TEMEL ZEMİNLERİNİN ENJEKSİYON TEKNİĞİYLE İYİLEŞTİRİLMESİ



Benzer belgeler
inşaat mühendisliğinde de tünel kazımı esnasında gevşek zeminlerin ve parçalı kayaların stabilizasyonunda,

TEMEL ENJEKSİYONU YÖNTEMLERİ

ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ. Yrd. Doç. Dr. Selçuk Bildik

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Zemin İyileştirme Yöntemleri

Zemin İyileştirme Yöntemleri

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Kompaksiyon Enjeksiyonuna Teorik Ve Pratik Yaklaşımlar *

ZEMİN VE KAYALARIN İYİLEŞTİRİLMESİ

GRANÜLER ZEMİNLERDE ÇİMENTO ENJEKSİYONU Aydın KAVAK 1, Utkan MUTMAN 1, Erdinç Keskin 1 aydinkavak@yahoo.com, utkanmutman@yahoo.com, erdinc79@yahoo.

DÜŞÜK BASINÇLI ÇİMENTO ENJEKSİYONU İLE ZEMİN İYİLEŞTİRİLMESİ

YAMAÇTA GÜVENLİĞİN SAĞLANMASI

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

TEMEL İNŞAATI ZEMİN İNCELEMESİ

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Yrd. Doç.. Dr. Selim ALTUN

Bu yöntem pek mantıklı ve ekonomik değil ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ. Mevcut zeminin değiştirtilmesi veya proje yerinin değiştirilmesi

ZEMİN MEKANİĞİ DERS NOTLARI

SIVILAŞMA RİSKİNİN DÜŞÜK BASINÇLI ÇİMENTO ENJEKSİYONU İLE AZALTILMASI REDUCING LIQUEFACTION POTENTIAL BY LOW PRESURE CEMENT GROUTING

JET GROUT. Celal Bayar Üniversitesi Turgutlu Meslek Yüksekokulu İnşaat Bölümü. Öğretim Görevlisi Tekin TEZCAN İnşaat Yüksek Mühendisi

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

1. GİRİŞ 2. ETÜT ALANI JEOLOJİSİ

8. TOPRAK ZEMİNLERİN TAŞIMA GÜCÜ (BEARING CAPACITY OF SOILS)


ANALİZ YÖNTEMLERİ. Şevlerin duraylılığı kaya mekaniği ve geoteknik bilim dallarının en karmaşık konusunu oluşturmaktadır.

ÇEVRE GEOTEKNİĞİ DERSİ

Yalova Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü. ZEMIN VE TEMEL ETÜT RAPORLARı, KARŞıLAŞıLAN PROBLEMLER

INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

Şev Stabilitesi I. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Zemin Suyu. Yrd.Doç.Dr. Saadet BERİLGEN

Zemin ve Asfalt Güçlendirme

GEOTEKNİK VE SAYISAL MODELLEME

Üst yapı yüklerinin bir bölümü ya da tümünü zemin yüzünden daha derinlerdeki tabakalara aktaran

1. Temel zemini olarak. 2. İnşaat malzemesi olarak. Zeminlerin İnşaat Mühendisliğinde Kullanımı

Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir? Sıvılaşmaya etki eden faktörler nelerdir? Arazide tahkik; SPT, CPT, Vs çalışmaları

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

EK-2 BERGAMA OVACIK ALTIN İŞLETMESİ TÜBİTAK RAPORU ELEŞTİRİSİ NE İLİŞKİN GÖRÜŞLER

Ders Notları 2. Kompaksiyon Zeminlerin Sıkıştırılması

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

Dolgu ve Yarmalarda Sondaj Çalışması ve Değerlendirmesi. HAZIRLAYAN Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

GAZİANTEP KİLLERİNİN DİSPERSİBİLİTE ÖZELLİĞİNİN BELİRLENMESİ

ZEMİN MEKANİĞİ VE TEMEL İNŞAATI İnce Daneli Zeminlerin Kıvamı ve Kıvam Limitleri. Yrd.Doç.Dr. SAADET A. BERİLGEN

AKADEMİK BİLİŞİM Şubat 2010 Muğla Üniversitesi GEOTEKNİK RAPORDA BULUNAN HESAPLARIN SPREADSHEET (MS EXCEL) İLE YAPILMASI

BETON KARIŞIM HESABI (TS 802)

Zemin Gerilmeleri. Zemindeki gerilmelerin: 1- Zeminin kendi ağırlığından (geostatik gerilme),

Zemin ve kayalarda yapılan mühendislik çalışmalarında kısa süreli veya uzun süreli duraylı kalacak kazı boşlukları meydana gelir.

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ. Geoteknik

Sıkıştırma enerjisi arttıkça optimum su muhtevası azalmakta, kuru birim hacim ağırlık artmaktadır. Optimum su muhtevasına karşılık gelen birim hacim

BÖLÜM 7. RİJİT ÜSTYAPILAR

Kaya Zemin Sınıflamaları Parametre Seçimi Şev Stabilite Sorunları. Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

Çimento Enjeksiyonu Yapılmış Zeminlerde Kaliforniya Taşıma Oranının (CBR) İncelenmesi

YAPI TEKNOLOJİSİ DERS-2

ZEMİNLERİN GEÇİRİMLİLİĞİ YRD. DOÇ. DR. TAYLAN SANÇAR

İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

ZEMİNLERDE SU ZEMİN SUYU

T.C. PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ

Temel sistemi seçimi;

Yüzeyaltı Drenaj (Subsurface Drainage) Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Ders: 1 Zeminlerin Endeks Özellikleri. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

1. Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır

DETAYLI İNCELEMELER. (Zeminde-Numune Alma) Ertan BOL-Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK 1 İNCE CİDARLI SHELBY TÜPÜ KUYU AĞZI HELEZON SPT KAŞIĞI

Zemin İyileştirme Yöntemleri

ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ, DERİN TEMELLER VE UYGULAMA ÖRNEKLERİ

10. KONSOLİDASYON. Konsolidasyon. σ gerilmedeki artış zeminin boşluk oranında e azalma ve deformasyon yaratır (gözeneklerden su dışarı çıkar).

Geoteknik Mühendisliği

TEMELLER VE TEMELLERİN SINIFLANDIRILMASI. Yrd.Doç.Dr. Altan YILMAZ

Beton sınıfına göre tanımlanan hedef (amaç) basınç dayanımları (TS EN 206-1)

TOPRAK İŞ KONU-5 SIKIŞTIRMA MAKİNELERİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

ANKARA ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ PEYZAJ MİMARLIĞI BÖLÜMÜ MİMARLIK BİLGİSİ DERSİ KONU: TEMELLER

Dr. Ayhan KOÇBAY Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı

2011 BİRİM FİYAT CETVELİ

EXCEL VBA İLE ANKRAJLI VE ANKRAJSIZ İKSA YAPISI TASARIMI

INM 305 Zemin Mekaniği

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

KİTAP TANITIMI JET ENJEKSİYON YÖNTEMİ

Zeminlerin İyileştirilmesi

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

taze beton işlenebilirlik

ESKİ ESERLERDE, YIĞMA DUVARLARIN, KUBBELERİN, TONOZLARIN VE TEMELLERİN ENJEKSİYON REÇİNELERİ VE ANKRAJ SİSTEMLERİYLE GÜÇLENDİRİLMESİ

TEMELLER. Celal Bayar Üniversitesi Turgutlu Meslek Yüksekokulu İnşaat Bölümü. Öğretim Görevlisi Tekin TEZCAN İnşaat Yüksek Mühendisi

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

BÖLÜM 6 - TEMEL ZEMİNİ VE TEMELLER İÇİN DEPREME DAYANIKLI TASARIM KURALLARI 6.1. KAPSAM

2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

YAPI LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

Zeminlerden Örnek Numune Alınması

INM 308 Zemin Mekaniği

ZEMİN MEKANİĞİ VE TEMEL İNŞAATI. Yrd. Doç. Dr. SAADET A. BERİLGEN

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

Taşınım Olayları II MEMM2009 Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferi bahar yy. borularda sürtünmeli akış. Prof. Dr.

3/9/ µ-2µ Filler (taşunu) 2µ altı Kil. etkilemektedir.

Yeni Deprem Yönetmeliği ve İstinat Yapıları Hesaplarındaki Değişiklikler

Anıl ERCAN 1 Özgür KURUOĞLU 2 M.Kemal AKMAN 3

LİMİT DENGE ANALİZİ (Deterministik Yaklaşım)

Transkript:

TEMEL ZEMİNLERİNİN ENJEKSİYON TEKNİĞİYLE İYİLEŞTİRİLMESİ Fatih TUNÇDEMİR (*) ÖZET Bu çalışma zeminlerin farklı enjeksiyon teknikleriyle iyileştirilmesine ve bu tekniklerin hem zemin hem de enjeksiyon parametreleri bakımından karşılaştırılmasına yöneliktir. Permeasyon, kompaksiyon, çatlatma ve ülkemizde de yaygın olarak kullanılan jet enjeksiyonu teknikleri, enjeksiyon malzemesinin zemin içerisine işleyiş mekanizması başta olmak üzere detaya inilmeksizin açıklanmaya çalışılmıştır. GİRİŞ Zemin enjeksiyonu, temel olarak akışkan malzemelerin basınç altında zemin içerisindeki boşluklara enjekte edilmesidir. Buradaki amaç zeminin ya da kaya kütlesinin mühendislik özelliklerini iyileştirmektir. Nitekim bu iyileştirme zeminin gerilmedeformasyon ve dayanım gibi mekanik özellikleri ile geçirimlilik gibi hidrojeolojik özellikleri değiştirilerek elde edilir. Enjeksiyon teknolojisinin kökeni diğer zemin iyileştirme teknikleri gibi eskiye dayanmakla beraber bu teknoloji hem yeni enjeksiyon malzemeleri hem de bu malzemelerin zemin içerisine nüfuz ettirilmesi bakımından sürekli bir gelişim içerisindedir. Enjeksiyon tekniği, başlangıçta su sızıntılarını önlemek ve dayanım kontrolü için maden endüstrisinde ve baraj temellerinde sızdırmazlık perdesi oluşturulmasında uygulanmaya başlanmış, daha sonra inşaat mühendisliğinde de tünel kazımı esnasında gevşek zeminlerin ve parçalı kayaların stabilizasyonunda, sondaj ve numune alma esnasında su problemlerinin çözümünde, zemin içerisindeki boşlukların doldurularak aşırı oturmaların engellenmesinde, hem mevcut hem de yeni inşaa edilecek yapıların zemin emniyet gerilmelerinin artırılmasında ve özellikle de son 10-15 yıllık bir süreç içerisinde tünel kazımı dolayısıyla yüzeydeki veya yakın çevredeki yapılarda meydana gelebilecek zararlı oturmaların engellenmesinde ve deprem esnasında sıvılaşabilecek gevşek, suya doygun granüler zeminlerin sıvılaşma potansiyellerinin azaltılmasında kullanılmıştır. Burada dikkatle üzerinde durulması gereken nokta, bütün bu uygulamalar için aynı enjeksiyon malzemesinin ve enjeksiyon parametrelerinin kullanılamayacağıdır. Enjeksiyon malzemesi ve enjeksiyon parametreleri (enjeksiyon basıncı, enjeksiyon hızı, enjekte edilen hacim vs.) zemin koşullarına (dane (*) İnşaat Yüksek Mühendisi, ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü, Ankara Şekil 1 - Enjeksiyon tekniklerinin şematik gösterimi TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 430-2004/2 59

çapı dağılımı, rölatif sıkılık, geostatik gerilmeler vs.) ve uygulama amacına yönelik olarak tasarlanmalıdır. Dolayısıyla bu çalışmanın amacı farklı enjeksiyon tekniklerini, uygulama bazında ve enjeksiyon parametreleri ile zemin koşullarıyla olan ilişkileri doğrultusunda karşılaştırmaktır. ENJEKSİYON TEKNİKLERİ Enjeksiyon teknikleri enjeksiyon malzemesinin zemin içerisine yerleştirilme biçimine bağlı olarak değişmektedir. Fakat enjeksiyon malzemesinin özelliğine bağlı olarak da (çimento enjeksiyonu veya kimyasal enjeksiyon) bir ayrım yapılabilir. Zemin içerisine yerleştirilmesine göre temel enjeksiyon teknikleri Şekil 1 de gösterilmiştir. Emdirme (Permeasyon) Enjeksiyonu: Bu enjeksiyon tekniğinde düşük vizkoziteli enjeksiyon malzemesi, zemin içerisindeki boşluklara, düşük basınçlarda nüfuz etmekte dolayısıyla zeminin hacmi ve yapısında bir değişiklik meydana getirmemektedir. Zemin içerisine enjekte edilen malzeme zamanla sertleşmekte ve böylece zeminin mekanik ve hidrojeolojik özelliklerini değiştirmektedir. Emdirme enjeksiyonunda hem süspansiyon türünde olan çimento şerbeti hem de koloit yapıdaki saf kimyasal çözeltiler kullanılabilir. Fakat zeminin geçirimliliği azaldıkça hem teknik hem de ekonomik zorluklar artmaktadır. Zeminin geçirimlilik katsayısı, k, açısından baktığımızda silikat karışımlar için permeasyon limiti 10-3 cm/s, en pahalı reçine malzemeler içinse 10-4 cm/s civarındadır. Tablo 1 aşağıdaki faktörleri göz önüne alarak permeasyon enjeksiyonu için genel bir çerçeve oluşturmaktadır. Temel reolojik kategoriler ve enjeksiyon malzemesi türleri Enjekte edilecek zemine bağlı olarak uygulama alanları Geçirimlilik katsayısı ve özgül dane yüzeyi cinsinden yaklaşık enjekte edilebilirlik sınırları Temel enjeksiyon teknikleri Son yıllarda yeni çimento karışımları üzerinde çalışılmış ve normal portland çimentoları ile permeasyonu mümkün olmayan zeminler enjekte edilebilmeye başlanmıştır. Bu sayede daha ince daneli zeminlerin de iyileştirilmesi mümkün olmuş ve hem çevresel koruma hem de ekonomik açıdan olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Tablo 1 - Enjeksiyon malzemelerinin sınıflandırılması (Gallavresi, 1992) Reolojik Kategori Enjeksiyon Malzemelerinin Ana Türleri Uygulama Alanları Partiküler Süspansiyonlar (Bingham Akışkanları) Kararsız Sadece çimento Çatlaklı kaya ve duvar Geçirimlilik Katsayısı, k, (m/s) Bentonit veya kil ile birlikte çimento Kararlı Topaklaşmamış bentonit Çözeltiler (Newton Akışkanları) Koloit Çözeltiler (Vizkozite zamanla artmakta) Saf Çözeltiler (Vizkozite zamanla değişmemekte) Kimyasal Enjeksiyon Malzemeleri Sodyum Silikat bazlı Yüksek dayanımlı Orta- Düşük dayanımlı Mikro fisürlü ve geçirimli kaya GRANÜLER ZEMİNLER Çakıl Kaba Kumlar Orta-İnce Kum Organik Reçineler bazlı İnce Siltli Kumlar (Kumlu Siltler) >5.10-4 >5.10-5 >5.10-5 >1.10-5 >1.10-6 Özgül Yüzey, S s, (m²/n) <0.5 <1.5 <1.5 <4 <10 Temel Enjeksiyon Tekniği Yüksek Basınç Kontrollü hacim ve basınç Gaz Emülsiyonları Şişebilen Enjeksiyon Malzemeleri Çimento bazlı Büyük boşluklar veya oyuklar Organik Ürünler bazlı Boşluklar ve hızlı akan sızıntı suları Düşük basınç (Boşlukların doldurulması) 60 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 430-2004/2

Yukarıda sözü edilen bu karışımlar çok ince daneli çimentolar (microfine cements) ve değişik katkı malzemeleri kullanılarak elde edilmiştir. Bu sayede elde edilen karışımlar için segregasyon (karışım içerisindeki çimento veya katkı malzemesi danelerinin zamanla çökmesi ve karışım suyundan ayrılması) ve filtrasyon oranları (karışım içerisindeki danelerin zemin tanecikleri tarafından tutulması ve enjeksiyonun engellenmesi) çok daha az, vizkozite parametrelerinden olan akma değeri belli bir süre boyunca sabit ve daha düşük, uzun vadedeki dayanım daha yüksek ve geçirimlilik daha azdır. Silikat bazlı çüzeltilerde de hem teknik hem de çevresel açıdan bakıldığında yüksek kararlılıkta ve kristal yapıda yeni tip karışımlar elde edilmiştir. Son 10-15 yıllık literatür taraması yapıldığında enjeksiyon malzemelerinin reolojik özellikleri (vizkozite ve zamanla değişimi, statik ve basınç altındaki segregasyon miktarı, filtrasyon oranı, ilk ve son priz zamanı), bu özelliklerin farklı dane çapı dağılımındaki zeminlere enjekte edilebilirliği nasıl etkilediği ve değişik pozolanik katkı maddelerinin bu özellikleri nasıl değiştirdiği hakkında birçok çalışma olduğu görülecektir. Dolayısıyla kritik olan husus zeminin geoteknik özelikleriyle enjeksiyon malzemesinin reolojik özelliklerinin tam olarak belirlenmesi ve bu özelliklerin birbirleriyle uyumlu olarak biraraya getirilmesidir. Yüzeysel derinliklerde enjeksiyon işlemi tek aşamada yapılabilir. Bu durumda enjeksiyon kuyusu tasarım derinliğine kadar açılır ve enjeksiyon borusu yardımıyla yukarıya doğru enjeksiyon işlemi gerçekleştirilir. Alternatif olarak kuyu açılırken de enjeksiyon işlemi yapılabilir. Kuyu belli bir derinlikte açıldıktan sonra enjeksiyon borusu indirilir ve açılan derinlik boyunca enjeksiyon işlemi gerçekleştirilir. Bu durum tasarım derinliğine kadar tekrar ettirilir. Kademeli enjeksiyon işlemi ise rölatif olarak yüksek enjeksiyon basınçlarının gerektiği daha derin zeminlerde ve daha efektif bir permeasyon için uygulanır. Burada enjeksiyon kuyusu belli bir derinliğe kadar açılır ve enjeksiyon yapılır. Enjeksiyon malzemesi sertleştikten sonra kuyu biraz daha derinleştirilir ve tekrar enjeksiyon yapılır (Şekil 2). Kademeli enjeksiyon derinliğin artması, enjeksiyon basıncının artırılmasını sağlar ve yüzeydeki sızıntıdan meydana gelebilecek enjeksiyon malzemesi kaybını engeller. Herhangi bir zemin enjeksiyonu uygulamasında ve özellikle tüneller için enjeksiyon işleminin enjekte edilen malzeme hacmi cinsinden zamana bağlı kontrolü büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla her ne kadar uzun zaman önce kullanılmaya başlansa da Tube a Manchette tipi enjeksiyon borusu hala en uygun sistem olarak görülmektedir. Tube a Manchette, üzerinde yaklaşık 8 mm çaplı küçük deliklerin bulunduğu bölmelerden oluşan ve çapı 37.5 ve 62.5 mm arasında değişen çelik bir borudur. Delikli bölmeler yaklaşık 30 cm aralıklı olup tek yönlü vana gibi çalışan lastik kılıflarla kapatılmışlardır (Şekil 3). Muhafaza borusu yardımıyla enjeksiyon kuyusu istenilen tasarım derinliğine kadar açıldıktan sonra tube a manchette kuyu içerisine indirilir. Daha sonra muhafaza borusu yukarı çekilir ve tube a manchette ile kuyu duvarı arasındaki boşluk zayıf dayanımlı bir enjeksiyon malzemesi olan kil-çimento veya bentonit karışımıyla doldurulur. Asıl enjeksiyon işlemi ise tube a manchette içerisine uç kısmı delikli ve U-tıkaçlarla kapalı olan küçük çaplı bir enjeksiyon borusu indirilerek gerçekleştirilir. Tıkaçlar tube a manchette üzerindeki delikli bölmelerden herhangi biri üzerine merkezlenebilir. Enjeksiyon işleminin başlamasıyla Şekil 2 - Kademeli enjeksiyon işlemi (Bell, 1993) Şekil 3 - Tube a Manchette sisteminin detayı (Bell, 1993) TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 430-2004/2 61

beraber lastik kılıf ve tube a manchette ile kuyu duvarı arasındaki zayıf enjeksiyon malzemesi yırtılana kadar enjeksiyon basıncı artacaktır. Lastik kılıfların tek yönlü çalışması enjeksiyon malzemesinin tube a manchette içerisine geri girmesini engelleyecek, tube a manchette ile kuyu duvarı arasındaki zayıf enjeksiyon malzemesi de meydana gelebilecek sızıntıları önleyecektir. Tube a manchette kullanımı, aynı enjeksiyon deliğinden birden fazla enjeksiyonun değişik enjeksiyon malzemeleriyle yapılabilmesini sağlamaktadır. Fakat yoğun şehir merkezlerinde veya çalışma alanı yetersizliğinde tube a manchette sisteminin yer yüzeyinden, kuyulardan veya tünel yüzeylerinden kurulması uygun olmayabilir. Bu durumlarda tube a manchette sisteminin yeni geliştirilen yatay yönlü foraj (horizontal directional drilling) sistemi ile yerleştirilmesi söz konusudur. Kompaksiyon Enjeksiyonu: 1980 yılında toplanan ASCE Enjeksiyon Komitesi, kompaksiyon enjeksiyonunu 25 mm den daha az çökme değeri olan, yeterli plastisiteyi sağlayacak kadar silt ve içsel sürtünmeyi sağlayacak kadar da kum içeren katı enjeksiyon malzemesinin, zemin boşlukları içerisine girmeksizin enjeksiyon noktası etrafında giderek genişleyen bir kütle oluşturacak ve bu sayede etrafındaki gevşek zeminleri sıkıştıracak şekilde yüksek basınçlarda enjekte edilmesi olarak tanımlamıştır (Şekil 4 ). 50 yıl kadar önce ABD de uygulanmaya başlayan yöntem, çoğunlukla zayıf veya yumuşak zeminlerin sıkıştırılmasında, temel ve döşemelerin alttan desteklenmesinde, yapı oturmalarının kontrol edilmesinde, farklı oturmalar gösteren yapı temellerinin rehabilitasyonunda ve tekrar eski seviyelerine yükseltilmesinde kullanılmıştır. Kompaksiyon enjeksiyonu ile permeasyon enjeksiyonu arasında hem enjeksiyon parametreleri hem de uygulanabilecek zeminler arasında büyük farklar vardır. Kompaksiyon enjeksiyonunda çok katı bir enjeksiyon malzemesi ve çok yüksek basınçlar (3.5 MPa a kadar) gerekmektedir. Dolayısıyla zeminin orijinal yapısı bozulmakta ve bu sayede radyal olarak sıkıştırılabilmektedir. Ayrıca kompaksiyon enjeksiyonu tüm zeminlere uygulanabilirken permeasyon enjeksiyonunun uygulanabilirliği, burada zemin içerisindeki boşluklara nüfuz etme söz konusu olduğundan, hem zeminin dane çapı dağılımı hem de enjeksiyon malzemesinin dane çapı dağılımı tarafından belirlenmektedir. Literatür çalışmaları göz önüne alındığında kompaksiyon enjeksiyonunun başarılı sonuçlar vermesi enjeksiyon malzemesinin katı ve yüksek vizkozitede olmasına bağlıdır. Bu yüzden karışımlarda plastisiteyi gereğinden fazla artıracak silt ve gereğinden fazla mobilite sağlayacak bentonitin kullanılmaması öngörülmektedir. Karışımda kullanılacak kum için de tercih edilen dane çapı dağılım aralığı Şekil 5 de gösterilmiştir. Şekil 4 - Kompaksiyon enjeksiyonunun şematik gösterimi (Essler, 2000) Şekil 5 - Kompaksiyon enjeksiyonu karışımındaki kum için öngörülen dane çapı dağılım aralığı (Warner & Brown, 1974) Kompaksiyon enjeksiyonunun son 10 yıllık bir süreç içerisinde sıvılaşmayı önleyici bir teknik olarak da kullanılmaya başlandığını görmekteyiz. Gerçekten Boulanger ve Hayden (1995) kompaksiyon enjeksiyonunun sıvılaşmayı önlemek için kullanıldığı geniş bir vaka analizleri özeti hazırlamışlardır. Vaka analizlerinde, bu enjeksiyon tekniğinin siltli kumlarla siltli zeminlerin SPT ve CPT direnç değerlerini önemli ölçüde artırdığı belirtilmiştir. Fakat şu da unutulmamalıdır ki kompaksiyon enjeksiyonu sonucu zemin içerisinde oluşturulan kütlenin uzun vadede de yeterli dayanımda olması gerekir. Ayrıca bu tekniğin 62 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 430-2004/2

çok yumuşak killerde uygulanması ekstra boşluk suyu basınçları oluşturacak bu da uzun vadede oturmalara yol açacaktır. Dolayısıyla bu hususların uygulama öncesinde enjeksiyon parametreleri ve enjeksiyon malzemelerinin tasarımı esnasında göz önünde bulundurulması gerekir. Çatlatma Enjeksiyonu: Çatlatma enjeksiyonu Avrupa da ortaya çıkmakla beraber diğer enjeksiyon tekniklerine göre daha yenidir. Burada zeminin kontrollü bir şekilde, kararlı fakat düşük vizkoziteli çimento enjeksiyonu ile yüksek basınçlarda (4 MPa) çatlatılması söz konusudur. Bu enjeksiyon tekniği temel olarak permeasyon enjeksiyonunun mümkün olmadığı düşük geçirimliliğe sahip, ince daneli zeminlerin stabilizasyonunda uygulanmaktadır. Çatlatma enjeksiyonunun gelişimi tünel veya kazı aktiviteleri esnasında meydana gelen oturmaları önleme (kompense etme) çalışmalarına dayanmaktadır. Çatlatma enjeksiyonu sonucunda zemin içerisinde ağaç dallarına benzer bir şekilde sertleşmiş çimento kanalları oluşmakta ve bu sayede zemin kontrollü bir şekilde ve bölgesel olarak sıkıştırılmaktadır (Şekil 6). Çimento şerbeti başlangıçta yüksek basınçlarda enjekte edilmekte ve zeminin çatlamasıyla beraber oluşan çatlaklar çimento ile doldurulmaktadır. Oluşan çatlakların boyu, genişliği ve hacmi enjeksiyon basıncına ve mevcut geostatik gerilmelere bağlıdır. Teorik olarak bakacak olursak, normal konsolide, homojen bir zemin içerisinde meydana gelecek ilk çatlaklar düşey doğrultuda (büyük asal gerilme doğrultusunda) olacak, bu sayede yatay gerilmeleri artıracak ve zemini sıkıştıracaktır (Raabe ve Esters, 1990). Eğer tube a manchette sistemi ile aynı noktadan birden fazla enjeksiyon işlemi tekrarlanacak olursa asal gerilmelerin doğrultuları değişecek ve yatay yönde çatlaklar meydana gelmeye başlayacaktır. Bu da sonuç olarak (bazen ani bir şekilde) yer yüzeyinde ya da üst yapılarda kabarmaya neden olacaktır. Fakat pratikte, meydana gelecek çatlakların yönü zemin içerisinde mevcut çatlaklara, zayıf bölgelere veya fisürlere bağlı olarak değişmektedir (Rawlings vd., 1998). Bu tip enjeksiyon türünün uygulanmasında da tube a manchette kullanılmakta ve örneğin tünel kazımı esnasında meydana gelen oturmalara bağlı olarak aynı noktadan birden fazla gerektiğinde farklı enjeksiyon malzemeleriyle enjeksiyon yapılabilmektedir. Literatürdeki vaka analizleri incelendiğinde çatlatma enjeksiyonunda kullanılan çimento şerbetinin su/çimento oranlarının nispeten daha yüksek olduğu ve karışıma mobilite vermek için başta bentonit olmak üzere değişik katkı malzemelerinin kullanıldığı görülmektedir. Bu açıdan kompaksiyon enjeksiyonundan ayrılmaktadır. Jet Enjeksiyonu: Bu enjeksiyon türünde tasarım derinliğine kadar, su kullanılarak delgi yapılmakta ve delgi için kullanılan tijlerin ucundaki nozullardan yüksek basınçlarda çimento şerbeti zemine jetlenmektedir. Bu jetleme esnasında tijler de belirli bir hızla döndürülmekte ve yine belirli bir hızla da zemin içinde aşağıdan yukarıya doğru çekilmektedir. Böylece, belirli bir çapta ve boyda zemin içinde silindirik bir kolon oluşturulmaktadır (Şekil 7). Jetleme esnasında kolon çapını artırabilmek için çimento jeti yanında hava ve su jetleri de kullanılabilmektedir. Buradaki mekanizmadan anlaşılabildiği gibi jet enjeksiyonu aslında bir enjeksiyon tekniği değil bir karıştırma yöntemidir. Sonuçta zemin içerisinde beton-zemin karışımı yüksek dayanımlı ve geçirimliliği düşük kolonlar elde edilmektedir. Bu yönüyle jet enjeksiyonu diğer enjeksiyon türlerinden kesin olarak ayrılmaktadır. Jet enjeksiyonu sonucu zemin içerisinde oluşturulan kolonlar, temeller, döşemeler ve dolgular altında taşıma gücü ve oturma kontrolü için kullanılabileceği gibi yumuşak zeminlerde açılan tünellerde tünel kesiti üzerinde taşıyıcı şemsiye, yine yumu- Şekil 6 - Düşey yönde çatlakların oluşumu ve yatay sıkıştırma Şekil 7 - Jet enjeksiyonu işlemi TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 430-2004/2 63

incelenmiştir. Değişik enjeksiyon tekniklerinde enjeksiyon malzemelerinin zemin içerisine işleyiş mekanizmalarının farklı olduğu vurgulanmış ve uygulanması gereken enjeksiyon tekniği ile tasarım parametrelerinin mevcut zemin koşullarına ve uygulama amacına göre seçilmesi gerektiği belirtilmiştir. Şekil 8 - SuperJet kolonlar şak killerdeki derin kazılarda kazı tabanı altında payanda elemanı olarak da kullanılabilir. Ayrıca Durgunoğlu (2004) bu enjeksiyon tekniğinin sıvılaşma riskinin azaltılması gayesiyle kullanımına ait bir metodoloji ve tasarım yöntemi de göstermiştir. Ülkemizde de yaygın olarak kullanılan jet enjeksiyonunun, bir zemin iyileştirme tekniği olarak dünyanın birçok bölgesinde, özellikle de Japonya, Avrupa ve ABD de uygulanıyor olmasına rağmen halen bir tasarım standardı bulunmamaktadır. Uygulamanın maliyeti, jet enjeksiyonunun devam eden gelişimini kısmen düşürmüştür. Fakat Japonya da çok yüksek çapta (5 m ye kadar) kolonlar oluşturabilme metodu geliştirilmiş ve bu sayede enjeksiyon noktalarının sayısı azaltılarak maliyet düşürülmüştür. Bu teknoloji Japonya ve ABD de SuperJet Enjeksiyonu (Şekil 8), Avrupa da ise Soilcrete-DS (Toprakarme) Enjeksiyonu olarak bilinmektedir. SONUÇ Bu çalışmada zemin enjeksiyon teknikleri, enjeksiyon parametreleri ve enjeksiyon malzemeleri açısından detaya inilmeksizin karşılaştırmalı olarak REFERANSLAR 1. Bell, F.G., Engineering Treatment of Soils, E&FN SPON, London, 1993 2. Boulanger, R.W., and Hayden, R.F. (1995), Aspects of Compaction Grouting of Liquefiable Soil, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Cilt 121, No.12. 3. Committee on Grouting of the Geotechnical Engineering Division, 1980, Preliminary Glossary of Terms Relating to Grouting, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, Cilt 106, No. GT7, s. 803-815. 4. Durgunoğlu, H.T., Yüksek Modüllü Kolonların Temel Mühendisliğinde Kullanımı, Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onuncu Ulusal Kongresi, 2004. 5. Gallavresi, F., Grouting Improvement of Foundation Soils Grouting, Soil Improvement and Geosynthetics, Geotechnical Special Publication, ASCE, 1992, Cilt 1, s. 1-39. 6. Raabe, E.W., Esters, K., Soil Fracturing Techniques for Terminating Settlements and Restoring Levels of Buildings and Structures, Ground Engineering, Mayıs 1990, s. 33-45. 7. Rawlings, C.G., Helliwell, E.E. ve Kilkenny, W.M. (1998). CIRIA Report CP/56 Mart 1998-Grouting for Ground Engineering. 8. Warner, J., ve Brown, D.R. (1974), Planning and Performing Compaction Grouting, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Cilt 100, No. GT6, s. 653-666. 64 TMH - TÜRKÝYE MÜHENDÝSLÝK HABERLERÝ SAYI 430-2004/2