BALIKESİR İLİ, BAHÇELİEVLER, PLEVNE MAHALLELERİNİN YER MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNİN JEOLOJİK-JEOTEKNİK VE JEOFİZİK ÖLÇÜMLERLE BELİRLENMESİ

Transkript

1 BALIKESİR İLİ, BAHÇELİEVLER, PLEVNE MAHALLELERİNİN YER MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNİN JEOLOJİK-JEOTEKNİK VE JEOFİZİK ÖLÇÜMLERLE BELİRLENMESİ Aslı BELİCELİ 1, Ahmet ÇONA 1, Abdullah TUFAN 1 Öz: Bu çalışma, Balıkesir ili, Plevne ve Bahçelievler mahallelerinde jeolojik-jeoteknik ölçümler ve jeofizik yöntemler kullanılarak, yerleşim alanlarındaki zeminlerin sınıflaması yapılmıştır. Bunun sonucunda da yapılaşma açısından uygun olan alanlar belirlenmiş, afet teşkil edebilecek bir durum olup olmadığı tespit edilmiş, jeolojik ve jeofizik açıdan sıvılaşma potansiyeli olabilecek kritik alanlar imar haritası üzerine işaretlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Özdirenç, Sıvılaşma Potansiyeli, Sismik, Sondaj, Zemin Giriş Balıkesir ili, Bahçelievler ve Plevne olarak tanımlanan bölge, jeolojik-jeoteknik ve jeofizik çalışmalar yapılarak yerleşime uygunluk açısından değerlendirilmiştir. İnceleme alanında Neojen yaşlı tüfit, aglomera ve killi kireçtaşıkiltaşının ardalanması ile oluşan birimle, sahanın kuzey sınırında dar bir şerit halinde en üst de Kuvaterner yaşlı alüvyon birimi yer almaktadır. İnceleme alanının yerleşime uygunluk açısından değerlendirilmesi amacıyla çeşitli noktalarda derinlikleri m arasında değişen 58 noktada toplam m derinlikte zemin sondajı, 57 noktada sismik kırılma profili, 26 noktada AB/2=150 m Düşey Elektrik Sondaj çalışması yapılmıştır. Bu çalışmalara ek olarak değişik bölgelerde 37 adet derinlikleri m arasında değişen araştırma çukurları açılmıştır. Araştırma sondajlarında örselenmiş ve örselenmemiş örnekler üzerinde laboratuar deneyleri yapılmıştır SK-58 SK SK-53 SK-52 SK SK-42 SK SK-30 SK-54 SK-51 SK-44 SK-45 SK-40 SK-41 SK-39 BAH EL EVLER SK-56 SK-55 HASAN BASR ANTAY SK-49 SK-50 SK-47 SK-46 SK-35 SK-38 SK-32 SK-33 SK-29 R-26 SK-28 SK-37 SK-36 SK-34 SK SK-23 SK-22 SK-24 SK-26 SK-25 R-24 PLEVNE R-7 SK-21 SK-20 SK-17 SK-18 R-8 SK-12 SK-14 SK-16 Sondaj Nokta SK-10 Özdirenç Ölçü Nokta SK-4 R-11 SK-3 SK-7 SK-8 R-14 R-13 SK-6 Sismik Profil Hattý SK-2 SK-1 R Şekil 1. Jeofizik Ve Jeoteknik Çalışmaların Yapıldığı Alan Jeoloji Genel Jeoloji ve Tektonik Volkanitler (Tv) İnceleme alanında Alt-Orta Miyosen e tekabül eden bir yaş aralığında, yaklaşık 5 milyon yılda çeşitli evrelerde oluştukları ortaya çıkmıştır. Lavlar andezit, dasit, riyodasit ve latit türünde olup yer yer akma yapıları gözlenir. Birim yanal olarak Tersiyer sedimanlarına geçer ( Şekil 2). 1 Balıkesir Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Jeoloji Müh. Böl., Balıkesir

2 Sedimanlar (Ts) İnceleme alanında geniş mostralar veren Neojen yaşlı çökeller, konglomera, kumtaşı, marn, kiltaşı, killi kireçtaşı ve kireçtaşından oluşur. Birim yer yer aynı yaşlı lav ve tüfit düzeyleri içerir. Formasyon daha yaşlı kaya birimleri üzerinde, temel kayaçlara ait çakılları içeren konglomera ile başlar. Üstte yer alan kumtaşları gevşek tutturulmuş tüf ve kalsit çimentoludur. Daha üstte doğru kiltaşı ve marn ardalanması ile devam eder ve killi kireçtaşlarına geçer. En üstte kireçtaşları ve silisfiye kireçtaşları ile devam eder. Karasal ortamda oluşmuş bu çökel dizisi, inceleme alanında tüfit ve lavlarla yanal ve düşey yönde geçişli olarak izlenir. Çökeller ve tüfit içinde yer yer kömür oluşumları bulunmaktadır. Yaklaşık 300 m kalınlıkta olan formasyonu alüvyon üstlemektedir. Alüvyon (Q) İnceleme alanında yer alan alüvyon birimi, bloklu, çakıllı, killi kum zemin sınıfındadır. Taneler genellikle volkanik kökenli olup yer yer kuvarsit, sileks ve killi kireçtaşından oluşmaktadır. Şekil 2. Çalışma Alanının ve Çevresinin 1/ Ölçekli Jeoloji Haritası Tektonik Balıkesir Ovasında büyük fay sistemleri yer almamaktadır. Ancak kuzey, batı ve güneyden büyük fay sistemleri ile sınırlandırılmaktadır. Genel olarak, bölge kuzeyden Kuzey Anadolu Fay Zonun (KAFZ), güneyden Ege Graben Sistemlerinin etkisi altındadır. Diğer bir deyişle yöre KAFZ ile Ege nin açılma rejimi arsında bir geçiş zonu özelliği taşımaktadır. Kuzeydeki KAFZ na ait olan Yenice-Gönen fayı, doğrultu atımlı fay çözümleri veren depremler üretmektedir. Buna karşılık batısı ve güneyi Ege çöküntü sistemlerinin etkisi altında normal atım karakterli depremler üretmektedir. Ege çöküntü sistemlerinden Edremit çöküntüsü, Bakırçay çöküntüsü ve Simav çöküntüsü yöreyi kuzeybatıdan, batıdan ve güneyden sınırlamaktadır. Bu bütün içinde Ayvalık, İvrindi, Soma ve Bigadiç te bu sistemlere bağlı olarak depremler meydana getirmektedir. Balıkesir ve çevresi kuzey-güney yönlü sıkışma-açılma ve batıya doğru itilme ile oluşan sistemlerin etkisi altındadır. Fay ve çatlaklar K70-80D, K60-80B ve K-G doğrultularındadır. Eklem takımları ise genelde K20-25D, K10-30B doğrultularında, eğimleri ise arasında değişmektedir. Bazı birimlerin içinde kayma ve sürüklenme kıvrımları izlenmektedir. Genç birimlerde eğim düşük olup yer yer yataya yakındır. Gömülü sert tepeler çevresinde kısmen tepeyi çevreler şekilde yamaç aşağı kaymalar görülmektedir. İnceleme Alanın Jeolojisi Çalışma alanının genelinde Neojen yaşlı tüfit ve aglomeradan oluşan volkanik birimler ile arazinin kuzey sınırında dar bir şerit halinde alüvyon birimi yer almaktadır. İnceleme alanında temelde Neojen yaşlı Soma Formasyonuna ait killi kireçtaşı, marn, kumtaşı, çakıltaşı birimleri ile volkanik birimler de yer almaktadır. Killi kireçtaşı-marn birimi çalışma alanının güneydoğusunda dar bir alanda gözlenmektedir.

3 Tüfit Tüfit, çalışma alanının genelinde ve düz alanlarda yayılım göstermektedir. Birim açık kahverenkli, ince çatlaklı karbonat ve kil dolgulu yer yer Mangan sıvamalıdır. Birim sert-orta sert durumdadır. Üst seviyelerde yeraltı suyunun etkisi ile ayrışmış ve zemin durumuna gelmiştir. Tüfit birimi içinde yer yer karbonat yığışımlarının ve marn yumrularının bulunması volkanizmanın, Neojen tortullarının çökelimi sırasında meydana geldiğini göstermektedir. Aglomera Aglomera birimi, çalışma alanının doğusunda ve kuzey doğusunda ince bir şerit halinde yer almaktadır. Aglomeralarda değişik boyuttaki andezit parçaları tüf çimentoyla tutturulmuştur. Aglomera birimi, tüfit biriminin üzerine gelmekte ve yüksek kotları oluşturmaktadır. Alüvyon, çalışma alanının tamamında, en üste koyu gri, kahverenkli karbonatlı kil gözlenmektedir. Kuzeydoğu sınırında ve güneyde dar bir alanda yer alan alüvyon birimi bloklu-killi kum sınıfındadır. Taneler genellikle volkanik kökenli olup yer yer kuvarsit, sileks ve killi- kireçtaşından oluşmaktadır. Araştırma çukurlarında kalınlıkları 1-3 m arasında değiştirmektedir. Alüvyon İnceleme alanının kuzeydoğu sınırında dar bir alanda alüvyon birimi bloklu-killi kum sınıfındadır. Taneler genellikle volkanik kökenli olup yer yer kuvarsit, sileks ve killi-kireçtaşından oluşmaktadır. Kalınlığı m arasında değişmektedir. Gevşek tutturulmuş birim suya doygundur. Arazinin genelinde eğim % 0-2 arasında olup kuzeydoğu sınırında % 5-15 derecelik eğime ulaşmaktadır. Arazide mevcut bir dere yatağı bulunmamaktadır. Çalışma alanı, yerleşime açılmış olduğundan özellikle güney bölgesindeki araziler tarım arazisi şeklinde kullanılmaktadır. Ayrıca çalışma alanında yer alan birimler yer altı suları açısından zengindir. Yapılan yer altı suyu ölçümlerinde çalışma alanının genelinde su seviyesinin metrelerde olduğu görülmüştür. Ayrıca yapılan çalışmalarla belirlenen zemin özellikleri ve yeraltı suyu seviyeleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1 Plevne mahallesinde Açılan Sondajlarda Belirlenen Zemin Sınıfı, Zemin Cinsi, Yeraltı Su Seviyesi Sondaj No Zemin Sınıfı Zemin Cinsi YAS (m) SK-3 GW-SM Çakıllı kumlu siltli kil - SK-4 SM-SW Killi kum - SK-5 SM Çakıllı kili kum - SK-9 SC Siltli kum 3.5 SK-10 SM-ML Siltli kum - SK-11 ML Killi kum - SK-13 SM Çakıllı siltli killi kum - SK-20 MH Kumlu killi silt - SK-22 SM Kumlu siltli kil - SK-23 MH Kumlu killi silt - SK-30 SM Az çakıllı siltli kum - SK-31 MH Kumlu siltli kil 3.7

4 Tablo 2 Bahçelievler Mahallesinde Açılan Sondajlarda Zemin Sınıfı, Zemin Cinsi, Yeraltı Su Seviyesi Sondaj No Zemin Cinsi Zemin Sınıfı YAS (m) SK-8 Çakıllı kumlu killi silt MH-SM - SK-14 Kumlu silt SM 3.8 SK-19 Killi silt MH - SK-25 Kumlu killi silt MH-SM - SK-26 Killi kum MH - SK-27 Çakıllı siltli kum SM - SK-28 Kumlu killi silt SM 4.0 SK-29 Killi siltli kum MH-SM - SK32 Çakıllı kumlu silt ML 3.6 SK-33 Çakıllı siltli kum SM - SK-39 Siltli killi kum ML - SK-41 Killi siltli kum ML 3.9 SK-53 Çakıllı kumlu killi silt SM - SK-54 Killi siltli kum SP-SM - SK-58 Çakıllı kumlu silt MH - Sondaj Çalışmaları ve Arazi Deneyleri İnceleme Alanında, Neojen yaşlı birimin içinde (Plevne mahallesi içinde 20, Bahçelievler Mahallesinde 29 adet, H. Basri Çantay 9 adet ) toplam 58 noktada derinlikleri metre arasında değişen toplam metre zemin etüdü sondajı açılmıştır (Şekil 1). Bu sondajlar zeminlerin yatay ve düşey yöndeki değişiklikleri saptamak ve böylece zemin profilini çıkarmak, zeminlerin fiziksel ve mekanik özelliklerini laboratuarda belirlemek için numune almak, yeraltı suyu seviyelerini ölçmek amacıyla açılmıştır. Sondajlar m aralıklarla doğu-batı, kuzey-güney hatlar boyunca açılmıştır. Ayrıca inceleme alanında kuzey ve güney yönde 3 adet 36 metrelik kılavuz derin kuyu açılmıştır. İnceleme alanında yapılan sondajlar sırasında standart penetrasyon deneyleri yapılmıştır. İnceleme alanında, sondaj noktalarının yakınlarında ve orta noktalarında üstte bulunan ayrışma zonu hakkında doğal bilgi edinmek için 37 noktada derinlikleri 1.5 m ile 4.20 m arasında değişen araştırma çukurları açılmıştır. Araştırma çukurları kesitlerine bakıldığında en üstte genelde toprak yer almakta bunun altında ayrışmış tüfit ve aglomera biriminin yer aldığı gözlenmektedir. İnceleme Alanında Yer Alan Birimlerin Jeoteknik Değerlendirilmesi Çalışma alanında yer alan zemin türlerinin indeks ve mühendislik özelliklerinin saptanması amacıyla, yapılan sondajlardan alınan örselenmiş ve örselenmemiş numuneler üzerinde, doğal birim hacim ağırlık tayini, doğal su içeriği tayini, elek analizleri, kıvam limitlerinin tayini ve tek eksenli basınç dayanımı ve nokta yükleme deneyleri yapılmıştır. Sondaj çalışmaları sırasında çalışma alanında, sondajlarda yapılan SPT'ler çakıl ağırlıklı zeminler için N 30 =14-50 kum ağırlıklı zeminler için N 30 =9-40, silt-kil ağırlıklı zeminler için N 30 =8-24 arasında değerler alınmıştır. Bu değerlere göre çakıllı ve kumlu zeminler orta sıkı siltli zeminler gevşek orta sıklıkta olup killi zeminler orta katı ve çok katı kıvamdadır. Düzeltilmiş Standart Penetrasyon değerleri kullanılarak, Parry nin q u =30*N 30 kn/m 2 ve q a =q u /3 formüllerinden çalışma alanındaki birimlerin emniyetli taşıma gücü çakıllı zeminlerde q a = kg/cm 2, kumlu zeminlerde q a = kg/cm 2, siltli-killi zeminlerde kg/cm 2 dir. Ayrıca birimlerin emniyetli taşıma gücü değerleri, birimlerin kalınlıkları, ayrışma dereceleri, tabaka eğim ve doğrultuları, yeraltı suyu seviyesi gibi etkenlere de bağlı olarak değişmektedir. İnceleme alanının genelinde yer alan tüfit birimi yeraltı suyunun etkisiyle ayrışarak kaya yapısını kaybederek zemin sınıfına dönüşmüştür. Çok az oranda sert tüfit bantları içeren bu birimden örselenmiş ve örselenmemiş numuneler alınmış ve arazide SPT deneyleri yapılmıştır. Alınan numuneler üzerinde serbest basınç deneyleri yapılmıştır. Bu deney sonuçlarına göre; m arası q u = kg/cm 2, 5.0<h metrelerde q u = kg/cm 2 arasında değerler elde edilmiştir. Bu sonuçlara göre ayrışmış tüfit birimi sert-orta sert zemin sınıfına girmektedir. Sondajlardan ve mostradan alınan killi kireçtaşı-kiltaşı ve tüfit numuneleri nokta yükleme deneyleri yapılmıştır. Bu deney sonuçlarına göre birimlerin tek eksenli basınç dayanımları killi kireçtaşı-kiltaşı için Q= kg/cm 2 tüfit birimi için Q=19.60 kg/cm 2 değerleri bulunmuştur. Buna göre birimler çok az dirençli kayaç sınıfına girmektedirler. Plevne mahallesinde 20 adet sondaj açılmış ve sondajlardan alınan örnekler üzerinde laboratuarda yapılan deneyler sonucunda belirlenen Atterberg limitleri ile zemin sınıfları ve SPT deney sonuçları Tablo 3 te verilmektedir.

5 Çalışma alanından alınan zemin numuneleri üzerinde yapılan kıvam limiti deneylerinde ortalama plastisite indisi %15 olarak bulunmuştur. Buna göre zeminlerin az plastik plastisite derecesinde oldukları görülmektedir. İncelenen zeminlerin deneylerinin sonuçlarına göre ince taneli zeminlerin birleştirilmiş zemin sınıflamasına göre (USCS), az plastik siltli kum (ML), ince kumlu siltli (MH) zemin özelliğinde olduğu belirlenmiştir. Tablo 3 Plevne Mahallesinde Açılan Sondajlar Sondaj No SPT (N 30 ) Su İçeriği (W n ) Likit Limit (LL) Plastik Limit (PL) Plastisite İndisi (PI) Zemin Sınıfı Kıvamlılık İndisi (Ic) SK SM - SK SM - SK GW-SM - SK SM-SW - SK SM 1.85 SK SC 0.12 SK SM-ML 0.86 SK ML - SK SK SM 0.89 SK MH 1.19 SK SM - SK SM - SK MH - SK SK SM - SK MH 1.08 Yapılan elek analizlerinde zemin örneklerinin ağırlık olarak çakıllı-kumlu-siltli, çakıllı-kumlu-siltli kil az olarak da kumlu çakıl ve çakıllı killi kum sınıfına girdikleri görülmüştür. Yapılan elek analizi değerlendirmelerine göre, inceleme alanının güneyindeki sondaj noktalarının (SK-1, SK-2, SK-3, SK-4, SK-5) alüvyonel malzeme içerdikleri, arazinin genelinde ise tüfit biriminin ayrışmasından oluşan siltli kil,killi silt, siltli killi kum birimlerinin yer aldığı gözlenmiştir. Kil-silt boyutundaki ince taneli zemin numuneleri üzerinde kıvam limitleri deneyleri yapılmıştır. Yapılan bu deneylere göre zeminlerin likit limit (LL) değerleri, Plevne mahallesinde yapılan çalışma için % arasında, (PI) plastisite indisi değerlerinin ise % arasında değiştiği saptanmıştır. Plevne mahallesini oluşturan zemin için kıvamlılık indisi tanımlamasına göre sert bazı kesimlerde yumuşak ve çok sert kıvamlı olduğu Tablo 3 deki verilerden anlaşılmaktadır.

6 Tablo 4 Bahçelievler Mahallesinde Açılan Sondajlar Sondaj No SPT (N 30 ) Su İçeriği (W n ) Likit Limit (LL) Plastik Limit (PL) Plastisite İndisi (PI) Zemin Sınıfı SK SK MH-SM 0.90 SK SM 0.86 SK MH 0.06 SK MH - SK MH-SM - SK SK SM - SK SM 0.29 SK MH-SM - SK SK SM 0.50 SK SK ML - SK ??? - - SK SK SM - SK SM - SK SP-SM - SK MH - Kıvamlılık İndisi (Ic) Bahçelievler mahallesinde likit limit (LL) değerlerinin %30-85, (PI) değerlerinin %1, arasında değiştiği saptanmıştır. Çok az sondajda ise LL değerleri %80 civarında., PI ise %30 civarında olduğu görülmüştür. Bahçelievler mahallesini oluşturan zemin için kıvamlılık indisi tanımlamasına göre sıkı bazı kesimlerde sert kıvamlı olduğu Tablo 4 deki verilerden anlaşılmaktadır. Bahçelievler mahallesi içinde killi kireçtaşı-marn, aglomera ve genellikle derinlerde yer alan ayrışmamış tüfit numuneleri üzerinde nokta yükleme deneyleri yapılmıştır. Bu deney sonuçlarına göre SK-17 nolu sondaj noktasının üzerinde bulunduğu tüfit biriminin Is 50 =0.98 kg/cm 2, SK-6 sondaj noktasının üzerinde bulunduğu killi kireçtaşı birim ise Is 50 =13.24 kg/cm 2 değerlerini vermektedir. Buna göre birimler düşük-çok düşük dirençli kayaç sınıfına girmektedirler. Plevne ve Bahçelievler Bölgesindeki sondajlara ve SPT-N darbe sayılarına bağlı olarak belirlenen yerel zemin sınıflarının dağılımının Z1-Z2-Z3-Z4 sınıflarında yoğunlaştığı görülmektedir. Z1 yerel zemin sınıfına giren bölge Plevne mahallesi sınırları içerisinde olup kuzeyde ve hafif eğimli alanlarda yer almaktadır (Şekil 3).Düz bir saha olan bölgenin diğer kısımlarında Z2-Z3-Z4 yerel zemin sınıflarına giren alanlar bulunmaktadır. Çalışma alanın güneyinde yapılan sondaj ve SPT deneylerine göre yerel zemin sınıfı Z4 olarak belirlenmiştir. İncelenen bölgenin büyük bir kısmında yerel zemin sınıfının Z2 olduğu belirlenmiştir.

7 HASAN BASR ANTAY BAH EL EVLER PLEVNE Z1 Z2 Z3 Z Şekil 3. Çalışma Alanın Zemin Sınıfı Dağılımının Değişimi Jeofizik Yöntemler Sismik Kırılma Sismik kırılma çalışmasında 12 kanallı, sinyal biriktirmeli, hafızalı, filtreli sismik cihazı kullanılmıştır. Çalışma karşılıklı atışlar halinde gerçekleştirilmiş 60 m uzunluğundaki profillerde ofset uzaklığı 2.5 m, jeofon aralığı 5 m; 120 m uzunluğundaki profillerde ofset uzaklığı 5 m ve jeofon aralığı 10 m alınmıştır. Ölçümlerden elde edilen verilere gerekli düzeltmeler uygulandıktan sonra P ve S dalga hızları saptanmış ve bu hızlar kullanılarak yerin zemin parametreleri bulunmuştur. Tablo 5. Plevne Mahallesine Ait Zemin Parametreleri 1.Tabaka 2.Tabaka Parametreler Sembol Birim Min Max Min Max P-Dalga Hızları V p m/s S-Dalga Hızları V s m/s Tabaka Kalınlığı H m Yoğunluk d gr/cm Elastisite Modülü E kg/cm Bulk Modülü K kg/cm Poisson Oranı σ Hakim Titreşim Peryodu T 0 sn Zemin Emniyet Gerilmesi q s kg/cm Yatay-düşey geçişli tüfit, killi kireçtaşı, kiltaşı ardalanması ve aglomera üzerinde bulunan Plevne mahallesinde sismik kırılma çalışmasında 2. tabaka için P dalga hızı V p = m/s ve S dalga hızı V s = m/s arasında bulunmuştur. Elde edilen değerlerin sondajları Tablo 5 de verilmektedir.

8 Tablo 6. Bahçelievler Mahallelerine Ait Zemin Parametreleri 1.Tabaka 2.Tabaka Parametreler Sembol Birim Min Max Min Max P-Dalga Hızları V p m/s S-Dalga Hızları V s m/s Tabaka Kalınlığı H m Yoğunluk d gr/cm Elastisite Modülü E kg/cm Bulk Modülü K kg/cm Poisson Oranı σ Hakim Titreşim Peryodu T 0 sn Zemin Emniyet Gerilmesi q s kg/cm Plevne bölgesinde yapılan sismik kırılma çalışmasında 2. tabaka için P dalga hızı V p = m/s ve S dalga hızı V s = m/s arasında bulunmuştur. Elde edilen değerlerin sonuçları Tablo 6 da verilmektedir. Yapılan sismik çalışmalar sonucunda V p 645 m/s ve V S 261 m/s hız değerine sahip yüzeyden itibaren derinliği 2 m civarında olan oldukça gevşek malzemeden oluşan örtü tabakası (bitkisel toprak) yer almaktadır. Örtü tabakasının altında 9, 37, 55, 56 ve 57 no lu profillerde 3 farklı hıza sahip tabakalarda yüzeyden itibaren derinliği 8-10 m ye varan, V p = m/s ve V s = m/s hız değerine sahip ayrışmış tüfit 2. tabaka olarak görülmektedir. Bu tabakanın hemen altında ve yüzeyden itibaren (60 km uzunluğundaki profillerde yaklaşık 20 m, 120 m uzunluğundaki profillerde ise 40 m derinliğe kadar) V p = ve V s = m/s arasında hız değerleri veren oldukça kompakt tüfitler yer almaktadır. Diğer profillerde ise, örtü tabakasının hemen altında, yüzeyden itibaren derinliği 20 m varan V p = m/s ve V s = m/s hız değerine sahip, sıkı malzeme yer almaktadır. Bölge genel olarak aynı karakterde hız değerine sahip olmakla birlikte 2, 20, 36, 37, 49, 50, 53, 54, 55 no lu profillerin hız değerlerinden bu profillerin bulunduğu bölgedeki birimlerin daha sıkı ve dayanımlı malzemeden oluşmaktadır. Genel olarak; alüvyon birimin yer aldığı ve yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu bölgelerde V p /V s oranın 4 den büyük olması V s kayma dalgası hızlarının 350 m/s den küçük olması sıvılaşma riski olasılığını akla getirmektedir. Çalışma alanı içinde kumlu, siltli, killi birimlerin bulunduğu alanlarda V P /V S oranında büyüme görülmektedir. V P /V S oranın 4 den büyük olup, zemin sıvılaşmasına işaret eden yerler; çalışma alanının güneyinde koordinatları arası, güney-doğusunda koordinatları arasında kalan bölgelerde sık kapanımlar görülmektedir (Şekil 4). Örtü olarak belirlenen bitkisel toprak ve kil oluşuğun poisson oranı değerleri plevne mahallesi için , Bahçelievler mahallesinde değerleri arasındadır. Poisson oranının 0.4 dolayında olan birimler sulu ortamlardır, bu ortamlarda V s dalga hızının düştüğü gözlenmiştir. Bu ortamlarda birimler çok gevşektir. Poisson oranı dağılımı haritasına bakıldığında (şekil 5) zeminin katılığı arttıkça poisson oranın düştüğü, bu nedenle mavi renkle ifade edilen alanların değerleri arasında, kapanım yapan birimlerin, katı birimler olduğu anlaşılmaktadır. Bir bölgenin sıvılaşma riski taşıyıp taşımadığının tespiti için ön kriterler arasında kayma dalgası hızı önemli bir parametredir.

9 HASAN BASR ANTAY BAH EL EVLER PLEVNE HASAN BASR ANTAY BAH EL EVLER PLEVNE Şekil 4. V P / V S Oranı Dağılımının Değişimi Şekil 5. Poisson Oranı Dağılımın Değişimi Bunun için Dobry vd.,1981 kayma dalgası hızlarını (V s ), kullanarak sıvılaşma potansiyelini belirleyen Eşik (Başlangıç) İvme Kriteri olarak adlandırılan bu kriteri önermiştir. Bu çalışmada z=6 m derinlikte bir zemin tabakasının sıvılaşmasını sağlayacak sıvılaşma emniyet faktörü, F a hesaplanmıştır. F a 1 olduğu birimlerde sıvılaşma potansiyelinin yüksek, F a >1 olduğu durumlarda ise sıvılaşma potansiyelinin düşük olduğu kabul edilmiştir. Şekil 6 da Eşik İvme Kriteri yaklaşımı kullanılarak Bahçelievler ve Plevne mahallelerine ait sıvılaşma emniyet faktörü haritası hazırlanmıştır PLEVNE BAH EL EVLER HASAN BASR ANTAY Şekil 6. Çalışma Alanının 6 M Derinlik İçin 7.0 Proje Depremi Büyüklüğü ve 0.33 G Seçilerek Yapılan Analizin Sıvılaşma Emniyet Faktörü Dağılımının Değişimi Elektrik Özdirenç Ölçümleri Düşey Elektrik Sondajı çalışmaları sonucu, farklı özdirenç değerlerine sahip tabakalara rastlanmıştır. Değerlendirmeler sonucu 10 m derinlerde daha nemli yapılara rastlanmıştır. Özdirenç değerleri genellikle homojen bir yapılanma vermektedir. Görünür özdirenç değerlerinden çalışma alanının genelinde Neojen yaşlı killeşmiş tüfit birim hakim olup, yer yer ayrışmamış tüfitlere rastlanmıştır. Bahçelievler mahallesine ait görünür özdirenç değerlerinden 0-1m arasında

10 görünür özdirenç değerleri Ωm, 1-60 m arasında 5-15 Ωm, 60 m den daha derin yapılarda görünür özdirenç değerlerinin 3-20 Ωm aralıklarında değişim gösterdiği görülmüştür. Özdirenç verilerinin değerlendirilmesi sonucunda bu formasyonda gözlenen düşük rezistivite kil malzemeli formasyonları, daha yüksek rezistivite değerlerine sahip kısımlar ise siltli kum ve aglomera seviyelerini belirtmektedir. 45 Ωm gibi değerler altere olmuş tüfit seviyelerini gösterir. Plevne mahallesine ait görünür özdirenç değerlerinden elde edilen değerler ise 0-1 m aralığında Ωm, 1-60 m aralığındaki görünür özdirenç değerleri 3 ila 20 Ωm, h>20 m den sonraki özdirenç değerleri 2 ila 119 Ωm arasında değişim göstermektedir. Neojen birimleri içinde yapılan özdirenç ölçümlerinin değerlendirilmesi sonucunda bu birimlerin kendi içinde yatay ve düşey geçişli olduğu saptanmıştır. Özdirenç düşey kesitlerinde düşük özdirenç değerleri killeşmiş tüfit seviyelerini biraz daha yüksek seviyeler ise aglomeralar için verilmiş değerleri göstermektedir Şekil 7. R1-R7 Arası Plevne Mah.Ait Görünür Özdirenç Yapma Kesiti Şekil 7b. R14-R24 Arası Bahçelievler Mah. Ait Görünür Özdirenç Yapma Kesiti Şekil 7a. R8-R11 Arası Plevne Mah. Ait Görünür Özdirenç Yapma Kesiti Şekil 7c. R17-R26 Arası Bahçelievler Mah.Görünür Özdirenç Yapma Kesiti İnceleme Alanının Yerleşime Uygunluk Açısından Değerlendirilmesi İnceleme alanı, Neojen yaşlı, volkanik birimlerin (Aglomera-Tüfit), Marn-Kiltaşı ve Alüvyonun üzerinde kalmaktadır. Tüfit birimi yeraltısuyunun etkisiyle ayrışarak kaya yapısını kaybederek zemine dönüşmüştür. Aglomera birimi çalışma alanın doğusunda yer almaktadır. Çalışma alanının güneydoğu sınırında kum-kiltaşı ardalanması kuzey ve güney sınırında ise kalın bir alüvyon tabakası yer almaktadır HASAN BASR ANTAY BAH EL EVLER Yerleşime Uygun Alanlar Yerleşimi Koşullara Bağlı Alanlar PLEVNE metre Şekil 8. Çalışma Alanı Yerleşime Uygunluk Haritası

11 Çalışma alanında yeraltı suyu, Plevne ve Bahçelievler mahallesinde m derinlikte bulunmaktadır. Yeraltı suyunun yüksek olduğu kesimlerde tüfit birimi ayrışarak çakıllı-kumlu-siltli kil veya çakıllı killi siltli kum a dönüşmüştür. Çalışma alanının yerleşime uygunluk haritasına bakıldığında (Şekil 8) yeşil renkle ifade edilen zeminlerin üstte bulunan gevşek konumdaki malzemenin altında yer alan birimlerin bölgede yapılaşma açısında bir sorun taşımayacağı görülmüştür. Şekil 8 de kırmızı renkle ifade edilen alanlar, yerleşimi bazı koşullara alanlardır. Sıvılaşma riskini azaltabilmek için bu alanlarda çevre drenajı, kazık çakılarak, temel yüklerinin sıvılaşma potansiyeli olmayan zemin tabakalarına aktarılması, vibroflatasyon gibi birçok önlemler bir arada uygulanabilir. Teşekkürler Bu çalışmanın gerçekleşmesi aşamasında bize yardımlarından dolayı Tacan Atalık a teşekkürlerimizi sunarız. Sonuçlar Bu çalışma Balıkesir İli, Plevne ve Bahçelievler mahalleleri olarak tanımlanan bölgede yerleşime uygunluk amaçlı çalışma yapılmıştır. Elde edilen jeolojik-jeoteknik ve jeofizik araştırma sonuçları sunulmuştur. * Çalışma alanı Neojen yaşlı tüfit, aglomera ve killi kireçtaşı-kiltaşının ardalanması ile oluşan birimler yer almaktadır. Eğim derecesi düşük olan bölgelerde tüfit birimi yer altı suyunun etkisiyle ayrışmış ve zemine dönüşmüştür. Ayrışmış tüfit, çakıllı killi kum, çakıllı kumlu killi silt ve kumlu siltli kil olarak tanımlanmıştır. Arazide yapılan SPT sonuçlarına göre birimler, katı kıvamlı, orta sıkı sıkılıktadır. Killi zeminlerde yapılan kıvam limitlerine göre killer az plastik sınıfına girmektedir. İnce taneli zeminlerin birleştirilmiş zemin sınıflamasına göre, az plastik siltli kum (ML), ince kumlu siltli (MH) zemin özelliğinde olduğu belirlenmiştir. * Sondajlarda ve araştırma çukurlarında yapılan ölçümlerde yeraltı suyuna metrelerde rastlanmıştır. Yeraltısuyu seviyesinin yüksek olmasına rağmen, Plevne mahallesinin güneyinde SK-2, SK-3, SK-4, SK-12, SK-21, 22, 23, 24, 30 ve SK-31 sondaj noktalarında, Bahçelievler mahallesinde ise SK-7, SK-15, SK-16, SK-18, SK-25, 28, 33, 38 ve SK-45 sondaj noktalarının bulunduğu bölgedeki birimlerin haricinde diğer birimlerin kohezyonlu ve orta-sıkılıkta olması nedeniyle ve sıvılaşma kriterleri göz önüne alındığında sıvılaşma potansiyelinin olabileceği düşünülmemektedir. Alüvyonun yer aldığı kesimlerde kil-silt-kum-çakıl oranlarının heterojen olması nedeniyle farklı oturmalar olabilir. * İnceleme alanında spektrum karakteristik periyodları T A = 0.15 sn, T B = 0.60 sn değerindedir. Genel olarak SK hattının güneyinde kalan birimlerin dayanım parametreleri daha düşük olup C grubuna ve Z3 zemin sınıfına girmekte olup daha da güneyde kalan birimler Z4 yerel zemin sınıfına girmektedir. Buranın spektrum karakteristik periyodları T A =0,20 sn, T B =0,90 sn dir. Bu hattın kuzeyinde yer alan birimlerin dayanım parametreleri daha yüksek olup B-C grubunda yer alıp Z2-Z3 zemin sınıfına girmektedir. * Plevne mahallesi içinde 2 tabaka tespit edilmiştir sadece 57 nolu sismik profilde 3 tabaka tespit edilmiştir. Üsteki katmanın kalınlığı m arasında değişmektedir. Bunlardan 2.tabakanın sismik P dalga hızı m/s ve S dalga hızı m/s arasında bulunmuş olup, zemin emniyet gerilmesi q s = kg/cm 2 olarak saptanmıştır. Bahçelievler mahallesi içinde yapılan sismik çalışmalar sonucunda 9,55,56,57 nolu profillerde 3 farklı hıza sahip tabakalar yer almaktadır. Diğer profillerde 2 tabaka tespit edilmiştir. Bunlardan 2. tabakanın P dalga hızı m/s ve S dalga hızı Vs= m/s arasında saptanmıştır. Zemin emniyet gerilmesi q s = kg/cm 2 arasında belirlenmiştir. * Neojen birimleri içinde yapılan özdirenç ölçümlerinin değerlendirilmesi sonucunda bu birimlerin kendi içinde yatay ve düşey geçişli olduğu saptanmıştır. Özdirenç düşey kesitlerinde düşük özdirenç değerleri killeşmiş tüfit seviyelerini biraz daha yüksek seviyeler ise kiltaşı veya aglomera için verilmiş değerleri göstermektedir. İnceleme alanında yeraltısuyu 2.5 m ile 7 m arasında derinlikte bulunmaktadır. Yeraltı suyunun yüzeye yakın olduğu bölgelerde (düzlük alan ve alüvyonlar) temele su girişini önlemek için drenaj sistemleri ilave edilmelidir. * İnceleme alanı 1. Derece deprem bölgesi içerisinde yer almaktadır. Etkin yer ivmesi katsayısı A 0 = 0.40 değerindedir. Yapılan istatistik çalışmalar hem de bölgedeki aktif fay yapısı Balıkesir i etkileyebilecek bir depremin yaklaşık 58 km uzaklıkta olma olasılığının yüksek olduğunu göstermektedir. Çalışma alanın deprem oluşturacak diri kırığa (Yenice- Gönen fay hattı) en yakın uzaklığı 58 km dir. Bu uzaklık geçmişte olduğu gibi 7.2 büyüklüğündeki bir depremin tekrarlanma olasılığında çalışılan bölge sıvılaşma etki alanının etki alanı içinde kalacaktır. Çalışma alanında sıvılaşma yaratacak en küçük deprem M w = 6.2 dir. Bu büyüklükte bir deprem için Plevne ve Bahçelievler mahallelerinde oluşturabilecek en küçük yer ivmesi a= 0.18 g dir. Bu değer olası bir deprem sırasında çalışma alanında oluşacak ivme 0.18 g yi geçtiği takdirde burada sıvılaşma potansiyeli oluşacaktır.

12 * Bu çalışmalar genel bir jeofizik, jeolojik-jeoteknik çalışma olup parsel bazında yapılacak zemin etüd çalışmalarına bir baz oluşturacaktır. KAYNAKLAR 1. ANSAL, A., Balıkesir Şehri Bahçelievler, Plevne, Hasan Basri Çantay ve Konut Bölgelerinin yerleşime uygunluk çalışmalarının, depremsellik ve inşaat mühendisliği açısından değerlendirilmesi, İTÜ geliştirme vakfı uygulamalı araştırma raporu, syf ÇONA, A., TUFAN, E.A., DURAN, B., ŞİRİNYILDIZ, T., Balıkesir Belediyesi Bahçelievler, Plevne, Hasan Basri Çantay mahalleleri jeofizik, jeolojik-jeoteknik etüt raporu, Balıkesir Üniversitesi döner sermayesi, yayınlanmamış 3. DOBRY, R., STOKE, KH., LADD, R., S &YOUNG T.L., Liquefaction susceptibility from S wave velocity ASCE National Convention, St. Louis Missouri, USA 4. KURTULUŞ, C., Sismik Yöntemlerle Belirlenen Ampirik Taşıma Gücü Bağıntısı ve Uygulaması, Uygulamalı Yerbilimleri Dergisi, KOÜ Yayın Organı, C.1, S.6, ŞEKERCİOĞLU E., Yapıların Projelendirilmesinde Mühendislik Jeolojisi, syf , TAĞIL Ş., Balıkesir Ovası ve Yakın Çevresinin Fiziki Coğrafyası, syf. 35,36 7. ULUSAY, R., Uygulamalı Jeoteknik Bilgiler, TMMOB Jeoloji Müh. Odası Yayınları: 38