst ve altyapıda ö e li hasarlar oluş aktadır. Bu hasarlar ze i sıvılaş ası so u u ya al desteği kay ol ası ede iyle depre koşulları ı yarattığı ilave ya al tesirleri taşıya az duru a gelmesinden

kay akla aktadır.

)e i i sıvılaş aya karşı güve lik duru u “eed ve Idriss 9 tarafı da Bağı tı . ’da verile güve lik sayısı kavra ı ile ta ı la ıştır. = .

Burada; : devirsel dire ç ora ı, : devirsel geril e ora ı olup Bağı tı 2.7’de hesapla aktadır. = . �� ′ .

Burada; ��: ze i de oluşa yatay iv e i aksi u değeri, �: yer çeki i ivmesi, �� ve ��′ : i ele e deri likte topla ve efektif düşey geril e ve :

derinlik azaltma faktörü olup Bağı tı 2.8’den hesap edilebilir.

= { � < . �ç�� . − . �. < � < �ç�� . − . �} .

Burada; �: incelenen derinliktir (m).


39

Devirsel dire ç ora ı ) ise SPT-� değerleri veya CPT uç dire i

para etreleri yardı ı ile tayi edil ektedir. “eed vd. (1985) tarafı da ö erile devirsel geril e ora ı ile ze i i devirsel dire ç ora ı ı te sil eden SPT-� değeri arası daki ilişki Şek. 2.22’deki abakta verilmektedir.

Buradaki � değeri ze i örtü yükü içi düzeltil iş değerdir. Bu a akta; � : zemi deki i e alze e yüzdesi < . 4 mm dane boyutu, % silt+kil) ve

: depre i o e t üyüklüğüdür moment magnitude).

Eğer i ele e deri likteki ir ku iri i de ve � değerleri ile te sil edile okta Şek. 2.22 ’de ta ı la a sı ır çizgileri i sağı da kalıyor ise ze i de sıvılaş a riski yoktur > 1.0 . Aksi taktirde, okta sı ır çizgisi i solu da kalıyor ise, ze i de sıvılaş a riski vardır < 1.0 ve ö le alı alıdır. Diğer ir deyişler sıvılaşa / sıvılaş aya duru arası daki çizile eğriler ir a la da = . koşulu u ya sıt aktadır.

Şekil 2.22. SPT-� değeri e bağlı sıvılaş a dire i (Seed vd., 1985)

Eğer sıvılaş aya karşı ö le olarak vi ro-sıkıştır a yö te i uygula a ak ise Şek . ’deki a akta sıvılaş a sı ır çizgisi i solu da ola okta ı ,

ince malzeme : %35 %15 %5

“ıvılaş a

Bölgesi

“ıvılaş a Ol aya

Bölge

= 7.5 depremleri

0 10 20 30 40 50

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

Devi

rsel

ger

ile

ora

ı, �

SPT – �

“ı ılaş a e Vi o-“ıkıştı a

40

değeri sa it kal ak koşulu ile, sı ır çizgisi i sağı a geçe il esi içi gerekli en

küçük “PT – � değeri i kaç olduğu belirlenir. Bu SPT – � değeri Bölü . ’te ta ı la a hedef değerdir. Bu hedef değere ulaşıla il esi içi gerekli ala ora ları ve vibro-sıkıştır a oktaları arası daki esafeler Bölü

. ’te yö te lerde verile kriterlere göre elirle ir.

Baez tarafı da ö erile farklı ir yaklaşı da kolon ve etki ala ı içerisi deki ze i birim hü re olarak ta ı la aktadır. Biri hü re içerisi deki kolon ile

ze i arası daki geril e dağılı ı ı hesa ı da, depre hali de kolo ları ve o ları çevreleye ze i i deplas a ları ı ay ı ola ağı varsayı ı da hareket edil ektedir. Bu ka ule göre depre de oluşa kay a geril eleri, kolo ile ze i arası daki rijitlik farkı da dolayı, göre eli olarak daha rijit ola kolo lar üzeri de yoğu laş aktadır. Deprem durumundaki geril e şartları Şek. . ’te

gösteril ektedir. Bu yö te Baez ve Martin (1993) ve Baez (1995) tarafı da taş kolo lar içi ö eril iş, Özsoy ve Durgu oğlu tarafı da jet-

enjeksiyo kolo uygula aları a uyarla ıştır.

Şekil . 3. Düşey olarak yayıla kay a dalgaları ı tekrarlı yükle e duru u da geril e paylaşı ı ı idealizasyo u (Baez ve Marti , 199

Bu yaklaşı da ze i ve kolo da depre es ası da e zer mertebelerde

kay a defor asyo ları oluşa ağı da , ze i i taşıdığı kay a geril esi i (� )

toplam kayma gerilmesine (� ora ı Bağı tı .9 ’da hesapla aktadır. � �⁄ = [� + − � ] .

Zemin

Vibro kolon

��

� ��

��

� ��

�


41

Bu ağı tıda; : odül ora ı olarak ta ı la aktadır. Modül ora ı ise rijit

kolon kayma defor asyo odülü ü ( ) doğal ze i i kayma deformasyon

odülü e ( ) ora ıdır.

“ıvılaş aya karşı güve lik sayısı ge ellikle ze i i ev ut devirsel kay a direncinin ( ) depre i yarattığı devirsel kay a geril eleri e ( ) ora ı olarak ta ı la aktadır. Bu duru da depre ö esi güve lik sayısı = � �⁄ olarak elirle e ilir. İyileş e so rası güve lik sayısı ı e az =

. ol ası gerektiği de Bağı tı 2.9 kulla ılarak gerekli ala ora ı (� )

elirle e ilir. Ala ora ı ı pratik olarak hesapla ası içi hazırla ış ola tasarı a ağı Şek. . 4’te veril ektedir. Bu a akta yatay ekse ze i i doğal halde sıvılaş aya karşı güve lik sayısıdır. Düşey ekse ise sıvılaş aya karşı güve lik sayısı ı = . ol ası içi gerekli ala yerdeğiştir e ora ı ı ver ektedir. A akta verile eğriler değişik odül ora ları ı te sil etmektedirler.

Şekil . 4. İyileştir e so rası sıvılaş aya karşı � = 1 elde et ek içi gerekli ala ora ları (Baez, 199

Doğal ze i i sıvılaş aya karşı � (iyileştir e ö esi

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

� =

� =

� =

� =

� = � =

Ala

yer

deği

ştir

e or

aı,

� �

Kalite Kontrol Kriterleri

42

Prie e 99 sıvılaş ayı ö leyi i yö te olarak vi ro kolo ları kulla ıl ası durumunda, ö erile kriterlerde vi ro-sıkıştır a ı ze i i sıkılığı ı arttır ak suretiyle sıvılaş ayı e gellediği i ifade et ektedir. A ak oluşa rijit kolo ları ze i i sıkılaştır a ı da ötesi de, ze i i sıvılaş aya karşı sta ilize ede etkileri i olduğu u vurgula aktadır. Bu etkiyi dikkate al ak içi ise iyileştiril e iş ze i içi hesapla a devirsel geril e ora ı ın ( ) Şek. 2.25’te ta ı la a ası ç ora ı ( ) ile çarpılarak azaltıl ası ı ö er ektedir. Şekil 2.25’teki ası ç ora ı rijit kolo lar arası da kala ze i üzeri e etkiye gerilmenin (� ) uygula a ü ifor geril eye (�) ora ı olarak ta ı la aktadır. Araştır a ı u ora ı , ala yerdeğiştir e ora ı (� ) ve kolon malzemesinin

kay a dire i açısı ı (�′) fo ksiyo u olduğu a da dikkat çek ektedir. Burada; � : ze i i Poisso ora ıdır.

Şekil 2.25. Kolo lar arası daki geril e i uygula a ü ifor geril e değeri e ora ı (Priebe, 1995)

2.7. Kalite Kontrol Kriterleri

Vi ro sıkıştır a yö te i i yüzeyde kır ataş veya çakıl eslenmesi

yap aksızı sadece vibrasyon etkisi ile doğal ze i in sıkıştırılması ı ze i de et ir otur a şekli de ortaya çıktığı durumlarda, doğal ze i deki otur a iktarları ı elirle esi ulaşıla iyileş e erte esi i ir ölçüsüdür. Bu

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

� = 1/3

�′ = 45.0°

�′ = 42.5° �′ = 40.0°

�′ = 37.5°

�′ = 35.0°

��⁄ = � ��⁄

=��⁄


43

otur a iktarları da ze i i iri ağırlığı ve ağıl yoğu luğu daki artışlar, oşluk ora ı daki azal alar ve hedefle e ze i özellikleri e ulaşılıp

ulaşıla adığı tespit edilebilmekte ve operasyo so rası daki otur alar ir kalite ko trol kriteri olarak kulla ıla il ektedir.

Ku lu ze i ler içi geçerli ola vi ro-sıkıştır a uygula aları da kalite ko trolu kolo ları arası esafe i ortası da yapıla “ta dart Penetrasyon

Deneyi (SPT), Konik Penetrasyon Deneyi (CPT), Dilatometre Deneyi (DMT) veya

Presiyometre deneyleri (PMT) ile yapıl aktadır. Ayrı a özellikle vi ro-sıkıştır a uygula aları da jeofizik ölçü ler de, ör eği kay a dalgası hızı, kalite

ko trolü de kulla ıla il ektedir. Bu ze i lerde iyileş e erte esi kriteri tasarı aşa ası da hedeflenen “PT dire i veya CPT uç dire i, presiyo etre veya dilato etre defor asyo odülü olarak elirle ektedir. İ şaat aşa ası da tasarı da elirle iş ola hedef para etreleri kolo lar arası da ulaşılıp ulaşıla adığı ı tespiti kalite ko trol içi yeterli ol aktadır. Ayrı a

üyük ölçekli saha yükle e de eyleri ve doğruda iri hacim ağırlık ölçü leri de kalite ko trolünde kulla ıla yö te lerdir.

Vibro-sıkıştır a uygula ası ö esi ve so rası da elde edile tipik ir “PT-

deri lik ilişkisi Şek. . 6’da (JGS, 1998) ve CPT ko i uç dire i deki artışlar Şek. . ’de gösteril ektedir (Kirsch ve Kirsch, 2010).

Vi ro uygula aları da kır ataş veya çakıl esle esi yapıldığı da sıkıştırıl ış doğal ze i içerisi de rijit ir kolo oluş aktadır. Bu uygula alarda aşağıdaki kayıtları tutul ası ve değerle diril esi kalite ko trol açısı da ö e arz

etmektedir:

i. Her kolo u üst ve alt kotu

ii. Kolo a yerleştirile alze e iktarı iii. Zemi yüzeyi de oluşa ka ar a veya çök eleri iktarı iv. Vi ratörü del e ve sıkıştır a es ası daki güç kulla ı ı v. Delgi ve kolo u ta a la a süreleri

vi. Su veya hava jeti ası çları vii. Karşılaşıla e geller, ge ik eler ve izle e ekle eye duru lar


44

Şekil 2.26. Uygula a ö esi ve so rası elde edile SPT dire çleri (JGS, 1998)

Şekil . 7. Uygula a ö esi ve so rası elde edile CPT uç dire çleri (Kirsch ve Kirsch, 2010)

0 10 20 30

SPT-�

YASS (-2.70m)

iyileştir e ö esi de ölçü No. iyileştir e so rası da ölçü No. iyileştir e so rası da ölçü No.

Zemin

Profili

0

5

10

15

20

De

rin

lik

(m

) D

eri

nli

k (

m)

0 5 10 15 20 25

CPT uç dire i, � (MN/m2)

0

5

10

15

20

25

İyileştir e ö esi de

İyileştir e so rası da


45

Yapıla gözle lerde vi ro yö te le sıkıştırıl ış ku larda operasyo so rası da za a la CPT/“PT dire çleri de ir artış gözle iştir. Bu ede le ö emli projelerde kalite ko trol de eyleri i uygula a ı itişi de iti are

elli za a aralıkları da tekrar edil esi ve za a la kaza ıla iyileş eleri değerle diril esi ö eril ektedir Kirs h ve Kirs h, 2010).

Gü ü üzde kalite ko trolünü her kolo da sürekli olarak taki i e yö elik elektro ik izle e siste leri geliştiril iştir Çevik vd., 2014). Bu sistemler

vibroflotu ağlı olduğu hidrolik kazık alt taşıyı ısı ı ya da vi i kulesi e o te edil iş deri lik se sörü, güç ü itesi e o te edil iş hidrolik ası ç-

ölçer, taş esle e za a ları da kuyuya oşaltıla taş ha i i kayıt altı a ala operatör uto u ve ka i içerisi e yerleştiril iş veri topla a ü itesi de oluş aktadır Şekil . 8).

Veri kayıt siste i, taş kolo uygula ası a aşla ada ö e kolo ilgileri i giril esi ile aktif hale getirilir. “iste i aktif hale getiril esi ile za a a ağlı

ası ç ve deri lik kaydı aşlar. Kayıtla era er, ka i içerisi deki o itörde eş za a lı olarak deri lik ve ası ç değişi leri izle e ilir; u sayede operatör i ile deri liği, taş kolo u sıkış ası içi ö görüle aşağı-yukarı vi ratör hareketleri i ve ası ç değişi leri i takip ede ilir.

Delgi deri liği e ulaşılıp vi ratörü geri çekil esi ile ekip a ı i diği so deri lik ve delgi süresi oto atik olarak kaydedilir; u sayede delgi i iste e deri liğe kadar yapılıp yapıl adığı da kayıt altı a alı ış olur.

“ıkıştır a safhası a geçildiği de, operatör kuyuya her alze e girişi de, ka i içerisi deki uto a asarak, siste e alze e girişi i ildirir. Malze e

iktarı ı sta dartlaştırıl ası içi , alze eyi döke kepçe veya kova ı ha i işi aşı da ölçülerek, ö ede siste e girilir.


46

Şekil . 8. Dijital veri topla a siste i (Çevik vd., 1

“iste i tü düşey hareketleri, alze e girişi ve ası ç değişi leri i kaydet esi ile sıkıştır a ı kuralları a uygu olarak yapılıp yapıl adığı ı tespiti ü kü olur. “öz ko usu veri kayıt siste leri opsiyo el olarak, düşeylik, a plitüd, freka s veya koordi at ölçü ü ve kaydı yapa ak şekilde do atıla ilir.

Dijital veri kayıt siste leri, dipte ve üstte esle eli taş kolo yö te leri i hepsinde uygulanabilir. Elektro ik kayıt siste i i uygula dığı ir uygula ada elde edile veri ta a ı Şek. . 9’da su ul uştur.

Veri Toplama

Ü itesi

Bağla tı Kutusu

Operatör Butonu

Derinlik

“e sörü

Okuma

Ü itesi

Hidrolik

Bası ç Ölçer


47

Şekil. . 9. Elektro ik kayıt siste i i uygula dığı bir uygula ada elde edile veri taba ı (Çevik vd., 1

Vibratör Gü ü Kolo Çapı Topla kır ataş iktarı ( 3

) 7

Kaynaklar

48

2.8. Kaynaklar

Aboshi, H. vd. (1979). The Co poze : A Method to I p o e Characteristics of Soft Clays by Inclusion of Large Diameter Sand

Colu s , Collo ue I te atio al su le Re fo e e t des “ols, ENPC-

LCPC, Paris.

A oshi, H. e “ue atsu, N. . “a d Co pa tio Pile Method: “tate of A t Pape , d. I t. Geote h. “e i a o “oil I p o e e t Methods, NTI, Singapur.

Aboshi, H., Mizunu, Y., ve Kuwabara, M. P ese t “tate of “a d Co pa tio Pile i Japa , Deep Foundation Improvements: Design,

Construction and Testing, ASTM, STP 1089.

Baez, J. I. . A Desig Model fo the Redu tio of “oil Li uefa tio Vibro-“to e Colu s , Ph.D. Dissertation, Univ.of South Caroline, LA, CA,

207syf.

Baez, J. I. ve Martin, G. R. . Ad a es i the Desig of Vi o “ ste s fo the I p o e t of Li uefa tio Resista e , Proc. Of Symp. on

Ground Improvement, Vancouver Geotech. Society, Canada.

Basore, C. E. ve Boitano, Z. D. (1969). “a d De sifi atio Piles a d Vi oflotatio , ASCE, SMFE V.95, SM6, pp: 1303-1323.

Bergado, D. T. vd. (1994). I p o e e t Te h i ues of “oft G ou d i “u sidi g a d Lo la d E i o e t , Balkema, Rotterdam.

Brown, R. E. (1977). Vi oflotatio Co pa tio of Cohesio less “oils ,

Journal of Geotechnical Engineering, ASCE 103, GT12.

Çe ik, A. Ö., Yıldız, M. e Eki i, A. . Taş Kolo la da Dijital Ve i Ka ıt “iste le i ile Kalite Ko t ol Yö te i , )e i Meka iği e Te el Mühe disliği O eşi i Ulusal Ko g esi, O ta Doğu Tek ik Ü i e stiesi, Ankara.


49

Degen, W. (1977). 56 m Deep Vibro-Compaction at German Lignite

Mi i g A ea , P o . d I tl. Co f. o G ou d I p o e e t Geos ste s, Londra.

Esrig, M. I. ve Bachur, R. C. (1991). Deep Fou datio I p o e e ts: Desig , Co st u tio a d Testi g , ASTM, STP 1089.

Gibbs, H. J. ve Holtz, W. G. . Resea h o Dete i i g the De sit of “a ds “poo Pe et atio Testi g , Proc. 4th.ICSMFE, London, 1: 35 -

39.

Ishiara, K., I a oto, A., Yasuda, “. e Takatsu, H. . Li uefa tio of Un-Isot opi all Co solidated “a ds , Proc.9th. ICSMFE, syf:11-15.

JGS; ed.: Japanese Geotechnical Society (1998). Re edial Measu es Agai st “oil Li uefa tio , A.A. Balke a, Rotte da .

Kirsch, K. ve Kirsch, F. (2010). G ou d I p o e e t Deep Vi ato Methods , Spon Press, an imprint of Taylor and Francis, 198 syf.

Kitazume, M. (2005). The “a d Co pa tio Pile Method , A.A. Balke a Publishers, Singapur, 232 syf.

Krishna, A. M. ve Madhav, M. R. . T eat e t of Loose to Mediu De se “a ds G a ula Piles , Geotech. Geol. Engnr., 27: 455 – 459.

Massarsch, K. R. (1994). Desig Aspe ts of Deep Vi ato Co pa tio , Proceedings Seminar on Ground Improvement Methods, Hong Kong Inst.

Civ. Eng.

Massarsch, K. R. ve Fellenius, B. H. . Deep Vi ato Co pa tio of G a ula “oils , Ground Imp.-Case Histories, Ch. 19, Elsevier, syf.: 633 –

638.

Moseley, M. P. ve Priebe, H. J. . Vi ote h i ues , G ou d Improvement, Blakie Academic and Professional, Glasgow.

Murayama S. ve Ichimoto, E. (1982). “a d Co pa tio Pile Method ,

Symp. On Soil and Rock Imp. Methods. AIT, Bangkok, syf: A.5.1 – A.5.1.3

Kaynaklar

50

Oh a ashi, J., Ha ada, K. e Ya o oto, M. . Resista e Agai st Li uefa tio of G ou d I p o ed “a d Co pa tio Pile Method ,

Earthquake Geotech. Engnr. Secoe Pinto (ed), Vol.2: 549 – 554, Balkema,

Rotterdam.

Özso , B. e Du gu oğlu, H. T. . “ı ılaş a Etkile i i Yüksek Ka a Modüllü )e i -Çi e to Ka ışı lı Kolo la la Azaltıl ası , 5. Ulusal

Dep e Müh. Ko f., İsta ul.

Priebe, H. J. . Die e essu g o Rüttelstopf e di htu ge , Die

Bautechnik, Vol.72, No.3.

Rodger, A. A. (1979). Vibrocompaction of Granular Soils , Cementation

Research Limited, Internal Report No: R7/79.

“eed, H. B. e Id iss, I. M. . A “i plified P o edu e fo E aluati g Soil Li uefa tio Pote tial , J“MFD, A“CE, “M .

Seed, H. B., Tokimatsu, K., Harder, L. F., ve Chung, R. M. (1985). "The

Influence of SPT Procedures in Soil Liquefaction Resistance Evaluations", J.

Geotech. Engrg., ASCE, 111(12): 1425 – 1445.

Tsukamoto, Y., Ishiara, K., Yamamoto, M., Harada, K. ve Yabe, H. (2000).

“oil De sifi atio due to “a d Pile I stallatio fo Li uefa tio Re ediatio , Soils & Found. 40 (2): 9 – 20.

Kohez o lu )e i le de Vi o Ye değişti e Yö te i: Taş Kolonlar

51

Bölüm 3

KOHEZYONLU ZEMİNLERDE VİBRO YERDEĞİŞTİRME

YÖNTEMİ : TAŞ KOLONLAR

3.1. Genel

Taş kolo lar vi ro-yerdeğiştir e yö te i ile kohezyo lu ze i ler içerisi de kır ataş veya çakıl esle erek oluşturula kolo lardır. Ö eki ölü de ayrı tılı olarak a latıldığı gi i kohezyo suz ze i lerde vi ratörü ze i içerisi de yarattığı titreşi ler kolo etrafı daki ze i i sıkıştır akta ve sıkılığı ı arttır aktadır. Bu duru kohezyo lu ze i ler içi geçerli değildir. Vi rasyo u yarattığı titreşi ler kil ze i i kıs e ya al ötele esi e ede ol akta, a ak ze i i kay a daya ı ı da ir artış veya sıkışa ilirliği de ir azal a yarat a aktadır. Literatürde vi ratörü ya al dar eleri ile kil zeminde

kuyu çeperleri de ir ya al geril e artışı olduğu, u geril e altı da za a la kili ko solide olarak özellikleri i ir iktar iyileştiği yö ü de ulgular yer

al aktadır. A ak pratikte u iyileş e i erte esi ih al edilir seviyelerde olduğu ka ul edil ekte ve tasarı da dikkate alı a aktadır.

Kil ze i lerde oluşturula taş kolo ları eka ik davra ışı uygula a so rası özellikleri değiş eye kil ile kil içerisi de oluşturul uş rijit taş kolo larda oluşa ko pozit ir alze e olarak yoru la aktadır. İyileştiril iş ze i i taşı a gü ü ve otur a özellikleri pre sipte ko pozit ze i odeli esas

alı arak geliştiril iştir.

U gula a Yö te le i

52

3.2. Uygula a Yö te leri

Vibro-yerdeğiştir e yö te i ile teşkil edile taş kolo lar, zeminlerin dane

dağılı ı özelliklerine ağlı olarak Şek. .9 ’da B ölgesi dışı da kala ze i lerde uygula aktadır. İleriki ölü lerde açıkla a ağı gi i taş kolo lar

ile güçle diril iş ze i lerde, taşı a gü ü kolo ları çevresindeki zemin ile

etkileşi i e ağlıdır. Bu ede le, yö te i uygula a il esi içi kolo ları çevresi deki doğal ze i i i elli ir daya ı a sahip ol ası gerek ektedir.

Kumlu zeminlerde i e alze e ora ı daki artışa ağlı olarak vi ro sıkıştır a yö te i de gerekli iyileş e i sağla a il esi içi uygula a oktaları arası daki esafe azal aktadır. Ör eği i e alze e ora ı ı % ’u aştığı duru larda vi ratörde yayıla titreşi ler ze i i kohezyonu nedeniyle

taneleri bir iri de ayırıp daha sıkı ir ko u a sıkıştır akta yetersiz kal aktadır. Bu tür göre eli olarak yu uşak ve geçiri siz ze i ler taş kolo teşkili ile iyileştirile il ektedir.

Taş kolo uygula aları da ze i i dre ajsız kay a daya ı ı değeri e ağlı olarak iki yö te kulla ıl aktadır:

(i) Üstte Beslemeli Islak Vibro-Yerdeğiştirme Yö temi: Su altı da ve dre ajsız kay a daya ı ı ı = 10 – 30 kN/m

2 aralığı da ola killer içi uygu ir

yö te dir.

Bu yö te de vi ratör vi roflot düşük ası çlı a ak yüksek ha i li su jeti kulla ılarak iste ile deri liğe kadar i dirilebil ektedir. “u jeti vi ratörü ze i içerisi de ilerle esi e yardı ı ol akta, sürekli su sirkülasyo u ile açıla kuyu u göç eye karşı sta ilitesi i sağla akta, kuyu çeperleri de döküle ze i su sirkülasyo u ile yüzeye taşı akta, ve kuyu içerisi e yerleştirile çakılı düzgü dağılı ı a katkıda ulu aktadır. Özellikle yeraltı su seviyesinin ta lası ı yüksek olduğu yu uşak ze i lerde kuyu sta ilitesi kritik ol akta ve u yö te ter ih edil ektedir.


53

Delgi istenile deri liğe ulaştığı da vi ratör aşağı yukarı hareket ettirilerek su

jeti ile kuyu te izle dikte so ra, vi ratör yüzeye alı ıp kuyu içerisi e . ila . yüksekliği de kolo iri i i oluştura ak iktarda taş dolgu

alze esi üstte oşaltılır. “o rası da vi ratör taş dolguya daldırılarak titreşi ile kolo alze esi sıkıştırılır ve ya al olarak ötele ip kolo çapı ge işletilir. Kolo u sıkış ası a paralel olarak vi rasyo lar çevre ze i i de de etkili ol aya aşlar ve kolo u sara ze i de ir iktar sıkış a yaratılıp,

kolo u doğal ze i ile ütü leş esi sağla ış olur. Gra üler taş dolgu alze esi i sıkıştırıl ası aşa ası da, vi ratörü ilerleyiş hızı daki azal a ve

güç kulla ı ı daki artış izle erek herha gi ir deri lik aralığı da yeterli sıkış a ı sağla ıp sağla a adığı ko trol edile il ektedir. Bu işle kuyu u

ta a ı doldurula a kadar tekrarla arak deva ettirilir. İ alat aşa aları Şek. 3.1’de gösteril ektedir.

Şekil .1. Üstte besle eli ıslak vibro-yerdeğiştir e yö te i i uygula ası (Keller Grubu, 2015)

Bu yö te i ava tajları hızlı ol ası, sıkı ve sert ze i lerde ilerleye il esi, kuyu sta ilitesi i sağla ası, üyük çaplı kolo teşkili, kolo ları yüksek taşı a


54

gü ü kapasitesi e sahip ol ası ve daha ge iş gradasyo aralığı da taş kolo malzemesi kulla ılabilmesi olarak sırala a ilir. Dezava tajı ise kolo i alatı sırası da çok iktarda saatte – galo su kulla ı ıdır ve ula aç şekli deki kirle iş ola suyu depola ası, sedi a tasyo yö te i ile tekrar kulla ıla ile ek erte ede te izle esi veya atıl ası soru teşkil et ektedir. Yerleşi ölgeleri de ve küçük ala larda yö te i uygula ası güçleş ektedir. Elde edile ile kolo çapları ile aralığı da değiş ektedir.

Bu yö te i uygula ası da çevre ze i i de kaydadeğer ir sıkış a

ol a akta ve kuyu çeperleri de ileri dere ede ir sıva a etkisi yaratıl a aktadır. Bu ede lerle ze i deki oşluk suyu kolo lara ser estçe drene olabilmekte ve konsolidasyon süreleri ö e li ölçüde azal aktadır.

Bu yö te de taş kolo alze esi olarak – çap aralığı da ü ifor gradasyo a sahip çakıl veya kır ataş alze eleri kulla ıl ası ö eril ektedir. Bu tür alze eler vi ratör ile kuyu çeperi arası daki oşlukta kolaylıkla esle e il ektedir. Yapıla gözle lerde u kolo alze esi içerisi deki oşlukları çevre doğal ze i deki ku ve silt boyutundaki daneler

ile dolarak iyi dere ede sıkıştığı, kil oyutu daki ze i i ise flotasyo la yüzeye taşı dığı tespit edil iştir.

(ii) Üstte Beslemeli Kuru Vibro-Yerdeğiştirme Yö temi: Dre ajsız kay a daya ı ı ı = 30 – 50 kN/m

2 aralığı da değiştiği daha yüksek daya ı lı ve

sta il killerde uygula aktadır. Bu yö te de vi ratör ke di ağırlığı ve siste e monte edile ağır ağla tı tijleri i yardı ıyla ze i içerisi de ilerleyebilmektedir. İlerle e vi ratörü u u da tat ik edile hava jeti ile hızla dırıl aktadır. Pla la ış deri liğe i ildikte so ra kuyuya kolo

alze esi esle e il esi içi vi ratör yüzeye çıkarıl akta ve kolo alze esi kademeli olarak kuyuya doldurul aktadır. Daha so ra vi ratör kuyu di i e yerleştiril iş alze e i içerisi e daldırıl akta, kısa a evralarla aşağı/yukarı hareketlerle kuyuya doldurulan alze eyi sıkıştır akta, vi ratör yüzeye alı arak ye ide esle e yapıl aktadır. Bu işle ler ta kolo oyu a ulaşılı aya kadar tekrar et ektedir. Vi ratörü çıkarıl ası aşa ası da


55

kuyuda yaratılan vakum etkisi uygulanan hava jeti ile en aza indirilmekte ve

kuyu u göç esi ö le ektedir.

Bu siste i ıslak üstte esle eli siste de tek farkı delgi işle i es ası da su

jeti kulla ıl a asıdır. Bu uygula ada vi ratörü yüzeye alı dığı aşa ada kuyu u sta il ol ası gerek ektedir. Dolayısıyla ağırlıklı olarak dre ajsız kayma daya ı ı ı 30 – 50 kN/m

2 aralığı da ola kohezyo lu ze i lerde

kulla ıl aktadır. Bazı uygula alarda ilerle eyi kolaylaştır ak içi ası çlı hava kulla ıl aktadır. Yö te i uygula a il esi içi yeraltı suyu u iyileştir e deri liği i altı da ol ası gereklidir. Bu yö te ıslak yö teme

kıyasla daha yavaştır. Kuyu sta ilitesi e katkıda ulu ak a a ıyla vi ratörü kuyuda ekletil esi gerektiği duru larda taş kolo alze esi da e boyutunun 25 ile sı ırla dırıl ası gerekir. Kolo çapları ve kolo taşı a güçleri ıslak yö te e kıyasla daha küçüktür. “u kulla ıl a ası yö te i en

ö e li ava tajıdır.

(iii) Dipten Beslemeli Kuru Vibro-Yerdeğiştirme Yö temi: Derin uygulamalarda

vi ratörü yüzeye çıkarıl ası aşa ası da kuyudaki göç eler oluş akta ve

kuyu sta ilitesi i sağla ası da soru lar yaşa aktadır. Bu ede le vi ratörü kuyuda çıkarıl ası ı gerektir eye özel ir siste geliştiril iştir. Bu yö te Dipten Beslemeli Kuru Vibro-Ye değişti e Yö te i olarak

ili ekte ve dre ajsız kay a daya ı ı düşük killerde de ≈ 10 kN/m2)

uygulanabilmektedir. Yö te i uygula ası Şek. . ’de gösteril ektedir.

Bu siste de vi ratör ir çelik oru u u u a ağla ıştır. “iste e tre i orusu şekli de iki i ir oru ile alze e esle e kovası o te edil iştir.

Besle e orusu vi ratör ile irlikte elirle e deri liğe i dirilir. Delgi i aşla gıç aşa ası da hava jeti de kulla ıla ilir. “iste i 0.5 – . aralıklarla

yukarı çekil esi es ası da kuyu di i esle e orusu da aka taş dolgu alze esi ile dolar. “o rası da vi ratör taş dolguya daldırılarak titreşi ile

kolo alze esi sıkıştırılır ve ya al olarak ötele ip kolo çapı ge işletilir. Bu işle kuyu u ta a ı doldurulu aya kadar tekrarla arak deva ettirilir.


56

Şekil . . Dipte besle eli kuru vibro-yerdeğiştir e yö te i (Keller Grubu, 2015)

Kolo i alatı da – 40 ta e oyutu a sahip çakıl veya kır ataş alze e kulla ıl ası ö eril ektedir.

Bölü ’de açıkla a Sıkıştı ıl ış Kum Kazık Yö te i ay ı za a da kohezyo lu ze i lerde taş kolo i alatları da kulla ıl aktadır.

Gü ü üzde taş kolo i alatları a a a yö elik olarak tasarla ış özel ekipmanlarla da yapıla il ektedir. Özel ekip a lar arası da dipte esle e

orusu u vi ratörü içerisi e yerleştirildiği vibro-kedi (vibrocat) (Kircsh ve

Kirsch, 2010) sistemi ve da eli i atö sistemleri (Sentez-Geopier

Foundations Grubu, 2015) yer al aktadır.

Vibro-kedi sistemi dipten beslemeli kuru yö te olup özel vi ratörü detayları Şek. . ’te veril ektedir. Bu siste le teşkil edile kolo lar eliptik ir kesit

oluştur akta ve tasarı da eşdeğer dairesel kesite dö üştürül ektedir. “iste ge ellikle orta şiddette yaklaşık ar dip hava jeti ile çalış akta olup;

ilerle e gü ü, ilerle e hızı ve uygula a deri liği olarak diğer siste lerde daha ava tajlı ko u dadır.


57

Dar eli vi ratörler “e tez-Geopier Foundations Gru u tarafı da kulla ıl aktadır. Dar eli kır ataş kolo lar forajlı ve forajsız ol ak üzere iki değişik yö te le teşkil edil ektedir.

Şekil . . Vibro-kedi tipi vibratörleri detay görü ü ü (Kirsch ve Kirsch, 2010)

Fo ajlı darbeli kı ataş kolonları teşkili de burgulu foraj yö te i kulla ılarak tasarı da ö görüle çap ve deri likte kuyu açılır. Kuyu çapları değişke olmakla birlikte genelde 750 mm mertebesindedir. Kuyunun tabanı a yaklaşık 30 cm kalı lığı da aksi u da e oyutu ola kır ataş yerleştirilir. Yerleştirile kır ataş ta akası, kuyu çapı daki özel ir pahla ış kafa ile

Malze e girişi ve hava kilidi

Bağla tı tüpleri ve taş esle e ü itesi

Es ek ağla tı a şo u

A – A A A

Elektrik motoru

Taş esle e orusu

Eksa trik kütle

Taş esle e deliği


58

yüksek devirli düşey vi rasyo la dar ele erek sıkıştırılır. Bu sıkıştır a ile kır ataş ta akası ya lara doğru ge işleyerek ir dip soğa ı oluşturur, ve çevredeki yu uşak ze i i ya al olarak bir miktar sıkıştır ış olur. Darbeleme

kafası kuyuda çıkarılarak kuyuya tekrar kalı lığı da kır ataş doldurulur ve düşey vi rasyo la sıkıştırılır. Bu işle ler kuyu yüzeyi e kadar aşa alı olarak tekrarla ır ve taş kolo oluşturul uş olur. Yapı yö te i Şek. . ’te

gösteril ektedir.

Şekil . . Forajlı darbeli kır ataş kolo yapı aşa aları (Sentez-Geopier Foundations Grubu, 2015)

Forajsız darbeli kı ataş kolonlar yö te inde alt u u özel sili dirik sıkıştır a kafası şekli de ola içi oş şaft, ze i e düşey vi rasyo la çakılarak kuyu oluşturulur. Kuyu oluşu u es ası da ze i kuyuda çıkarıl a ış ve ya al olarak ötele iş ol aktadır. Kuyu di i e i ildiği de e üstte beslenen

kır ataş oş şaftı içi e doldurulur. Şaftı kuyu di i de ir iktar yukarı kaldırıl ası ile şaftı ve özel sıkıştır a kafası ı içi de kır ataş kuyu u ta a ı a akıtılır. Üstte vi rasyo lu ir siste le kuyu ta a ı a dökül üş ola kır ataş düşey olarak sıkıştırılır. Böyle e ya lara doğru ge işle iş ir soğa oluşur ve soğa çevresi deki ze i ya al olarak sıkıştırıl ış olur. Kuyu u içi deki şaft tekrar yukarı kaldırıl a suretiyle yeteri kadar kır ataş tekrar oluşturul uş soğa ı üzeri e akıtılır. Düşey vi rasyo lu sıkıştır a işle i tekrar edilerek kolo teşkili e deva edilir ve ay ı işle ler aşa alı olarak iste e


59

oya ulaşılı aya kadar deva ettirilir. Yapı yö te i Şek. . ’te gösteril ektedir.

Şekil . . Forajsız darbeli kır ataş kolo yapı aşa aları (Sentez-Geopier Foundations Grubu, 2015)

3.3. Taş Kolo Malze eleri

Kolo teşkili de ulu a ililik, iyileştirile ek ze i koşulları ve uygula a ak yö te e ağlı olarak değişik gradasyo da kır ataş veya doğal ku -çakıl

alze eler kulla ıl aktadır. Kır a taşı ayrış a ış, sert, Los A geles aşı a değeri i rotasyo da % ’te az A“TM C ve ag ezyu sülfat dire i de eyi de A“TM C ağırlık kay ı ı % ’i aş aya sert kayaçlarda elde edil esi ö eril ektedir. Uygula ada yaygı olarak kulla ıla gradasyo lar Ta lo . ’de veril ektedir Barksdale ve Ba hus, 9 . Uygula ada ve olu gradasyo ları kulla ıl ası tavsiye edil ektedir.

Dre ajsız kay a daya ı ı kN/ 2 veya daha düşük ola killerde ge ellikle

i e gradasyo lar veya ku kulla ıl ası ö eril ektedir. Ku u i e alze e ora ı ı % ’te az ve ortala a da e çapı ı . ’de üyük ol ası gereklidir. Maksi u da e çapları ı üstte esle eli ıslak sistemlerde 100

Taş Kolo Malze ele i

60

mm, dipten beslemeli kuru siste lerde ile sı ırlı tutul ası ö eril ektedir “tark ve Yacyshyn, 1991).

Tablo 3.1. Uygula ada yaygı olarak kulla ıla taş kolo gradasyonlar

(Barksdale ve Bachus, 1983)

Elek açıklığı i ç

Alternatif 1

Yüzde Geçe

Alternatif 2

Yüzde Geçe

Alternatif 3

Yüzde Geçe

Alternatif 4

Yüzde Geçe

4 – – 100 –

3.5 – – 90-100 –

3.0 90-100 – – –

2.5 – – 25-100 100

2.0 40-90 100 – 65-100

1.5 – – 0-60 –

1.0 – 2 – 20-100

0.75 0-10 – 0-10 10-55

0.50 0-5 – 0-5 0-5

Taş kolo alze eleri i seçi i ile ilgili olarak Bölü . ’te açıkla ış ola ve Brown (1977) tarafı da ö erile alze e uygu luk katsayısı ) kriteri

kulla ıl aktadır.

Yapıla de eysel çalış aları so uçları a göre Bergado vd., 1987;

Greenwood, 1991) vibro-sıkıştır a tek iği de kulla ıla ku malzemelerinin

sürtü e dire i açıları o ile 42

o, ku çakıl karışı ları da o ile 44

o

arası da değiştiği ifade edil ektedir. Kır ataş alzeler üzeri de yapıla üyük oyutlu üç ekse li ası ç de eyleri de sürtü e dire i açıları ı o

– 55o

arası da olduğu elirle iştir Gough our vd., 99 . A ak yüksek çevresel ası çlar altı da sürtü e açıları da ir düşüş ola ağı göz ardı edil e elidir.

Kirsch ve Kirsch (2010) sıkı çakıllar üzeri de yapıla üç ekse li ası ç ve kes e kutusu de ey so uçları da elde edile kay a dire i açıları ı � ′

)

mertebelerini Tablo 3.2’deki gi i özetle ektedir. Tablo 3.2’de; TX: üç ekse li ası ç de eyi, D“: kes e kutusu de eyi, � � ve � : uygula a çevre

Kohez o lu )e i le de Vi o Ye değişti e Yö te i: Taş Kolo la

61

ası çları ı i i u ve aksi u değerleri, � �′ ve �′ : ölçüle kay a dire i açıları ı i i u ve aksi u değerleridir.

Tablo 3.2. Farklı kolo alze eleri ölçül üş kay a dire i açıları (Kirsch ve Kirsch, 2010)

Malzeme �′ ° � �

(kN/m2)

� �′ ° �

(kN/m2)

Deney

Tü ü

Kireçtaşı- Kır ataş 63.1 50 53.8 200 DS

Dere Çakılı 58.8 50 51.9 200 DS

Bazalt 70.0 8 51.1 120 TX

Ku taşı 60.1 27 37.4 695 TX

Dolomit 64 15 43.0 500 TX

Dar eli yö te le 0.65 çaplı sıkıştırıl ış taş kolo lar üzeri de yapıla plaka yükle e de eyleri de mm – 50 aralığı da gradasyo a sahip kır ataş

alze eleri defor asyo odülü değeri i ortalama 39 MN/m2 olduğu

rapor edil iştir Özkeski , 2004). Vautrain (1977) arazi de eyleri so u u taş kolo larda defor asyo odulü ü MN/m

2, Balaam (1978) 50 MN/m

2,

Englehardt ve Kirsch (1977) 58 MN/m2, Datye ve Nagaraju (1975) 48 MN/m

2

erte esi de olduğu u rapor et ektedirler. Kaya ortala a da e çapı 12.7 mm olan kireçtaşı da elde edil iş kır ataş alze elerde yapıla üç ekse li ası ç de eyleri de sürtü e dire i açıları ı . ° ila 48.1° olduğu u, % seka t odülü ü ise � ⁄ = � .

korelasyo u da elde edile ile eği i rapor et iştir � : çevre hü re) ası ı).

Taş kolo alze eleri i yeraltı suyu da ki yasal olarak etkile eye , ve vi ratörü aşı dırı ı titreşi leri de ezil eye ek/ufala aya ak itelikte ol ası gerek ektedir. Malze e i gradasyo u kolo u sıkı ir ko u a sıkıştırıla il esi e ve yüksek dere ede geçirge liğe sahip ol ası ı e gelle eye ek itelikte ol ası gereklidir. Avrupa or ları EN :

vi ratörlü deri sıkıştır a yö te leri, EN 9 - ve EN : kır ataş alze eleri fiziksel özellikleri duraylı taş kolo alze eleri i seçi i içi

gerekli özellikleri ver ektedir.

Yapı Yö te i i Taş Kolo la ı Da a ışı a Etkile i

62

3.4. Yapı Yö te i i Taş Kolo ları Davra ışına Etkileri

Taş kolo tasarı ı da ö aşa ada ir taş kolo pater i ö görül ekte ve gerek kolo ları taşı a gü ü, gerekse zemine uygulanacak yük altı daki defor asyo lar hesapla arak seçile pater i sta ilitesi ko trol edil ektedir. Ö tasarı aşa ası da kolo ları taşı a gü ü ü genellikle 200 kN ila 500 kN,

kolo lar arası esafe i ila kolo çapı, ve kolo çapları ı . m ila 1.2 m

ve kolo oyları ı m ila 25 aralığı da ola ile eği ka ülleri yapıl aktadır. ‘ealize ola ak kolo oyutları sahadaki ze i koşulları a, taş kolo

alze esi i özellikleri e, seçil iş vi ratör ve kolo yapı yö te i e ağlıdır.

Ör eği , suya doygu düşük plastisiteli ze i lerde ku lu silt – siltli kil

yelpazesi de yer ala ze i ler ü kü olduğu a üyük çaplı vi ratörler kulla ıl akta, yapı yö te i olarak ıslak yö te veya kuru dipte esle eli yö te ler ter ih edil ektedir. Bu koşullarda oluşa kolo çapları . m’den

daha ge iş ol aktadır. Diğer tarafta katı killerde daha küçük çaplı ve yüksek freka slı vi ratörler kulla ıl alıdır. Katı killerde oluşa kolo çapları ge ellikle 0.8 m’de daha küçüktür.

Dipten beslemeli sistemlerde olduğu gi i taş kolo i alatı da ha i yerdeğiştir e esaslı ir i alat yö te i uygula dığı dan taş kolo etrafı daki ze i de yatay geril elerde ir artış ol aktadır. Bu u so u u da süku etteki ya al toprak ası ı katsayısı ve defor asyo odülü değerleri

yüksel ektedir. Bu artışlar kalı ıdır. Kirs h siltli kil ve ku lu silt ze i lerde kolo teşkili ede iyle ze i geril eleri in ve deformasyon

odülü ü değişi i i kolo da oluşa gruplarda arazi de eyleri ile elirle iştir. Bu deneylerde kolon çapları . ve kolo oyları – 9 m olarak

rapor edilmektedir.

Şekil . (a)’da süku etteki toprak ası ı katsayısı ı kolo teşkili so rası da ve ö esi deki değerleri ora ı ı , kolo ekse i de uzaklığa ağlı olarak değişi i gösteril ektedir. Şekil 3.6(a ’da görüldüğü gi i kolo aksı da ila çap esafede değeri de % ’ye vara artışlar izle iştr. Artışlar ku lu


63

silt ze i de daha elirgi dir. Presiyo etre de eyleri ile ölçül üş zeminin

defor asyo odülü deki artışlar Şekil . (b)’de gösterilmektedir. Kolon

teşkili so rası da kumlu siltli zeminin defor asyo odülü kolo aksı da yine 4 – çap esafelerde . kat art aktadır. Şekil . ’da; ve :

iyileştiril iş ze i para etreleri, ve : iyileş e ö esi ze i parametreleri ve : kolon ekseninden mesafedir.

(a) (b)

Şekil 3.6. Taş kolo etrafı daki ze i i � ve değeri deki değişi (Kirsch, 2004)

Bu araştır a kapsa ı da kolo ha i yerdeğiştir e yö te iyle i al edile kolo larda yatay geril e artışları ı tasarı a ya sı ası umerik metotlarla da

i ele iştir. “o uçlar Şek. . ’de gösteril ektedir. Şekil . ’de; : temel

ge işliği, : oturma ve : otur a iyileştir e ora ıdır.

Kolo gru u u yük-deplas a davra ışı Şek. 3.7(a)’da görüldüğü gi i kolo teşkili i u erik olarak davra ışa ya sıtıl ası duru u da otur alardaki iyileş e daha fazla ol aktadır. Literatürde ö erile tah i yö te leri de Priebe (1995) Metodu u davra ışı ya sıta il ektedir. Şek. 3.7(b) ise oturma

iyilleş e faktörleri i kolo yerleştir e etkileri i dikkate alı dığı ve alı adığı duru lardaki farklı değerleri i ya sıt aktadır.

� ��⁄

2.0

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0 0 2 4 6 8 10 12

Kolon ekseninden mesafe, ⁄

Siltli kil

Kumlu

silt

Kolon ekseninden mesafe, ⁄

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Siltli kil

Kumlu silt

�⁄


64

(a) (b)

Şekil . . Kolo teşkili ve etkisi i ü erik yö te lerle odelle esi (Kirsch ve Kirsch, 2010)

3.5. Kalite Kontrol Kriterleri

Taş kolo tasarı ı da e ö e li para etreler aşağıdaki oyutlar ol aktadır:

i. kolo çapı ii. kolo aralığı iii. kolon boyu

iv. kolo alze esi i rijitliği v. kolo alze esi i kay a dire i açısı

Özellikle kolo çapı, ala yerdeğiştir e ora ı ı elirlediği de ü kü olduğu a sağlıklı olarak ili elidir. Moder siste lerde Bölü . ’de

açıkla dığı gi i za a a ve deri liğe ağlı olarak i alat es ası da vi ratörü elektrik akı ı kulla ı ı veya hidrolik ası ı; kulla ıla kır ataş hacmi; hava

ası ı ve i alat süre i sürekli olarak kaydedilebil ektedir. Bu veri ta a ı da

0 50 100 150 200 250 300 350 0 50 100 150 200 250

Gerilme, � (kN/m2) Gerilme, � (kN/m

2)

Nor

alize

edi

liş

otu

ra,

�⁄

Otu

ra

iyile

şe

ora

ı,

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

2.5

2.0

1.5

1.0

Priebe

Goughnour ve

Bayuk (mod.)

a

a

b b

c

Numerik

yerleştir e

etkileri

odelle iştir

Numerik

yerleştir e

etkileri gözardı edil iştir

Numerik

(tabii zemin)

Numerik:

a: yerleştir e etkileri odelle iştir

: yerleştir e etkileri gözardı edil iştir


65

kolo çapı ı deri lik oyu a değişi i ve ortala a boyutunu belirlemek

ü kü ola il ektedir. Kolo oyu da u ölçü lerle ko trol edile il ektedir.

Diğer ö e li ir para etre ise kolo alze esi i kay a dire i açısıdır. Bu açı projedeki i ka lara ağlı olarak la oratuvarda üyük oyutlu kesme

kutusu deneyleri veya sahada direk kesme deneyleri ile belirlenebilmektedir.

Bazı projelerde sahada direk kes e de eyi iri hü re pre si i e göre yapıl aktadır. Bu de eylerin yapıla adığı durumlarda, kolon malzemesinin

kay a dire i açısı içi Bölü .3 ’te verile kriterler kulla ılarak yaklaşık ir değer alı a il ektedir.

Taş kolo alze esi i sertlik ve aşı a dire çleride yi e Bölü .3’te

ta ı la a de eylerle A“TM C ve A“TM C tayi edilip uygu luğu u araştırıl ası gerek ektedir.

Tekil taş kolo u sade e kolo ala ı ı yükle esi şekli de yapıla de eyler

kolo u defor asyo odülü ü elirle esi e yö elik olup, taş kolo grupları ı otur a davra ışı ı ya sıt a aktadır. Tek kolo ve kolo grupları ı yükle diği prototip arazi de eyleri de kolo u tekil ve grup içerisi deki davra ışları Şek. . ’de kıyasla aktadır. Şekilde görüldüğü gi i tekil kolonun oturma miktarı ay ı geril e altı da grup içerisi deki kolo a kıyasla daha düşüktür. Tekil kolo yükle e de ey so uçları da kolo u rijitliği defor asyo odülü elirle e il ekte, u odül değeri kulla ılarak ko pozit ze i i defor asyo odülü hesapla a il ektedir.

Taş kolo lar üzeri e otura şerit te elleri davra ışı ı ter ihen prototip

gerçek oyutlu de eylerle tespiti ö eril ektedir. Alter atif olarak e az üç kolo üzeri e otura tekil te elleri saha davra ışı ı ya sıta ile eği ifade edilmektedir (Kircsh ve Kirsch, 2010).

Taş kolo larla iyileştirile ek yu uşak kil ta akası ı yüzeye yakı ve kalı lığı ı iri hü re çapı ı katı ı aş adığı duru larda, tek kolo üzeri e

yerleştiril iş iri hü re ala ı a sahip ir te eli davra ışı ge iş ala lara uygula ış taş kolo ları otur a pota siyeli i ya sıta ile eği ifade


66

edil ektedir. Ö erile de ey geo etrisi Şek. .9’da gösteril ektedir Kir sh ve Kirsch, 2010). Burada; : iri hü re ala ı ı çapı ve : iri hü re ala ıdır.

Şekil . . Tekil ve grup içi kolo yük-otur a davra ışı (Özkeski , 2004)

(a) (b)

Şekil .9. Tek kolo üzeri e otura biri hü re ala ı a sahip te eli yükle esi içi ö erile de ey düze eği (Kirs h ve Kirs h, 1

6

5

4

3

2

1

0 0 2 3

Biri hü re çapı,

∗ ⁄

∗ = . . . . . .

≈ ∗

� = � ⁄

0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 500 600 700 800

De

form

asy

on

(m

m)

Gerilme (kN/m2)

Tekil kolon

plaka yükle edeneyi

Grup içi detekil kolon

davra ışı


67

Bu de eyde elde edile yük-otur a eğrisi de hesaplanabilen eşdeğer defor asyo odülü, ∗, Bağı tı . ’deki gi i ta ı la aktadır.

∗ = � ∗ ⁄ .

Burada; ∗: eşdeğer kolo oyu, �: uygula a ü ifor yayılı yük ve :

ölçüle otur adır. Eşdeğer kolo oyu Şek. 3.9’da iri hü re çapı ı fo ksiyo u olarak veril ektedir. Bu verilerde grup otur ası ı elirle esi içi Bağı tı . ö eril iştir.

� ∗ ⁄ = ∗ = � ⁄ .

Burada; : taş kolo grubunun otur ası ve : gerçek taş kolo oyu olarak ta ı la ıştır. Bu yö te para etrik so lu ele a lar a alizleri de türetil iş olup üyük ölçekli saha de eyleri ile doğrula ası gerek ektedir. Bu nedenle, Şek. .9(b ’de gösterile de ey düze eği kulla ılarak so uçları doğrula ası tavsiye edilmektedir.

Literatürde taş kolo lar ile iyileştiril iş ze i leri grup davra ışı ı i ele diği vaka a alizleri rapor edil ektedir. Bu de eyler grup taş kolo larla destekle iş yüzeysel te elleri yükle esi i ve yük-oturma davra ışı ı

elirle esi i kapsa aktadır. Yükle e prosedürleri A“TM sta dartları ı takip et ekte, ör eği yapıla araştır a eğer taşı a gü ü elirle eye yö elik ise yükle enin tasarı yükü ü % ’si e ulaş ası; eğer otur aları tespiti e yö elik ise her yük kade esi de otur aları sö ü le esi içi yeterli sürenin

ta a la ası ör eği otur a hızı < . /dak gerekli görül ektedir. Bu tür de eylerde yüksek aliyetler ede iyle çoğu lukla yapıla a akta ve azı veriler eksik kal aktadır (ör eği ; iyileştiril e iş ze i i yük-oturma

davra ışı gi i). Bu nedenle, so uçları detaylı teorik analizlerle irdelenmesi,

zemin profilinin ve özellikleri i ü kü olduğu a gerçekçi elirle e il esi içi ze i etütleri i kapsa lı olarak yapıl ası gerekmektedir.

Taş Kolo Tasa ı ı

68

3.6. Taş Kolo Tasarı ı

3.6.1. Genel

Taş kolo lar ge el olarak geotek ik açıda yeterli ukave et ve sıkışa ilirlik özelliklere sahip ol aya i e da eli kohezyo lu ze i leri suya doygu siltli/killi ku lar, ku lu silt, siltler, killer, v . iyileştir ek a a ı ile kulla ıl aktadır. Taş kolo ları zemini iyileştir edeki katkıları aşağıdaki a a aşlıklar olarak ta ı la a ilir:

i. Yük altı da ze i de oluşa ak otur aları azalt ak

ii. Yu uşak ze i içerisi de rijit ele a lar teşkil ederek ze i i taşı a gü ü ü arttır ak

iii. Kay a daya ı ı ı arttırarak şev sta ilitesi güve liği i arttır ak

iv. Düşey dre fo ksiyo u görerek ko solidasyo otur aları ı hızla dır ak

Uygula a ak proje i özellikleri e göre taş kolo lar yukarıda sırala a fo ksiyo larda iri i veya irkaçı ı irlikte yeri e getire il ektedir. İleriki

ölü lerde u fo ksiyo ları her iri içi tasarı yö te leri açıkla a aktır.

3.6.2. Biri Hü re Pre sibi

Uygula ada tek taş kolo da ziyade yükle e altı da ir irleri ile etkileşi içerisi de kala ile ekleri düze de grup etkisi çok sayıda taş kolo imal

edil ektedir. Ay ı çapta ve ir irleri ile eşit esafede çok sayıda elirli ir yerleşi düze i de yapıla taş kolo lar literatürde so suz yerleşi düze i deki taş kolo lar olarak a ıl aktadır. “o suz yerleşi düze i deki taş kolo ları yükle e altı daki davra ışları Prie e Yö te i olarak da ili e

iri hü re pre si i ile açıkla aktadır. Bu yaklaşı da yerleşi içerisi deki her kolo u ay ı davra dığı ve tek ir kolo odeli i tü davra ışı temsil

ettiği ka ulü yapıl aktadır. Biri hü re geo etrisi ve farklı kolo yerleşi leri Şek. . 0 ve 3.11’de verilmektedir. Burada; : iri hü re ala ı ı çapı, :

iri hü re i ala ı, : taş kolo çapı, : taş kolo u ala ı, : iri hü reye


69

= � � . = . �

etkiye topla yük, �: iri hü reye etkiye u ifor geril e, � : iri hü re içerisi deki ze i e aktarıla geril e, � : kolo a aktarıla geril e ve :

kolo lar arası erkezde erkeze esafedir.

Şekil .10. Biri hü re pre sibi (Kirs h ve Kirs h, 1

(a)

(b)

(c)

Şekil .11. Farklı kolo yerleşi leri (a üçge , (b kare ve ( altıge

= � � . = . �

= � � . = . �

� � = � ⁄

= � ⁄

= ∗ �


70

Şekil . 1’deki eşitliklerde farklı kolo yerleşi leri deki kolo lar arası mesafeye ( ağlı olarak hesapla a iri hü re ala ı ı çapı kulla ılarak ala yerdeğiştir e ora ı ) Bağı tı .3’ten bulunabilmektedir.

= = = .

Burada; : geo etri katsayısı olup üçge yerleşi içi . , kare yerleşi içi . ve altıge yerleşi içi . 9 alı aktadır.

Biri hü re a alizlerinde, etkileşi ala ı ı ortası daki taş kolo ve u ala içerisi deki taş kolo u çevreleye ze i dikkate alı ır Şek. . 0 . Taş kolo ları uygula ada ge iş rijit yükle e ala ları altı daki davra ışı ı te sil et esi a a ıyla iri hü re sı ırları da ya al defor asyo u ve sürtü e dire i i oluş adığı varsayı ı yapıl aktadır. Barksdale ve Ba hus 9

iri hü re ile tek oyutlu ko solidasyo de eyi odö etre de eyi sı ır koşulları ı e zer olduğu u elirt işlerdir. İ giltere’de iri hü re üzeri de yapıla üyük ölçekli arazi de eyleri, la oratuvar odel de eyleri ve ko solidasyo de eyleri so u u da ze i i süku etteki ya al geril elere

aruz kal ası da dolayı iri hü rede taşı a gü ü ye il esi ol adığı gözle le iştir.

Biri hü re pre si i irçok araştır a ı tarafı da e i se iştir. Balaa ve Booker (1981) ve Ambily ve Gandhi yaptıkları umerik analizler

so u u da iri hü re pre si i i taş kolo grupları daki ke ar kolo lar hariç kolo davra ışı ı gerçekçi ir şekilde te sil ettiği i elirt işlerdir. Kirs h ve Kirs h yükle e ala ı ge işliği i taş kolo oyu da kat daha üyük olduğu ’de fazla taş kolo lu gruplar içerisi deki tek ir taş kolo davra ışı ı gerçekçi ir şekilde iri hü re pre si i ile a aliz edile ile eği i vurgula ışlardır. Barksdale ve Ba hus 9 ise gerçekte yükle e ala ı ı sı ırlı ol ası da ve ze i i ho oje ve izotropik ol a ası da dolayı ya al dire i etrafı a göre az olduğu lokasyo larda taş kolo ları çevresi deki zemin ile beraber yanal olarak ötele diği e, taş kolo ları gö ekle diğe dikkat


71

çekerek, sı ırlı sayıdaki taş kolo da oluşa grupları taşı a gü ü kapasitesi i tekil taş kolo kapasitesi de iraz daha fazla olduğu u ifade et işlerdir.

3.6.3. Geril e Dağılı Katsayısı (�)

Birim hü redeki si etrik yerleşi ve yükle ede dolayı, sı ır koşulları da herha gi ir sürtü e kuvveti oluş a akta ve iri hü reye etkiye yük hü re i içerisi de kal aktadır. Taş kolo u etrafı daki yu uşak ze i e göre daha rijit ol ası, geril eleri taş kolo üzeri de yoğu laş ası a ve yu uşak ze i üzeri de azal ası a se ep ol aktadır. Bu geril e dağılı ı da, taş kolo a etkiye düşey geril e i � etkileşi ala ı içerisi deki ze i e etkiye düşey geril eye � ora ı geril e dağılı katsayısı ) olarak

ta ı la aktadır Bağı tı .4).

= �� .

Bağı tı .5’te verile düşey yö deki kuvvet de kle i de Bağı tılar .6 – 3.9

elde edilmektedir.

� = � + � − = � + − � .

ve, � = � [ + − ] = � = [ + − ] . . � = � [ + − ] = � = [ + − ] . .

Burada; : taş kolo a etkiye geril e i iri hü reye etkiye topla gerilmeye ora ı ve : ze i e etkiye geril e i iri hü reye etkiye topla geril eye ora ıdır. Bu iki geril e ora ı Bağı tı .10 ile de ir irleri e ağlıdır. = ∗ .


72

Yu uşak ze i ile daha rijit ola taş kolo lar arası daki yük paylaşı ı kar aşık ir davra ış içi idir. Taş kolo tasarı ı da e ö e li para etre olan faktörü ü değeri i e olduğu ko usu da elirsizlikler vardır. Konunun açığa kavuşturul ası içi üyük ölçekli de eyler yapılarak taş kolo ve yu uşak kil üzeri deki düşey geril eleri ölçül esi, dolayısıyla

faktörü ü doğruda elirle esi gerek ektedir.

Mitchell (1981), farklı araştır a ılar tarafı da 9 ile 9 arası da yapıla çalış aları so uçları a göre değeri i ge ellikle ila arası da değiştiği ağırlıklı olarak da ile 4 arası da ir değer aldığı ı ifade et iştir. A ak yazar,

değeri i ze i i si, yük erte esi, kil ve taş kolo u rijitlik ora ları gi i faktörlere ağlı olarak değişi i hakkı da herha gi ir yoru yap a ıştır.

Kitazu e sıkıştırıl ış ku kazıklar içi , faktörü ile ilgili yapıla araştır a so uçları ı özetle iş ve ulguları diğer yö te lerle i şa edile taş kolo lar içi de geçerli ola ile eği i ifade et iştir. Araştır a ı ı aşka

araştır a ıları da kay ak göstererek ve özellikle ölçü so uçları ı dikkate alarak dikkat çektiği hususlar aşağıda özetle iştir:

i. De eysel verilere göre, değeri uygula a sürşarj yükü e ağlı olup

arta yük erte eleri e paralel olarak değeri azal aktadır. ii. Ko pozit ze i ler üzeri de yapıla üç ekse li ası ç de eyleri

so uçları a göre değeri ila arası da değiş ekte ve yüksele ko solidasyo ora ı ile artış göster ektedir.

iii. Gerilme dağılı katsayısı ( ) yüzeyde e yüksek değere sahip olup,

deri likle azal aktadır. iv. faktörü kolo ve çevresi deki ze i i rijitlik ora ları a ağlı olup, bu

ora ı arta değerleri ile art aktadır.

Literatürde yukarıda ko u edile ge el eğili leri tersi ulgular da yer

al aktadır. Ör eği , Matsuo vd. 9 tarafı da yapıla laboratuvar model

de eyleri so uçları a göre, değeri arta düşey geril eler altı da daha yüksek değerlere ulaş aktadır. Çeki ez yüzer ve uç tip taş kolo grupları üzeri de yaptığı çok sayıdaki la oratuvar odel de eylerinde


73

doğruda ölçtüğü değeri i arta ko solidasyo ora ı ile azal a gösterdiği i elirt iş ve u u arta dre ajsız kay a daya ı ı ile ilişkile dir iştir. Bu a ek

olarak yazar, düşey geril edeki artışa paralel olarak değeri i azaldığı ı ve u değişi i düşük dre ajsız kay a daya ı ı a < 30 kN/m

2) sahip

zeminlerde daha çok hissedile ildiği i rapor et iştir. Bu ko uda e gerçekçi yaklaşı , so yıllarda yapıla üyük ölçekli de eylerde elde edile ulguları değerle diril esi ola aktır.

Han ve Ye uç tipi taş kolo larda oluşa gruplarda, saha ölçü leri e ve u erik çözü lere daya arak, geril e dağılı katsayısı ı taş kolo ve

ze i i ha i sel sıkış a katsayıları a ağlı olduğu u ifade et iştir. Araştır a ılar geril e dağılı katsayısı ı , deformasyo odülü ve Poisso ora ı değerleri i si de Bağı tı .11 kulla ılarak hesapla a ile eği i ifade et işlerdir. = �� = = + − −+ − − = .

Burada; : ze i i Poisso ora ı, : taş kolo u Poisso ora ı, : taş kolo defor asyo odülü, : ze i i dre ajlı duru daki defor asyo odülü, :

Poisso ora ı katsayısı, ve : sırasıyla ze i ve taş kolo ha i sel sıkış a katsayılarıdır. Araştır a ılar sıkış a katsayıları ı ilgili yükle e

erte esi deki düşey iri defor asyo – efektif geril e eğrisi i eği i olarak alı a ile eği e ve u a ağlı olarak da geril e dağılı katsayısı ı yükle e erte esi e göre değişeceği e dikkat çek işlerdir. Han ve Ye (2001)

Mit hell 9 ’i doğrulayarak geril e dağılı katsayısı ı . ila . arası da değer aldığı ı, çoğu lukla da . – . arası ir değeri gözle le diği i ifade et işlerdir.

Barksdale ve Ba hus 9 tarafı da düşük sıkışa ilirlikteki lineer elastik

davra ış göstere ku , siltli ku ve silt gi i ze i ler içerisi de ⁄ ora ı . –

9. arası da değişe uç tipi taş kolo larda oluşa iri hü re üzeri de gerçekleştirile para etrik so lu ele anlar analizlerinden elde edilen gerilme

dağılı katsayıları, odüler ora a ( ⁄ ) ağlı olarak Şek. . 2 ’de


74

verilmektedir. Bu yaklaşı da uygula ada yaygı olarak taş kolo /ze i rijitlik ora ı ı ⁄ ≤ ve geril e dağılı katsayısı ı ≤ olduğu vurgula ıştır.

Özkeski taş kolo larla iyileştiril iş ze i ler üzeri e otura ve sahada geril eleri ölçüldüğü üyük ölçekli yükle e de ey so uçları ı içere kapsa lı ir çalış a yap ıştır. Bu çalış ada . . oyutları da rijit temeller, = . ’lik ala yerdeğiştir e ora ı ile iyileştiril iş . çaplı taş kolo larda teşkil edil iş ko pozit ze i ler üzeri e i şa edil iş ve yükle iştir. Doğruda ölçü lere dayalı olarak elirle e değerleri Şek. 3.13’te gösteril ektedir.

Şekil .12. Lineer elastik analizler sonucunda elde edilen � ve ⁄

arası daki ilişki (Barksdale ve Ba hus, 19

Araştır a so uçları a göre rijit ir te el altı da ölçüle faktörü yaklaşık . ila . değeri arası da değiş ektedir ve arta geril elere paralel olarak

azal aktadır.

Gree ood 99 sahada gerçekleştirile üyük ölçekli rijit şerit te el yükle e de eyleri de Şek. . geril e dağılı katsayısı ı uygula a yükü

erte esi e ağlı olarak = 2 – aralığı da değiştiği i ve artan gerilmelere

paralel olarak azaldığı ı rapor et iştir.

0 10 20 30 40

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Barksdale ve Bachus (1983)

� = + . ⁄ −

Modül ora , �⁄

Ger

ile

dağı

lı k

atsa

yısı,


75

Şekil 3.13. Geril e dağılı katsayısı değeri i uygula a sürşarj geril esi e bağlı olarak değişi i (Özkeski ,

Şekil 3.14. Saha yükle e de eyi bulguları (Greenwood, 1991)

Pham ve White e strü e te edil iş dar eli kır ataş kolo lar üzeri e yük hü releri yerleştirilerek yaptıkları üyük ölçekli saha de eyleri de geril e dağılı katsayısı değeri i = 3.8 – . aralığı da değiştiği i rapor et işlerdir.

1

2

3

4

5

6

50 100 150 200 250 300Ger

ile

dağı

lı k

atsa

yısı

,

Gerilme, σ (kN/m2)

L=3.0m L=5.0m L=8.0m averageortalama

Taş

Kolon

kriko

0-5m

≈ 1

Bası ç ölçerler

(Φ1

1. tekrarlı yükle e

. tekrarlı yükle e

. tekrarlı yükle e

1.22 m

2.75 m

Silt Kum Çakıl

0 40 80 120 160 200

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0

Geril

e da

ğılı

kat

sayı

sı,

Ortalama temel gerilmesi, � (kN/m2)


76

Bu deneylerde, faktörü ü arta düşey geril eler ile ir iktar arttığı gözle le iştir Şek. . .

Şekil .15. Saha yükle e de ey ölçü leri so uçları da hesapla a geril e dağılı katsayısı değerleri (Pham ve White, 2007)

Çeki ez geril e ölçü leri i de yapıldığı üyük ölçekli laboratuvar

de eyleri so uçları da geril e dağılı katsayısı ı = 3.5 – . değerleri arası da değiştiğini, faktörü ü kili dre ajsız kay a daya ı ı a ( ağlı olduğu u, faktörü ü arta değerleri ile azaldığı a dikkat çek iştir. Ay ı çalış ada iri hü re odeli de elirle e faktörü ü kolo grupları içi geçerli olduğu vurgulan ıştır Şek. 3.16). Şekil . ’da; : sıkışa ilir ta aka kalı lığıdır. Bu çalış ada, iri hü re yükle e de eyleri de iri hü re etrafı da da sı ırlı iktarda sürşarj yükü = 20 kN/m

2 uygula ıştır.

Barksdale ve Ba hus 9 farklı saha uygula aları ve la oratuvar de eyleri de elirle iş ola geril e dağılı katsayısı değerleri i Ta lo .3’te özetle iştir. Ölçüle katsayı değerleri . ila . arası dadır.

Otu

rma

, � (mm

)

7.5

7.0

6.5

6.0

5.5

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Geril e dağılı katsayısı, �

Oturma

Topla düşey yük (kN

0

10

20

30

40

50

60

70

Geril

e da

ğılı

kat

sayı

sı ,


77

Şekil .16. Farklı / ora ları içi biri hü re ve grup de eyleri de ölçüle �

değerleri i karşılaştır ası (Çeki ez, 1

Geril e dağılı katsayısı ile ilgili yapıla araştır alar, faktörü ü kili dre ajsız kay a ukave eti, uygula a yükü erte esi, kil ve kolo u rijitlik ora ı, yükle e so rası gerçekleşe ko solidasyo u yüzdesi ve yüzeyde deri lik gi i çok sayıda faktöre ağlı olduğu u göster ektedir. Literatürde gerilmelerin de ölçüldüğü sı ırlı sayıda üyük ölçekli saha de ey so uçları rapor edil ektedir. Belirsizlikleri açığa kavuşturul ası içi u tür çalış alara gereksi i vardır. A ak araştır alarda rapor edile geril e dağılı katsayısı değerleri ağırlıklı olarak Mit hell 9 tarafı da da ö eril iş ola = 2 – 6

aralığı dadır. Yazarlar tasarımda u aralık içerisi de, ter ihe � = 3 – 4

merte esi de ir değer alı ması ı tavsiye etmektedirler.

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10 12

Grup

de

eyle

ride

ölç

üle

- n

Biri hü re de eyleri de ölçüle - n

L/H = 0.4

L/H = 0.7

L/H = 1.0

� = 20 kN/m2

78

Tablo 3.3. Farklı çalış alarda gözle le e � değerleri (Barksdale ve Ba hus, 19 )

Deney Tipi Tasarım Lokasyon � değerleri � değeri i zama a ağlı değişimi (m) Zemin

Dolgu

=1.7m,

=0.9m,

=0.25

Rouen,Fransa

Vautrain (1977) 2.8 (ortalama) Yaklaşık olarak sa it 6.6-7.8

Yu uşak kil =19-29 kN/m

2

Yükle e deneyi;

adet taş kolon

=1.74m,

=1.2m,

=0.43

Hampton,Virjinya

Goughnour ve

Bayuk (1979)

. ilk ölçü

. so ölçü Azalır 6.15

Çok yu uşak ve yu uşak ku lu silt ve kil

=9.6-38 kN/m2

Test Dolgusu

adet taş kolon

=2.1m,

=1.125m,

=0.26

Jourdan Yol

Terminali,

New Orleans

2.6- . ilk ölçü

4.0- . so ölçü Artar 19.5

Çok yu uşak organik, silt ve kil;

gevşek killi ku ; yu uşak ku lu kil

Dolgular = 0.1-0.3

“ıkıştırıl ış Kum

Kazıkları Aboshi vd.(1979)

2.5-8.5

4.9 (ortalama) Artar Değişke

Çok yu uşak ve yu uşak kil

Model Deneyi = 0.07-0.4

=2.9cm

Biri Hü re; Kum kolon

1.5-5.0 Sabit veya az oranla

artar Değişke

Yu uşak kil; , ’ye ağlı olarak artar.

78


79

3.6.4. Taş Kolo Ye il e Meka iz aları ve Taşı a Gü ü

Taş kolo lar çoğu lukla sağla ze i e kadar uza a ele a lar olarak teşkil edil ektedir. )ayıf ze i içerisi de yüzer ko u da ırakıla uygula alar da

olmakla birlikte, pratikte yaygı değildir. Taş kolo ları ye il e eka iz aları yu uşak kohezyo lu iri i deri liği e ve kalı lığı a, kolo oyu a, kolo u yüzer konumda veya sağla ze i e uza ası a ağlı olarak değiş ektedir. Bu lara ek olarak, yükle e i sade e kolo ala ı üzeri e, kolo ala ı da daha üyük ir te el üzeri e veya çok ge iş ir ala üzeri e yayılı ü ifor sürşarj şekli de uygula ası duru ları da ye il e eka iz aları farklıdır.

Yükü kolo ala ı da daha ge iş ir ala da uygula ası duru u da yu uşak kohezyo lu ze i ile çevrili kolo u etrafı da düşey ve ya al geril elerde artış ol akta, dolayısıyla kolo u radyal ge işle esi e karşı kolo u çevreleye ze i i dire i art aktadır. Kolo ala ı da daha ge iş ir yükle e ala ı altı da kolo da oluşa ya al ge işle eler, sadece kolo ala ı yükle esi deki e kıyasla daha az olduğu da taş kolo ve ze i i taşı a gü ü daha fazladır. Bu davra ış Şek. . 7 a ve ’de gösteril ektedir. Model de eyleri so uçları a göre kolo ala ı ı katı kadar üyüklükte bir alan

üzeri de yükle e yapıldığı da taşı a gü ü kolo ala ı ile sı ırlı yükle e duru u a ora la . kat arta il ektedir Barksdale ve Ba hus, 9 . Şekil 3.17 ’de görüldüğü gi i kolo lar üzeri de ge iş ala larda sürşarj uygula dığı da ya al ge işle eler ö e li ölçüde azal aktadır.

Literatürde farklı yükle e şekilleri altı daki taş kolo ları taşı a gü ü ü elirle esi e yö elik değişik teorik yaklaşı lar yer al aktadır. Bu

yaklaşı ları ayrı tıları ileriki ölü lerde veril ektedir.


80

Şekil .17. Yükle e şekli i kolo davra ışı a etkisi (a rijit te el altı daki yükle e (b plaka yükle e de eyi (tekil taş kolo yükle esi ve (c) dolgu

altı daki yükle e (Barksdale ve Ba hus, 19

3.6.4.1. Tekil Taş Kolo

Kohezyo lu yu uşak ir ze i ile çevrili tekil kolo u , etrafı da sürşarj yükü ol aksızı , yükle esi duru u da gerçekleşe ile ek olası ye il e

eka iz aları Şek. . 8’de gösteril ektedir.

“ağla ze i e kadar i e uzu kolo ları – 6 ) yüzeyde ila çap deri likler ölgesi de – 3 gö ekle e şekli de oluşa ye il e davra ışı (bulging Şek. .18(a) ’da gösteril ektedir. “ade e kolo ala ı üzeri de yükle iş sağla ze i e kadar i e kısa kolo lar da ise Şek .18 ’de gösterile ge el taşı a gü ü ye il esi e uğra aktadırlar. Yi e sade e kolo

Rijit temel

(b)

(c)

(a)

Dolgu Geril e dağılı ı

�

�

< � <


81

ölgesi de yükle iş yüzer ko u daki kısa tekil kolo u zı ala a şekli de ye il esi de Şek. .18 ’de gösterilmektedir.

(a)

Şekil .18. Tekil kolo larda olası ye il e eka iz aları (Barksdale ve Bachus, 1983)

3.6.4.1.1. Göbekle e Tipi Ye il eler içi Taşı a Gü ü Hesapla a Yö te leri

Şekil .18 ’de tekil kolo lar içi tarifle e ye il e eka iz aları içerisi de e yaygı olarak gözle le e tipin gö ekle e olduğu ili ektedir Barksdale ve Ba hus, 9 . Bu ölü de gö ekle e tipi ye il elere karşı taşı a gü ü kapasitesi içi ö erile kavite ge leş e teorisi e daya a yö te ler ile taşı a gü ü faktörü yaklaşı ları veril iştir.

Kavite Ge leşme Teorisi Yaklaşımları

Bu yaklaşı da taş kolo so suz uzu lukta, etrafı ı çevreleye ze i e doğru ge işleye ir sili dir olarak odelle ekte ve radyal ge işle e kolo etrafı daki ze i i ihai pasif dire i e ulaşılı aya kadar deva et ektedir. Burada ya al ge işle e yüzeyde sade e – 3 ( : taş kolo çapı deri liklerde oluş akta, ge işle e i deri lik oyu a sa it ir çap

2-3

“ürtü e direnci

Uç dire i Uç tipi kısa taş kolo la da ge el taşı a gü ü e il esi

Yüze kısa taş kolo la da zı ala a e il esi

Yüzer e a uç tipi uzu taş kolonlarda gö ekle erek

yenilme da a ışı

(b) (c)


82

üyü esi de ziyade, kolon gö ekle e şekli de ir defor asyo yap aktadır Barksdale ve Ba hus, 9 . Farklı araştır a ılar tarafı da gözle le iş gö ekle e deri liği ( aralığı ı taş kolo çapı a ola ora ı Şek. .19 ’da veril iştir. Oluşa defor asyo u şekli gerçekteki kavite

ge işle e odeli ile ta olarak uyuş a akla irlikte, u yaklaşı ı de eysel ulgularla uyu lu so uçlar verdiği ifade edil ektedir Hughes ve Withers,

1974; Datye ve Nagaraju, 1977).

Şekil .19. Farklı araştır a ılar tarafı da gözle le iş � ⁄ aralıkları (Çeki ez, 1

Kavite ge leş e teorisi de türetile yö te lerde kolo u ye il e es ası da etrafı daki ya al çevre ası ı � ) nihai pasif direnci olarak kabul edilir ve

kolo u ihai taşı a gü ü Bağı tı . 2’de hesapla ır. Bağı tı . 2’de � �⁄ = pre si i e daya aktadır. Barksdale ve Ba hus 9 u yö te i doğruluğu u so lu ele a lar a alizleri ile de destekle iştir.

= � × .

ve,

2.0 1.6 1.5

1.3

4.0

3.0 2.8

2.0

3.9

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

Taş Kolo

Hughes ve

Withers

(1974)

Bae vd.

(2002)

Murugesen

ve Rajagopal

(2006)

Kirsch ve

Kirsch (2010)

Çeki ez(2014)

Göbe

kle

e or

alize

der

iliğ

i (z b

/D)


83

= + sin�′− sin�′ .

Burada; : taş kolo u pasif geril e katsayısı ve �′ : taş kolo alze esi i efektif kay a dire i açısıdır.

Hughes ve Withers 9 yaptıkları odel de eyi düze ekleri Şek. .20’de

gösterilen deneylerde, kaoli tipi ze i ile çevrili tek ir taş kolo u sade e kolo ala ı üzeri de yükleyerek, ze i deki ve kolo daki defor asyo ları radyografi tek iği ile gözle le işlerdir. Ayrı a de ey süresi e, gö ekle e i oluş ası ekle e deri lik aralığı da de ey hü resi i duvarı a koydukları yük hü resi ile de radyal geril eleri ölç üşlerdir.

Şekil . . Tek taş kolo yükle e de ey düze eği (Hughes ve Withers, 19

Araştır a ılar, de ey so u da gözle le e kolo u gö ekle e şekli deki defor asyo u u sili dirik ir kavite i si etri ekse i etrafı da ü ifor radyal

birim deformasyon oluşturduğunu, dolayısıyla geril e defor asyo pater i i

Taş kolo

Yük hü resi

Kılavuz

Yükle e plakası Kolo u ye il e şekli Saç alar

Radyograf sı ırları

Görü tüle e plakası

225 mm 160 mm


84

presiyo etre de ey koşulları ile ay ı olduğu ka ulü ile yaptıkları derivasyo da kolo u etrafı daki ihai ya al çevre ası ı ı � Bağı tı .13 (a)’da ve

ihai taşı a gü ü ü Bağı tı .13(b)’de hesapla a ile eği i ö er işlerdir. � = � + [ + ln + ] .

ve = {� + [ + ln + ]} × [ + sin�′− sin�′] .

Burada; � : topla geril e i si de ze i sürşarj yükü altı daki ya al gerilme, : kohezyo lu ze i i dre ajsız kay a daya ı ı, : zeminin

dre ajsız koşuldaki defor asyo odülü ve : ze i i dre ajsız koşuldaki Poisso ora ıdır.

Hughes ve Withers (197 çok sayıda dre ajsız yükle e koşulları da yapıl ış presiyo etre de ey so uçları ı i ele işler ve Bağı tı .13’ü yaklaşık olarak Bağı tı .14 ile de te sil edile ile eği i elirt işlerdir. � = � + .

ve, = � + × + sin�′− sin�′ .

Gree ood 9 yi e gö ekle e şekli de oluşa ye il e eka iz ası içi taş kolo ihai taşı a gü ü ü Bağı tı .15 ’te tah i edile ile eği i

elirt iştir. � = + √ .

ve = ( + √ ) × + sin�′− sin�′ .


85

Burada; : kohezyo lu ze i i iri ha i ağırlığı, : kohezyonlu zeminin

pasif geril e katsayısı ve : gö ekle e i oluştuğu ortala a deri liktir.

Madhav vd. 9 9 ise gö ekle e şekli de oluşa ye il e eka iz ası içi taş kolo ihai taşı a gü ü ü Bağı tı .16’da tah i edile ile eği i

elirt iştir. = [ � + + × ⁄ × + sin�′− sin�′ ] + [ − ⁄ ] .

Burada; : süku etteki ya al toprak ası ı katsayısı; : kohezyonlu zeminin

taşı a gü ü değeri i üçte ikisi ⁄ ), : Terzaghi taşı a gü ü faktörü, : yükle e ala ı ge işliği ve : taş kolo ları oluşturduğu eşdeğer duvar

kalı lığıdır.

Gree ood 9 ve Madhav vd. 9 9 tarafı da ö erile u yö te ler taş kolo u etrafı da oluşa ya al çevre ası ı ı çok uzu ir isti at duvarı arkası daki ya al toprak ası ı hesa ı ile te sil edile ile eği varsayı ı üzeri e geliştiril iştir. Barksdale ve Ba hus 9 u yaklaşı ı taş kolo çevresi deki üç oyutlu geril e koşulları da çok düzle sel gerilme

koşulları ı ya sıttığı ı elirt iş ve u yö te leri gerçekçi ol adığı ı iddia et iştir.

Vesi 9 ise he kohezyo he de sürtü e açısı değerleri i dikkate alarak genel bir kavite genleş e yaklaşı ı ö er iştir. Bu yaklaşı da kolo u çevreleye kohezyo lu ze i i ihai ya al geril e direnci (� ve taş kolo u

ihai taşı a gü ü sırasıyla Bağı tı .17(a) ve (b) ’de hesaplanabilmektedir.

� = ′ ′ + ′ .

ve, = � × + sin�′− sin�′ .


86

Burada; ′ ve ′: kavite ge leş e teorisi faktörleri, ′: kolo çevresi deki zeminin efektif kohezyonu ve : eşdeğer ye il e deri liği deki ortala a asal

gerilmedir ( = � + � + � ⁄ . Kavite ge leş e teorisi faktörleri, ′ ve ′, Şek. .2’de veril ekte olup, u faktörler kohezyo lu ze i i efektif kay a dire i açısı �′ ile Bağı tı .18 ’de ta ı la a rijitlik i disi ( değerleri e

ağlıdır. = ′+ ′ + tan�′ .

Burada; ′: kolo u çevreleye kohezyo lu ze i i efektif defor asyo odülü ve : kohezyo lu ze i i efektif Poisso ora ıdır.

Şekil . 1. Kavite ge leş e faktörleri (Vesi , 19

NOT: �′ = içi �′ = + ln

� = ′+ � �′ + �� ′

100

50

25

10

5

�′

′

40

30

20

10

8

6

4

2

1

40

30

20

10

8

6

4

2

1

0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 �′ (° �′ (°


87

Taşıma Gü ü Faktörü Yaklaşımları

Hughes ve Withers 9 çok sayıda yaptıkları odel de ey so uçları ı yoru layarak kil ze i ler içerisi de teşkil edile tekil taş kolo ları ihai taşı a gü ü ü Bağı tı .19 ’da hesapla a ile eği i ifade et işlerdir. = .

Burada; : taşı a gü ü faktörü olarak ta ı la ış olup odel de ey so uçları a göre araştır a ılar u faktörü = . olarak alı ası ı ö er işlerdir. Yi e odel de eyi so uçları a göre Thor ur 9 taşı a gü ü faktörü ü tekil kolo larda = . olduğu u ifade et ektedir.

Dre ajsız kay a daya ı ı olan kil zeminler içerisi de sürtü e açıları �′

ola gra üler alze ede teşkil edile tekil kolo ları taşı a gü ü ü dre ajsız kay a daya ı ı a ora ı ı , diğer ir deyişle taş kolo taşı a gü ü faktörü ü = ⁄ , değişik yö te lerle yoru la ası Şek. 3.22 ’de

gösteril iştir.

Bu yaklaşı larda; kolo ları kohezyo ve etrafı daki kili de sürtü e açısı kay a dire çleri i ol adığı, kolo ihai taşı a gü ü e ulaşıldığı da he kolo u he de kil daya ı ı ı ta a e o ilize olduğu ve ye il e tipinin

gö ekle e şekli de oluştuğu, kolo u aksi u ya al desteği i kili pasif dire i e eşdeğer olduğu ka ulleri yapıl ıştır.

Şekil . i ele diği de tekil kolo taşı a gü ü faktörü, , değeri i sa it ol adığı ve kolo alze esi i sürtü e açısı a �′ ağlı olduğu ortaya çık aktadır. Diğer tarafta taşı a gü ü faktörü = değeri i olası ir üst li it ola ile eği dikkat çek ektedir.

A ily ve Ga dhi taş kolo lar üzeri de odel de eyleri yap ışlar ve sonlu elemanlar modelini deneysel bulgularla kalibre ederek bir parametrik

çalış a gerçekleştir işlerdir. Çalış a ı tekil kolo taşı a gü ü ile ilgili ulguları Şek. .23’te gösteril ektedir. Araştır a ılar tekil kolo ları taşı a


88

gü ü ü kolo u taşıya ile eği li it geril e olarak ta ı la ışlar ve li it geril e i dre ajsız kay a daya ı ı a ora ı ı = ⁄ ) alan

yerdeğiştir e ora ı ı ir değişik ta ı la ası ola kolo aralığı ı kolo çapı a ora ı a ⁄ ö e li ölçüde ağlı olduğu u vurgula ışlardır. Taşı a gü ü dolayısıyla tekil kolon kapasitesi ( , kolo alze esi sürtü e açısı (�′ ve kolo aralığı ı çapı a ora ı ⁄ arası daki ilişki de Şek. . ’te gösteril ektedir.

Şekil . . Değişik araştır a ılar tarafı da ö erile � - �′ ilişkisi (Ambily ve Gandhi, 2007)

Gerek deneysel gerekse nu erik a alizler so uçları a göre tekil kolo taşı a gü ü ü te sil ede taşı a gü ü faktörü ü sa it ir değer ol adığı ve aşağıdaki para etrelere ağlı olarak değiştiği i vurgula ışlardır.

i. kolo alze esi sürtü e açısı �′) ii. ala yerdeğiştir e ora ı ı te sil ede kolo aralık/çap ora ı ⁄ )

�′

Vesic (1972)

Hughes ve Withers (1974)

Hughes vd.

(1975)

Greenwood (1970)

Bell (1915)

Taş Kolo No G1 G2 G3 G4 G5

G6 G7

G8 G9 G10 G11 G12

G13

Yu uşak Ba gkok Kili de yapıl ış plaka yükle e deneyleri

35 40 45

30

25

20

15

10

5

0 ��′ (°

� �=�⁄


89

iii. kolo çevresi e etkiye sürşarj yükü )

Araştır a ılar çalış aları ı so uçları ı Şek. .24 ’te ö erile diğer teorik yaklaşı larla kıyasla ışlar ve ulguları ı Hughes ve Withers 9 tarafı da ö erile yö te ile uyu lu olduğu u, a ak kolo sürtü e açısı �′ dışı da yukarıda sırala a diğer faktörleri de kolo taşı a gü ü ü elirle esi de dikkate alı ası ı gereği i vurgula ışlardır.

Şekil . . � – �′ – ⁄ arası daki ilişki (A bily ve Ga dhi,

Şekil . . A bily ve Ga dhi ( bulguları ı diğer yö te lerle karşılaştır ası

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Model deneyi Sonlu elemanlar modeli analizi

��′ =43°

��′ =45°

��′ =40° ��′ =35°

28

24

20

16

12

� �=�⁄

⁄

��′ (°)

/ = 1.5 / = 2.0 Hughes ve

Withers

(1974)

/ = 3.0

/ = 4.0

Hughes vd.

(1976)

Greenwood (1970)

Ö eki çalış alar

Ambily ve Gandhi

(2007)

30

25

20

15

10

5 35 40 45

�⁄


90

3.6.4.1. . )ı bala a Tipi Ye il eler içi Taşı a Gü ü Hesapla a Yö te leri

Bölü .6.4.1’i aşı da da ifade edildiği gi i, tekil taş kolo ları ye il e eka iz aları uzu kolo larda gö ekle e, kısa kolo larda ise zı ala a

veya ge el ye il e şekli de oluş aktadır.

)ı ala a ye il esi e karşı ihai taşı a gü ü ü, kolo u çevresi deki ze i le sürtü esi de kay akla a dire ç ile uç dire i topla ı olarak hesapla ak ü kü dür.

Madhav vd. (2005) zı ala a şekli deki ye il e oluşu u da taş kolo taşı a gü ü ü kolo oy/çap ora ı ile doğru ora tılı olarak arttığı; gö ekle e tipi ir ye il e eka iz ası da ise taşı a gü ü ün kolon

oy/çap ora ı a ağlı ol aksızı , Şek. .25’te gösterildiği gi i, kili ⁄

kay a odülü/dre ajsız kay a daya ı ı ora ı ile doğru ora tılı olarak arttığı ı ifade et iştir.

Şekil .25. Tekil kolo taşı a gü ü ü kili �⁄ ve kolonun ⁄ ora ları ile değişi i (Madhav vd.,

)ı balanma Tipi Yenilme

Göbekle e Tipi Yenilme

500

200

100

�⁄ = 50

0 10 20 ⁄

50

45

40

35

30

25

20

�⁄

��′ = 35o içi


91

Araştır a ılar zı ala a veya gö ekle e tipi ye il eleri birbirinden

ta a e ağı sız olarak geliş ediği, ir eka iz a ı haki olduğu duru da diğer eka iz a ı da kıs e o ilize ola ile eği yö ü de yoru yap ışlardır. Tekil kolo oyu u kritik oyda daha uzu ol ası duru u da kolo u gö ekle e tipi ye il eye uğraya ağı ı, daha kısa

oylarda ise zı ala a tipi ye il eleri oluşa ağı ı ve değeri i taş kolo çapı a ), kilin ⁄ ora ı a ve kolo sürtü e açısı a �′ ağlı olarak Şek. . ’da elde edile ile eği vurgula ışlardır.

Şekil .26. ⁄ – �⁄ – �′ arası daki ilişki (Madhav vd.

. . .1. . Ge el Taşı a Gü ü Tipi Ye il eler içi Taşı a Gü ü Hesapla a Yö te leri

Barksdale ve Ba hus 9 ge el taşı a gü ü ye il esi i örtü yükü ü i i u olduğu ze i yüzeyi de oluşa ağı ı elirt iştir. Ge el taşı a gü ü

ye il esi e karşı oluşa ile ek ihai dire ç, sürtü esiz ir ze i içerisi de açıl ış düzle sel defor asyo koşulları ı geçerli olduğu çakıl ile dolu ir he deği taşı a gü ü kapasitesi olarak Madhav ve Vitkar 9 tarafı da Bağı tı .20’de veril iştir.

�⁄ = 50

100

200

300

500

28 38 48 ��′ (°)

9

5

1

⁄ ��


92

= � + + .

Burada; �, ve değerleri taşı a gü ü faktörleri olup Şek. .27’den

alı aktadır.

Şekil .27. ��, � ve � değerleri (Madhav ve Vitkar, 19

�

“ürşarj

Taş Kolo �′ , �

� �⁄ = 1.0 ve � = duru u içi :

Zemin , � , �

� �⁄ =0 45°

40°

35°

30°

25°

20°

� �⁄ =1.0 45°

20°

25° 30°

35°

40°

30

25

20

15

10

5 0 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

46

40

34

28

22

16

10

4

��

��

⁄

⁄

45°

40°

35°

30°

25°

20°

45°

20°

25°

30°

35°

40°

40

32

24

16

8

0 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

15

13

11

9

7

5

3

1

0

�

�

⁄

⁄


93

3.6.4. . Taş Kolo Grupları

Ge el olarak taş kolo grupları ı taşı a güçleri i elirle esi de kolo alze esi i kohezyo u u , etrafı daki kil ze i de sürtü e açısı ı ih al

edile ilir seviyelerde olduğu varsayıl aktadır. Ayrı a taşı a gü ü değeri e ulaşıldığı da he kolo u he de çevresi deki kil ze i i ye il e aşa ası a geldiği, diğer ir deyişle tü kay a daya ı ları ı o ilize olduğu ka ulü yapıl aktadır. Bu yaklaşı larda grupları rijit ir te el ile yükle diği varsayıl aktadır.

“o ers 9 9 kolo grupları ı ihai taşı a gü ü ü elirle esi e yö elik ö erileri de, Şek .28’de gösterildiği gi i doğrusal ir kay a yüzeyi ta ı la ış, asal geril eleri kolo gru u u nihai taşı a gü ü ( ∗ ) ve kilin

ihai pasif dire ç geril esi � ol ası duru u da kay a yüzeyi i oluşturduğu ka a ı de ge şartı ı sağla ası içi Bağı tı .21’deki eşitliği oluş ası gerektiği i elirt iştir:

∗ = � tan + tan .

ve

� = tan + .

ve

= + � .

ve

� = tan− tan� ′ .

ve

= − .


94

(a) (b)

Şekil .28. Katı – sert killer üzeri de (a kare ve (b so suz uzu luktaki şerit te eller altı daki taş kolo grupları ı taşı a gü ü a alizi

(Barksdale ve Bachus, 1983)

Burada; : ye il e yüzeyi i te el ile yaptığı açı, : kompozit

malzemenin kohezyonu, � : ko pozit alze e i kay a dire i açısı, :

kohezyo lu ze i i dre ajsız kay a daya ı ı, � ′: ku u kay a dire i açısı, : kohezyo lu ze i i topla iri ha i ağırlığı, : taş kolo a etkiye

gerilmenin temele etkiye u ifor sürşarj yükü e ora ı, : ala yerdeğiştir e ora ı ve : te eli ge işliğidir.

Bu yaklaşı da kolo larda lokal gö ekle e türü ir ye il e eka iz ası ı oluş adığı varsayıl aktadır. Dolayısıyla ö erile yaklaşı dre ajsız kay a daya ı ı – 40 kN/m

2 ola göre eli olarak katı killer içi geçerli ol aktadır

(Bergado vd., 1994).

Kavite ge leş e yaklaşı ı

Plan

� �

�

�

�

�

tan ∗

∗

Yenilme yüzeyi


95

Barksdale ve Bachus (1983) çok yu uşak ve yu uşak kohezyo lu ze i lerde grup içerisi deki tekil kolo u taşı a gü ü değerinin kolo u taşıya ile eği nihai gerilme ci si de Bağı tı .22 ile bulunabile eği i ifade et iştir.

= ∗ .

Burada; ∗: iyileştiril iş ko pozit ze i i taşı a gü ü faktörüdür. Kavite ge işle e teorisi e göre ∗ değeri kolo etrafı daki kil ze i i sıkışa ilirliği e

ağlıdır. ‘ijitlik değeri göre eli olarak yüksek ola , orga ik ol aya yu uşak –

katı kil ve siltlerde, ∗ = 22; turba, organik kil, plastisite indisi 30 ’da üyük yu uşak plastik killerde ∗ = 18; yu uşak Ba gkok kili içi ∗ = 15 – 18

değerleri ö eril iştir Bergado ve La , 9 . Mit hell 9 vi ro-

yerdeğiştir e yö te i ile oluşturula taş kolo lar içi ∗ = değeri i ö er ektedir. Datye (1982) vibro-yerdeğiştir e yö te i içi ∗

= 25 – 30,

kılıflı dar eli taş kolo larda ∗ = 45 – , kılıf kulla ıl aya dar eli i alatlarda ∗ = değerleri i kulla ıl ası ı ö er ektedir.

3.6.5. Taş Kolo larda Otur a Tah i Yö te leri

3.6.5.1. Giriş

Taş kolo ları otur a hesapları içi kulla ıla ev ut yö te ler ya i ö e li asitleştiri i ka uller yapa yaklaşık yö te ler veya ii alze e ve sı ır

koşulları ı odelleye , te el elastisite ve/veya plastisite teorileri e daya a ileri yö te ler so lu ele a lar yö te i gi i olarak sı ıfla dırıla ilir. Bu

ölü de ö e pratikte daha çok kulla ıla yaklaşık yö te ler su ul uştur.

Daha sonra literatürde seçile azı teorik, elastik ve elasto-plastik ileri

yö te lere deği il iş ve u yö te lerle ilgili tasarı a akları veril iştir.

Otur aları tah i i içi geliştirile u yö te leri ta a ı sa it çap ve oyda taş kolo lar ile iyileştiril iş so suz ge işlikte ir ala ı yükle diği ka ulü e daya aktadır. Bu geo etri ve yükle e koşulu içi teorik olarak iri hü re prensibi geçerli olup, u yaklaşı A oshi v.d. 9 9 , Barksdale ve Takefumi

(1990), Priebe (1990 ve 99 , Gough our ve Bayuk 9 9 tarafı da


96

kulla ıl ıştır. İleriki ölü lerde, asitleştiril iş yö te ler arası da yer alan: (i)

Denge metodu, (ii) Priebe metodu, (iii) Greenwood etodu ve iv gra üler duvar yö te i tartışıl ıştır.

3.6.5.2. Denge Metodu

Aboshi v.d. (1979), Barksdale ve Goughnour (1984), Barksdale ve Takefumi

99 tarafı da tarif edile Denge Metodu yö te i özellikle Japo pratiği de sıkıştırıl ış ku kazıkları ı otur a hesapları da kulla ıl aktadır. Bu asit yaklaşı ı uygula ak içi ö elikle geç iş deneyimlerden ve sahadaki

geril e ölçü leri i so uçları da faydala ılarak geril e dağılı katsayısı, ,

değeri i tah i edil esi gerek ektedir Bölü 3.6.3 . Yö te i geliştiril esi de şu ka uller kulla ıl ıştır:

i. iri hü re idealizasyo u geçerlidir, ii. iri hü reye uygula a topla düşey yük taş kolo ve ze i

tarafı da taşı a yükü topla ı a eşittir,

iii. taş kolo ve ze i i düşey deplas a ları eşittir, iv. taş kolo oyu a dış yükle ede kay aklı düşey geril e sa ittir; veya

geril eleri deri likle değişke ol ası duru u da, sıkışa ilir ta aka aralıklara ölü ekte ve her aralıktaki ortala a geril e artışı a göre ta akaları otur aları ayrı ayrı hesapla aktadır.

Diğer etotlarda olduğu gi i u etotta da taş kolo lar ile iyileştiril iş ölge i altı da oluşa ak otur alar ayrı a hesapla alıdır.

Düzgü yayılı yüke aruz so suz ge işlikteki taş kolo grupları da, her taş kolo Şekil . ’da gösterildiği gi i ir iri hü re olarak odelle ektedir.

Klasik tek oyutlu ko solidasyo teorisi de sıkışa ilir kil kat a ı ı ko solidasyo otur ası aşağıdaki Bağı tı 3.23’te hesapla aktadır.

= + lo� �′ + ∆��′ .


97

Burada; : kalı lığı daki taş kolo ile iyileştiril iş ze i de oluşa iri il konsolidasyon otur ası, : taş kolo ile iyileştiril iş ze i ta akası ı kalı lığı, �′ : kalı lığı daki kil ta akası daki ortala a ilk efektif düşey gerilme, ∆�: uygulanan sürşarj yükü ü kil iri i de yarattığı düşey gerilme

artışı, : ödo etre de eyi de elde edile sıkış a e deksi ve : kil biriminin

ilk oşluk ora ıdır.

Bağı tı .23 kulla ılarak, or al ko solide killer içi taş kolo lar ile iyileştiril iş ze i deki otur aları iyileştiril e iş ze i deki otur alara ora ı, ⁄ , Bağı tı . 4 ’teki gi i ifade edilebilir.

= ⁄ = lo� �′ + ∆��′ lo� �′ + ∆��′ .

Burada; : otur a iyileş e ora ı olarak ta ı la aktadır. Bu denklem

iyileş e i dere esi i i) gerilme dağılı katsayısı a, (ii) kil birimindeki ilk

efektif geril e değeri e ve (iii) uygulanan sürşarj gerilmesinin oyutu a ağlı olduğu u göster ektedir. Bağı tı 3.25 ’e göre tü diğer faktörler sa itke , daha uzu kolo larda ve daha düşük geril e değerleri de otur alarda daha fazla azalma elde edilebilir.

Yüksek örtü yükü değerleri, �′ , uzu taş kolo oyu ve uygula a düşük geril e değerleri, �, içi , otur a iyileş e ora ı hızla Bağı tı . 5’teki değere yaklaş aktadır.

= ⁄ = [ + − ]⁄ = .

Bağı tı 3.25 grafiksel olarak Şek. 3.29 ’da gösteril ektedir.


98

Şekil 3.29. Otur a iyileş e ora ı ı ala yerdeğiştir e ora ı ve geril e dağılı katsayısı a bağlı olarak değişi i (Barksdale ve Bachus, 1983)

3.6.5.3. Priebe Metodu

Priebe (Baumann ve Bauer, 1974; Priebe, 1988, 1993 ve 1995; Mosoley ve

Prie e, 99 tarafı da taş kolo lar ile iyileştiril iş ze i lerde otur alardaki

azal a ı tah i i içi ö erile metot da iri hü re odeli i kulla aktadır. Ayrı a, aşağıdaki ideal koşulları geçerli olduğu varsayıl ıştır.

i. Kolo u u rijit ir ta akaya daya aktadır. ii. Kolo alze esi sıkış az özelliktedir. iii. Kolo ve ze i i iri ağırlıkları ih al edil iştir.

Bu kabullere göre kolo u uç taşı a gü ü yetersizliği ede iyle ye il esi ü kü ol a akta ve otur alar tü kolo oyu a sa it olan gö ekle e

deplas a ı yarat aktadır.

Kolon-ze i ilişkisi i a alizi de kolo u aşla gıçta akasla a geril eleri altı da ye ildiği ve çevresi deki kili u a elastik ir reaksiyo verdiği ka ulü yapıl ıştır. Ayrı a, kolo i alatı sırası da gerçekleşe örsele eler so u u

Alan yerdeğiştir e ora ı, ��

1.00 0.50 0.33 0.25 0.20 0.17 0.14 0.13 0.11 0.10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ��⁄

6

5

4

3

2

1

0.17

0.20

0.25

0.33

0.50

1.00

⁄ O

tur

a iy

ileş

e or

aı,


99

zeminin direncinin sıvı ko u a yaklaştığı; diğer ir deyişle ze i yanal itki

ası ı katsayısı değeri i = olduğu duru a kadar deplase olduğu ka ul edilmektedir. Nihai oturmalar içi çoğu za a yeterli ola Poisso ora ı

=1/3 kabulü ile yapıla değerle dir e so u u, otu a i ileş e o a ı, ,

Bağı tı . 6 ile ifade edilmektedir. = + { − ⁄[ − ⁄ ] − } .

Burada; : tek taş kolo u ala ı, : iri hü re ala ı, = tan −� ′⁄ olup kolo alze esi i aktif geril e katsayısı ve � ′: kolon

alze esi i içsel sürtü e açısıdır.

Barksdale ve Ba hus 9 tarafı da hazırla a , iyileş e ora ı ile alan

ora ı ve kolon malzemesinin kayma direnci açısı � ′ arası daki ilişkiyi

göstere grafikler Şek. 3.30’da gösteril ektedir. Ay ı şekilde, = 3, 5 ve 10

gerilme dağılı katsayısı içi hazırla ış ve Bağı tı 3.25’te verilen denge

etodu so uçları da gösteril iştir.

Şekil 3.30. Oturma iyileş e ora ı: Priebe ve Denge metodları (Barksdale ve Bachus, 1983)

Alan yerdeğiştir e ora ı, �� 1.00 0.50 0.33 0.25 0.20 0.17 0.14 0.13 0.11 0.10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6

5

4

3

2

1

0.17

0.20

0.25

0.33

0.50

1.00

Otu

ra

iyile

şe

ora

ı,

��⁄

= 10

⁄

Denge Metodu

Arazi Verisi Gree ood çok sayıdaki taş kolo gru u Jorda ‘oad adet taş kolo da oluşa grup) ��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . °

Priebe Metodu


100

Geril e dağılı katsayısı ı ( ile aralığı da değerler aldığı duru da, Prie e Metodu eğrileri ge ellikle De ge Metodu eğrileri arası da yer al aktadır. Geril e dağılı katsayısı ı ile aralığı da olduğu durumda ise

Priebe metodu ile hesaplanan oturma iyileş e ora ları Denge metodu ile

hesaplanan değerlerde ö e li dere ede yüksektir. İki değişik sahada elde edile saha ölçü leri de Şek. . ’da gösteril ekte olup, saha ölçü leri = 3

– aralığı De ge Metodu eğrileri ile uyu lu gözük ektedir. Barksdale ve Bachus (1983) yukarıdaki gözle lere daya arak Prie e Metodu’ u taş kolo ları otur aları azaltı ı etkisi i ir iktar a arttığı ı altı ı çiz ektedir.

Daha so ra Prie e 99 kolo alze esi i sıkışa ilirliği i de göz ö ü e alarak, odo etrik odül ora ı a ağlı olarak ( ⁄ Şek. . ’de alı acak

ilave ala ora ı Δ ⁄ değeri i teorik ola yerdeğiştir e ora ı a eklenmesini ö er iştir.

Şekil 3.31. Kolo sıkışabilirliği i ala yerdeğiştir e ora ı a etkisi (Priebe, 1995)

Prie e 99 ayrı a dış yüklere kolo ları ve ze i i ağırlıkları ı da ekle esi gerektiği i elirt ektedir. Bu ilave yükler dikkate alı arak, Şek.

3.32’de gösterile deri lik faktörü, , ta ı la ıştır Bağı tı . 7).

��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . °

� = 1/3

1 2 3 4 6 8 10 20 30 40 60 80 100

2.0

1.6

1.2

0.8

0.4

0

Odo etrik odül ora ı, �⁄ Ala

yer

deği

ştir

e or

aı

daki

art

ış,

��⁄


101

= [ − ∑ Δ �⁄ ]⁄ .

Burada; : deri lik faktörü, : etki faktörü Şek. 3.32), : zeminin birim hacim

ağırlığı kN/ 3), Δ : her değişik ze i ta akası ı kalı lığı ve �: yüzeydeki

düşey geril edir kN/ 2).

Şekil 3.32. Deri lik faktörü ü belirle esi (Priebe, 199

Bu duru da, Şek. 3.31’de verile kolo sıkışa ilirlik düzeltil esi gerçekleştirile , oturma iyileş e ora ı, , değeri i ayrı a deri lik faktörü, ,

değeri ile de çarpıl ası gerek ektedir.

Kolo alze esi i sıkışa ilir ol ası da dolayı, deri lik faktörü ü ulaşa ile eği aksi u ir değer vardır ve u değer Prie e 99 tarafı da verile ve Şek. 3.33’te gösterile diyagra da ta ı la ıştır.

Yukarıdaki tü düzelt e faktörleri uygula ış otur a iyileş e ora ı, ,

değeri i Bağı tı . ’de verile aksi u değerde yüksek ol a ası gerekmektedir.

= + − .

Şi diye kadar otur aları iyileştiril esi ko usu da Prie e Metodu’ u ge iş ala larda veya üyük oyutlu radye te ellerde uygula a taş kolo ları hesap yö te i veril iştir. Daha küçük oyutlu tekil veya şerit te eller içi ise Priebe

��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . ° ��′ = . °

� = 1/3

� = [ − ∑ � �⁄ ]⁄

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1.3

1.1

0.9

0.7

0.5

0.3

Etki

fakt

örü,

��⁄


102

99 tarafı da ö erile tasarı a akları kulla ıl aktadır. Şekil 3.34’teki a aklarda tekil veya şerit te el otur aları, uygula a deri liği/kolo çapı ora ı ı / değeri e ağlı ir otur a ora ı / ∞ olarak verilmektedir.

Burada; ∞ ay ı ze i profili, ze i özellikleri ve yükle e duru u içi ge iş ala lar içi hesapla a otur a iktarıdır.

Şekil . . Etki faktörü ü – ala yerdeğiştir e ora ı ilişkisi (Priebe, 1995)

Tasarı a ağı a tekil te eller içi Şek. 3.34(a)) ( / ora ı da girilip te el altı daki kolo sayısı a karşıt gele eğri kestirilir ve / ∞ ora ı oku ur. Hesapla ış değeri ile u ora çarpılarak tekil te el otur ası ulu ur. Be zer şekilde şerit te eller içi Şek. 3.34(b) ’de / ora ı ve ev ut kolo sıra sayısı eğrisi de girilerek ge iş ala otur ası ı şerit te el otur ası a çevire ek faktör ulu ur.

��′ = . ° ��′ = . °

��′ = . ° ��′ = . °

��′ = . ° � = 1/3 � < �⁄

ve � >1

0.20

0.16

0.12

0.08

0.04

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ��⁄

Etki

fakt

örü,


103

(a)

(b)

Şekil 3.34. Küçük boyutlu te ellerde otur a faktörü (a tekil te eller ve (b şerit te eller (Priebe, 1995)

3.6.5.4. Greenwood Metodu

Gree ood 9 arazi gözle ve de eyi leri de yararla arak, iyileştiril iş kili dre ajsız kay a daya ı ı ve taş kolo aralığı a ağlı olarak Şek. . ’te

gösterile otur a iyileştir e ora ları ı ö er iştir. Bu a akta iyileş e ora ları

Taş k

olo

sayı

sı

0 4 8 12 16 20 24 28 32

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

1600 900

400 225

100 64 36 16 9 4 1

Otu

ra

ora

ı, �� ∞⁄

Kolo boyu / çap ora ı ( ⁄ )

0 4 8 12 16 20 24 28 32

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

Otu

ra

ora

ı, �� ∞⁄

Kolo boyu / çap ora ı ( ⁄ )

10 8 6

4 3 2

1 Ta

ş kol

o sı

ra sa

yısı


104

kil ze i i dre ajsız kay a ukave eti kN/ 2 – 40 kN/m

2 aralığı ve kolo

aralığı ı m ila 3.5 arası da olduğu duru içi veril iştir. Kolo çapı ile ilgili herha gi ir kriter yoktur. Ko pozit ze i i a i otur aları ve sa it ha i de dre ajsız kay a defor asyo ları ı oluşturduğu ani oturmalar

dikkate alı a ıştır. Tasarı a ağı kolo ları sağla ze i e uza dığı koşul içi veril ektedir.

Şekil 3.35. Gree ood etodu a göre otur a iyileş e ora ları (Greenwood, 1970)

3.6.5.5. Gra üler Duvar Yö te i

Va I pe ve De Beer 9 taş kolo larla iyileştiril iş yu uşak killerde otur aları tah i i e yö elik asit ir etot ö er işlerdir. Bu etotta kolo ları li it de ge duru u a ulaştığı da, kolo defor asyo ları ı sa it ha i de ilerlediği ka ulü yapıl aktadır. Yö te i uygula ası da aşağıdaki para etrelere ihtiyaç duyul aktadır:

i. pla da kolo yerleşi i ve kolo çapları ( , )

ii. kolon malzemesinin kayma direnci açısı (� ′)

iii. yu uşak kili ödo etre odülü ve Poisso ora ı ( , )

Otu

ra

iyile

şe

ora

ı,

1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50

0

25

50

75

100

Taş kolo aralığı, (m)

= 40 kN/m2

= 20 kN/m2


105

Taş kolo larla iyileştiril iş yu uşak kili otur aları daki iyileş eyi elirle ek a a ıyla Bağı tı .29’daki para etreler ta ı la ıştır. = ⁄ .

Burada; : kolo ve kilde oluşa ko pozit ze i deki otur a ve : iyileş e yapıl adığı taktirde yu uşak kilde oluşa ak otur a iktarıdır.

Otur a iyileştir e ora ı, , ala yerdeğiştir e ora ı ı ve kolo alze esi i kay a dire i açısı ı fo ksiyo u olarak Şek. . ’da belirlenecektir. Bu

yaklaşı da iyileştiril iş ko pozit ze i i otur ası, , Bağı tı . 0 ile ifade

edil iştir. = − [ − − ] � .

Burada; = , , �⁄ , � ′ Şek. 3.36), : yu uşak kili Poisso ’s ora ı, � ′

: taş kolo alze esi i kay a dire i açısı, : yu uşak kili ödo etre odülü, �: ko pozit ze i üzeri deki u ifor yayılı sürşarj yükü, : sıkışa ilir

ta aka kalı lığı ve ve : planda merkezden merkeze kolonlar arası mesafelerdir.

Şekil 3.36. Gra üler duvar yö te i e göre otur a iyileş e ora ları (Van Impe ve De Beer, 1983)

� = � �⁄

�′ °

° °

°

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

100

80

60

40

20

0

� =1/3

�⁄ =0.05 �⁄ =0.01

=��⁄ (

%)


106

3.6.5.6. So lu Ele a lar Yö te i ile Geliştiril iş Tasarı Abakları

Barksdale ve Bachus (1983) sonlu ele a lar yö te i ile iri hü re davra ışı ı i ele iş ve pri er ko solidasyo otur a tah i i e yö elik a aliz so uçları ı Şek. . ’de gösterile tasarı a akları olarak su uştur. Bu çalış ada li eer ol aya ze i davra ış odeli kulla ıl ış, yükler küçük artışlarla tat ik edil iştir ve biri hü re odeli kulla ıl ıştır. A alizler defor asyo odül ora ı ı ⁄ ila arası da değiştiği ve ala yerdeğiştir e ora ı ı

= . , . ve . değerleri içi yapıl ıştır. Kolo oy/çap ora ı / ) = 5 –

arası da değiş ektedir.

Şekil . ’de elli ir ala yerdeğiştir e ora ı değeri içi verile a ağa ( ⁄ ) ve ( / değerleri de girilip otur a tesir faktörü ) okunmakta ve

otur a iktarı , Bağı tı . 1 ’de hesapla aktadır. = � .

Burada; : topla iri hü re ala ı, ve �: iri hü re üzeri de etkiye ü ifor sürşarj geril esi olarak ta ı la aktadır.

Araştır a ılar u tasarı a akları ı odül ora ları ı ⁄ ) ≈ 10, ve

geril e dağılı katsayısı ı = 3 – 4 mertebesinde olduğu, göre eli olarak az sıkışa ilir ze i lerde uygu so uçlar verdiği i a ak daha sıkışa ilir zeminlerde, ( ⁄ ) ≫ , teorik yaklaşı ı oldukça yüksek geril e dağılı katsayısı ver esi ve kolo u yüksek erte ede ya al defor asyo yap ası

ede leri ile ko solidasyo otur aları ı gerçeği de daha düşük tah i edildiği hususu u vurgula aktadırlar.

Kuruoğlu vd. taş kolo lar ile iyileştiril iş ze i e otura kare ve

dikdörtge te ellerde otur aları tah i i içi , so uçları Özkeski tarafı da gerçekleştirile saha yükle e de ey so uçları ile kali re edil iş üç boyutlu bir model olan kompozit zemin modeli i geliştir işlerdir. Ko pozit ze i odeli de yükle e ölgesi i altı daki taş kolo lu ala ko pozit ir ze i loğu olarak odelle ektedir Şek. 3.38). Bu yö te de kompozit


107

ze i loğu içi saha de eyleri de izle diği şekliyle doğrusal elastik alze e odeli kulla ıl akta ve ko pozit loğu elastisite odülü, taş kolo lar, taş

kolo lar çevresi de i alat aşa ası da geliş esi ekle e iyileş iş ölgeler ve ta ii ze i i elastisite odülleri i ağırlıklı ortala ası alı arak hesapla aktadır.

Şekil 3.37. = .1 , .1 , . değerleri içi li eer elastik a aliz tesir faktörleri (Barksdale ve Bachus, 1983)

Taş kolo çevresi de, erkezi taş kolo u erkezi ve yarıçapları ′ = . ve ′′ = (burada; : taş kolo yarıçapıdır ola ak şekilde iki adet dairesel iyileş iş ölge tarif edil ekte ve taş kolo çevresi deki ilk iyileş iş ölge i elastisite odülü değeri taş kolo elastisite odülü değeri i / ’ü, taş kolo çevresi deki iki i iyileş iş ölge i elastisite odülü değeri ise taş kolo elastisite odülü değeri i / ’ü olarak ka ul edil ektedir Şek. 3.39). Bu

�

~0.90 m

Taş kolo

Gra üler dağıt a ta akası

400

300

200

100

0 Otu

ra

tesir

fakt

örü,

400

300

200

100

0 Otu

ra

tesir

fakt

örü,

400

300

200

100

0 Otu

ra

tesi

r fak

törü

,

40

30

20

10

0 Otu

ra

tesir

fakt

örü*

,

40

30

20

10

0 Otu

ra

tesir

fakt

örü*

,

40

30

20

10

0

0 10 20 30 40 Defor asyo odül ora ı, �⁄



� = 0.10 � = 0.35 � = 0.30

� = 0.15 � = 0.35 � = 0.30

� = 0.25 � = 0.35 � = 0.30

⁄ = 20 ⁄ = 20

⁄ =5 ⁄ =5

⁄ =5

⁄ =5

⁄ =10

*: ⁄ = içi değerleri


108

odel kulla ılarak değişik te el oyutları, geril e erte eleri, ze i ukave eti, taş kolo odül değeri, ala ora ı ve oyları içi para etrik

çalış alar gerçekleştiril iş olup, para etrik çalış alar so u u elirle e otur a iyileş e ora ı, , değerleri tasarı a akları hali de Kuruoğlu ’de su ul uştur. Ör ek ir tasarı a ağı Şek. 3.40’ta gösteril ektedir. Bu odel

kulla ılarak gerçekleştirile yüzey otur a hesapları, temel gerilmesinin tabii

ze i i ihai taşı a kapasitesi e ora ı ı ⁄ . ’te daha düşük olduğu duru larda ve u u sağla ze i e otura taş kolo grupları da daha sağlıklı so uçlar ver ektedir.

Şekil 3.38. Ko pozit ze i odeli i şe atik gösteri i (Kuruoğlu vd., 1

Zemin

, �, ��′ , � ,

× � �

Taş kolo �, ��, �, ��

Rijit taban

× � �

Rijit taban

Zemin (Mohr-Coulomb model)

, �, ��′ , � ,

Ko pozit )e i Bloğu

(Doğrusal elastik odel

, � ,


109

Şekil 3.39. Ko pozit ze i odeli de taş kolo etrafı da kabul edile iyileş iş bölgeleri geo etrik gösteri i (Kuruoğlu vd., 1

Şekil 3.40. Ko pozit ze i odeli ör ek tasarı abağı (Kuruoğlu vd., 1

3.6.5.7. Yatak Katsayısı Metodu

Lawton ve Fo 99 dar eli kır ataş kolo lar üzeri e otura tekil te el veya ge iş ala ları kaplaya radye te ellerde otur aları tah i i e yö elik Yatak Katsayısı Metodu u ö er işlerdir. Bu yö te de ir te eli altı daki oturma

üst ölgedeki ) oturma ile alt ölgedeki otur a ı topla ı a eşit ol aktadır Şek. . .

1.5

2

Taş kolo

0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0

× � = 2.4 m x 2.4 m, � = 100 kN/m2, = 5 m, � = 36 MN/m

2

Otu

ra

iyile

şe

ora

ı, ⁄

Ala yerdeğiştir e ora ı, �� = 20 kN/m2 � = 40 kN/m

2

� = 25 kN/m2 � = 60 kN/m

2

� = 30 kN/m2


110

Üst ölge kolo larla iyileştiril iş ko pozit ze i ta akası kalı lığı a, kolo i alatı es ası da sıkıştırıl ış, kolo ları u u da ir kolo çapı kadar ze i kalı lığı ı ekle esi ile ulu a kat a kalı lığıdır Bağı tı . 2).

= + .

Burada; : üst ölge kalı lığı, : kolon boyu ve : kolo çapıdır. Alt ölge ise ( ise üst ölge i altı da kala iyileştir e uygula aya doğal ze i kat a ı kalı lığıdır.

Te eli rijit olduğu ka ulü ile üst ölge otur ası ı ) hesa ı da, yatak katsayısı değeri kulla ıl ak koşulu ile Bağı tı . 3 – 3.36 geçerli ola aktır.

� = �[ − + ] .

� = � / .

= � �⁄ .

= � �⁄ = � �⁄ .

Burada; � : kolo üzeri deki düşey geril e, �: kompozit zemine uygulanan

averaj u ifor geril e te el yükü , � : kolo çevresi deki ze i e etkiye düşey geril e, : yatak katsayısı ora ı olup ⁄ ora ı a eşdeğerdir, :

ala yerdeğiştir e ora ı, � : taş kolo u yatak katsayısı ve � : doğal ze i i yatak katsayısıdır.

Taş kolo u yatak katsayısı değeri ge ellikle tek kolo üzeri de yapıla plaka yükle e de eyleri de elde edil ektedir. Eğer de ey yapıl a ış ise daha ö e e zer ze i koşulları ve taş kolo alze esi üzeri de yapıl ış de ey so uçları da yararla ılarak ir para etre seçil ektedir. Be zer şekilde doğal ze i i yatak katsayısı plaka yükle e de ey so uçları da elde edil ekte veya ze i etütleri verileri kulla ılarak tah i olu aktadır.


111

Araştır a ılar u yö te le hesapla a otur aları ölçüle otur alarla

uyumlu ol adığı ı ifade et işler ve farklı düşük değerler verdiği i vurgula ışlar ve u hesap yö te i de � veya � değerleri yeri e ko pozit zeminin yatak katsayısı � kulla ıl ası ı ö er işlerdir Pha ve White,

2007).

Pham ve White (2007) ko pozit ze i yatak katsayısı ı (� ) üyük ölçekli yükle e de eyleri ile doğruda elde edil esi i veya tek kolo üzeri de yapıla ak plaka yükle e deney sonucu elde edilecek � içi Bağı tı . 7’de

oyut düzelt e faktörü ile hesapla ası ı ö er işlerdir. Bu yaklaşı da üst ölge otur ası te el yükü ü � ko pozit ze i i yatak katsayısı a ölü esi ile elde edil ektedir.

� = � ⁄ .

ve = � �⁄ .

Burada; � : ko pozit alze e i yatak katsayısı, : tekil kolo çapı, :

te el ge işliği ve �: te el yüküdür.

Özkeski (2004) taş kolo lar ile iyileştiril iş ze i lerde yaptığı üyük ölçekli saha deneylerinde arazi ölçü leri, te elleri topla otur aları ı, deri lik

oyu a otur a profilleri i, kolo ve doğal ze i üzeri deki geril eleri kapsa aktadır. İyileştir eler yüzer ve uç kolo ları ı davra ışı ı da izle ek a a ıyla üç değişik kolo oyu ile yapıl ıştır : = 3 m, 5 yüzer kolo lar ve 8 uç kolo ları . Ayrı a iyileştir e yapıl a ış doğal ze i üzeri de yükle e de eyi ve değişik oylardaki tekil kolo lar üzeri de plaka yükle e de eyleri yapıl ıştır Şek. . .

Bu de ey so uçları da aşağıdaki para etreleri ölçü lerle doğrudan

elirle esi ü kü ol uştur:

i. Doğal ze i i defor asyo odülü ve yatak katsayısı ve � )


112

ii. Tekil kolo defor asyo odülü ve yatak katsayıları ve � )

iii. Değişik deri liklere kadar iyileştiril iş de eyde ko pozit ze i i defor asyo odülleri ve yatak katsayıları , � )

iv. Üç adet de eyde geril e ko sa trasyo u ora ları )

v. Yüzer kolo lu iki adet de eyde üst ölge ve alt ölgelerdeki otur alar ( ve � )

De ey so uçları ı Lawton vd. (1994) ve Pham ve White (2007) tarafı da ö erile yö te lerle Bağı tı 3.36 – 3.37 yapıla otur a tah i leri ile uyu lu ol adığı so u u a varıl ıştır Şek. . . Bunu ede i tekil yükle iş ir kolo u yükle e şekli ve yük tesir ala ları ile grup içerisi deki kolo u yükle e şekli ve yük tesir ala ları arası daki farkta kay akla aktadır. Bu farklılık Şek. 3.43’te gösterildiği gi i grup içerisi deki yükle ede kolon ve

kolo a ait iri hü re i era er e yükle esi so u u ortaya çık aktadır.

Şekil .41. Tekil ve grup içi deki kolo u yük-deplasman davra ışı (Özkeski ,

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 20 40 60 80 100

Yük

(kN

/2)

Oturma (mm)

Tekil Kolo Plaka Yükle eDeneyi

Grup İçi de Tek KoloDavra ışı


113

Şekil 3.42. Ölçüle otur aları ö erile hesap yö te leri ile karşılaştırıl ası

(Özkeski ,

(a) (b)

Şekil . . Tekil kolo ve grup içi deki kolo u yükle e koşulları (Ambily ve Gandhi 2007)

Alt ölgedeki otur aları tah i i e yö elik La to ve Fo 99 ir yaklaşı ö er işlerdir. Bu yaklaşı da otura ze i profili i üstte rijit kompozit bir

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

He

sap

lan

an

Otu

rma

lar

(mm

)

Ölçüle Otur alar (

Lawton v.d. (1994)

Pham v.d. (2007)

Eşitlik Çizgisi

Biri hü re aksı Biri hü re aksı

İlk duru daki ze i yüzeyi

Ku ta akası

Taş kolo

Yu uşak kil = 30 kN/m

2

480

mm 450

mm


114

zemin ( ve allta iyileştiril e iş göre eli olarak sıkışa ilir ir kat a )

olarak odelle diği de düşey geril eleri deri likle değişi i klasik Boussi es dağılı ı da farklı olduğu ifade edil ektedir. Bu fark düşey geril e artışları ı üstteki rijit kat a içerisi de yoğu laştığı ve ko pozit ze i ölgesi i altı daki geril e artışları da Boussinessque dağılı ı a kıyasla ir azal a ol ası ede iyle ortaya çık aktadır.

Lawton ve Fox 99 u iki ta akalı ze i de geril e dağılı ı ı Şek. 3.44’ te

Boussi ess ue dağılı ı a yakı ola Y Yatay :D Düşey = : yeri e Y:D = : . olarak odelle esi i ö er işlerdir. Alt ölgede ise Y:D = :

dağılı ı ı geçerli olduğu u ifade et işlerdir.

Şekil 3.44. Üst bölge ve alt bölge ta ı ları ve her iki bölgedeki düşey geril elerdeki artışları odelle esi (Lawton ve Fox, 1994)

Deri lik oyu a deplas a ları ölçüldüğü odel de eyleri so uçları da Tekin (2005) üst ölgedeki geril e dağılı ları ı Y:D = : . ile Y:D = : . 9 aralığı da değiştiği i elirle iş ve La to ve Fo 99 ö erisi i gerçekçi ir yaklaşı olduğu u elirt iştir.

2

1

ÜST )ON ( )

ALT ZON ( )

1

1.67 � �


115

Pham ve White (2007) e strü e te edil iş dar eli kır ataş kolo lar üzeri e

yük hü releri yerleştirilerek yapıla ölçü lerde düşey geril e dağılı ı ı Bağı tı 3.38 ile odelle e ile eği ö er iştir.

�� = − ( − ) .

Burada; ��: ze i yüzeyi de deri likteki düşey geril e artışı, : kolon

boyu, : te el deri liği, �: te el geril esidir. Bu ağı tıda ve korelasyon

katsayıları olup Şek. . ’te de görüle ile eği üzere Ta lo . ’teki özetle e değerleri al aktadır.

Tablo 3.3. Bağı tı .38 ’deki ve katsayıları (Pham ve White, 2007)

0.9 0.85

0.1 0.05

Şekil .45. Deri liğe bağlı düşey geril e artışı dağılı ı (Pham ve White, 2007)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

Δ� �⁄ = . − . (� − �)⁄

Δ� �⁄ = . − . (� − �)⁄

Üst )o

Alt Zon

Nor alize edil iş düşey geril e artışı, �� ⁄ Nor

alize

edi

liş

der

ilik

fakt

örü,

(−�)⁄


116

Çeki ez yaptığı üyük ölçekli odel de eyler kapsa ı da ge iş ala a yayılı sürşarj yükü altı daki so suz yerleşi düze i deki yüzer tip taş kolo ları altı da gerçekleşe üst ve alt zo daki otur aları ölç üştür. Yazar,

üst zo da otur a iyileş e ora ı ı %40 erte eleri de olduğu u, alt zo da

ise oturmalarda iyileş e gözle le ediği i rapor et iştir. Diğer ir deyişle geril eleri üst zo da ağı sız olarak alt zo a iletildiği i göster iştir.

3.6.6. Taş Kolo Tasarı Yö te i

Uygula ada kolo oyları ge ellikle ila çapta daha uzu olduğu da gö ekle e tipi ye il e eka iz ası geçerli ol aktadır.

Ye il e eka iz aları uç tipi kısa kolo larda ge el taşı a gü ü ye il esi, yüzer tip kısa kolo larda ise lokal taşı a gü ü ye il esi/zı alan a şekli de geliş ektedir. A ak u tür kolo uygula aları yaygı değildir.

)e i profili içerisi de herha gi ir deri likte sı ırlı kalı lıkta çok yu uşak killeri ev ut ol ası duru u da gö ekle e tipi ye il e kili ulu duğu deri likte gerçekleş ekte olup utlaka dikkate alı alıdır.

Taş kolo larla ze i iyileştir esi yapıla uygula alarda ge ellikle iki farklı yükle e tipi söz ko usu ol aktadır:

i. Çok sayıda kolo la destekle iş ge iş ala lara yayıla es ek veya rijit yükle eler. Bu kategoride toprak dolgular veya hafif yüklü ge iş radyeler yer al aktadır.

ii. “ı ırlı sayıda kolo la destekle e rijit tekil te eller.

Ge iş ala lardaki uygula alarda, ör eği toprak dolgularda, dolgu sı ırları ölgesi de sürşarj ol a ası ve ya al desteği azal ası ede iyle ya al

ötele eler oluş akta ve ze i i he stabilite hem de otur a yö ü de perfor a sı olu suz yö de etkilene il ektedir. Bu tür yapılarda sı ır

ölgesi de asi etrik ir yükle e koşulu oluştuğu da tasarı da şev sta ilitesi güve liği araştırıl alıdır.


117

Ge iş ala lardaki uygula alarda tasarı da aşağıdaki adı lar takip edil elidir:

1. Dolgu yükü, yu uşak ze in kat a ı ı özellikleri ve kalı lığı dikkate

alı arak taş kolo oy, çap ve pater i e karar verilir. 2. Alan yerdeğiştir e ora ı hesapla ır. 3. Tek kolo taşı a gü ü gö ekle e kriteri e göre =

ağı tısı da hesapla ır. 4. Bu aşa ada geril e dağılı katsayısı değeri içi ir ka ul yapılır = 2

– ve taş kolo üzeri deki geril e hesapla ır: � = � [ + − ] = �

ve ⁄ �

şartı ara ır ≅ 2.0)

5. Kolo çevresi deki kili ihai net taşı a gü ü yaklaşık alı arak kil üzeri e etkiye geril e ile kıyasla ır: � = � [ + − ] = �

ve ⁄ �

şartı ara ır ≅ 2.0)

6. Eğer ze i profili de yüzeyde deri lik altı da çok yu uşak ir tabaka var ise u ta aka ı gö ekle erek ye il e koşulu ko trol edilir. Yu uşak ze i i ya al taşı a gü ü Bro s teorisi e göre yaklaşık � = alı a ilir. Bu a göre, ihai taşı a gü ü hesapla ır: = + sin�′− sin�′

7. Dolgu u otur a a alizleri yapılır ve dolgu sı ırı da dairesel kay a yüzeyleri i güve liği tahkik edilir.

‘ijit tekil te elleri taş kolo larla destekle diği uygula alarda tasarı aşağıdaki adı larla gerçekleştirilir. Bu uygula alarda te eli sta ilitesi için

kili orta sert kıva da ol ası gereklidir ve tasarı da Vesi grup taşı a gü ü yaklaşı ı takip edilir.


118

1. Te el yükü ve te el ze i i özellikleri dikkate alı arak taş kolo oy, çap ve pater i e karar verilir.

2. Ala yer değiştir e ora ı hesapla ır. 3. değeri içi ir ka ül yapılır ve = [ + − ]

ve = [ + − ] değerleri hesapla ır.

4. Kompozit zemin parametreleri � = tan− tan� ′

ve = −

ve = + �

değerleri hesapla ır. 5. � = tan +

ve nihai taşı a gü ü ∗ = � tan + tan

değerleri hesapla ır. 6. Temele uygulanabilecek maksimum düşey geril e � = ∗ ⁄

olarak belirlenir ( ≅ 2.0).

7. Kolondaki gerilme � = �

kildeki gerilme � = �

hesapla ır. 8. �


119

ve �

ihai taşı a gü ü e göre güve lik duru u ko trol edilir. 9. Oturmalar kontrol edilir.

. . Taş Kolo ları Düşey Dre İşlevi

Taş kolo lar düşey dre işlevi ile otur aları hızla dırı ı ir siste olarak kulla ıla il ektedir. Dolgu altları da daya ı ı arttır ak ve otur aları sı ırla ak içi kulla ıla taş kolo lar özellikle kade eli i şaat yö te i uygula aları da ko solidasyo otur aları ı ö e li ölçüde hızla dır aktadır. Bu şekilde arta ko solidasyo yüzdesi dolayısıyla, arta düşey efektif geril eler altı da doğal ze i i dre ajsız kay a daya ı ı da da artışlar ol aktadır. “o uç olarak kade eli i şaat aşa aları da bekle e süreleri

azal aktadır. Klasik dolgu uygula aları da ise otur a süresi ö e li ölçüde azaldığı da dolgu u veya üst yapı ı servise alı a süreleri de azal aktadır.

Taş kolo ları düşey dre olarak çalış a pre si i ku veya yapay şerit dre ler ile ay ıdır. Yük altı da yüksele oşluk suyu ası çları düşey yö de geçiri li yüzeylere dre e olarak sö ü le ekte ve düşey ko solidasyo gerçekleş ektedir. Bu a ek olarak, Şek. 3.46’da gösterildiği gi i oşluk suyunun yatay düzle de radyal yö de taş kolo lara dre ajı daha üyük ölçekli bir konsolidasyonun gerçekleş esi e ede ol aktadır. “o uçta gerçekleşe üç oyutlu ko solidasyo yüzdesi, he yatay yö de he de düşey yö deki dre ajları yarattığı ko solidasyo yüzdeleri i ileşkesi de oluş akta ve bu

davra ış Bağı tı 3.39 ile ifade edilmektedir.

= − − − .

: Ortala a üç oyutlu ko solidasyo yüzdesi : Ortalama radyal konsolidasyon yüzdesi : Ortala a düşey ko solidasyo yüzdesi

Taş Kolo la ı Düşe D e İşle i

120

Tipik ir düşey dre detayı Şek. 3.47’de gösteril ektedir. Burada; dren

yarıçapı, = ⁄ dre i etki ala ı ı yarıçapıdır. Dre i teşkili es ası da yapıla delgi işle i kuyu çeperleri deki doğal ze i de kaçı ıl az olarak

yoğrul a ve sıva alara ede ol aktadır. Bu un sonucunda kuyu

çevresi deki ze i i geçirge lik katsayısı per ea ilite azal aktadır. Şekil

. ’da sıva a ölgesi i dış yarıçapıdır.

(a)

(b)

Şekil 3.46. Kum drenlerin (a kesit ve (b pla görü ü ü

Literatürde sıva a etkisi i hesapla ası içi değişik yö te ler ö eril iştir. Burada, NAVFAC DM 7- de verile kriter su ul aktadır. ‘adyal dre aj

�

Kum

YASS

Yük

Düşey dre aj

Düşey dre aj

Radyal

drenaj

Kum dren

yarıçapı (� ) Kum

dren

Kil

Radyal

drenaj

Kum


121

teorisi de davra ışı etkileye e ö e li para etrelerde irisi dre i etki ala ı yarıçapı ı kuyu yarıçapı a ora ıdır, = ⁄ . Bu değer, sıva a

ölgesi i ge işliği e ve sıva a ölgesi deki yoğrul ada kay aklı ze i geçirge lik katsayısı daki �ℎ �⁄ azal a ora ı a ağlı olup, Şek. . ’de verile a ak yardı ıyla revize edilerek eşdeğer hesapla aktadır.

Şekil 3.47. Tipik bir kum dren kesiti

Şekil 3.48. Gerçek ve eşdeğer � değerleri bağla tısı (NAVFAC DM 7.1)

Kil

“ıva a ölgesi

Kum

dren

� = 1.2 � = 1.5 � = 2.0

Ör ek

2 2 4 2 4 8 4 12 8 ( ⁄ ) 8

8 12 4 4 8 2 2 4 2

( ⁄ )

� =1

1 2 3 4 5 7 10 20 30 50 100 200 300 500700

100

70

50

40

30

20

10

7

5 4

3

2

1

Gerç

ek

Eşdeğer � = (sıva a ı ol adığı dre lerde


122

Bu a akta sıva a ölgesi yayılı ı = / ora ı ile te sil edil ekte olup, u ora içi = . , . , ve . değerleri dikkate alı ıştır. “ıva a ı ze i i radyal geçirge lik katsayısı a etkisi ise doğal ze i i yatay geçirge lik katsayısı ile sıva a ölgesi deki yatay geçirge lik katsayısı ora ı (�ℎ �⁄ ) ile temsil edilmektedir. Abakta (�ℎ �⁄ = , , ve değerleri yeral aktadır. Ör eği kuyu yarıçapı = . , sıva a ölgesi yarı çapı =

. düşey dre etki ala ı yarıçapı = 2.25 m, dolayısıyla / = 1.2 ve

gerçek = 2.25/0.45 = 5 olan bir uygula ada eğer geçirge lik katsayısı ora ı da (�ℎ �⁄ = olarak tespit edil iş ise, a ağa düşey ekse de = 5

değeri de girilerek = . dolu çizgi ve �ℎ �⁄ = oktası i terpolasyo la ulu up u değere karşıt gele sıva a etkisi de

değerle dir eye ala = değeri oku ur. Diğer ir deyişle sıva a ı etkisi ile eşdeğer kuyu yarıçapı = . / = . olarak düzeltil iş olur. Bu aşa ada so ra tü a alizler = 0.15 değeri ile deva ettirildiği de sıva a etkisi hesa a katıl ış olur.

Teorik ko solidasyo hesapları da, yükü uygula ası ile ilgili iki değişik idealizasyo yapıl aktadır. Yükü ta a ı ı a i olarak uygula dığı durum

Şek. 3.49 a ’da, yükü i şaat süresi , oyu a za a a karşı sa it hızla artma

duru u Şek. 3.49 ’de gösteril iştir.

(a) (b)

Şekil 3.49. (a) A i yükle e duru u ve (b za a a karşı sabit hızla yükle e durumu

Zaman Zaman �

Biri ala a gele yük Biri ala a gele yük


123

A i yükle e duru u da radyal dre ajı oluşturduğu ortalama radyal

ko solidasyo yüzdesi Bağı tı 3.40 – 3.45 ’te veril iştir Barro , 1948) :

= − − .

ve = − ln − + + �ℎ� − ln .

ve = = .

ve = .

ve = ℎ .

ve

ℎ = �ℎ[ ∆∆� + ] .

Burada; : zaman, : sürşarj uygula ası ı i şaat süresi, �ℎ: kili yatay yö de per ea ilitesi sıva a ölgesi dışı da , � : kili düşey yö de per ea ilitesi sıva a ölgesi dışı da , : radyal dre aj içi oyutsuz za a faktörü ve ℎ:

radyal dre aj içi ko solidasyo katsayısıdır.

Bağı tı .41 ’de ta ı la a , kulla ıldığı da ve (�ℎ �⁄ faktörleri de kle e girilerek sıva a etkisi Şek. 3.48 ’de verile a ağı kulla aya gerek duyul aksızı hesa a katıla il ektedir. Alter atif olarak ve (�ℎ �⁄ )

faktörleri ile Şek. 3.48 ’deki a akta elde edile kulla ılarak Bağı tı . ’da hesapla a değeri ile Bağı tı 3.40 ’tan radyal konsolidasyon

yüzdesi elde edile ile ektir.


124

= − ln( ) − − .

Bağı tı 3.40 ’taki değerleri ise Şek. 3.50 ’de verilen abaktan veya Tablo

3.4’te alı a ile ektir.

Şekil 3.50. Ortalama radyal konsolidasyon derecesi ile radyal drenaj zaman

faktörü ilişkisi (NAVFAC DM 7.1)

0.001 0.01 0.10 1.00 10.0

0

20

40

60

80

100

=2 3 5 10

40

100

=

Kum dren

Radyal ko solidasyo za a faktörü, � Ort

ala

ma

ra

dy

al

ko

nso

lid

asy

on

de

rece

si,

� (%)


125

Tablo 3.4. Ortalama radyal konsolidasyon ora ı ı farklı radyal dre aj za a katsayıları daki değerleri (sıva a bölgesi ol adığı koşulda

(%) Farklı değerleri içi

5 10 15 20 25

0 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

1 0.0012 0.0020 0.0025 0.0028 0.0031

2 0.0024 0.0040 0.0050 0.0057 0.0062

3 0.0036 0.0060 0.0075 0.0086 0.0094

4 0.0048 0.0081 0.0101 0.0115 0.0126

5 0.0060 0.0101 0.0126 0.0145 0.0159

6 0.0072 0.0122 0.0152 0.0174 0.0191

7 0.0085 0.0143 0.0179 0.0204 0.0224

8 0.0098 0.0165 0.0205 0.0235 0.0258

9 0.0110 0.0186 0.0232 0.0266 0.0292

10 0.0123 0.0208 0.0260 0.0297 0.0326

11 0.0136 0.0230 0.0287 0.0328 0.0360

12 0.0150 0.0252 0.0315 0.0360 0.0395

13 0.0163 0.0275 0.0343 0.0392 0.0431

14 0.0177 0.0298 0.0372 0.0425 0.0467

15 0.0190 0.0321 0.0400 0.0458 0.0503

16 0.0204 0.0344 0.0430 0.0491 0.0539

17 0.0218 0.0368 0.0459 0.0525 0.0576

18 0.0232 0.0392 0.0489 0.0559 0.0614

19 0.0247 0.0416 0.0519 0.0594 0.0652

20 0.0261 0.0440 0.0550 0.0629 0.0690

21 0.0276 0.0465 0.0581 0.0664 0.0729

22 0.0291 0.0490 0.0612 0.0700 0.0769

23 0.0306 0.0516 0.0644 0.0736 0.0808

24 0.0321 0.0541 0.0676 0.0773 0.0849

25 0.0337 0.0568 0.0709 0.0810 0.0890


126

Tablo 3.4.(deva ı Ortala a radyal ko solidasyo ora ı ı farklı radyal dre aj za a katsayıları daki değerleri (sıva a bölgesi ol adığı koşulda


5 10 15 20 25

26 0.0352 0.0594 0.0742 0.0848 0.0931

27 0.0368 0.0621 0.0775 0.0887 0.0973

28 0.0385 0.0648 0.0809 0.0926 0.1016

29 0.0401 0.0676 0.0844 0.0965 0.1059

30 0.0418 0.0704 0.0879 0.1005 0.1103

31 0.0434 0.0732 0.0914 0.1045 0.1148

32 0.0451 0.0761 0.0950 0.1087 0.1193

33 0.0469 0.0790 0.0987 0.1128 0.1239

34 0.0486 0.0820 0.1024 0.1171 0.1285

35 0.0504 0.0850 0.1061 0.1214 0.1332

36 0.0522 0.0880 0.1100 0.1257 0.1380

37 0.0541 0.0912 0.1138 0.1302 0.1429

38 0.0560 0.0943 0.1178 0.1347 0.1479

39 0.0579 0.0975 0.1218 0.1393 0.1529

40 0.0598 0.1008 0.1259 0.1439 0.1580

41 0.0618 0.1041 0.1300 0.1487 0.1632

42 0.0638 0.1075 0.1342 0.1535 0.1685

43 0.0658 0.1109 0.1385 0.1584 0.1739

44 0.0679 0.1144 0.1429 0.1634 0.1793

45 0.0700 0.1179 0.1473 0.1684 0.1849

46 0.0721 0.1216 0.1518 0.1736 0.1906

47 0.0743 0.1253 0.1564 0.1789 0.1964

48 0.0766 0.1290 0.1611 0.1842 0.2023

49 0.0788 0.1328 0.1659 0.1897 0.2083

50 0.0811 0.1368 0.1708 0.1953 0.2144


127



5 10 15 20 25

51 0.0835 0.1407 0.1758 0.2010 0.2206

52 0.0859 0.1448 0.1809 0.2068 0.2270

53 0.0884 0.1490 0.1860 0.2127 0.2335

54 0.0909 0.1532 0.1913 0.2188 0.2402

55 0.0935 0.1575 0.1968 0.2250 0.2470

56 0.0961 0.1620 0.2023 0.2313 0.2539

57 0.0988 0.1665 0.2080 0.2378 0.2610

58 0.1016 0.1712 0.2138 0.2444 0.2683

59 0.1044 0.1759 0.2197 0.2512 0.2758

60 0.1073 0.1808 0.2258 0.2581 0.2834

61 0.1102 0.1858 0.2320 0.2653 0.2912

62 0.1133 0.1909 0.2384 0.2726 0.2993

63 0.1164 0.1962 0.2450 0.2801 0.3075

64 0.1196 0.2016 0.2517 0.2878 0.3160

65 0.1229 0.2071 0.2587 0.2958 0.3247

66 0.1263 0.2128 0.2658 0.3039 0.3337

67 0.1298 0.2187 0.2732 0.3123 0.3429

68 0.1334 0.2248 0.2808 0.3210 0.3524

69 0.1371 0.2311 0.2886 0.3300 0.3623

70 0.1409 0.2375 0.2967 0.3392 0.3724

71 0.1449 0.2442 0.3050 0.3488 0.3829

72 0.1490 0.2511 0.3137 0.3586 0.3937

73 0.1533 0.2583 0.3226 0.3689 0.4050

74 0.1577 0.2658 0.3319 0.3795 0.4167

75 0.1623 0.2735 0.3416 0.3906 0.4288


128



5 10 15 20 25

76 0.1671 0.2816 0.3517 0.4021 0.4414

77 0.1720 0.2900 0.3621 0.4141 0.4546

78 0.1772 0.2987 0.3731 0.4266 0.4683

79 0.1827 0.3079 0.3846 0.4397 0.4827

80 0.1884 0.3175 0.3966 0.4534 0.4978

81 0.1944 0.3277 0.4092 0.4679 0.5137

82 0.2007 0.3383 0.4225 0.4831 0.5304

83 0.2074 0.3496 0.4366 0.4992 0.5481

84 0.2145 0.3616 0.4516 0.5163 0.5668

85 0.2221 0.3743 0.4675 0.5345 0.5868

86 0.2302 0.3879 0.4845 0.5539 0.6081

87 0.2388 0.4025 0.5027 0.5748 0.6310

88 0.2482 0.4183 0.5224 0.5973 0.6558

89 0.2584 0.4355 0.5439 0.6219 0.6827

90 0.2695 0.4543 0.5674 0.6487 0.7122

91 0.2819 0.4751 0.5933 0.6784 0.7448

92 0.2957 0.4983 0.6224 0.7116 0.7812

93 0.3113 0.5247 0.6553 0.7492 0.8225

94 0.3293 0.5551 0.6932 0.7926 0.8702

95 0.3507 0.5910 0.7382 0.8440 0.9266

96 0.3768 0.6351 0.7932 0.9069 0.9956

97 0.4105 0.6918 0.8640 0.9879 1.0846

98 0.4580 0.7718 0.9639 1.1021 1.2100

99 0.5391 0.9086 1.1347 1.2974 1.4244

Bağı tı 3.40’ta ta ı la a ko solidasyo ora ı a i yükle e duru u içi veril iştir. Yükü Şek. 3.49 ’de gösterildiği gi i sa it hızla uygula ası duru u da radyal dre aj so u u ortaya çıka düşey ko solidasyo ora ı Bağı tı . 7 – 3.49’da veril iştir.


129

≤ olduğu duru lar içi ;

= − ∗ [ − − ∗ ] .

olduğu duru lar içi ;

= − ∗ [ − − ∗ ] .

ve

= ℎ .

ve

∗ = .

Burada; : i şaat süresi içerisi deki radyal dre aj za a faktörüdür.

Ayrı a Şek. 3.51 ’de verilen = ve değerleri içi – teorik ilişkisi i göstere grafiksel çözü ler radyal ko solidasyo yüzdesi i tespitinde

kulla ıla ilmektedir.

A i yükle e duru u içi düşey dre aj ede iyle oluşa ko solidasyo yüzdesi ise Terzaghi ko solidasyo teorisi e göre Bağı tı . 0 ve 3.51’de

hesapla aktadır.


130

(a)

(b)

Şekil 3.51. (a) � = 5 ve (b) � = 1 değerleri içi – teorik ilişkisi (NAVFAC DM 7.1)

0 .05 0.1

0.2 0.5 1 2 5

= 5

�

Yük

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 0.01 0.1 1.0 10.0

Radyal za a katsayısı, � = ⁄

Ort

ala

ma

ra

dy

al

ko

nso

lid

asy

on

de

rece

si,

� (%)

0 0.1 0.2 0.5

1 2

5

= 10

�� = �⁄

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 0.01 0.1 1.0 10.0

Radyal za a katsayısı, � = ⁄

Ort

ala

ma

ra

dy

al

ko

nso

lid

asy

on

de

rece

si,

� (%)

Daire içerisi deki raka lar ��

değerleridir.


131

= %0 - % içi ; = � [ % ] .

> % içi ; = . − . lo�( − % ) .

ve, = .

Burada; : düşey dre aj içi za a katsayısı, : düşey dre aj içi ko solidasyo katsayısı ve : aksi u düşey dre aj yolu uzu luğudur.

Eğer yükle e elli ir za a dili i içerisi de sa it hızla yapıl ış ise düşey dre ajı oluşturduğu düşey ko solidasyo yüzdesi Şek. 3.52 ’de verile a ak kulla ılarak elirle e il ektedir. Burada; : i şaat süresi so u daki boyutsuz

düşey dre aj za a faktörüdür.

Şekil 3.52. İ şaat aşa ası ve so rası daki düşey ko solidasyo ora ları (NAVFAC DM 7.1)

0 .04 0.1 0.2 0.5 1 2 5

10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Daire içerisi deki rakamlar �� değerleridir.

�

�

0.01 0.1 1.0 10.0

Düşey drenaj za a faktörü, �

Ort

ala

ma

düş

ey k

on

soli

da

syo

n o

raı,

� (%)

Taş Kolo la e Şe Du a lılığı

132

. . Taş Kolo lar ve Şev Duraylılığı

Yu uşak kohezyo lu ze i ler üzeri deki dolguları ve heyela ları şev duraylılığı ı arttır a yö te leri de iri de taş kolo larla ze i i güçle dir ektir. Kolo ları tasarı ı, geril e dağılı katsayısı, otur a azaltı ora ı ve/veya ala yerdeğiştir e ora ı ı da dikkate alarak taş kolo lar ile iyileştiril iş ze i i şev duraylılığı hesapla aları so u u da yeterli i i u güve lik sayısı ı elde et eye yö elik yapılır. Barksdale ve Ba hus 9 taş kolo larla iyileştiril iş ze i lerde Bishop yö te i ve dairesel kayma

yüzeyleri i geçerli olduğu u ifade et iştir.

“ta dart şev duraylılığı a alizleri deki gi i, taş kolo lar ile iyileştiril iş ze i leri şev duraylılığı a alizleri de de li it de ge veya so lu ele a lar yö te leri kulla ıl aktadır. Bu a alizlerde taş kolo lar zayıf ze i içerisi de gerçek oyutlarda ve gerçek alze e para etreleri ile farklı iki alze e ze i ve taş kolo veya taş kolo lar ile ze i ko pozit tek ir alze e

olarak ortala a kay a dire i para etreleri ile ta ı la aktadır. Bu ölü de her iki yaklaşı içi de literatürde ö erile yö te ler su ul aktadır.

. .1. Taş Kolo ve )e i i Bireysel Olarak Modelle esi

Bu yaklaşı da iki oyutlu düzle de taş kolo ları eşdeğer kalı lıkta şeritler olduğu, iyileştir e i ze i para etreleri i değiştir ediği, sade e taş kolo u ulu duğu lokasyo larda kay a daya ı ı ı arta ağı varsayıl akta olup, taş kolo ve ze i iyileştir e ö esi daya ı para etreleri ile te sil edilmektedir.

Profil Yö temi

Profil Yö te i’ de taş kolo lar iki oyutlu düzle de so suz uzu lukta eşdeğer kalı lıkta ve eşit etkileşi ha i de ele a lar olarak ta ı la aktadır Şek. . . A alizler eşdeğer şerit duvarlar ve ze i gerçek alze e

para etreleri kulla ılarak yapıl aktadır.


133

(a)

(b)

Şekil . . Şev duraylılığı a alizleri de taş kolo ve ze i i ü ferit teşkili (Barksdale ve Bachus, 1983)

Gerilme Dağılım Katsayısı Yö temi

Heyela larda şev duraylılığı ı arttır ak a açlı olarak yapıla taş kolo larda kolon-ze i arası da geril e paylaşı ı oluş adığı da u yö te kulla ıla a aktadır. A ak dolgu altı da yapıla taş kolo larda geril e

��

�

�

Zemin

Fiktif şeritler

�

� = �⁄

�

�

. � . � . �

1 2 3 4

Eşdeğer taş kolo şeritleri

Taş kolo


134

paylaşı ı oluş akta ve taş kolo lardaki geril e ko sa trasyo u da dolayı ze i i kay a dire i art aktadır.

Barksdale ve Ba hus 9 a alizlerde geril e dağılı ı ı duraylılığa etkisi i ya sıt ak a a ıyla taş kolon-ze i ve dolgu arası daki yüzeye Şek. 3.53(a)’daki gibi, kay a dire i üzeri deki dolgu ile ay ı ola , ince fiktif zemin

şeritleri ta ı la a ile eği i ö er iştir. Bu fiktif i e ta aka ı eşdeğer duvar olarak modellenen taş kolo lar üzeri deki şeritleri i ağırlığı ze i e kıyasla daha fazla olup, üstü deki dolgu ağırlığı ile era er topla da gerçekteki taş kolo üzeri e etkiye geril eye � eşittir. Bu u la era er, fiktif i e ta aka ı ze i üzeri deki kısı ları ağırlığı ise egatif olup üstü deki dolgu ağırlığı ile de era er topla da gerçekteki ze i üzeri e etkiye geril eye (� eşittir. Bu eşitlikler Bağı tılar . ve . ’te veril iştir. � = � + ∆� .

� = � + ∆� .

Burada; �: dolgunun zemin yüzeyi seviyesi deki ağırlığı ı yarattığı geril e (� = ), ∆� : taş kolo daki geril e ko sa trasyo u u ya sıt ak a a ıyla ta ı la a taş kolo üzeri deki fiktif şeriti ağırlığı ve ∆� : zemindeki gerilme

azalı ı ı ya sıt ak a a ıyla ta ı la a ze i üzeri deki fiktif şeriti ağırlığıdır egatif . Yukarıdaki de kle ler, Bağı tı .7 ve 3.9 kulla ılarak Bağı tı .54 ve 3.55 ile de ifade edilebilmektedir.

( ) = + ∆� .

ve ∆� = − .

( ) = + ∆� .

ve ∆� = − .


135

Bağı tı .54(b) ve 3.55(b) ’deki geril e artışları ı ta ı la ak içi

kalı lığı daki fiktif ta akada taş kolo ve ze i üzeri deki şeritleri fiktif iri ha i ağırlıkları sırasıyla ve Bağı tı .56 ve 3.57’de hesaplanabilmektedir.

= [ [ + − ] − ] .

= [ [ + − ] − ] .

Barksdale ve Ba hus 9 , ta ı la a fiktif ta akadaki şeritleri kalı lığı ı ( ) problemin geometrisine etkisini minimumda tut ak a a ıyla ü kü olduğu a i e ol ası gerektiği i ve dolgu yükü ü aksi u olduğu lokasyonlarda 75 – alı ası ı ve Şek. .53 a ’da da görüldüğü gi i şev di i e kadar hafif ir eği le kalı lığı azaltıp şev di i de sıfırla ası ı ö er ektedir.

3.8. . Taş Kolo ve )e i i Ko pozit Malze e ile Teşkili

Bu yaklaşı da taş kolo ve ze i ko pozit iri hü re içerisi de tek ir alze e olarak te sil edil ektedir. İyileştir e i ze i i ta a ı da ala

yerdeğiştir e ora ı a, geril e dağılı katsayısı a ve/veya otur a azaltı ora ı a ağlı olarak etkili ola ağı ka ülü ile taş kolo ve ze i i iyileştir e ö esi daya ı para etreleri i u faktörler ile ağırlıkları elirle erek ko pozit alze e para etreleri hesapla aktadır.

Ala Yerdeğiştirme Ora ı Yöntemi

Heyela iyileştir e a açlı olarak yapıla taş kolo larda geril e dağılı ı ı oluş a ası da dolayı ko pozit alze e i kay a dire i i

elirle esi deki taş kolo ile ze i alze eleri i ağırlıkları sade e ala


136

yerdeğiştir e ora ı a ağlıdır. Bu a göre, taş kolo alze esi i kohezyo suz olduğu varsayılarak ko pozit alze e i kohezyo u ),

kay a dire i açısı � ve iri ha i ağırlığı Bağı tı .58 –

3.60’tan hesaplanabilmektedir.

= − .

� = tan− − tan� + tan� ′ .

= − + .

Burada; : ze i i kohezyo u / dre ajsız kay a daya ı ı, � : zeminin kayma

dire i açısı, : ze i i iri ha i ağırlığı, � ′: taş kolo alze esi i kay a dire i açısı ve : taş kolo u iri ha i ağırlığıdır.

Yük Ora ı Yö temi

Kirs h ve Kirs h taş kolo ile ze i arası da geril e dağılı ı ı modellenmesinde, sade e ala yerdeğiştir e ora ı a ağlı olarak kompozit

zemin parametreleri i elirle esi i ko zervatif ir yaklaşı olarak değerle dir ektedir. Bu u ede i söz ko usu yaklaşı ı taş kolo lardaki

geril e artışı ı kolo alze esi i kay a dire i para etreleri deki değişi i i dikkate al ayışıdır.

Prie e 99 iyileştiril iş ze i i ko pozit alze e para etreleri i elirle esi içi kolo a etkiye yükü iri hü reye etkiye yüke ora ı ı ,

Bağı tı .61 kulla arak aşağıdaki yö te i ö er ektedir. = �� .

Bağı tı .6, 3.25 ve 3.61 kulla ılarak Bağı tı .62 elde edilmektedir.


137

= [ + − ] = = − + .

Bu a göre, taş kolo alze esi i kohezyo suz olduğu varsayılarak ko pozit malzemenin kohezyonu ( ve kay a dire i açısı � Bağı tı . ve 3.64’te hesapla a il ektedir.

= − .

� = tan− − tan� + tan� ′ .

Düzeltilmiş Yük Ora ı Yö temi

Prie e 99 uç tipi taş kolo u sıkışa ilirliği i ve aksi u otur a azaltı ora ı ı odüler ora a ( ⁄ eşit ola ağı ı göz ö ü de

ulu durarak düzeltil iş otur a azaltı ora ı ı hesapla ası gerektiği i vurgula ıştır. Araştır a ı ı ö erdiği düzeltil iş otur a azaltı ora ı )

Bağı tı . – 3.71 kulla ılarak hesapla aktadır. = + ̅ [ . + ( , ⁄ )( , ⁄ ) − ] .

( , ⁄ ) = −− − × − ( − ⁄ )( − + ⁄ ) .

⁄ = ⁄ + Δ ⁄ . Δ ⁄ = ⁄ − .

= . içi ;


138

⁄ = − − +− ± √[ − +− ] + −− .

= ⁄ .

= − sin� ′+ sin� ′ .

Burada; ⁄ : düzeltil iş ala yerdeğiştir e ora ı ve : taş kolo malzemesinin aktif yanal toprak ası ı katsayısıdır.

Prie e düzeltil iş otur a azaltı ora ı ı ) da kullanarak Bağı tı 3.62

’deki ala yer değiştir e ora ı ı ih al ederek de kle i asitleştirile ile eği i ve yeri e düzeltil iş otur a azaltı ora ı a göre Bağı tı .72’den modifiye

yük ora ı ı ′ hesapla a ile eği i elirt iştir. ′ = − .

Kirs h ve “o der a sade e yük katsayısı a ağlı olarak ko pozit alze e para etreleri i elirle e i , ze i iri ha i ağırlığı ı da

geril e dağılı ı da etkile esi de dolayı tasarı ı güve siz tarafta ıraka ile eği i ifade et işlerdir. Bu a ağlı olarak araştır a ılar, ko pozit alze e para etreleri i ala yerdeğiştir e ve düzeltil iş yük ora ı

yö te leri de hesapla a ları ortala ası olarak alı ası ı ö er işlerdir.

Priebe (2003) kompozit malzeme parametreleri i odifiye yük ora ı ı ;

deri liğe ağlı olarak iyileştiril iş ze i ta akası ı üzeri deki dolgu üstü de , iyileştir e i yapıldığı ta aka ı üstü e kadar efektif ağırlığı , ü , para etre i hesapla dığı iyileştiril iş ta aka iri i i olduğu deri likteki dolgu üstü de , hesapla a iri i altı a kadar efektif ağırlığa,

, ora ı ile azaltıl ası gerektiği i elirt iştir. Bu a göre, uç tipi taş kolo ları sıkışa ilirliği dikkate alı arak ve odifiye yük ora ı a deri lik düzelt esi uygula arak düzeltil iş yük ora ı ′′ Bağı tı .73’te hesapla a il ektedir.


139

′′ = ⁄ + ( ′ − ⁄ ) ü .

Düzeltil iş yük ora ı ı kullanarak kompozit malzemenin kohezyonu ( ) ve

kay a dire i açısı � Bağı tı . ve 3.75’ten hesaplanabilmektedir.

= − ′′ .

� = tan− − ′′ tan� + ′′ tan� ′ .

Kirs h ve Kirs h , Bağı tı .74 ’te hesapla a ko pozit alze e i kohezyo u u ala yerdeğiştir e ora ı yö te i de hesapla a a göre daha küçük olduğu u ve güve li tarafta kaldığı ı ifade et iştir.

3.9. Geotekstil Kılıflı Taş Kolo lar

Kolo lara yeterli ya al desteği vere eye orga ik içerikli çok yu uşak zeminlerde kolonlar bir geotekstil kılıf içerisi de i al edil ektedir. Bu tür kılıflı kolo lar he ze i iyileştir e, hem de taşıyı ı ele a lar olarak fo ksiyo gör ektedirler. Bu kolo ları taşıyı ı ir ta akaya kadar uza ası zoru ludur. Bu tek ik dre ajsız kay a daya ı ı = 20 kN/m

2 veya daha düşük ola

ze i lerde uygula a il ektedir. Kılıflı taş kolo lar yu uşak de iz ve göl çökelleri de, ehir alüvyo ları da taşıyı ı ele a lar olarak kulla ıl aktadır.

Kolo teşkili de u u açık ir çelik oru vi ro çekiç kulla ılarak yu uşak kilde iste ile deri liğe i diril ektedir. Boru u içerisi deki ze i urgulu ir siste le oşaltılıp geotekstil kılıf oru içi e yerleştiril ekte ve kır ataş doldurularak oru yukarı çekil ektedir. Boru çekilirke aşa alı olarak vi rasyo uygula arak kır ataş dolgu u sıkış ası sağla aktadır. Alter atif olarak Şek. 3.54 ’te gösterile klepeli ağzı kapalı orular kulla ıl aktadır.

Geotekstil Kılıflı Taş Kolo la

140

Boru sürü ü so rası da kılıfı oru içerisi e yerleştiril e aşa ası Şek. 3.55’te

gösteril ektedir.

Şekil 3.54. Klepeli ağzı kapalı borular

Şekil 3.55. Boru sürü ü so rası kılıfı i diril e aşa ası


141

“iste i işleyişi ve yük tra sfer eka iz ası Şek. 3.56 ’da gösteril ektedir. )e i yüzeyi e uygula a ü ifor düşey gerilme, ze i ve kolo u rijitliği e

ağlı olarak, ze i ve kolo tarafı da paylaşıl aktadır. )e i yüzeyi e yerleştirile yük tra sfer platfor u ke erle e etkisiyle kolo üzeri deki gerilmeleri arttırıp yu uşak ze i deki geril eyi azalt aktadır. Şekil .56 ’da

ze i e etkiye düşey geril e � ; kolo üzeri deki düşey geril e � olarak

ta ı la ıştır. )e i deki ya al geril e kılıfı ya al defor asyo ları sı ırlayı ı etkisi ede iyle azal aktadır. “o uçta geotekstil kılıf – taş kolo arayüzeyi de �ℎ ve kılıf-yu uşak ze i arayüzeyi de �ℎ ya al geril eleri oluş akta, bu

geril eler arası daki fark geotekstil kılıfta radyal çek e geril eleri ortaya çıkar aktadır. “iste i a alitik çözü ü Ke pfert tarafı da

verilmektedir.

Şekil .56. Geotekstil kılıflı taş kolo larda geril e dağılı ı (Kempfert, 2003)

Topla projede uygula a kılıflı kolo ları i ele esi so u u geotekstil

rijitliği i kolo davra ışı ve otur a iyileştir e faktörü üzeri deki etkileri Şek. . ’de gösteril ektedir Ke pfert, . Şekil . ’de değişik ala

yerdeğiştir e ora ları içi kılıfsız taş kolo uygula aları daki otur a iyileş e faktörleri ile geotekstil rijitliği i = 1000 – 2000 kN/m ve = 2000 – 3000

kN/ aralığı da değiştiği duru lardaki iyileş e faktörleri kıyasla aktadır. Bu

�ℎ

�

� �=� ℎ+�

ℎ��

� �=� ℎ+�

ℎ��

2

2 Geotekstil halkasal

çek e kuvveti, �

Kum kolon(sabit

ha i li düşey dre

2

Yu uşak ze i

ℎ

�

2

2

�


142

şekilde geotekstil rijitliği deki artışı kolo perfor a sı ı ö e li ölçüde arttırdığı açıkça görül ektedir.

Şekil 3.57. Geotekstil kılıf ve geotekstil rijitliği i otur a iyileş e faktörü e etkileri (Kempfert, 2003)

Ayadat ve Ha a yu uşak killer içerisi de teşkil edile kılıflı taş kolo ları taşıya ile eği aksi u düşey geril e erte esi i elirle ek a a ıyla Bağı tı .76’ ın kulla ıla ile eği i ifade et ektedir: � � = [�ℎ′ + ′ + (� ⁄ )] .

Burada; � � : kolo u taşıya ile eği aksi u düşey geril e; : kolon

alze esi i pasif geril e katsayısı; �ℎ′ : kolon boyunca etkiyen ortalama

yanal efektif gerilme (�ℎ′ = � + ⁄ ); ′: kil zeminin efektif kohezyon

değeri; : kili süku etteki toprak ası ı katsayısı; �: ze i yüzeyi e uygula a ü ifor düşey geril e; : kil ze i i iri ağırlığı; : kolon boyu; � : geotekstili çek e daya ı ı; : kolo u yükle e ö esi çapı; :

geotekstili kalı lığı ve : geotekstili kolo a verdiği desteği ya sıta ir gerilme azaltı faktörüdür. Azaltı faktörü ( ) kolonun deformasyon

odülü ü ( ) fonksiyonu olup Bağı tı .77’den hesaplanabilmektedir.

Geotekstil kılıflı kolo lar Modellversuche

Krempe Projesi 2000

Sinzheim Projesi 2000

A115/A10 Projesi

Waltershof Projesi 1996

Baden Baden Projesi 1996

Botnia-Bahn Schweden Projesi 2001

A20 AS Neubranderburg Projesi 2001

DA-Enweiterng Hamburg Projesi 2002

Regrasyon

Kılıfsız kolonlar Gruber 1995

Greenwood/Kirsch 1984

Juan/Guermazi 1986

Munfakh 1964

Bergado 1994

Raju 1997

Reithel 1999

Regrasyon

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Otu

ra

iyile

şe

ora

ı, ⁄

Regrasyon

= 2000 – 3000kN/m

Regrasyon

= 1000 – 2000kN/m

Regrasyon kılıfsız

= 0 kN/m

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40

Alan yerdeğiştir e ora ı, �� (%)


143

= . × × − . 7 .

ağı tısı da hesapla aktadır. Burada; (kN/m2) değeri üç ekse li ası ç

deneyleri ile belirlenmektedir.

Murugesan ve Rajagopal (2010) üç ekse li de eysel verileri az alarak geotekstil kılıflı taş kolo larla ilgili aşağıda detayları verile tasarı kriterleri i geliştir iştir. Bu yaklaşı da kılıflı kolo etrafı daki ze i i ya al desteği ih al edil iş ve iri hü reye uygula a düşey geril e i ta a ı ı kolo tarafı da taşı dığı varsayıl ıştır. Kılıfsız ir kolondaki düşey geril e � Bağı tı 3.78 ’den hesapla aktadır.

� = �′ + .

Burada; : kolo alze esi i pasif geril e katsayısı; : kili dre ajsız kay a daya ı ı; �′ : iki kolo çapı deri likte aşla gıçtaki radyal efektif gerilmedir.

Kolo u sta ilitesi içi gerekli ola ilave sı ırlayı ı ya al geril e �ℎ ise Bağı tı 3.79 ’da hesapla aktadır. �ℎ = � − � .

Burada; �: temel gerilmesidir. Bu ilave sı ırlayı ı geril e i geotekstilde yarata ağı çek e geril esi ise çapı daki ir kolo içi Bağı tı .80 ’de

hesapla aktadır.

= �ℎ × ⁄ .

Eğer kolo aksı daki düşey iri deformasyon � ise geotekstildeki halkasal

birim deformasyon (� ) Bağı tı .81 ’de hesapla aktadır:


144

� = − √ − �√ − � .

� değeri ise kolo tepesi deki otur a ı kolo ile iyileştiril iş ze i üzeri deki te eli otur ası olduğu duru içi Bağı tı .82’den

hesapla aktadır. � = ⁄ .

Bu kriterlere göre çek e ukave eti ola ve uzu dö e de � birim

deformasyon mertebelerini aş aya ak ir geotekstil seçilerek tasarı so la dırıl aktadır.

Yukarıda özetle e kriterler kulla ılarak geliştiril iş tasarı a akları da ir ta esi Şek. 3.58 ’de gösteril ektedir. Bu a aktan belli ir ala yerdeğiştir e ora ı, kolo çapı ve geotekstili sı ırlayı ı geril esi �ℎ değeri içi geotekstilde ara a çek e daya ı ı elde edilebilecektir.

Şekil 3.58. Geotekstil kılıflı taş kolo tasarı ı içi ö erile tasarı abağı (Murugesan ve Rajagopal, 2010)

��′= ° ��′=35° ��′=40° ��′=45°

� =25 kN/m2

0 5 10 15 20 25 30

2.0

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Ala yerdeğiştir e ora ı, �� (%)

Nor

alize

çek

ekuv

veti,

×� �⁄


145

3.10. Kaynaklar

A oshi, H., I hi oto, E., E oki, M. e Ha ada, K. . The Co poze - a

Method to Improve the Characteristics of Soft Clays by Inclusion of Large

Dia ete “a d Colu s P o eedi gs of I te atio al Co fe e e o “oil Reinforcement: Reinforced Earth and Other Techniques, Paris Vol.1, syf.:

211 – 216.

Ambily, A. P. ve Gandhi, “. R. . Beha io of “to e Colu s Based o E pe i e tal a d FEM A al sis A“CE, JGGE Vol. No. , s f.: – 415.

ASTM C88- . “ta da d Test Method fo “ou d ess of Agg egates Use of “odiu “ulfate o Mag esiu “ulfate American Society for

Testing and Materials, Philadelphia, ABD.

ASTM C131M-14 . “ta da d Test Method fo Resista e to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the

Los A geles Ma hi e American Society for Testing and Materials,

Philadelphia, ABD.

Ayadat, T. ve Hanna, A. M. (2005). E apsulated Stone Columns as a Soil

Improvement Technique for Collapsing Soils G ou d I p o e e t : 137 – 147.

Bae, W. “., “hi , B. W., A , B. C. e Ki , J. “. . Beha io s of Foundation “ ste I p o ed ith “to e Colu s P o eedi gs of the Twelfth International Offshore and Polar Engineering Conference 2002:

675 – 678

Balaa , N. P. . Load-“ettle e t Beha io of G a ula Piles Sydney

Ü i e sitesi ’ e su ula dokto a de e esi ge eklilikle i i sağla a Dokto a Tezi.

Balaa , N. P. e Booke , N. P. . A al sis of Rigid Rafts “uppo ted G a ula Piles I t. Jou al of Nu e i al a d A al ti al Methods i

Geomechanics, Vol. 5(4): 379 – 403.

Kaynaklar

146

Ba ksdale, R. D. e Ba hus, R.C. . Desig a d Co st u tio of “to e Colu s U“ Fede al High a Ad i ist atio , Repo t No: FHWA/RD-

83/026, National Technical Information Service, Virginia, ABD.

Barksdale, R. D. ve Gough ou , R. R. . “ettle e t Pe fo a e of sto e Colu s i the U“ , P o eedi gs of I t. Co fe e e o I -Situ Soil

and Rock Reinforcement, Paris, syf.: 105 – 110.

Ba ksdale, R. D. e Takefu i, T. . Desig , Co st u tio a d Testi g of Sand Compa tio Piles “ posiu o Deep Fou datio I p o e e ts: Design, Construction and Testing, ASTM Publications, STP 1089, Las Vegas.

Barron, R. A. (1948). Co solidatio of Fine Grained Soils by Wells Transactions, ASCE, Vol.113, syf.: 718 – 754.

Bau a , V. e Baue , G. E. A. . The Pe fo a e of Fou datio s on Various Soils Stabilized by the Vibro-Co pa tio Method Ca adia Geotechnical Journal, Vol.11, syf.: 509 – 530.

Bell, A. L. . The Late al P essu e a d Resista e of Cla a d the

“uppo ti g Po e of Cla Fou datio s P o . I st. Ci . E g., .

Be gado, D. T. e La , F. L. . Full “ ale Load Test of G a ula Piles ith Diffe e t P opo tio s of G a el a d “a d i the “oft Ba gkok Cla

Soils and Foundations Journal, 27, 1: 86 – 93.

Be gado, D. T., “i , “. H. e Kal ade, “. . I p o e e t of “oft Ba gkok Cla Usi g G a ula Piles i “u sidi g E i o e t P o . th

Intl.

Geotechnical Seminar on Case Histories in Soft Clays, Singapur, syf.: 219 –

226.

Bergado, D. T., Alfaro, M. C., Chai, J. C. ve Balasubramaiami, A. S. (1994).

I p o e e t Te h i ues of “oft G ou d i “u sidi g a d Lo la d E i o e t Balke a, Rotte da , syf.: 57 – 97.

Brown, R. E. (1977). Vi oflotatio Co pa tio of Cohesio less “oils Journal of Geotechnical Engineering, ASCE 103, GT12.


147

Çeki ez, Z. (2014). E pe i e tal “tud o “t ess Co e t atio Fa to s i “i gle a d G oups of E d Bea i g a d Floati g “to e Colu s O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi ’ e su ula dokto a de e esi ge eklilikle i i sağla a Dokto a Tezi, YÖK Tez No: , O ta Doğu Tek ik Ü iversitesi

İ şaat Mühe disliği Bölü ü, A ka a, Tü ki e, s f.

Datye, K. R. (1982). “ettle e t a d Bea i g Capa it of Fou datio “ ste “ posiu o Re e t De elop e ts i G ou d I p o e e t Techniques, Bangkok, syf.: 85 – 103.

Datye, K. R. ve Nagaraju, “.“. . I stallatio a d Testi g of Ra ed “to e Colu s P o . IG“ “pe ialt “essio , th. Asia Regio al Conference on SMFE, Bangalore, Hindistan, syf.: 101 – 104.

Dege , W. . Deep Vi o-Compaction at German Lignite

Mi i g A ea Proc. 3rd Intl. Conf. on Ground Inprovement Geosystems,

Londra.

Engleha dt, K. e Ki s h, K. . “oil I p o e e t Deep Vi atio Te h i ue P o eedi gs of th

Southeast Asian Conf. on Soil Engineering,

Bangkok.

EN . “u fa e Active Agents. Determination of Foamability

and Degree of Foamability. Circulation Test Method B itish “ta da ds.

EN 1097- . Tests fo Mechanical and Physical Properties of

Aggregates. Methods for the Determination of Resistance to

F ag e tatio British Standards.

EN . Agg egates fo Railway Ballast B itish “ta da ds.

Gi so , R. E. e A de so , W. F. . I “itu Measu e e t of “oil P ope ties ith the P essu e ete Ci il E gi ee i g a d Pu li Wo ks Review, Vol. 56, No. 658 May, syf.: 615 – 618.

G ee ood, D. A. . Me ha i al I p o e e t of “oils elo G ou d “u fa e P o eedi gs of the Co f. o G ou d E gi ee i g, Lo d a, ICE.

Kaynaklar

148

Goughnour, R. R. ve Bayuk, A. A. (1979a). A Field “tud of Lo g Te “ettle e ts of Loads “uppo ted “to e Colu s i “oft G ou d Proceedings of Int. Conf. on In-Situ Soil and Rock Reinforcement, Paris.

Gough ou , R. R. e Ba uk, A. A. . A al sis of “to e Colu -Soil

Matrix Interactio U de Ve ti al Load P o eedi gs of I t. Co f. o I -Situ

Soil and Rock Reinforcement, Paris.

Goughnour, R. R., “u g, J. T. e Ra se , J. “. “lide Co e tio “to e Colu s “ posiu o Deep Fou datio I p o e e ts: Desig , Construction, and Testing, Jan 25 1990. Las Vegas, NV, USA. Publ by ASTM,

Philadelphia, PA, USA, syf.: 131-147.

G e ood, D. A. . Load Tests o “to e Colu s Deep Fou datio s Improvements: Design, Construction and Testing, ASTM, STP 1089, syf.:

148 – , editö ler: Esrig, M. I. ve Bachus, R. C.

Ha , J. e Ye, “. L. . “i plified Method fo Co solidatio Rate of “to e Colu Rei fo ed Fou datio Jou al of Geote h i al a d Geoenvironmental Engineering, 127(7): 597 – 603.

Hughes, J. M. ve Withers, N. J. (1 . Rei fo i g of “oft Cohesi e “oils ith “to e Colu s G ou d E gi ee i g, : – 49.

Hughes, J. M. O., Withe s, N. J. e G ee ood, D. A. . A Field T ial of the Rei fo i g Effe t of a “to e Colu i “oil Geote h i ue, , , syf.: 31 – 44.

Ka a, M. . A stud o the “t ess-Strain Behavior of Railroad Balast

Mate ial Use of Pa allel G adatio Te h i ue O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi ’ e su ula dokto a de e esi ge eklilikle i i sağla a Dokto a Tezi, O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi İ şaat Mühe disliği Bölü ü, A ka a, Tü ki e.

Keller Grubu (2015). www.kellerasia.com.

Kempfert, H. G. (2003). G ou d Improvement Methods with Special

Emphasis on Column-Type Te h i ues Wo kshop o Geote h i s of “oft Soils: Theory and Practice, 2003 VGE.


149

Ki s h, F. e “o de a , W. Field Measu e e ts a d Nu e i al Analysis of the Stress Distribution below Stone Column Supported

E a k e ts a d thei “ta ilit I te atio al Wo kshop o Geote h i s of Soft Soils-Theory and Practi e, Ve ee , “ h eige , editö le : Ka stu e & Cudny, 2003 VGE.

Ki s h, F. . E pe i e telle u d Nu e is he U te su hu ge zu T ag elhalte o Rüttelstop Disse tatio Te h is he U i e sitat Ca olo-

Wilhelmina zu Brounschweig.

Kirsch, K. ve Kirsch, F. (2010). G ou d I p o e e t Deep Vi ato Methods “po P ess, a i p i t of Ta lo a d F a is, syf.

Kitazume, M. (2005). The “a d Co pa tio Pile Method A.A. Balke a Publishers, Singapur, 232 syf.

Ku uoğlu, Ö. . A Ne App oa h to Esti ate “ettle e ts u de Footi gs o Ra ed Agg egate Pie G oups O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi ’ e su ula dokto a de e esi ge eklilikle i i sağla a Dokto a Tezi, O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi İ şaat Mühe disliği Bölü ü, A ka a, Tü kiye.

Ku uoğlu, Ö., Ho oz, A. e E ol, O. . “ettle e ts u de Footi gs o Ra ed Agg egate Pie s P o eedi gs of the th

International

Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, syf.:

3455 – 3458.

Lawton, E. C. ve Fox, N. S. . “ettle e t of “t u tu es “uppo ted o Ma gi al o I ade uate “oils “tiffe ed ith “ho t Agg egate Pie s Vertical and Horizontal Deformations of Foundations and Embankments,

P o eedi gs of “ettle e t’ , Te as, A“CE Geote h i al “pe ial Publication No.40, syf.: 244 – 257.

La to , E. C., Fo , N. “. e Ha d , R. L. . Co t ol of “ettle e t a d Uplift of “t u tu es Usi g “ho t Agg egate Pie s I -Situ Deep Soil

Improvement, ASCE Geotechnical Special Publication No.45.

Kaynaklar

150

Madhav, M. R. ve Vitka , P. P. . “t ip Footi g o Weak Cla “ta ilized ith a G a ula T e h o Pile Ca adia Geote h i al Jou al, Vol.5, Nr.2.

Madhav, M. R., Iyengar, N. G. R., Vitkar, R. P. ve Nandia, A. (1979).

Increased Bearing Capacity and Reduced Settlements due to Inclusions in

“oil P o eedi gs of I tl. Co f. o “oil Rei fo e e t: Rei fo ed Ea th a d Other Techniques, Vol.2, Paris, syf.: 329 – 333.

Matsuo, M., Ku oda, K. e I uki , N. . Cha a te isti s of “t ess Distribution in Composite Ground P o . of Ka sai Regio al Co fe e e of the Japan Society of Civil Engineering, III, syf.: 31.

Mitchell, J. K. (1981 . “oil I p o e e t- State-of –the A t Repo t Proceedings of the 10th Int. Conf. on SMFE, Stockholm, Vol.4, syf.:509 –

565

Murugesan, S. ve Rajagopal, K. (2010). “tudies o the Behavior of Single

and Group of Goesynthetic Encased Stone Columns J. Geotech.

Geoenviron. Eng. ASCE 136(1): 129 – 139.

NAVFAC DM 7- . “oil Me ha i s Desig Ma ual Na al Fa ilities Engineering Comman, Virginia, ABD.

Özkeski , A. . “ettle e t edu tio a d st ess o e t atio fa to s i a ed agg egate pie s f o full s ale load tests O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi ’ e su ula dokto a de e esi ge eklilikle i i sağla a Dokto a Tezi, O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi İ şaat Mühe disliği Bölü ü, A ka a, Tü ki e.

Pha , H. T. V. e White, D. J. . “uppo t Me ha is of Ra ed Agg egate Pie s. II:Nu e i al A al ses A“CE , JGGE Vol. . No: , s f.: 1512 – 1521.

P ie e, H. . )u A s hätzu g des “etzu gs e halte s ei es du h “topf e di htu g e esse te Baug u des Die Baute h ik , H. .


151

P ie e, H. . Vi o Repla e e t- Design Criteria and Quality

Co t ol “ posiu o Deep Fou datio I p o e e ts: Desig , Construction and Testing, ASTM Publications, STP 1089, Las Vegas.

P ie e, H. . Desig C ite ia fo G ou d I p o e e t “to e Colu s P o eedi gs of th

National Conference on Ground

Improvement, Lahore.

P ie e, H. . The desig of Vi o Repla e e t Journal of Ground

Engineering, Vol.28, No.10.

P ie e, H. . )u Be essu g o “topf e di htu ge - Anwendung

des Ve fah e s ei E t e Wei he Böde Beis h i e de G ü du ge u d Bei Na h eis de “i he heit Gege Gelä de- ode Bös hu gs u h Bautechnik 80, syf.: 380 – 384.

Sentez-Geopier Foundatios Grubu . “e tez-Geopier Foundations

Kataloğu .

Sowers, G. F. (1979). I t odu to “oil Me ha i s a d Fou datio s: Geote h i al E gi ee i g Ma Milla Pu lishi g Co., I ., Ne Yo k.

“ta k, T. D. e Ya sh , B. M. . “pe ifi atio s fo Co st u ti g a d Load Testi g “to e Colu s i Cla s Deep Fou datio s I p o e e ts: Design, Construction and Testing, ASTM, STP 1089, syf.: 73 – , editö le : Esrig, M. I. ve Bachus, R. C.

Teki , M. . Model “tud o “ettle e t Beha io of G a ula Colu s u de Co p essio Loadi g O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi ’ e su ula dokto a de e esi ge eklilikle i i sağla a Dokto a Tezi, O ta Doğu Tek ik Ü i e sitesi İ şaat Mühe disliği Bölü ü, A ka a, Tü ki e, s f.

Tho u , “. . Buildi g “t u tu es “uppo ted “ta ilized G ou d Geotechnique, Vol:25 No:1, syf.: 83 – 94.

Va I pe, W. F. e De Bee , E. . I p o e e t of “ettle e t Behavior of Soft Layers by Means of Stone Colu s P o eedi gs of th

ECSMFE, Helsinki.

Kaynaklar

152

Vaut ai , J. . Mu e Te e A ee “u Colo es Ballastees Proceedings of Int. Symposium on Soft Clay, Bangkok.

Vesi , A. “. . E pa sio of Ca ities i I fi ite “oil Mass Jou al of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol.98, No. SMF3.

vİbro sikiŞtirma · 2017-03-24 · vİbro – zemİn İyİleŞtİrme yÖntemlerİ vİbro...

Documents