YAPI TEMELLERİ HAKKINDA Kolon ve perdeler vasıtası ile gelen yapı yüklerini zemine aktaran yapı elemanlarına TEMEL denir. Zeminin kazılıp, sıkıştırılmasından ve temel yatağı hazırlıkları yapıldıktan sonra, yapılan kalıplar içine demir donatı konularak beton dökülmesiyle elde edilir. Temel ölçülerinin belirlenmesinde, aldığı kolon yükü ile zeminin dayanım gücü (zemin emniyet gerilmesi) dikkate alınır. Temelin oturacağı zemin sağlam, homojen ve bitkisel topraktan arındırılmış olmalıdır. Kireç ve benzeri katmanlar, zemin altı suları ile eriyerek temel yatağında boşluklar oluşturabilir. Zemin etütleri ile zeminin yapısı, katmanları, yer altı sularının derinliği incelenerek yapılacak temel sistemine karar verilir. Şekil-1 Farklı Zemin Özelliklerine Göre Farklı Temel Çeşitlerin Uygulanması ZEMİN YAPISININ İNCELENMESİ : Zeminin şimdiki durumu ve zamanla meydana gelebilecek değişiklerin belirlenmesi için zemin etüdü yapılır. Zemin raporunda, zeminin çeşitli derinliklerdeki tabakalarının cinsi, buna göre taşıma gücü, yer altı su seviyesi, kimyasal ve organik maddelerin tespiti yer alır. Buna göre, Temelin oturacağı derinlik, derin temel sistemi gerekiyor ise, kazık temel cinsi, kazık temelin oturduğu derinlik ve zemin yapısına göre taşıyabileceği en fazla yük belirtilir. İnşaat mühendisi rapordaki sonuç ve önerileri dikkate alarak temel hesaplarını yapar. Zeminler yapılarına göre başlıca dört grupta toplanabilir: - Sert Zeminler : Masif volkanik kayaçlar, çok sıkı kum, çakıl, sert kil. - Yarı Sert Zeminler : Gevşek volkanik kayaçlar, sıkı kum çakıl. - Yarı Gevşek Zeminler : Orta sıkı kum, çakıl. - Yumuşak Zeminler : Yer altı su seviyesinin yüksek olduğu yumuşak, kalın alüvyon tabakaları, gevşek kum, yumuşak kil.
Zemin su seviyesine dikkat edilmelidir. Yaz aylarında kuru olan bir temel yatağında kış aylarında su seviyesi yükselebilir. Meteorolojik veriler dikkatle incelenerek, zeminde gerekli tedbirler alınmalıdır. 100 yıllık, varsa daha eski zamanlara ait su ve yağış rejimleri dikkate alınmalıdır. Zemin su seviyesi derinlerde ise, yağmur sızma sularının (basınçsız suların) yapıdan uzaklaşmasını sağlamak drenaj tedbirleri ile kolaylıkla çözümlenebilir. Basınçlı su söz konusu ise (zemin su seviyesi yüzeye yakın ise) temel betonunu su etkilerinden korumak için ilave tedbirler alınması gerekir. Temel organik oluşumlardan korunmalıdır. (Bitkisel topraktan arındırma) Zemin şartları, tasarlanan yapının deprem güvenliği ile bağdaşmıyor ise zemin iyileştirme çalışmaları yapılmalıdır. Zemin iyileştirilmesi fiziksel ve kimyasal, hidrolik, mekanik iyileştirme, ekleme-sınırlama türleri olmak üzere dört şekilde yapılır. İyileştirmede amaç, yapıyı taşıyan zeminde farklı oturmaları önlemek, sıvılaşma ve toprak kaymalarını ortadan kaldırmaktır. Mekanik iyileştirme, zeminin mekanik güçlerle sıkıştırılarak yoğunluğunun artırılmasıdır. Kompresör, silindir gibi titreşimli ve darbeli aletler kullanılır. Yüzeyseldir. Hidrolik iyileştirme, arazide açılan kuyu ve drenlerle yer altı su seviyesinin indirilmesidir. Fiziksel ve Kimyasal iyileştirmede çimento, endüstriyel atık veya kimyasal ürünler enjekte edilerek zeminin sertleşmesi hedef alınır. Ekleme ve Sınırlama yöntemi ise, çivi veya ankraj çubukları kullanılarak ve beton perde istinatlarla inşaat alanının sınırlandırılmasıdır. Şekil-2 Zemin İyileştirme
ZEMİN EMNİYET GERİLMESİ - ZEMİNİN DAYANIMI : Zemin emniyet gerilmesi : szem =..Kg/cm2 olarak ifade edilir. 1Kg/cm2 den daha düşük szem değeri olan zeminler zayıf zemin olarak değerlendirilir. Yapı yükünü taşıyamayacak zemin yapısına sahip olan yerlerde, derin temeller (kazık temeller) yapılır. α szem α = Birim alana gelen yapı yükü (Kg/cm2) szem = Zemin emniyet gerilmesi (Kg/cm2) S = Temel taban alanı (cm2) P = Kolon yükü (Kg) α = P / S szem szem = 1,5 Kg/cm2 ile ifade ediliyor ise, 100 x 100cm ölçüsündeki temelin zemine aktaracağı yük max. 1,5Kg/cm2 x 100cm x 100cm = 15 ton olacaktır. Kolondan temele aktarılan yük 30ton ise, temel alanı büyütülecek demektir. S = P / szem α S = 30.000Kg / 1,5Kg/cm2 = 20.000cm2 = 2m2 Temel taban alanı olması gerekecektir. Şekil-3 Temel Yük dağılımı DONMA SEVİYELERİ : Temel tabanı bulunduğu yörenin donma seviyesinin altında olmalıdır. Min. Sıcaklık Don Derinliği (min) -7 C 60cm -7 C ~ -18 C 80cm -18 C ~ -27 C 120cm < -27 C 150cm
Zemin homojen olmalıdır. Farklı yapıda (sağlamlıkta) olan zeminlerde yükün homojen olarak dağıtılmasını sağlayacak tedbirler alınmalıdır. Sağlam olmayan bölgelerin hafriyat ile alınması, yerine grobeton dolgu yapılması vs. gibi. Ancak, yapılan iyileştirme diğer tarafın zemin özelliklerine uygun olmalıdır. Eğimli zeminlerde kademeli uygulamalar yapılabilir, ancak kot farkı olduğunda temel alt kenarları arasındaki eğim toprak zeminlerde 30 den, kaya zeminlerde 45 den fazla olamaz. Temeller bina yüklerini zemine dik açı ile aktarmalıdır. Temel betonu, iyi sıkıştırılmalı (vibrasyon) boşluklu olmamalıdır. Betonun suyunu zamanından önce kaybetmesi, buharlaşmadan kaynaklandığı gibi, zemine oturan betonlarda beton altı yastık tabakasının su emmesi ile de olabilir. Temel altına grobeton yastık yapılması, temel altı su yalıtımı yapılması, naylon serilmesi (polyetilen), zeminin ıslatılarak suya doyurulması gibi tedbirler alınabilir. Yapı etrafında yapılacak drenaj ile çevre sızma sularının bina temeline zarar vermesi, inşaat sırasında kolay iken, sonradan bu tedbirleri almak çok pahalıdır, hatta bazen mümkün olamayabilir. Gerekli yerlerde dilatasyonlarla yapının farklı gerilmeler almasının önüne geçilmelidir. Çelik ve ahşap yapıların altında da betonarme temel yapılabilir. TEMEL TÜRLERİ : YÜZEYSEL TEMELLER : Zeminin bitkisel katmanı alındığında, yapı yüklerini taşıyabilecek dayanıklılıkta zemin yapısı ile karşılaşılması halinde yapılacak temel yüzeysel temeldir. Temel betonu, sağlam zemin seviyesi daha yukarıda bile olsa, en az don derinliği altına kadar kazılarak hazırlanan temel tabanı kotunda dökülür. Tekil ve şerit temeller birbirine bağ kirişleri ile bağlanır. Bağ kirişleri, temel alt kotunda yapılabildiği gibi, hafriyatı azaltmak için temelin üst kotunda da yapılabilir. Bağ kirişlerinin minimum kesit ölçüsü 25x25cm olmak kaydı ile kiriş açıklığının 1/30 undan az olamaz. Şekil-4 Yüzeysel Temeller
Tekil (Münferit) Temeller : Bina yükü, her kolon altına bir temel betonu konulmak suretiyle zemine aktarılır. Yüklerin simetrik olarak aktarılmasına dikkat edilir. Temel geometrisi, kare ya da dikdörtgen prizma şeklinde olabildiği gibi, yükün kolondan zemine yayılması 45 lik bir açı ile olacağından, prizmanın üst köşeleri açılı olarak kesilebilir. Dikdörtgen kenarlar ölçüleri oluştururken, kararlı ölçü oranları dikkate alınmalıdır. 100x100cm, 100x150cm gibi ölçüler kararlı ölçülerdir. Şekil-5 Tekil Temeller (3m2 temel alanı gerekiyor ise 100x300cm lik dikdörtgen prizma yapılması özel durumlar hariç- doğru olmayacaktır.)
Şekil-6 Tekil Temel Türleri Sürekli (Mütemadi=Şerit) Temeller : Aynı aks üzerinde sıralanmış birden fazla kolon altına yapılan şerit temele sürekli (mütemadi) temel denir. Temel ölçüleri birbirine çok yaklaştığı zaman, aradaki kalıpları yapmak ve sökmek zorlaşır, maliyeti aradaki beton maliyetini geçer. Bu durumda temel tek tek yerine sürekli yapılır. Aynı aks üzerinde olmayan 3 veya daha fazla kolonu taşıyan temellere Birleştirilmiş Temel denir. Şekil-7 Sürekli Temeller Tek yönde sürekli temel (Aynı aks üzerindeki kolonları taşıyan mütemadi temele denir X-X istikameti).iki yönde sürekli temel (Birbirine dik akslar üzerindeki kolonları taşıyan mütemadi temellere denir) X-X ve Y-Y istikameti aksları. Minimum pabuç yüksekliği 30cm, pabuç genişliği 70cm olacaktır.
Şekil-8 İki Yönlü Sürekli Temel Yüzey Temeller (Radye jeneral temel) : Şekil-9 Radye Temel Temellerin her iki istikamette birbirine çok yakın olduğu zamanlarda, ya da kullanılan bodrum katı altında basınçlı zemin suyu söz konusu olduğu durumlarda temel altı su yalıtımının kolaylaştırılması amacıyla bina altının tamamının beton temel ile kaplanmasına
radye jeneral temel denir. Radye jeneral temeller Düz plak, ters kirişli plak ya da mantar plak şeklinde olabilir. Minimum plak kalınlığı 30cm dir. TEMEL ÇÖZÜMLERİ : Şekil-10 Temel Hata ve Çözüm Modelleri
Dolgu Temeller : Taşıma gücü az olan zeminlerde, temel yatağının zayıf tabakaları alınır, kum, çakıl, taş veya grobeton ile dolgu yapılmak suretiyle temel alt kotu yeniden düzenlenir. Su yatağı üzerine yapılan yapılarda taş veya blok beton dolgu yapılır. Şekil-11 Temel Hata ve Çözüm Modelleri
Derin Temeller : Sağlam zemin katmanlarının derinlerde olduğu durumlarda temel sağlam zemine kadar indirilir. Kazık projesi ile, boyları ve adedi hesaplandıktan sonra sağlam zemine indirilir. Ahşap, prefabrike beton, yerinde dökülen prefabrike beton kazıklar, çelik profil kazıklar gibi çeşitleri vardır. Hazır Kazıklar - Yerinde Dökme Kazıklar v.b. gibi. Şekil-12 Kazık Temel Modelleri
Şekil-13 Kazık Modelleri KAYNAKÇA : - DEPREM YÖNETMELİĞİ - 2007 - TS 500 BETONARME YAPILARIN TASARIM VE YAPIM KURALLARI - DEPREM İLE YAŞAMAK Barış Çokcan, Sigrid Brell Çokcan - YAPI BİLGİSİ A. YÜKSEL, M.S. GÜNER - İnş.Müh. YÜKSEL SOYALAN - İnş.Müh. CAN OKAN DÜZGÜNOĞLU