ÇEVRE GEOTEKNİĞİ DERSİ ATIK VE ZEMİNLERİN OTURMASI DERSİN SORUMLUSU YRD. DOÇ DR. AHMET ŞENOL HAZIRLAYANLAR 2013138017 ALİHAN UTKU YILMAZ 2013138020 MUSTAFA ÖZBAY
OTURMA Yapının(dolayısıyla temelin ) düşey yönde hareketidir. Yaş veya doygun zemin ortamının yüzeysel kısmının donması sonucu meydana gelen kabarma,şişen killerin su alıp şişmesi vb. yukarı doğru hareketi örnek verilebilir.
TOPRAK SEVİYESİNİN OTURMASI Oturma toprak zemin seviyesine (veya üst yüzeyine yakın bir seviyeden) uygulanan yüke bağlı olarak toprak zeminin seviyesinin sıkışması olarak tanımlanır. Toplam oturma üç bileşenden oluşur. 1. Ani veya elastik oturma 2. Birincil (primer) Konsolidasyon oturması 3. İkincil (seconder) konsolidasyon Ani veya elastik oturma elastisite teorisi (zeminin elastisite modülü) kullanılarak hesaplanır
1. Ani veya elastik oturma:yük uygulanır uygulanmaz,zeminin düşük geçirimliliğinden dolayı,hacim değişikliği olmaksızın meydana gelen oturmadır. 2. Birincil oturma:suya doygun kil tabakasına aktarılan ek düşey gerilmelerden dolayı,zeminin boşluk suyu basıncı artar.boşluk suyunun bir kısmı,zeminin düşük geçirimliliğinden dolayı uzun sürede tabaka dışına çıkar işte,sabit bir gerilme altında,uzun sürede meydana gelen oturmadır.
3. İkincil konsolidasyon oturması:ek boşluk suyu basıncının sönmesinden sonra,oturmanın sona ermesi gerekir ancak araştırmalar bazı durumlarda çok azda olsa zamanla devam ettiğini göstermiştir.işte buna ikincil konsolidasyon oturması denir.
ZEMİNLERİN OTURMA NEDENLERI Taneli zeminlerde meydana gelen titreşimler (depremler,kazık çakma işlemleri vb.) Yeraltındaki su akımlarının yol açtığı erezyon. Toprak kaymaları. Temel elamanlarının tahrip olması. Yer altı su düzeyinin alçalması veya indirilmesi. Zeminin yüklenmesi (Yapı,dolgu vb.)
ATIKLARIN OTURMA ÇEŞİTLERİ -MEKANİK OTURMA: Atıklar deponi içerisine boşaltılırken kırılabilir ve ezilebilir bu sebepten dolayı atık kütlesinin hacmi azalarak mekanik oturma meydana gelir. -KARIŞMA: Atık depolarında uygulanan sıkıştırma işlemleri küçük parçaların boşluklara yerleşmesine sebep olur buda dolgu hacmini azaltarak oturmalar meydana getirir. -BİYOLOJİK VE KİMYASAL AYRIŞMA: Bakterilerin oksijensiz ortamda kalması sonucu atıklar parçalanarak daha küçük moleküllere dönüşürler buda dolgu hacmini azaltarak oturmalara neden olur.
OTURMAYA ÖRNEK OLARAK;
ATIKLARIN OTURMA NEDENLERİ Deponi içerisindeki organik maddelerin parçalanması. Deponi katlarından gelen fazla kütle artışları. Suyun deponi içine sızması ve dışarı çıkması. Deponi içerisinden gaz çıkışı.
DEPONİ İÇERİSİNDEKİ ORGANİK MADDELERİN PARÇALANMASI Atık içerisindeki organik maddeler parçalanmaya başladığında %30-%40 arasında ağırlık kaybına neden olur. Kütledeki bu azalma aynı zamanda hacimde de bir azalmaya neden olur buda yeni bir atık ile yeniden doldurulmaya müsait bir durum oluşturur.
DEPONİ KATLARINDAN GELEN FAZLA KÜTLE ARTIŞLARI Deponi içerisinde bulunan atık maddelerin üzerlerine yeni atıklar eklendikçe özgül ağırlıklarında bir artış meydana gelir bunun sonucunda ise atık deposunda oturmalar oluşur.
SUYUN DEPONİ İÇİNE SIZARAK DIŞARI ÇIKMASI Deponi içerisine sızan su bulduğu bir çatlaktan dışarı çıktığında beraberinde hacim ve kütlede bir azalma meydana getirir bu kütle kaybı ise oturmalara neden olur.
DEPONİLERDEN GAZ ÇIKIŞI Bakteriyel faaliyetlerin neden olduğu çürümeler sonucunda deponiler de gaz çıkışı meydana gelir. Gaz çıkışı dolgu çukurundaki malzemenin azalması anlamına gelir. Örneğin; açığa çıkan gazın %60 ı metan (CH 4 ), %40 ı karbondioksit (CO 2 ) ise atık çukurundan gaz çıkışı %22 lik bir ağırlık kaybına neden olur ve gaz çıkışı 20 yıl devam eder. Böyle bir kütle kaybı önemli derecede oturmaya neden olur.
Atık maddelerin 0.6 ton/m 3 (orta derece yoğunluk) olduğu bir atık çukurunda gözlemler yapılmış ve şu sonuçlara varılmıştır; Oturma ilk başta %35 iken 10 yılın sonunda % 17 ye kadar düşmüştür. Oturma normal olarak 10 yıl içerisinde olmuş fakat 30 yıl boyunca devam etmiştir. Üste konulan her 2 m lik atık tabakası alttaki tabakanın oturma süresini 1 yıl kısaltmıştır. Atıklar maksimum saha yoğunluğuna kadar (1.2 ton/m 3 ) sıkıştırıldığında %10 oturduğu gözlemlenmiştir.
OTURMANIN BÜYÜKLÜĞÜ Sıkışma miktarına, parçalanmanın derecesine, sıkışmış atığın dışına itilen suyun ve gazın sebep olduğu konsolidasyonun etkileri ve deponinin toplam yüksekliğine bağlıdır. Yapılan çalışma sonuçlarına göre en büyük oturma miktarının %90 ı 5 yıl içerisinde gerçekleşmektedir. Kuru iklim olan yerlerde oturma daha yavaş olmaktadır.
OTURMA TAHMİNİ Dolgu yüksekliği arttıkça oturmanın tamamlanması kısalır. Ancak bu doğrusal ilişki 30 m yükseklikten sonra geçerli değildir. Örneğin; 30 m den daha yüksek dolgular 12 m yükseklikteki dolgulardan biraz daha fazla sürede oturmalarını tamamlarlar.
DEPONİ ALANLARINDA ATIK VE ZEMİNLERİN ÇÖKMESİNİ ÖNLEMEK İÇİN; 1)Sızıntı suyu kontrol altına alınmalıdır: Bunun için depo sahasının tabanı geçirimsiz hale getirilmelidir.
2)Gaz toplama kuyuları yapılmalıdır: Oksijensiz kalan organik maddelerin ayrışması sonucu oluşan gaz yatay ve düşey gaz toplama sistemi ile toplanmalıdır
3)Yağış sularının depo alanına sızmasını engellemek için depo sahası üst yüzeyi geçirimsiz hale getirilmelidir: Depo üst yüzeyi geçirimlilik katsayısı en fazla 1x10^-8 m/s olmalıdır. Bu işlem depo alanında oluşacak gazın toplanmasına da yardımcı olur.
SORULAR 1)Oturma nedir? Örneklerle açıklayınız. 2)Zeminlerde oturma çeşitleri nelerdir? Bir tanesini açıklayınız. 3)Atıkların çökmesini önlemek için neler yapılmalıdır? 4)Atıkların oturma çeşitleri nelerdir? 5)Zeminlerin oturma nedenleri nelerdir?
CEVAPLAR 1) Yapının(dolayısıyla temelin ) düşey yönde hareketidir. Yaş veya doygun zemin ortamının yüzeysel kısmının donması sonucu meydana gelen kabarma,şişen killerin su alıp şişmesi vb. yukarı doğru hareketi örnek verilebilir.
2) 1. ANI VEYA ELASTIK OTURMA 2. BIRINCIL (PRIMER) KONSOLIDASYON OTURMASı 3. İKINCIL (SECONDER) KONSOLIDASYON Ani veya elastik oturma:yük uygulanır uygulanmaz,zeminin düşük geçirimliliğinden dolayı,hacim değişikliği olmaksızın meydana gelen oturmadır.
3) 1)Sızıntı suyu kontrol altına alınmalıdır: 2)Gaz toplama kuyuları yapılmalıdır: 3)Yağış sularının depo alanına sızmasını engellemek için depo sahası üst yüzeyi geçirimsiz hale getirilmelidir
4) ATIKLARIN OTURMA ÇEŞİTLERİ -MEKANİK OTURMA -KARIŞMA -BİYOLOJİK VE KİMYASAL AYRIŞMA
5) -Taneli zeminlerde meydana gelen titreşimler (depremler,kazık çakma işlemleri vb.) -Yeraltındaki su akımlarının yol açtığı erezyon. -Toprak kaymaları. -Temel elamanlarının tahrip olması.