T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GEOTEKNİK ANABİLİM DALI. SONDAJ ve SONDA

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GEOTEKNİK ANABİLİM DALI. SONDAJ ve SONDA"

Melek Bercu Özkul
8 yıl önce
İzleme sayısı:

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GEOTEKNİK ANABİLİM DALI SONDAJ ve SONDA Sondaj yabancı kaynaklı bir kelime olmakla

1 T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GEOTEKNİK ANABİLİM DALI SONDAJ ve SONDA Sondaj yabancı kaynaklı bir kelime olmakla birlikte sözcük olarak zemini delme anlamını taşımaktadır. Sondalama da delme anlamına geliyor ise de bu etkinlikten numune alınmaması sondajdan önemli farkıdır. ERTAN BOL 1

2 SONDAJ SONDAJ da AMAÇ Jeolojik materyal toplamadır Jeolojik materyal örnekleri üç genel amaç için toplanır Fiziksel, mekanik ve hidrolik özelliklerin ölçümü, Kimyasal ve biyolojik özelliklerin ölçümü, Litolojik, jeolojik, minerolojik özelliklerin tanımlanması. ERTAN BOL 2

Sondaj Metodları 1. Helezonlu sondaj» (Auger drilling) 2. Dönel Sondaj» (Direct rotary drilling) 3. Karotlu Sondaj» (Core drilling) 4. Dönel-Darbeli Sondaj» (Rotary percussion drilling) 5.

3 Sondaj Metodları 1. Helezonlu sondaj» (Auger drilling) 2. Dönel Sondaj» (Direct rotary drilling) 3. Karotlu Sondaj» (Core drilling) 4. Dönel-Darbeli Sondaj» (Rotary percussion drilling) 5. Darbeli veya Kablolu Sondaj» (Percussion or cable tool drilling) 1. Helezonlu Sondaj (Auger Drilling) En yaygın doğrudan örnekleme metodudur. İki ana tipi mevcuttur: İçi dolu gövdeli helezonlu delme sistemi İçi boş gövdeli helezonlu delme sistemi ERTAN BOL 3

4 HELEZONLU SONDAJ (Auger Drilling) İçi dolu gövdeli helezonlu delme sistemi Solid Stem Continuous Flight Auger Drilling System Örnek almak için helezonlar yukarı çekilmek zorundadır Delme işlemi basittir ERTAN BOL 4

5 İçi boş gövdeli helezonlu delme sistemi Hollow Stem Continuous Flight Auger Drilling System İçi boş gövdeli helezonlu delme sistemi Hollow Stem Continuous Flight Auger Drilling System Ülkemizde nispeten daha az sıklıkla uygulanan bu yöntemde, içi boş bir burgu ile ilerleme sağlanır, numune alımı ve arazi ve arazi deneyleri (SPT, Vane vb.) burgu içinden yapılır. Kuyunun yıkılmasını önleyerek ilerleme sağlaması en büyük avantajlarından birisidir. ERTAN BOL 5

6 İçi boş gövdeli helezonlu delme sistemi Örnekleme için helezonların yukarı çekilmesi zorunlu değildir Örnekler şaftın içinden alınabilir 100 metreden daha fazla ilerlenebilir Tipik olarak m derinlikleri için çok uygundur. İÇİ BOŞ HELEZON SİSTEMİNDE BOYUTLAR İçi boş helezonun İç Çapı (mm) İçi boş helezonun Dış Çapı (mm) Helezon Başının Kestiği Çap (mm) ERTAN BOL 6

2. DÖNEL SONDAJ (Rotary Drilling) Sıklıkla çamur-dönel sondajı olarak da adlandırılır. Bununla birlikte hava veya diğer akışkan karışımları kullanılabilir.

7 2. DÖNEL SONDAJ (Rotary Drilling) Sıklıkla çamur-dönel sondajı olarak da adlandırılır. Bununla birlikte hava veya diğer akışkan karışımları kullanılabilir. Matkap tijlerin en altında kuyu sonunda bulunur. Kuyu tabanından kesilen parçalar tijlerin ortasından basınçla verilen çamur karışımının matkap ucundan hızla çıkıp tijler ve kuyu çeperleri arasından yüzdürülmesiyle yukarıya taşınır. Yıkamalı Sondaj (Rotary Wash Boring) Dünyadaki sondaj yöntemleri arasında ülkemizde en fazla uygulanan metot, yıkamalı sondajdır. Bu yöntemde geçici muhafaza borusu veya delme sıvısı kullanılarak sondaj kuyusunun çökmesi engellenir. İstenilen seviyelerde kuyu dibi temizlenerek arazi deneyleri yapılır ve/veya örselenmemiş zemin numuneleri alınır. Genellikle yeraltı su tablası altındaki zeminler için uygundur. ERTAN BOL 7

8 DÖNEL SONDAJ DÜZENİ Dönel Sondaj ERTAN BOL 8

Yaygın Olarak Kullanılan Sondaj Tijlerinin (çubuk) Boyutları BOYUT Dış Çap (mm) İç Çap (mm) RW 27.8 18.3 EW 34.9 22.

9 Yaygın Olarak Kullanılan Sondaj Tijlerinin (çubuk) Boyutları BOYUT Dış Çap (mm) İç Çap (mm) RW EW AW BW NW DÖNEL SONDAJ MUHAFAZA BORUSU MATKAPLAR TE ERTAN BOL 9

10 Basınçlı su ile Sondajda kullanılan matkaplar Düz matkap Balta matkap Kelebek matkap Yan matkap T biçimli matkap Z biçimli matkap TS1901 DÖNEL SONDAJ MATKAP UÇLARI, ÜÇ KONİ ERTAN BOL 10

11 DÖNEL SONDAJ MATKAP UÇLARI, ÜÇ KONİ ERTAN BOL 11

12 DETAYLI İNCELEMELER (SONDAJ-KAYADA DELME) Kaya Matkabı (Rock Bit) MUHAFAZA BORULARI Muhafaza borusu bazen kuyuyu açık tutmak için gereklidir, Bazen de kumlu veya çakıllı ortamlarda kuyu çeperlerinden içeriye doğu malzeme göçünü önlemek için kullanılabilir, Muhafaza boruları delik içinde matkabın ierlemesi ile birlikte ilerler, Genellikle kuyu içinde sonradan gözlem yapılacaksa kullanılır. ERTAN BOL 12

13 Yaygın Olarak Kullanılan Muhafaza Borularının Boyutları BOYUT Dış Çap (mm) İç Çap (mm) RW EW AW BW NW ERTAN BOL 13

14 SONDAJ ÇAMURU Genellikle Bentonit kullanılır. Amaç: Kuyu tabanından kesilen parçaların yukarıya taşınması Kuyu çeperlerinde olabilecek çatlakların kapatılması Matkap performansının arttırılması Matkabı soğuk ve temiz tutma Kuyu desteği Su basıncı olmadan, kuyu duvarları içeriye doğru göçme-kapanma eğilimindedir Su kuyu duvarlarının içine doğru hareket ederek kayba uğrayabilir Bentonit kuyu duvarında bir çamur keki (mudcake) oluşturarak sıvama yapar ve delikleri kapatır SONDAJ ÇAMURU ve HAVUZLARI ERTAN BOL 14

15 ÇAMUR DOLAŞIM SİSTEMİ 3. Karot Sondajı (Core Drilling) Karotiyer döndürülerek materyal içinde ilerlenir. Sondaj çamuru kullanılır Kaya ortamlar için önerilen metottur. ERTAN BOL 15

16 ELMAS UÇLU MATKAPLAR 4. Darbeli-Dönel Sondaj (Rotary Percussion Drilling) Matkap döndürülerek ve yüzeyde bir ağırlığın kaldırılıp düşürülmesiyle elde edilen enerji yardımıyla ilerletilir. Kaya ortamlarda kullanılır. ERTAN BOL 16

17 Darbeli Matkap Örnekleri MATKAP UÇLARI Keski Matkapları (Chisel Bits) Çapraz Matkap (Cross Bit ) Çapraz Matkap (Cross Bit ) ERTAN BOL 17

18 5. Darbeli veya Kablolu Sondaj Matkap yüzeyde bulunan ağırlığın kaldırılıp bir örs üzerine düşürülmesiyle elde edilen enerji yardımıyla ilerletilir. Bu metod bazen diğer metodların birleşimi şeklinde kullanıır. DETAYLI İNCELEMELER SONDAJLARIN PLANLANMASI SONDAJ ARALIKLARI Az yapılan örnekleme yanıltıcı olabileceği gibi gereğinden fazla yapılan delgide para ve zaman kayıplarına yol açar. Bu yüzden optimum bir delgi derinliği ve aralığı seçme mecburiyeti vardır. Küçük parsellerde, homojen zemin koşullarında, her 300m 2 için en az bir adet, Küçük ancak çok katlı binalarda (h>20m) ve değişken zemin koşullarında üç adet En basit kural: Yapı planının en az dört köşesi ve ortasında ERTAN BOL 18

DETAYLI İNCELEMELER SONDAJLARIN PLANLANMASI Araştırma sondaj ve sondalarının sayısını, aralarındaki mesafeyi ve derinliğini belirlemede kesin olarak ortaya konmuş bilimsel kurallar yoktur.

19 DETAYLI İNCELEMELER SONDAJLARIN PLANLANMASI Araştırma sondaj ve sondalarının sayısını, aralarındaki mesafeyi ve derinliğini belirlemede kesin olarak ortaya konmuş bilimsel kurallar yoktur. Bu tür kararlar arazideki gözlem çalışmalarından elde edilen bulgularla birlikte mühendislik yargılarına ve pratikteki geleneksel standartlara dayalı olarak alınmaktadır. Bu işlem aşağıdakilerde dahil olmak üzere çok sayıda faktörü kapsar: Sahanın büyüklüğü ne kadardır? Ne çeşit zemin veya kaya ile karşılaşılması beklenmektedir Sahada ne tür bir yapı inşaat edilecektir (küçük bina, büyük bina, köprü, baraj vs.)? Planlanan yapı ne kadar kritiktir? Sondaj veya diğer ekipmanlar sahanın her yerine erişebilir mi? DETAYLI İNCELEMELER SONDAJLARIN PLANLANMASI SONDAJ DERİNLİĞİ Taban basıncının zeminde %10 (kayada %30) seviyelerine düştüğü derinliğe veya Temel tabanından itibaren temel genişliğinin en az bir buçuk.katı kadar derinliğe ERTAN BOL 19

20 SONDAJ ARALIK VE DERİNLİKLERİNİN TAYİNİ ARAŞTIRMA DERİNLİĞİ KAT SAYISI (S) GENİŞLİK (B) Konutlar ve işyerleri için; S sayıda katlı bir yapıda temeller D f m derinliğe oturtulacak ise minimum delgi derinliği z = D f + Z (S) 0.7 İyi Zemin Z=3 Orta Zemin Z=5 Kötü Zemin Z=6 SONDAJ ARALIK VE DERİNLİKLERİNİN TAYİNİ M A A A A B B B N A A A A B B B KOLON/DUVAR YÜKÜ A A A A A DELGİLERİ DERİNLİKLER B DELGİLERİ M UZAKLIĞI ARALIKLAR N ARALIĞI Hafif Orta Ağır ERTAN BOL 20

21 DAYANMA (İSTİNAT) DUVARLARINDA SONDAJ DERİNLİĞİ Sondajlar son zemin seviyesinden duvar yüksekliğinin katı kadar bir derinliğe uzatılabilir. Stratigrafi derin stabilite veya oturma problemlerini işaret ediyorsa sondajar katı tabakaya kadar uzatılabilir. AASHTO Standard Specifications for Design of Highway Bridges YARMADA SONDAJ DERİNLİĞİ Sondajlar hendek hattında tahmin edilen yarma derinliğinin en az 5 metre altına kadar sürdürülmelidir. Sondaj derinlikleri hat boyunca karşılaşılan yumuşak zonların olduğu veya yarma temel seviyesinin su seviyesinin altında olduğu yerlerde arttırılabilir. AASHTO Standard Specifications for Design of Highway Bridges ERTAN BOL 21

DOLGUDA SONDAJ DERİNLİĞİ Uygun (katı) zeminin kesileceği bekleniyorsa sondaj derinliği dolgu yüksekliğinin iki katı olarak alınabilir.

22 DOLGUDA SONDAJ DERİNLİĞİ Uygun (katı) zeminin kesileceği bekleniyorsa sondaj derinliği dolgu yüksekliğinin iki katı olarak alınabilir. Stabilite veya oturma problemi sunabilecek yumuşak tabakaların olduğu durumlarda sondaj derinliği sağam tabakaya kadar uzatılmalıdır. AASHTO Standard Specifications for Design of Highway Bridges (Sowers,1979) KAÇ SONDAJ? Yeraltı Koşulları Her bir sondaj için yapı alanı (m 2 ) Kötü Kalite ve Değişken Orta Kalite Yüksek Kalite ve Üniform KAÇ METRE? Yeraltı Koşulları Minimum Sondaj Derinliği (m) Kötü Kalite ve Değişken 6 S D f Orta Kalite 5 S D f Yüksek Kalite ve Üniform 3 S D f D f =Temel gömme derinliği, S= Kat Adedi ERTAN BOL 22

23 SORU: Zemin koşullarının ortalama özellikler gösterdiği bir bölgede çelik çerçeveli üç katlı ofis binası inşaa edilecektir. Bina 30x40 metrekarelik bir alana oturtulacak olup, tekil tip temel inşaa edilecek ve 1 metre derine gömülecektir. Yeterli sayıda sondaj sayısını belirleyip, bunların derinliklerini öneriniz Bina toplam alanı 30x40=1200 m m 2 ye 1 sondaj olduğundan 1200 m2 ye en az 4 sondaj gerekli 5 S D f = 5 x =12 m min derinlik İyi bir araştırma için en az biri bundan daha derin olmalı 3 adedi 12 m 1 adedi 16 m yeterli Gerilme artışı Yaklaşımı: Araştırma derinliği (D)= Yapı yükünden dolayı oluşan gerilme artışının (Dq) düşey geostatik efektif örtü basınçlarının %10 una eşit olduğu derinliktir. Z (m) D 3 45D 2 600D D D 3 +45D D-4600=0 ERTAN BOL 23

24 Z (m) D 3 45D 2 600D D D 3 +45D D-4600=0 ERTAN BOL 24

Benzer belgeler

ZEMİN İNCELEMELERİ. Yetersiz Zemin İncelemesi Sonucu Ortaya Çıkabilecek Kayıplar. İçin Optimum Düzey. Araştırma ve Deney

ZEMİN İNCELEMELERİ. Yetersiz Zemin İncelemesi Sonucu Ortaya Çıkabilecek Kayıplar. İçin Optimum Düzey. Araştırma ve Deney ZEMİN İNCELEMELERİ Doğal yamaç ve yarmada duraylılığın kontrolü Barajlarda ve atık depolarında duraylılık ve baraj temelinin kontrolü, sızdırmazlık Yapıdan gelen yüklerin üzerine oturduğu zemin tarafından