ev Stabilizasyonunda Blok Polistiren Köpük Uygulamalar

Transkript

1 Takn ve Heyelan Sempozyumu / Ekim 2013, Trabzon ev Stabilizasyonunda Blok Polistiren Köpük Uygulamalar Doç. Dr. smail Hakk Aksoy TÜ naat Fakültesi, naat Mühendislii Bölümü, Maslak stanbul, , aksoyis@itu.edu.tr ÖZET Polistiren köpük çok düük birim hacim arlkta bir malzemedir. Yumuak zeminler üzerinde hafif dolgular tekil edilerek tama gücü ile oturma problemlerinin çözümünde, dayanma yaplarna gelen yanal itkilerin azaltlmasnda, kayma/heyelan potansiyeli yüksek evler üzerinde dolgu tekil edilebilmesinde, kaym olan evlerin stabilize edilmesinde baar ile kullanlmaktadr. Bu çalmada blok polistiren köpüün fiziksel ve mühendislik özellikleri ile ev stabilizasyonunda uygulamalarna yer verilmektedir. Slope Stabilization Applications of Polystrene Foam Blocks ABSTRACT The polystyrene foam is a lightweight material that has a low unit weight. Polystyrene foams are used to form lightweight fills over soft soils solutions bearing capacity and for settlement problems and in reducing the lateral earth pressure on retaining structures. Polystyrene foam blocks can be used as a fill material on slopes which have high potential instability and can be used to stabilize slopes. In this paper, physical and geotechnical properties of Polystyrene foam block and examples of its application in slope stabilization are presented. 1. GR Blok genlemi polistiren köpük (EPS) 1970 li yllardan beri geoteknikte; yumuak zeminler üzerinde dolgu tekilinde karlalan stabilite ve oturma problemlerinin çözümünde, dayanma yaplarna gelen yatay itkilerin azaltlmasnda ve ev kaymalarnn, heyelanlarn stabilize edilmesinde, heyelan geçmii olan arazilerde yol dolgusu yaplmasnda kullanlmaktadr. 2. BLOK POLSTREN KÖPÜÜN (EPS) ÖZELLKLER Polistiren köpük genlemi ve ekstrude olarak iki tür imal edilmektedir. Geoteknikte genlemi polistiren köpükten imal edilmi bloklar kullanlmaktadr. Polistiren köpük çok hafif bir dolgu malzemesidir birim hacim arl ( kn/m3) dür. Genellikle 1000 mm ye 2000 mm ve 500 mm boyutlarnda dikdörtgen prizma eklinde imal edilmektedir (ekil 1, 2). Blok polistiren köpüün mühendislik özellikleri Tablo 1 de verilmektedir. Genlemi polistiren köpüün besin deeri yoktur ve dolays ile biyolojik bozulmaya maruz deildir. Küfe, mantara dayankldr. Polistiren köpük petrol ve ürünleri ile temasta bozulabilir. Bunun engellenmesi için mambran ile sarlmaktadr. Yanc bir maddedir ve alev

2 Takn ve Heyelan Sempozyumu / Ekim 2013, Trabzon alma riski tar. Yeralt suyunun yüksek olduu ve takn ihtimalinin olduu yerlerde blok polistiren köpüklerin yüzmesine kar önlem alnmaldr (Sanders ve Snowdon, 1993). Blok polistiren köpük tek bana pahal olmasna karn (100 TL/m3) imalatn ksa sürede ve kaliteli olarak yaplabilmesi, dier alternatiflere göre toplam maliyette ekonomi salanmaktadr. Yaplan incelemelerde yllk dolguda kullanlm blok polistiren köpüklerin hasara ve fonksiyon kaybna uramadklar tespit edilmitir. Blok genlemi polistiren köpüklerin mühendislik ömürlerinin 100 yl civarnda olduu öngörülmektedir (Frydenlund ve Aaboe. 2001). Tablo 1. Blok genlemi polistiren köpüün özellikleri (Aksoy,1998) Özellikler EPS Blok Genlemi Polistiren Köpük Basnç Direnci* (kn/m 2 ) Basnç Direnci** (kn/m 2 ) Birim Hacim Arl (kn/m 3 ) Elastite Modülü (kn/m 2 ) Projede Kullanlmas Tavsiye Edilen B.H.A. (kn/m 3 ) 1.0 Poisson Oran Bloklararas Sürtünme Açs ( ) 30 Hacimce Su Emme (%) 7 gün 1 Yl Kapiler Yükseklik (mm) 200 CBR (%) < 2 * % 1 Deformasyonda ** % 10 Deformasyonda

3 Takn ve Heyelan Sempozyumu / Ekim 2013, Trabzon ekil 1. Blok polistiren köpüklerin nakli (Arellano ve di., 2011). ekil 2. Blok polistiren köpüklerin yerletirilmesi ( Arellano ve di., 2011). 3. BLOK GENLEM POLSTREN KÖPÜÜN EV STABLZASYONUNDA KULLANIMI evin kaymaya kar güvenliinin bir civarnda olduu belirlenen veya kayma emaresi gösteren evlerde, ev tepesinde kaz yaplarak zemin uzaklatrlr ve yerine çok daha hafif blok polistiren köpük dolgu yaplr. Böylece kaydrc kuvvetler azaltlarak evin kaymaya kar güvenlii arttrlm olur (ekil 3, 5, 6). Kullanlacak blok polistiren köpüün miktar ve yerletirilme ekli uygun bir ev stabilite analizi kullanlarak deneme yanlma metoduyla bulunur. Bu ilemin ev eiminin azaltlmas ve drenaj tedbirleriyle birlikte yaplmas ile optimum çözümler elde edilebilmekte ve maliyette ekonomi salanabilmektedir.

4 Takn ve Heyelan Sempozyumu / Ekim 2013, Trabzon Heyelan geçmii olduu bilinen ve heyelan/ev kaymalarnn sk rastland eimli bölgelerde yol güzergahnda kullanlacak dolgular, blok polistiren köpükten imal edilerek eve ek yük aktarlmaz. Böylece heyelanlar/ev kaymalar tetiklenmemi olur (ekil 4). Heyelan riski olan güzergahlarda mevcut eski yollarn geniletme çalmalarnda, gerekli yol dolgular hafif blok polistiren köpükle yaplarak baarl sonuçlar elde edilmitir. Günümüzde blok genlemi polistiren köpük dolgularn ev stabilizasyonunda kullanlmas gittikçe yaygn hale gelmektedir. Bu konuda çeitli ülkelerin karayolu kurulular çalmalar yapmakta ve yönetmelikler yaynlamaktadrlar. ev tepesi Blok polistiren köpük dolgu ev topuu Potansiyel kayma yüzeyi ekil 3. ev tepesinde hafif blok polistiren köpük dolgu tekili P.K.Y P.K.Y Potansiyel kayma yüzeyi ekil 4. Heyelanl arazide ev üzerini yüklememek için hafif blok polistiren köpük ile yol yaplan dolgusu (Arellano ve di., 2011)

5 Takn ve Heyelan Sempozyumu / Ekim 2013, Trabzon UYGULAMADAN ÖRNEKLER Norveç te Alta da 1982 ylnda yumuak akc kil ev üzerinde yer alan, Y26 otoyol dolgusunun 40 m uzunluundaki ksm nehre doru kaymtr. Bölgede daha öncede nehir yamaçlarnda kaymalarn olduu bilinmektedir. Dier yakn kesimlerde de ev stabilite sorunlar olmas nedeni ile yol güzergah deitirilmemi ve kaym dolgunun yerinde ayn geometrik özelliklerde blok polistiren köpük ile hafif yol dolgusu yaplmtr (Aksoy, 1998). Amerika da Colorado 160 Otoyolu, New York 23 A Devlet Yolu, Wisconsin Bayfield County A Otoyolu, Alabama 44 Devlet Yolu ev kaymalar; ev tepesinin kazlarak hafif blok polistiren köpük dolgu yaplmas ve drenaj tedbirleri ile önlenmitir. ev kaymalarnn / heyelanlarn yaand bu yol güzergahlarda daha öncede kaymalarn olduu bilinmekteydi (Arellano ve di., 2011). Seattle Washington da heyelanl arazide ina edilmi Villa nn önünde ankrajl dayanma yaps ile kademelendirme yaplrken, dayanma yaps arkasnda blok polistiren köpük dolgu kullanlmtr. Böylece evi kaydrc kuvvet azaltlm, daha narin dayanma yaps imali mümkün olmutur. Blok polistiren köpük dolgu kullanlmas maliyette önemli bir ekonomi salamtr (Mann ve Star, 2007). ekil 5. Kayan yol evinin görünümü ( ekil 6. Blok polistiren köpük ile ev tepesine hafif dolgu yaplmas (

6 Takn ve Heyelan Sempozyumu / Ekim 2013, Trabzon 5. SONUÇ Blok genlemi polistiren köpük (EPS) geoteknikte; yumuak zeminler üzerinde dolgu tekilinde karlalan stabilite ve oturma problemlerinin çözümünde, dayanma yaplarna gelen yatay itkilerin azaltlmasnda, heyelan geçmii olan araziler üzerinde yol dolgusu yaplmasnda ve ev kaymalarnn / heyelanlarn stabilize edilmesinde kullanlmaktadr. Bu teblide blok genlemi polistiren köpüün ev stabilizasyonunda kullanm ile uygulamadan örneklere yer verilmektedir. 6. KAYNAKLAR Aksoy,. H., (1998). Polistiren Köpüün Hafif Dolgu Olarak Kullanlmas, Zemin Mekanii ve Temel Mühendislii 7. Ulusal Kongresi, Yldz Teknik Üniversitesi, Ekim, Cilt 2, sf , stanbul. Arellano, D., Stark, T.D., Horvarth, J.S., Leshchinsky, D., (2011). Guidelines for Geofoam Applications in Slope Stability Projects. Final Report, Prepared for National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board of The National Academies., P.No (02). September 30, pages. Frydenlund, T.E., Aaboe, R., (2001). Long Term Performance and Durability of EPS as a Lightweight Filling Material, EPS Geofoam 2001, 3rd International Conference, Salt Lake City, December pages Mann, G., Star,. T.D., (2007). Slope Stabilization Using Geofoam, GSP 161 Embankments, Dams and Slopes, Geo-Denver; New Peaks in Geotechnics. 9 pages. PlastiFab. (2011). Product Information Bulletin. No.230. Slope Stabilization Using GeoSpec Lightweight Fill Material. ( Sanders, R.L., Snowdon, R.A., (1993). Polystyrene as an Ultra-lightweight Engineered Fill, Proceedings of the conference Engineered Fills 93, September 1993, Newcastle upon Tyne, Thomas Telford, London, pp