TOPRAK İŞ KONU-1
TANIM ZEMİNLERİN OLUŞUMU Zeminler, kayaların çeşitli fiziksel ve kimyasal olaylar (don, yağmur, ısı değişimi, rüzgar, v.b.) etkisiyle ayrışarak parçalanması sonucunda oluşurlar. Bir zemin kitlesinin yüzeyinde genellikle farklı kalınlıklarda (15-20 cm den 1-2 m ye kadar) bitkisel toprak tabakası bulunur. Yapı temelleri bu bitkisel toprak tabakasının altında bulunan zemin tabakalarına oturtulur. Yer yüzeyine yakın yerlerde 50-60 cm derinliğe kadar zeminlerin içinde bitki ve organik maddeler bulunur.
TOPRAK İŞLERİ: Bir mühendislik projesinin gerçekleştirilmesi amacı ile her cins ve sınıftaki toprak, bataklık zemin, küskülük, kaya vs. gibi zeminlerde yapılan kazı, dolgu ve tesviye işlemlerinin tümünü kapsayan bir inşaat mühendisliği terimidir. Karayolu, demiryolu ve su yolu gibi yapılar için toprak işleri, siyah çizgiyi (TZK), kırmızı çizgi (yapı kotu, proje kotu ) seviyesine getirmek için zemin üzerinde yapılan işlemler olarak tanımlanabilir. Zeminin kazılması, yüklenmesi, taşınması,dolguların serilmesi, sıkıştırılması en çok uygulanan toprak işleridir.
1. Bir yapı için zeminde kazı yapılması: Bir binanın temeli,bir yolun kazı gerektiren kesimleri, tünel yapımı vs. İşlerde kazı biçiminde toprak işleri çalışmaları gerekir. Kazı ile çıkarılan zeminlerin, yapım imalatının hazırlanmasından sonra yeniden kullanılması durumunda yapı ile kazı çukuru arasındaki boşluğu doldurmak veya yapının çevresini düzenlemek gibi amaçlar için bu zeminler geçici olarak uygun bir yere yığılır. Bu işleme depo denir
2. Bir arazi kesimine istenilen biçimi vermek:
Bir arazi kesimine biçimi vermek amacıyla yapılacak toprak işlerinde; kazılması gereken yarma denilen kesimlerle, doldurulması ve dolgu denilen kesimlerin dengelenmesine çaba gösterilir. Ş-1 Ancak yarmalardan çıkan zeminler her zaman dolguların dengelenmesi için kullanılmaz. Kazılan zemin fazlalıkları depoya konur.
3. Bir yapının oluşturulması: Toprak işleri, birçok yapıların ve özellikle karayolu, demir yolu, toprak barajlar gibi ulaşım yollarının yapımında önemli bir yere sahiptir.
4. Toprak işlerinin amacı: Barajlar, göletler, karayolları, demiryolları, hava alanları ve su kanalları gibi yapılarda toprak işlerinin hacmi giderek artmakta ve maliyetleri de büyük ölçüde toprak işlerine bağlı olmaktadır. Bu yapıların gövdelerini inşa etmek için: - Zeminin sökülmesi, - Zeminin yüklenmesi - Zeminin taşınması - Gövde yerine yığılması ve serilmesi - Sıkıştırma işlemleri gerekir
Toprak işleri hangi amaca yönelik olursa olsun, aşağıdaki temel aşamaları içerir. Bu işlemlerin tümü, toprak işlerinin konusunu oluşturur. Toprak işlerinin amacı; toprak gövdelerinin en ekonomik şekilde inşasını sağlamaktır. Çeşitli araçlarla kazı, yükleme, taşıma, boşaltma ve sıkıştırma: Kazı Yükleme 1. El aletleri 1. El aletleri 2. İş makineleri 2. İş makineleri 3. Patlayıcı maddeler 3. İş makineleri Taşıma Boşaltma Sıkıştırma 1. Kürek 1. Kürek 2. El arabası 2. El arabası 3. Damperli kamyon 3. Damperli kamyon 4. Skreyper 4. Skreyper 5. Silindir ile sıkıştırma
5. Bir kazı ve dolgunun yapılışı sırası: Dolgu, inşaat projelerinden baraj, yol, sulama kanalı gibi mühendislik yapıları ile binaların temeli altında kalan, saha dolgularında özel bir işlem ile oluşturulur. Dolgu yapımı genelde şu sırayı takip eder. 1. Dolguda kullanılacak killi malzeme jeolojik etüt sonucu dolgu ocaklarından temin edilir. Ocak her zaman için kazı yapılacak bir saha olmayabilir, önceden başka bir nedenle kazılıp stok edilmiş malzeme de dolgu malzemesi olarak kullanılabilir.
İyi zeminler- üzerine gelecek yükleri taşıyabilirler. Kötü zeminler- kendilerini tutamayan veya az tutan zeminlerdir. 2. Dolguya elverişli malzeme- içinde kil ihtiva eden, sıkıştırılabilir, sıkışma işlemine tabi tutulduğunda sıkışmış şeklini muhafıza eden, su geçirimsiz ve zamanla maruz kalacağı basınca karşılık sıkışmış halini muhafaza eden malzemedir.
3. Ocaktan kazı yapmak ekskavatör ile doğrudan yapılabilir. Günlük dolgu için kazı yapılacak malzeme miktarı, ekskavatörün büyüklüğü ve sayısı ile tespit edilir. 1m³ dolguyu oluşturmak için 1,1m³ kazı yapmak gerekir. Ocak ihtiyacı buna göre belirlenir. 4. Günlük dolgu ihtiyacı ocak ile dolgu yeri arasındaki mesafeye göre damperli kamyon sayısı ile belirlenir. Taşıma bedeli - yapılan dolgu hacmi ile malzeme yoğunluğunun çarpımı sonucu bulunur. Dolgu işleri için zeminin yoğunluğu (DSİ) 1,8 t/m³ kabul edilir.
Dolgu nakli- dolgu yapılan güzergahın kaplamasına göre değişiklik gösterir. Ham yolda yapılacak nakliyede yakıt tüketimi asfalt yollardan daha fazladır. Taşıma için kullanılan yolun tamamı ham yol ise, yakıt tüketimi yaklaşık olarak % 25 daha fazladır.
5. Dolgu alanına gelen malzeme damperli kamyonlarla boşaltılır ve genellikle dozer veya paletli yükleyici ile serme işlemi yapılır.
a. Bir ekskavatör OCAK ta yükleme yapıyor. b. Bu Ocak sulama kanalı dolgusunda kullanılmak amacıyla tespit edilmiş, Kil Ocağı dır. c. Ocak izni, Kamu ihalelerinde İhale yapan kurum tarafından alınır. Özel işler için Ocak İzni Ocak İşletmecisi tarafından Valiliklerden alınır.
a. Nakliye, dolgu yapılan güzergah üzerinden yapıldığı gibi eğer yoksa Ulaşım Yolu yapılarak da yapılır. Ulaşım Yolu ayrıca projelendirilir. b. Yakıt tüketimi asfalt da 1 km için ton başına daha düşüktür. Ham yol asfalt olmayan ulaşım yoludur. Ulaşım yolunun tamamı Ham Yol ise Nakliye fiyatı %25 arttırılır A=1,25 dir. A= Ham Yol/ Toplam Yol (Toplam Yol =asfalt yol +ham yol)
SERME: Dolgu alanına gelen malzeme boşaltılır ve serilir. Serme işlemi genellikle dozer veya paletli yükleyici ile yapılır. a) Kamyondan malzeme boşaltılıyor. Soldaki görevli HOPHOPÇU. Manevra ve boşaltma yerini gösteriyor, araç seferlerini rapora kaydediyor.
b) Boşaltılan malzeme paletli yükleyici ile seriliyor. Dolguya gelen malzeme max 30 cm yükseklikte serilir ve sıkıştırılır. Kil dolgular için bu kriter uygulanır.
6. SULAMA- SIKIŞTIRMA: Serilen malzeme, sahip olduğu rutubeti (nemi) kaybetmemesi için sulanır ve sıkıştırılır. İçerisinde %25 den daha fazla yumuşak kaya ihtiva eden malzemeler sulama kanalı dolgularında kullanılmaz. %25 den daha fazla kaya içeren dolgu malzemesi silindir ile sıkıştırılmaz, seren iş makinesinin sıkıştırması yeterli kabul edilir. (DSİ Sulama Teknik Şartnamesi)
a). Yanda Arazöz ün dolgu serilen yüzeyi suladığı görülüyor. Sulanmayan kuru malzeme silindir ile de olsa sıkışmaz dağılır. Sıkışmanın sağlıklı olabilmesi için nemli olması gerekir. Aşırı su çamurlaştırır, sıkışmaya engel olur. Sulama hak edişi dolguda kullanılan suyun ton cinsinden miktarına göre ödenir. Bu miktar tutanak ile belirlenir. TOPRAK İŞLERİ
b. Sıkıştırma- silindir ile yapılır. Resimde, Titreşimli düz tamburlu silindir görülüyor. Silindir tipi farklı olabilir. Silindir hak edişi saat cinsinden alınır. Silindir dolgu için çalıştığı saat tutarı tutanak ile tespit edilir.
Greyder, Paletli yükleyicinin kabaca serdiği dolgu malzemesinin reglaj (ince tesviyesini) yaparak dolgunun nihai kotuna ve silindirin sıkıştırmasına hazır hale geliyor. Greyder, yol ve dolgu işlerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Dozer ve yükleyici gibi serici makineler yapıları gereği serme hassasiyetleri yoktur. Greyder bir kaç cm hassasiyet ile dolgunun düzenlenmesini ya da enine eğim verilmesini sağlar.
EKSKVATOR NASIL ÇALIŞIR İş Makinesı olarak Ekskavatörlerin genel çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Ekskavatör, otomobil ya da kamyonların aksine hareketi direkt motordan almaz. Motor gücü üretir ve bir aktarma organı vasıtasıyla HİDROLİK POMPA ya iletir. Hidrolik Pompa, bir kalp gibi tanktan aldığı hidrolik yağını çok yüksek basınçla pompalar. Kumanda Valfları yağı yönlendirir ve komutlara göre kova,bom,yürüyüş hareketine dönüşür. Hareketin kaynağı yüksek basınçlı yağ dır. Ekskavatör, amaca göre paletli veya lastik tekerlekli olabilir
Ekskavatör Nerelerde Kullanılır? Ekskavatör, direk kazı makinesi olup, kazı işlerinin ana makinesidir. Hareket kabiliyetinin çok yüksek olması, kazı ve yüklemeyi aynı anda yapabilmesi nedeniyle en yaygın iş makinesidir. Ekskavatör, yapılacak kazının amacına göre büyüklüğü değişir. Motor gücü, kova hacmi ve kazabileceği kazı derinliği ile orantılı olarak artar. Ekskavatör, genel olarak yapı temelleri, hendek kazıları, hareket sahası kısıtlı yerlerde direk kazıp yükleme gereken kazılarda, drenaj ve sulama kanalları kazılarında, hassas kazı ve kırma işlerinde, tünellerde kullanılır.
Yükleyici (Loader) Nasıl Çalışır? Lastik tekerlekli yükleyici, yürüyüş ve manevra hareketini aktarma organları vasıtasıyla direkt motordan alır, kazı ve yükleme işlerini de Hidrolik pompa aracı ile yapar. Hidrolik pompa motordan aldığı güçle çalışır. Kumanda Kabininde operatör, Motor,teker, kova hareketini direksiyon, pedal ve levyelerle kumanda eder. Burada hidrolik pompa motorla birlikte sürekli çalışır durumdadır ve yağ insan vücudundaki kan gibi sürekli dolaşım halindedir. Levye ile Valfler (Yağ yönlendiriciler) kumanda edilir. Hidrolik sistemde dönen yüksek basınçlı yağ, yönlendirici valfler ile silindirlerin hareket etmesini sağlar.
Yükleyici Nerelerde Kullanılır? Yükleyici, olarak adlandırıldığı gibi nakledilecek bir kazı malzemesinin seri bir biçimde taşıtlara yüklenmesini sağlar. Amaca göre, paletli veya lastik tekerlekli olabilir. Büyüklüğü, yükleme yapacağı taşıta ve onun taşıma kapasitesine göre farklılık gösterir. Örneğin Bir Caterpillar 950 yükleyici 4,0 m yüksekliğe kadar uzanarak Damperli Kamyonu yükleyebilir. Bir Caterpillar 990 yükleyici 9,9m yüksekliğe kadar uzanarak bir büyük baraj kamyonunu yükleyebilir. Bir Cat 990 yükleyicinin kova hacmi bir Damperli Kamyon kadardır.
Yükleyici genel olarak kazılmış bir kazı yığınını yüklemek için kullanılır. Bir ekskavatöre göre daha seri yükleme yapar. Ancak, ekskavatör gibi kazı kabiliyeti yoktur. Direkt kazıp yükleme işlemini yumuşak toprak zeminde yapabilir. Sert toprak ya da kayalık zeminde direk kazı yapamaz. Bir dozer veya patlayıcı ile parçalanıp çıkarılmış malzemeyi alıp yükleyebilir. Yükleyici, depo edilmiş, kazılıp yana konmuş veya kamyonla getirilip boşaltılmış malzemenin serilmesi veya bir yere doldurulması amacıyla da kullanılır. Ayrıca, kum ve taş ocakları ve beton santralleri gibi üretim merkezlerinde nakliye için çok kısa olan mesafelerde malzemelerin aktarılması, santral ve siloların arkasında besleyici makine olarak kullanılırlar.
Kazı, Yükleme, Taşıma, Boşaltma ve Gövde Tesisini Ekonomik Yapan Etkenler Şunlardır: 1. Zeminin sökülmesi ve yüklenmesi yöntemi, 2. Yapı gövdesinin tesis yöntemi, (taşıma + yığılma) 3. Kazı ve gövde tesisi için en ekonomik iş makinesini seçme 4. Boşaltma yöntemi, 5. Kullanılan taşıtın iş hacmi, 6. Zemin cinsi, 7. Taşımanın yapıldığı yolun durumu.
Toprak İşlerinde Zeminin Özellikleri: Toprak işlerinde zeminler genelde iki ana gruba ayrılırlar: 1. Gevşek zeminler 2. Kaya zeminler. Gevşek Zeminler Şu Gruplarda İncelenirler: 1. Hafif adi zeminler 2. Ağır killi zeminler 3. Plastik killer 4. Tabakalaşmış çürük kaya
Tane büyüklüğü dağılımı esasına bağlı olarak zeminler ince ve iri taneli olarak ikiye ayrılır. 1. İnce taneli zeminler. Bu sınıfa killer, silt ve ince kumlar girer. Tane çapı olarak (d) 0.2 mikron d 0.2 mm eşitliği verilebilir. 2. İri taneli zeminler. Burada iri ve ince çakıllarla iri kumlar sayılabilir, 0.2 mikron d 50 mm verilebilir.
Zemin cinslerine göre yaklaşık şev eğim değerleri Zemin cinsleri Dolgu Yarma İnce daneli sulu zemin 1/4 1/3 İnce kum,toprak 1/3 1/2 İri kum, kuru killi kum 1/2 1/1-2/3 Çakıl, kil, taş parçalı toprak 2/3 4/5 Marn, yumuşak ve çürük kaya 4/3 1/1 Sert kaya 4/3-1/1 4/3 Düşey Bataklık zemin _ 1/1-2/3
Resmi kurumlarda sökülebilme bakımından zemin çeşitleri ve tarifleri: A- Toprak zeminler: 1. Yumuşak toprak: (Poz No: 14.000) (1m³ kazı için 0,5-1,25 işçi/saat) 2. Sert toprak: (Poz No: 14.002) (1m³ kazı için 1,25-2,25 işçi/saat) B- Küskülük zeminler: 1. Yumuşak küskülük: (Poz No: 14.003) (1m³ kazı için 2,25-2,75 işçi/saat)
2. Sert küskülük: (Poz No: 14.004) (1m³ kazı için 2,75-4 işçi/saat) C- Kaya zeminler: 1. Yumuşak kaya: (Poz No: 14.005) (1m³ zeminin sökülmesi için 60 gr Gom II dinamit gerekir) (1m³ el ile sökülürse 3,50-4,50 işçi/saat) 2. Sert kaya: (Poz No: 14.006) (1m³ zeminin sökülmesi için 90 gr Gom II dinamit gerekir) (1m³ el ile sökülürse 4,50-7,00 işçi/saat) 3. Çok sert kaya: (Poz No: 14.007) (1m³ zeminin sökülmesi için 125 gr Gom II dinamit gerekir) D- Batak ve balçık zeminler: (1m³ kazı için 2,5-3 işçi/saat)
Birim Fiyat Tariflerine Göre Kazı ve İksalarla İlgili Bilinmesi Gerekenler: Kazı sırasında, kazıdan çıkan toprağın elle yapılan kazılarda 4.00 m den, makineli kazılarda 15.00m. İleri taşınması, 2.00m den daha fazla yapılan derin kazılarda derinlik farkı, 1. Kazıda su çıkması durumunda fark, 2. Çürük zeminlerde kazı yüzeyine iksa yapılması 3. Dolguların sıkıştırılması + sulanması 4. Fundalıkların kesilmesi (ağaçların ve çalılıkların)
14.000 ile başlayan poz numaralarında İksa İşleri de ifade edilmiştir. Ahşap iksa; 4-8 cm kalınlığında kalaslarla yapılması ve sökülmesi işidir. 1. Poz No: 14.023/1 Tam kaplamalı iksa; yüzeyin tamamını kaplar ve su geçirmez nitelikte olmalıdır. 2. Poz No: 14.023/2 Sık aralıklı iksa; kazı yüzeyinin en az % 70 i kaplanmalıdır. 3. Poz No: 14.023/3 Aralıklı iksa; kazı yüzeyinin % 40- % 70 nin kaplanmalıdır. Ölçü, fiilen iksa yapılan yüzeydir.
Şekil. iksalar TOPRAK İŞLERİ
Zeminlerin Taneleri Arasındaki Yapışmanın Gücüne Bağlı Sınıflama: 1. Gevşek zeminler 2. Sert ve rijit zeminler 3. Her iki gruba giren zeminler Gevşek Zeminler: 1. Alüvyon: Akarsuların yataklarında biriktirdikleri çakıl, kum, silt ve killerdir. 2. Batak ve balçık zeminler: İhtiva ettiği suyu bırakmayan ve su muhtevası yüksek olan, genellikle akıcı ve yapışkan olan zeminlerdir.
3. Çamur: Akıcı kıvamda olan kil veya silt veya her ikisinin karışımından oluşur. 4. Humus: İçinde bitkisel atıklar bulunan kum,kil, silt karışımı koyu kahve renkli bir zemindir. 5. Lem: Kil, silt ve kum malzemelerinin eşit oranda karışımıdır. 6. Lös: Rüzgar etkisiyle taşınıp ve bir yerde depolanan kuvars tozu kalker tozu ve feldspat (bir kaya çeşidi) tozundan oluşur. 7. Kil: 0.005mm tane çapında küçük mineral zeminidir. Islak iken yapışkandır. 8. Organik zeminler: Koyu renkli, kaba ve lifli dokusu, özel çürümüş bitki kokusu ile tanınır.
Çeşitli Kazı Şekillerinin Hesap ve Ödeme Şekilleri: 1. Serbest Kazı Hesabı: Her türlü resmi işlerde bir kazı projesi hazırlanır, idarece onaylanır. İlgili Çevre ve Şehircilik Müdürlüğü nün ilgili klası onaylaması gerekir. Vaziyet planındaki ana kotlar esas alınır. Arazide yapılan kot ölçümlerinin bir plan üzerinde gösterilmesine plankote (kotlu plan)denir. Serbest röper noktaları, deniz seviyesine göre genel ülke kotunu verirler. ± 0.00 kotu ile verilen düzlem seviyesine kadar yapılan tesviye kazısına serbest kazı denir.
± 0.00 kotundan aşağı doğru yapılır ve 1.00m den dar bir genişlikte yapılıyorsa dar derin kazı, 1.00m den geniş bir genişlikte yapılıyorsa geniş derin kazı adını alırlar. TZK ifadesi tabii zemin kotu (yani doğal durumdaki zeminin ölçüm aletleri ile ölçülmüş olan ve çoğunlukla deniz seviyesinden yüksekliğini veren kot) anlamına gelir.
2. Derin Kazı Hesapları. TOPRAK İŞLERİ Derin kazı hacimlerinin hesaplanmasında, ± 0.00 kotu ile temel pabuçlarının alt kotu arasındaki mesafe, kazı yapılacak plan alanı ile çarpılarak bir prizma hacmi hesaplanır. Birbirinden farklı tipte zemin tabakaları mevcutsa idarenin onaylaması kaydı ile yaklaşık olarak kazının hacminin % de ne kadarlık kısımlarının hangi tip zeminlerden oluştuğu tutanağa geçirilip taraflarca imzalanır. Bu işleme klas tespiti denir.
Kazılar, el ile yapılan kazılar ve makineli kazılar olmak üzere ikiye ayrılır. Kazı bedeli ödenirken: a) Kazı miktarı 10 m³ e kadar ise el ile yapılan kazıya elle kazma bedeli, makine ile yapılan kazıya makine bedeli ödenir. b) Kazı miktarı 10 m³ ü aşan miktar için kazı ne ile yapılırsa yapılsın makine bedeli ödenir. Kazı bedeline dahil işler: 1. Kazının yapılması 2. Taşıtlara yükleme ve boşaltma 3. Kazı mahallinden elle kazıda 4.00m, makineli kazıda 15.00m ye kadar taşınması depolanması veya dolgu için serilmesi veya imalat tamamlandıktan sonra kazı yerinde kalan boşlukların doldurulması,düzeltilmesi, her türlü malzeme ve zayiatı + işçilik + alet edevat giderleri + yüklenici karı + genel giderler dahil m³ fiyatıdır.