ZEMİN VE KAYALARIN İYİLEŞTİRİLMESİ
Zemin ve kayalarda yapılan mühendislik çalışmalarında kısa süreli veya uzun süreli duraylı kalacak kazı boşlukları meydana gelir. Örneğin bir yapı temeli için açılan boşluk geçici, bir yer altı santrali boşluğu veya tünel boşluğu sürekli bir kazı boşluğudur. Güvenli bir şekilde bu yapıların tamamlanması ve açılan boşlukların kullanılması için zeminlerin, ayrışma yüzeylerinin ve kayaların boşlukta kalan kazı yüzeylerinin sağlamlaştırılması ve korunması gerekir.
Alüvyonlar üzerine veya çatlaklı kayalar üzerine yapılan barajlarda olduğu gibi su kaçaklarının önlenmesi için geçirimsiz duruma getirilmesi, yer altı santrallerinde, tünellerde ve şevlerde süreksizliklerle boşlukta kalan kayaların sağlam kayaya bağlanması gerekir.
Zemin ve kaya iyileştirilmesi ve sağlamlaştırılması; enjeksiyon, püskürtme harç (gunnite), püskürtme beton (shotcrete), dondurma, pişirme, drenaj, ankraj ve kaya civataları (bulonlama) uygulanarak yapılır.
ENJEKSİYON Amaç; zemin ve tünel kayalarını sağlamlaştırmak, ayrışmasını önlemek, taşıma gücünü artırmak, geçirimsiz bir ortam oluşturmak tünel kaplamalarındaki boşlukları doldurmak Kullanılan malzeme: çimento, kil, silikat jeli, organik reçineler vb gibi çeşitli maddelerin veya bunların karışımları Uygulanması: zeminde veya kayada açılan sondaj deliklerinden yerin içine enjekte edilerek
Enjeksiyonda bilinen maddeler yanında özel firmalar tarafından piyasaya sürülen patentli maddeler de kullanılır. Enjeksiyon tekniğinin gelişmesi ile kalın alüvyonlar üzerinde baraj yapma olanağı doğmuştur. Bu tür barajlarda enjeksiyonla geçirimsizleştirilen perde kalınlığı ve enjeksiyonda uygulanan basınç değeri çeşitli formüllerle verilmiştir.
Enjeksiyon Yapımı
Tirebolu Tünellerinde uygulanan Enjeksiyon İşemi
Enjeksiyon sırasında basınç altında gönderilen enjeksiyon şerbeti delik çevresindeki süreksizlikleri ve boşlukları doldurur. Doldurma işlemi tamamlanınca enjeksiyon şerbeti gidecek yer bulamaz ve delikten dışarıya doğru püskürür. Bu olaya refü adı verilir.
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 çaptave boyda zemin içinde silindirik bir kolon oluşturulmaktadır 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.
ANKRAJ ( KAYA CIVATALARI ) Zeminlerin veya kayaların çekme gerilmelerini yerin içindeki ana kayaya iletmek, süreksizliklerin yada tanelerin sürtünme direncini artırmak için kullanılan dübel gibi çalışan özel çubuklara ankraj denir.
Zemin ve kayalarda değişik amaçlar için kullanılan ankrajlar baş, gövde ve kafa olmak üzere üç kısımdan meydana gelmiştir baş gövde kafa Geçici ankraj kısımları
Ankrajlar; Amaçlarına göre deformasyon önleyici (ön gerilmesiz) kuvvet uygulayıcı (ön gerilmeli); Kullanım Sürelerine Göre Geçici ankrajlar: Bu ankrajlar, genellikle bir projenin inşaatı sırasında kısa süreli olarak kuvvetlere karşı koyan ve böylece güvenli inşaat imkanı sağlayan ankrajlardır Kalıcı ankrajlar : Sürekli yapıların ve kazı destekleme sistemlerinin servis ömrü boyunca güvenliğinin ve stabilitesinin sağlanması amacıyla yapılırlar Yapıldığı malzemeye göre çubuk, boru, halat yapay malzeme ankrajı gibi değişik türde olabilirler
Ankrajlar açılan deliklere yerleştirilerek kafa kısmı tutturulur. Dışta kalan ankraj başlığına ankraj plakası ve vidası yerleştirilir Civatası sıkıştırılarak gerekli olan ön gerilme verilir.
Ankraj uygulama aşamaları
Ankrajlar delgisinin yapılması
Ankraj halatının kuyuya yerleştirilmesi
JEOSENTETIKLER Jeosentetikler, çeşitli inşaat işlerinde kullanılan, polimerlerden imal edilmiş, sentetik malzemelerdir. Jeotekstil, jeomembran, jeoağ (geonet), jeoızgara (geogrid) birleşik Jeosentetikler (geocomposit) olmak üzere değişik şekillerde üretilirler.
JEOTEKSTİLLER (GEOTEXTILES) En geniş grubu oluştururlar. Sentetik fiber ve ipliklerin örülerek veya başka yollarla birbirine bağlanmasıyla üretilen, geçirgen özellikteki sentetik ürünlerdir. Jeotekstiller çeşitli mühendislik işlerinde; ayırma, güçlendirme, filtreleme, drenaj ödevi görmek üzere, özellikle son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Jeotekstiller ayırma amacıyla kullanıldıklarında taneli iki ortamın birbirinden ayrılmasını sağlarlar. Örneğin yumuşak zemin üzerinde inşa edilecek kara ve demir yollarında, kıyıların korunmasında, barajların yamaçlarının korunmasında ayırıcı tabaka olarak ayrıca sulu ortamlarda beton kalıbı olarak kullanılırlar. Güçlendirme amacıyla zeminin kayma dayanımını artırmada jeosentetiklerden yararlanılmaktadır.
Dolguların ve zeminlerin güçlendirilmesinde (örneğin; yumuşak zemin üzerinde yol yapımı, zemin dayanma duvarı yapımı ve güçlendirilmiş toprak yapılarında) kullanılırlar. Jeotekstiller filtre amacıyla granüler filtre yerine, barajlarda filtre malzemesi olarak yaygın kullanıma sahiptirler. Drenaj amacıyla ise, zeminlerin drenajında, bina temellerinde ve tünellerde kullanılmaktadırlar.
Jeotekstiller (Keçe)
JEOMEMBRANLAR (GEOMEMBRANES): Jeosentetiklerin ikinci büyük grubunu oluşturan, geçirimsiz sentetik ürünlerdir. En çok kullanılanları yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), düşük yoğunluklu polietilen (LDPE), polivinilklorür (PVC), etilen kopolimer (ECP) ve klorlu polietilen (CPE) dir. Genellikle Jeotekstil ile birlikte olmak üzere zararlı atık depolama havuzlarının inşasında, havuz, suni göl, su kanalı yapımında, barajlarda geçirimsiz perde yerine, tünellerde su sızıntısını önlemek amacıyla kullanılırlar
JEOAĞLAR (GEONETS) Bir kalıptan çekilen polimer latalarının biri diğeri ile dik açı yapacak şekilde üst üste bindirilmesiyle oluşturulan ağ benzeri sentetik malzemelerdir. Büyük açıklık (boşluk) içerdiklerinden karayollarında, istinat duvarı arkasında Jeotekstil ile birlikte veya deponi sahalarının üst örtüsünde jeomembran ve Jeotekstil arasında drenaj amacıyla kullanılırlar
JEOIZGARALAR (GEOGRIDS) Üzerine delik açılmış sentetik plakaların bir veya iki yönde çekilmesiyle oluşturulan, büyük göz açıklığına sahip (1-10 cm), ağ benzeri sentetik malzemelerdir. Bunlar, sentetik lataların birbiri üzerine ızgara şeklinde bindirilerek, lataların çeşitli yöntemlerle birbirine bağlanmasıyla oluşturulabilirler. Bu tür sentetik malzemelerin ana işlevi güçlendirmedir. Duvar (yüksek eğimli yamaç) inşasında, yamaçlarda, zayıf temellerin güçlendirilmesinde, yol yapımında kullanılırlar.
BİRLEŞİK JEOSENTETİKLER (GEOCOMPOSITES) Bunlar jeotekstil, jeoağ, jeoızgara, jeomembran ve/veya diğer malzemelerin birkaçının birlikte kullanılmasıyla üretilmiş sentetik malzemelerdir. Bunlar birkaç görevi birlikte yerine getirebilme özelliğine sahiptirler. Ayırma, güçlendirme, filtre, drenaj ve bariyer olarak kullanılırlar.