DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2018-2019 GÜZ YARIYILI Dr. Uğur DAĞDEVİREN 2 1
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALLARI İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ Geoteknik Anabilim Dalı Hidrolik Anabilim Dalı Mekanik Anabilim Dalı Ulaştırma Anabilim Dalı Yapı Anabilim Dalı 3 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ İnşaat mühendislerinin ana görevi; yapacakları mühendislik yapılarını güvenli ve ekonomik olarak tasarlamak ve inşasını sağlamaktır. Bazı İnşaat Mühendisliği Uygulamaları 4 2
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ Tüm mühendislik yapılarının, zeminin içinde veya üzerinde olduğunu düşünürsek, mutlaka zeminle bir ara kesiti bulunacaktır. İnşaat mühendisinin görevini gerektirdiği şekilde yapabilmesi için; öncelikle yapının yapılacağı arazideki zemin özelliklerinin sağlıklı ve güvenilir olarak belirlenmesi gerekir. Bu noktada; geoteknik alanında uzmanlaşmış olan inşaat mühendislerine (geoteknik mühendislerine) büyük bir görev düşmektedir. 5 GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ Geoteknik mühendisliği, inşaat mühendisliği yapılarının dayandıkları veya içinde yer aldıkları zemin veya kaya ortamı ile etkileşimlerini konu alan İnşaat Mühendisliğinin bir alt dalıdır. Geoteknik anabilim dalının amacı; mühendislik yapılarının inşaasından önce zeminden kaynaklanabilecek sorunları tespit etmek ve bu sorunların çözümü için gerekli yöntemleri kullanarak emniyetli yapı tasarımını sağlamaktır. İnşaat mühendislerinin, zeminden kaynaklanacak sorunları değerlendirebilecek ve çözebilecek düzeyde zemin mekaniği ve temel inşaatı bilgisine sahip olması gerekmektedir. 6 3
Geoteknik Mühendisliğinin Alt Dalları GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ Geoteknik mühendisliği, her şeyden önce iyi bir mekanik, mukavemet ve hidrolik bilgisi ve buradaki kavramları zemin mekaniğine uygulayabilme yeteneği gerektirir. Ancak bu tek başına yeterli değildir. Elde edilen veriler, bir tasarım için kullanıldığında ve uygulamaya konulduğunda gerçek anlamıyla geoteknik mühendisliğinden bahsedilebilir. 7 GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ Zemin Mekaniği ve Zemin Davranışı Temeller, Derin Kazılar ve Temel İnşaatı Zeminlerin İyileştirilmesi Zemin Dinamiği (Geoteknik Deprem Mühendisliği) Kaya Mekaniği Çevre Geotekniği 8 4
GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ TANIMLAR Zemin Mekaniği; geoteknik mühendisliğinin, zeminlerin özellikleri ve mühendislik davranışı ile ilgilenen alt dalıdır. Kinematik, dinamik, akışkanlar mekaniği, mukavemet ve malzeme biliminin temel prensiplerini zemine uygular. Kaya Mekaniği; kayaçların özellikleri ve mühendislik mekaniği ile ilgilenir. 9 GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ TANIMLAR Temel Mühendisliği; mühendislik yapılarının (bina, hastane, okul, köprü, viyadük, havaalanı, demiryolu, karayolu, tünel, baraj, deniz yapıları, limanlar ve metro gibi) tasarımı ve temellerin inşaatı aşamalarında jeoloji, zemin mekaniği, kaya mekaniği ve yapı mühendisliği uygulamasını kapsamaktadır. 10 5
GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ TANIMLAR Zemin Dinamiği; geoteknik mühendisliğinin, depremler gibi dinamik yükler altında zeminlerin davranışını inceleyen alt dalıdır. Bu dal bazen Geoteknik Deprem Mühendisliği olarak da adlandırılmaktadır. 11 GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ DPÜ İNŞAAT MÜH. BÖL. GEOTEKNİK ANABİLİM DALI LİSANS DERSLERİ Zemin Mekaniği (Zorunlu 5. Yarıyıl) Temel İnşaatı (Zorunlu 6. Yarıyıl) Deneysel Zemin Mekaniği (Seçmeli 6. Yarıyıl) Saha İnceleme ve Geoteknik Değerlendirme (Seçmeli 7. Yarıyıl) Geoteknik Deprem Mühendisliğine Giriş (Seçmeli 7. Yarıyıl) Dayanma Yapıları (Seçmeli 8. Yarıyıl) Zemin İyileştirme Yöntemlerine Giriş (Seçmeli 8. Yarıyıl) Yüzeysel ve Derin Temeller Şev ve Yamaçların Stabilitesi Kaya Mekaniği Çevre Geotekniği Geoteknik Arazi Araştırmaları 12 6
GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ ÇALIŞMA KONULARI 13 ÇALIŞMA KONULARI - 1 1. Yapı yüklerinin güvenle zemine aktarılmasını sağlamak için bazen yüzeysel temel, bazen de derin (kazıklı) temel projelendirmeleri, YÜZEYSEL TEMEL zemin anakaya 14 7
ÇALIŞMA KONULARI - 1 YÜZEYSEL TEMELLER Tekil Temel Kirişsiz Radye Temel 15 ÇALIŞMA KONULARI - 1 TEKİL TEMELLERİN TASARIMI P P Yapıdan zemine aktarılan taban basıncı σ = P A Temel zemininin emniyetli taşıma kapasitesi σ z,em P; kolon yükü A; temelin taban alanı 16 8
ÇALIŞMA KONULARI - 1 Örnek: Temel boyutları 2 3 m boyutlarında olan tekil bir temel, 700 kn luk bir kolon yüküne maruz durumdadır. Bu temelin oturduğu zeminin emniyetli taşıma kapasitesi, 175 kpa olduğuna göre, temel bu yükü emniyetle taşıyabilir mi? σ z,em = 175 kpa 17 ÇALIŞMA KONULARI - 1 Temelin taban alanı; A = B L A = 2 3 = 6 m 2 Yapıdan zemine aktarılan taban basıncı; σ = P A σ = 700 6 = 116.67 kn/m2 [kpa] Temel zeminin emniyetli taşıma kapasitesi; σ z,em = 175 kpa 18 9
ÇALIŞMA KONULARI - 1 Yapıdan zemine aktarılan taban basıncı; σ = 116.67 kpa Temel zeminin emniyetli taşıma kapasitesi; σ z,em = 175 kpa σ < σ z,em olduğundan, temel, bu kolon yükünü emniyetli olarak zemine aktarabilir. 19 ÇALIŞMA KONULARI - 1 DERİN TEMELLER Çakma Kazık Delme (Fore) Kazık 20 10
ÇALIŞMA KONULARI - 1 DERİN TEMELLER SGK Binası İnşaatı - KÜTAHYA 21 ÇALIŞMA KONULARI - 1 Taşıma Gücü Kaybı 22 11
ÇALIŞMA KONULARI - 1 23 ÇALIŞMA KONULARI - 2 2. Deniz, nehir içinde ve kıyılarında yapılacak köprü ayaklarının temel tasarımı 24 12
ÇALIŞMA KONULARI - 2 25 ÇALIŞMA KONULARI - 2 Çözüm olarak, temelin kazıklar üzerine oturtulması uygun olurdu. 26 13
ÇALIŞMA KONULARI - 3 3. Barajların tasarımı ve yapım aşamaları Oroville Barajı (California, USA): Dünyadaki en büyük barajlardan birisi olup, 61*10 6 m³ sıkıştırılmış zeminden yapılmıştır. Bu barajın tasarım ve yapımı, önemli geoteknik tecrübesi gerektirir. Seyitömer Termik Santrali Kaya Dolgu Kül Barajı KÜTAHYA 27 ÇALIŞMA KONULARI - 3 28 14
ÇALIŞMA KONULARI - 3 29 ÇALIŞMA KONULARI - 3 ETİ-GÜMÜŞ Atık Barajı Sedde Göçmesi 7 Mayıs 2011, KÜTAHYA 30 15
ÇALIŞMA KONULARI - 4 4. Karayolu, baraj gibi büyük dolgu işlemlerinin gerçekleştirildiği projelerde en uygun sıkıştırma özelliklerinin seçimi ve inşaat sonrası oturmaların sınırlandırılması 31 ÇALIŞMA KONULARI - 4 32 16
ÇALIŞMA KONULARI - 5 5. Tünel güzergahlarının belirlenmesi, uygun delme yöntemlerinin seçilmesi 33 ÇALIŞMA KONULARI - 5 34 17
ÇALIŞMA KONULARI - 6 6. Şev ve yamaç stabilitesine uygun kazı, inşaat ve uygun destek sistemlerini belirlenmesi 35 ÇALIŞMA KONULARI - 6 Ankara-Çankırı Yolu Şev Göçmesi 31 Mart 2011 36 18
ÇALIŞMA KONULARI - 6 37 ÇALIŞMA KONULARI - 6 38 19
ÇALIŞMA KONULARI - 7 7. Depremler, dalga yükleri gibi tekrarlı yükler altındaki temel zeminlerinin göçmeye karşı tasarımı 39 ÇALIŞMA KONULARI - 7 DEPREMLER Niigata, 1966 40 20
ÇALIŞMA KONULARI - 7 DEPREMLER Adapazarı, 1999 41 ÇALIŞMA KONULARI - 7 DALGA YÜKLERİ 42 21
ÇALIŞMA KONULARI - 8 8. Zemin ve kaya numuneleri elde etmek için araştırma sondajları açılması 43 ÇALIŞMA KONULARI - 8 Sondaj Kuyusu 44 22
ÇALIŞMA KONULARI - 8 SPT Kaşığı Örselenmemiş Numune Alımı 45 ÇALIŞMA KONULARI - 8 Örselenmemiş Numune Alımı Shelby Tüpü 46 23
ÇALIŞMA KONULARI - 9 9. Zemin etütleri için alınan numunelerin proje kapsamına uygun olarak laboratuvar deneylerinin yapılması ve mühendislik özelliklerinin belirlenmesi GEOTEKNİK LABORATUVAR DENEYLERİ i. Zeminlerin Fiziksel Özelliklerine Yönelik Deneyler ii. Zeminlerin Mukavemet Özelliklerine Yönelik Deneyler iii. Zeminlerin Oturma ve Şişme Davranışlarına Yönelik Deneyler 47 LABORATUVAR ÇALIŞMALARI Zeminin Fiziksel Özellikleri Zeminin Mukavemet Özellikleri Zeminin Oturma Davranışı 48 24
ÇALIŞMA KONULARI - 10 10. Zeminlerin arazi deneyleri ile geoteknik özelliklerinin yerinde belirlenmesi SPT: Standard Penetrasyon Deneyi CPT: Koni Penetrasyon Deneyi DMT: Dilatometre Deneyi PMT: Presiyometre Deneyi VST: Veyn Kesme Deneyi 49 ÇALIŞMA KONULARI - 11 11. Yapılar için gerekli olan zemin ve temel etüt (geoteknik) raporlarının hazırlanması. 50 25
ÇALIŞMA KONULARI - 12 12. İnşaat öncesinde ve sırasında, temel kazısının yapımı sırasında alınacak önlemlerin belirlenmesi, drenaj için gerekli sistemin seçimi Ankrajlı Kazık Perde 51 ÇALIŞMA KONULARI - 12 52 26
ÇALIŞMA KONULARI - 12 53 ÇALIŞMA KONULARI - 13 13. Yapılacak olan mühendislik yapılarının zemin koşullarının tasarım açısından uygun olmaması durumunda; zemin iyileştirme yönteminin seçimi, projelendirilmesi ve uygulanması 54 27
ÇALIŞMA KONULARI - 13 ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ Sıkıştırma Yöntemleri İle İyileştirme Ön Yükleme İle İyileştirme Düşey Drenler İle İyileştirme Katkı Malzemeleri İle İyileştirme Enjeksiyon İşlemleri İle İyileştirme Isıl İşlemler İle İyileştirme Drenaj İle İyileştirme Donatılandırma İle İyileştirme Geosentetikler İle İyileştirme 55 ÇALIŞMA KONULARI - 13 Vibro-Kompaksiyon Uygulaması 56 28
ÇALIŞMA KONULARI - 13 Jet Enjeksiyonu (Jet-Grouting) 57 ÇALIŞMA KONULARI - 14 14. Katı-atık depolanma alanlarının belirlenmesi ve uygun geçirimsizlik sistemlerinin kurulumu 58 29