JETGROUT KOLON YÖNTEMİ İLE ZEMİN İYİLEŞTİRMESİ YAPILMASI

Transkript

1 İZMİR İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI SEMİNERİ JETGROUT KOLON YÖNTEMİ İLE ZEMİN İYİLEŞTİRMESİ YAPILMASI Ramazan YILDIZ İnş.Müh./Şirket Ortağı.

2 JETGROUT KOLON Jetgrout kolon uygulamaları ülkemizde rasyonel olarak 1995 den sonra başlamıştır. Jetgrout kolon uygulamaları, teknolojik gelişmelere bağlı olarak gelişmiştir. Daha önceleri, bilinen çimento enjeksiyonu uygulamaları yapılmakta idi. Jetgrout tekniği ile, daha kontrollü, mühendislik özellikleri tanımlanabilen çalışmalar yapılmaya başlanmıştır.

3 JETGROUT KOLON Jetgrout Kolon Nedir? Su ve çimento karışımının Sabit basınç altında, sabit çekme hızı ve sabit dönme hızı ile zemine çok amaçlı delgi makineleri ile basılması ile yapılan zemin iyileştirme yöntemidir.

4 JETGROUT KOLON Uygulama Yöntemleri Jetgrout kolon 3 ayrı yöntem ile yapılabilir. 1) JET 1 Bu yöntemde su çimento karıştırılarak, aynı delgi ekipmanı içinden zemine basılır. 2) JET 2 Bu yöntemde su çimento ve hava karşımı ile kolon teşkil edilir. Su ve çimento aynı delgi takımından zemine basılırken, hava ayrı bir kanaldan zemine basılır.

5 JETGROUT KOLON Uygulama Yöntemleri Jetgrout kolon 3 ayrı yöntem ile yapılabilir. 3) JET 3 Bu yöntemde hava ve su farklı basınçlarda aynı kanaldan zemine basılır. Harç (Su-Çimento ) ayrı kanaldan zemine basılır. Yaygın olarak Jet 1 ve kısmen Jet 2 Kullanılmaktadır. Elde edilmek istenen kolon çapı büyümesi halinde JET2 veya JET 3 ihtiyacı doğmaktadır. En çok uygulanan yöntem JET 1 dir.

6 MAKİNE EKİPMAN Pompa, Mikser Silo Delgi Makinesi Su deposu

7 DELGİ MAKİNESİ düşey delgi yapan, Çok amaçlı, Hidrolik, Sürekli düzenli çalışabilen Ekipmanlardır.

8 DELGİ MAKİNESİ Kule boyu tercihen eksiz Asgari ek ile jetgrout kolon üretilmelidir.

9 MAKİNE EKİPMAN HORTUM Patlama Basıncı 1400 bar DELGİ TAKIMI Çelik Tijler L=3m, ekli

10 DELGİ MAKİNESİ Çeneler 20m delgi takımını taşıyacak donanım ve dayanımda olmalıdır

11

12 DELGİ MAKİNESİ KUMANDA PANELİ Kumanda paneli makine yanında olabildiği gibi ÖNCE GÜVENLİK!!! Uzaktan kumandalı (remote control) şeklinde de olabilir.

13 POMPA ÜNİTESİ Mikser(ler) Çimento Silosu Pompa 1000 BAR Konveyör

14 POMPA Yüksek Basınçlı <=1000 bar

15 MAKİNE EKİPMAN ŞEMASI

16 POMPA Karıştırma Donanımı Şematik Yerleşimi Dinlendirme /Depolama Karıştırma

17 JETGROUT KOLON Uygulama Yöntemleri

18 JETGROUT KOLON Üretim Akış Şeması Delgi Delginin Tamamlanması Kolon Teşkiline Başlanması Çekme, Kolon Teşkili.

19 JETGROUT KOLON Üretim Akış Şeması

20 JETGROUT KOLON UYGULAMA Jetgrout tasarımı için : 1) Zemin koşulları uygun mudur? kumlu-siltli, çakıllı zeminlerde Organik zeminler, Siltler, Killerde uygulanabilir. 2) Üretim parametreleri nedir. Üretim parametreleri, proje aşamasında belirlenmelidir. Parametreler kullanılan ekipman özelliklerine (ölçülerine) göre belirlenir. Bu özellikler Pompa özellikleri, dakikadaki karşım miktarı (lt) Nozul (meme) özellikleri (mm), Delgi makinesi özellikleri Dikkate alınarak hesapla bulunur!!

21 PARAMETRE SEÇİMİ Tablodaki değerler, nozul çapına göre elde edilen debi ( dakikadaki su-çimento karşımı) değerleridir DEBİ (lt/dak) NOZUL ÇAPI (mm) BASINÇ 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,5 2,6 2,8 3,0 3,2 3,5 4,0 4,5 (bar)

22 PARAMETRE HESABI, 60 cm kolon 450 Doz: 450 bar, 2.2mm nozul JET GROUT PARAMETRESİ 450 doz çimentolu 1 su/çimento oranı PÇ cm çaplı 0,283 m2 alan 127 kg/m çimento 3 kg/lt çimento 127 kg çimento 42 lt/m çimento 1 kg/lt su 127 kg su 127 lt/m su 450 bar basınçta 169 lt/m jetgrout 2,00 mm diam. nozzle 45 lt/min.nozzle 2 nozzles 90 lt/min 449 kg/m3 çimento JET- 2 1,9 min/m rpm dönüş hızı 53 cm/min 114 san/1m çekme hızı 450 doz çimentolu 1 su/çimento oranı PÇ cm çaplı 0,502 m2 alan 226 kg/m çimento 3 kg/lt çimento 226 kg çimento 75 lt/m çimento 1 kg/lt su 226 kg su 226 lt/m su 450 bar basınçta 301 lt/m jetgrout 2,20 mm diam. nozzle 55 lt/min.nozzle 2 nozzles 110 lt/min 450 kg/m3 çimento JET- 2 2,7 min/m rpm dönüş hızı 37 cm/min 163 san/1m çekme hızı

23 PARAMETRE HESABI 60 cm kolon 450 Doz: 500 bar, 2.6mm nozul JET GROUT PARAMETRESİ 450 doz çimentolu 1 su/çimento oranı PÇ cm çaplı 0,283 m2 alan 127 kg/m çimento 3 kg/lt çimento 127 kg çimento 42 lt/m çimento 1 kg/lt su 127 kg su 127 lt/m su 500 bar basınçta 169 lt/m jetgrout 2,60 mm diam. nozzle 81 lt/min.nozzle 2 nozzles 162 lt/min 449 kg/m3 çimento JET- 2 1 min/m rpm dönüş hızı 100 cm/min 60 san/1m çekme hızı 450 doz çimentolu 1 su/çimento oranı PÇ cm çaplı 0,502 m2 alan 226 kg/m çimento 3 kg/lt çimento 226 kg çimento 75 lt/m çimento 1 kg/lt su 226 kg su 226 lt/m su 500 bar basınçta 301 lt/m jetgrout 2,60 mm diam. nozzle 81 lt/min.nozzle 2 nozzles 162 lt/min 450 kg/m3 çimento JET- 2 1,9 min/m rpm dönüş hızı 53 cm/min 114 san/1m çekme hızı

24 JETGROUT KOLON Uygulama Yöntemleri

25 PARAMETRE HESABI Dikkat! Sonuç olarak; Kolon teşkili için nozul seçimi, Nozul sayısı - çapı, Basınç dikkatle seçilmelidir. Zira kolon çapı : Dönme hızı, çekme hızı ve basınç ile oluşmaktadır.

26 TASARIM Tasarım, diğer temel mühendisliği uygulamalarına benzerdir. Yeterli zemin etüt çalışması yapılır. Yapının özellikleri zemin iyileştirmesi için uygun olması gerekir. Zira : Çok katlı yapılarda temel gerilmeleri sağlansa dahi ıslah yerine kazıklı temel gerekebilir!! Tamamen killi zeminlerde Çap ve Kalite açısından istenilen ıslah sağlanamayabilir. DİKKAT! Tasarım kalitesi açısından zemin etüt ve dizayn tecrübesi son derece önemlidir. Tecrübeli geoteknik uzmanları ile çalışmaya özen gösterilmelidir.

27 TASARIM Zemin özelliklerine göre elde edilebilecek jetgrout kolon tek eksenli basınç dayanımları * Organik kil 3 kg/cm² Kil kg/cm² Silt kg/cm² Kum kg/cm² Çakıl 100 kg/cm² * 450 doz çimento, su/çimento = 1 dikkate alınmıştır. Tecrübelerimize göre İzmir vb. zemin koşullarında kg/cm^2 elde edilebilmektedir. İzmir için tasarımda 15 kg/cm^2 dikkate alıyoruz. DİKKAT! Bunlar yaklaşık değer olup, kalite kontrol ile her şantiyede kontrol edilmelidir.

28 JET GROUT SONRASI STATİK DURUM ZEMİN EMNİYET GERİLMESİ VE YATAK KATSAYISI ANALİZİ / ANALYSIS OF SOIL SAFETY STRESS AND VALUE OF k TASARIM EGEZEMİN İnşaat Mühendislik San. Tic. Ltd. Şti. D jg (m) f jg (t/m 2 ) L jg (m) l x (m) I y (m) γ (t/m 3 ) D f (m) σ ult (t/m 2 ) 0, ,00 D jg : Jet Grout Kolon Çapı / Diameter of Jet Grout Column f jg : Jet Grout Kolon Basınç Dayanımı / Jet Grout Column Compression Resistance L jg : Jet Grout Kolon Boyu / Length of Jet Grout Column l x : Yatay Yönde Jet Grout Kolon Aralığı / Horizontal Jet Grout Column Spacing I y : Düşey Yönde Jet Grout Kolon Aralığı / Horizontal Jet Grout Column Spacing γ : Zemin Birim Hacim Ağırlığı / Unit Weight of Soil D f : Kazı Derinliği / Excavation Depth TAŞIMA KAPASİTESİ σ ult : Jet Grout Öncesi Zemin Gerilmesi / Soil Stress Before Jet Grout Application Jet Grout Sonrasında Statik Durumda Zemin Gerilmesi / Static Soil Stress After Jet Grout Application A jg (m 2 ) P jg (ton) P em (t/m 2 ) P ult (t/m 2 ) σ ult (t/m 2 ) F s σ em (t/m 2 ) 0,50 75,40 150,00 300,00 25, ,42 A jg : Jet Grout Kolon Alanı / Jet Grout Column Area P jg : Jet Grout Kolon Kapasitesi /Jet Grout Column Capacity P em : Emniyetli Kolon Kapasitesi / Safety Column Capacity P ult : Maksimum Kolon Kapasitesi / Maximum Column Capacity σ ult : Maksimum Zemin Gerilmesi / Maximum Soil Stress F s : Güvenlik Faktörü / Safety Factor σ em : Jet Grout Sonrasında Statik Zemin Emniyet Gerilmesi / Static Safety Soil Stress After Jet Grout Application Jet Grout Sonrasında Zemin Elastisite Modülü Modulus of Elasticity of Soil After Jet Grout Application Jet Grout Sonrasında Düşey Zemin Ya.Ka. Soil k value After Jet Grout Application μ sj E s (t/m 2 ) E jg (t/m 2 ) E sj (t/m 2 ) kv (t/m 3 ) kh (t/m 3 ) 0, μ sj : Poisson Oranı / Poisson Ratio E s : Zemin Elastisite Modülü / Modulus of Elasticity of Soil E jg : Jet Grout Elastisite Modulu / Modulus of Elasticity of Jet Grout E sj : Jet Grout Sonrası Zemin Elastisite Modülü / Soil Elasticity Modulus After Jet Grout Application k : Yatak Katsayısı / Values of k After Jet Grout Application Temeller altında teşkil edilecek 30 cm kalınlı capping tabakası için içsel sürtünme açısı Ø=38º, δ=2/3ø=25º

29 TABLO 2 SP T/N DARBE SAYISI ESAS ALINARAK SIVILAŞMA P OTANSİYELİ ANALİZLERİ LIQUEF ACTION P OTENTIAL ANALYSIS BASED ON SP T/N BLOW COUNTS τ av / σ vo' = 0.65 x (σ vo / σ vo ') x r d x a max / g a max /g= 0,4 γ = 18,0 kn/m 3 Sondaj YASS Derinlik SPT/N σv', tsf σv, tsf %-#200 LL wn, % SPT/N Darbe sayısı düzeltme katsayıları (N 1 ) 60 Borehole GWT level Depth Correction factors for SPT/N blow counts No m (m) C N (1) C E (2) C B (3) C R C S SK-1 2,0 2,0 2,0 6,00 2,0 7,50 3, ,464 0, ,47 0,80 1,00 0,75 1, ,50 7 0,584 0, ,31 0,80 1,00 0,85 1, ,704 1, ,19 0,80 1,00 0,85 1, ,824 1, ,10 0,80 1,00 0,95 1,00 9 2,0 9, ,944 1, ,03 0,80 1,00 0,95 1, ,0 10, ,064 1, ,97 0,80 1,00 1,00 1, ,0 12, ,184 2, ,92 0,80 1,00 1,00 1, ,0 13, ,304 2, ,88 0,80 1,00 1,00 1, ,0 15, ,424 2, ,84 0,80 1,00 1,00 1, ,0 16, ,544 2, ,80 0,80 1,00 1,00 1,00 22 NOT/NOTE 1: SPT (N 1 ) 60 değeri 30'dan büyük ise zeminin sıvılaşmayacağı kabul edilmiştir./for (N 1 ) 60 >30 clean granular soils are too dense to liquefy and (1) Liao and Whitman, Elek analizi yapılmamış numuneler için -200=%5 olarak kabul edilmiştir. (2) IF DONUT HAMMER : 0.70, IF SAFETY HAMMER : 1.0 (3) BOREHOLE DIAMETER BETWEEN mm (4) Youd and Idriss, "Liquefaction resistance of soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF workshops on evaluation of liquefactio Geoenvironmental Eng., April 2001 (5) Youd and Idriss, Proceedings of the NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, 1996 ortalama 13 VERİ GİRİNİZ/ENTER DATA DEĞİŞTİRMEYİNİZ/DON'T CHANGE

30 TABLO 2 SP T/N DARBE SAYISI ESAS ALINARAK SIVILAŞMA P OTANSİYELİ ANALİZLERİ LIQUEF ACTION P OTENTIAL ANALYSIS BASED ON SP T/N BLOW COUNTS τ av / σ vo' = 0.65 x (σ vo / σ vo ') x r d x a max / g a max /g= 0,4 γ = 18,0 kn/m 3 M= 7,5 MSF= 1,00 for M>7.5: revised Idriss Scaling Factors/revize Idriss büyütme katsayıları for M<7.5: Andrus and Stokoe (1997) α β (N 1 ) 60cs r d CRR 7.5 CSR GF not-1 chinese/çin SF note-1 criteria/kriteri (4) (4) (4) (1) (5) (4) (4) (4) (5) 1,21 1, ,977 0,269 0,296 0,91 1,21 1, ,966 0,081 0,348 0,23 1,21 1, ,954 0,066 0,381 0,17 1,21 1, ,943 0,110 0,402 0,27 1,21 1, ,931 0,120 0,415 0,29 2,20 1, ,894 0,163 0,413 0,40 2,20 1, ,854 0,196 0,405 0,48 5,00 1,2 25 0,814 0,285 0,394 0,72 5,00 1,2 21 0,774 0,229 0,381 0,60 5,00 1,2 31 0,733 0,488 0,367 1,33 are classed as "non-liquefiable" bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. sıvılaşma yok/nonliq. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. bknz.g.f./ see S.F. sıvılaşma yok/nonliq. sıvılaşma yok/nonliq. sıvılaşma yok/nonliq. on resistance of soils", Journal of Geotechnical and 0,201 0,382 CRR/CSR 0,5260

31 ZEMİN ISLAH ORANI HESABI SOIL IMPROVEMENT WITH JETGROUTING / JETGROUT İLE ZEMİN ISLAHI ESTIMATION OF JETGROUT APPLICATION SPACING/UYGULAMA ARALIĞI TAYİNİ Elek deney sonuçları bulunmadığından %#200 eleğinden geçen oran %5 olarak alınmıştır. Compressive Strength of Jetgrout Sample, fc' (MPa) 1,50 Jetgrout kolonun Tek Eksenli Basınç Mukavemeti, fc' (MPa) Ejg=4730x(fc') 1/2, Modulus of Elasticity of Jetgrout E (MPa) 5793 Jetgrout kolon Elastisite Modülü, E (MPa) SPT/N 19 Liquefiable Soil Thickness, H (m) 15 Sıvılaşabilir Tabaka Kalınlığı, H (m) F(Otha & Goto, 1978): Correction Factor, F 1,091 Killi/Clayey 1 Düzeltme Faktörü, F İnce Kum/Fine Sand 1,091 Vs=62.14xN xh xf, Shear Wave Velocity of Soil, Vs (m/s) 239 Orta Kum/Medium Sand 1,029 Zeminin Kayma Hızı, Vs (m/s) Kaba Kum/Coarse Sand 1,073 Density of Soil, ρ (t/m3) 1,8 Kumlu Çakıl/Sandy Gravel 1,151 Zeminin Yoğunluğu, ρ (t/m3) Çakıl/Gravel 1,485 Poisson's ratio for Jet Grout, µ 0,40 Jetgrout kolon Poisson oranı, µ Gjg=E/(2x(1+µ)), Shear Modulus for Jetgrout, Gjg (MPa) 2069 Jetgroutun Kayma Modülü, Gjg (MPa) Gs=ρxVs 2, Shear Modulus of Subsoil, Gs (MPa) 105 Zeminin kayma modülü, Gs (kn/m2) Gr = Gjg / Gs 19,74 K G (CRR/CSR) = 0,53 Needed Area Replacement Ratio 0,048 CHOOSE/SEÇİNİZ Gerekli Alan Yerdeğiştirme Oranı Grid Dimensions (m) 2,80 Aralık (m) Jetgrout Diameter (m) 0,80 Triangular 6,79 Jetgrout Kolon Çapı (m) Ajg 0,50 Rectangular 7,84 Atotal 7,84 Area Replacement Ratio 0,064 Sağlanan Alan Yerdeğiştirme Oranı SUFFICIENT IMPROVEMENT IS ATTAINED/YETERLİ ISLAH SAĞLANMIŞTIR 0,064 > 0,048

32 SIVILAŞMA HESABI Grafiği LIQUEFACTION POTENTIAL ANALYSIS BASED ON SPT/N BLOW COUNTS / SPT/N DARBE SAYILARI İLE BELİRLENEN SIVILAŞM A POTANSİYELİ ANALİZİ safety factor/güvenlik faktörü 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 0,00 0,00 2,00 N/SPT - DEPTH GRAPHIC N 1(60) /SPT ,00 4,00 4,00 6,00 depth/derinlik, m 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 depth/derinlik, m 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 16,00 18,00 GF/SF=1 18,00 20,00 20,00

33 KALİTE KONTROL Temel mühendisliğinin ve mühendisliğin temel gereklerinden birisi de yapılan tasarımın kalite kontrolünün yapılabiliyor olmasıdır. Klasik enkesiyon uygulamasına nazaran jet enjesiyonunun (jetgerout) kalite kontrol çalışmaları daha somut olarak yapılabilmektedir. Tasarım öncesi kabullerin uygulama sonrasında kontrol edilmesi, hata varsa düzeltilmesi gereklidir.

34 KALİTE KONTROL KALİTE KONTROL YÖNTEMLERİ A) Çap Kontrolü B) Tek Eksenli Basınç Dayanımı kontrolü C) Jetgrout kolon boy kontrolü A) Delgi yöntemi ile, B) Sonik yol ile (Cross Hole Sonic Logging System) C) Süreklilik (PIT) Deneyi Yöntemi ile Bu testlerin tamamı/bir kısmı yapılmalı ve proje kriterleri kontrol edilmeldir.

35 KALİTE KONTROL, Çap Kontrolü

36 KALİTE KONTROL, Çap Kontrolü

37 KALİTE KONTROL, Çap Kontrolü

38

39

40 KALİTE KONTROL, Çap Kontrolü

41 KALİTE KONTROL, Karot Alımı

42 KALİTE KONTROL, Karot Alımı

43 KALİTE KONTROL, Karot Alımı Alınmış Karot Örneği

44 KALİTE KONTROL, Karot Alımı Karot örneği

45 KALİTE KONTROL, Karot Alımı Karot Numuneleri

46 KALİTE KONTROL, Karot Alımı Numeneler, tek eksenli basınç deneyi için kırım öncesinde

47 KALİTE KONTROL, Karot Alımı Karot kırımı

48 KALİTE KONTROL Süreklilik Deneyi (PIT)

49 KALİTE KONTROL Cross Hole Sonic Test

50 KALİTE KONTROL Süreklilik Deneyi (PIT)

51 Teşriflerinize ve Sabrınıza, Teşekkür ederim. Saygılarımızla Ramazan YILDIZ