ÖNSÖZ
Zemin İncelenmesi ve Temel Tasarımı adı altında 7 Bölümden oluşan bu kitap bir yandan lisans ve lisansüstü mühendislik öğrenimi gören öğrencilere yardımcı olmayı, diğer yandan mesleğe atılmış mühendislere uygulamada karşılaştıkları sorunlarda başvuracakları bir kaynak niteliğinde olmayı amaçlamaktadır.
Zeminlerin yerinde incelenmesinin, uygulamada kullanılabilir parametre üretmek veya doğrudan tasarım için gerekliliği açıktır. Kitabın başlangıcında bu konuya geniş yer verilmiştir. Temel kazısı nedeniyle ortaya çıkan güvenlik sorununa ikinci bölümde ayrıntılı değinilmektedir. Alışılagelmiş duvarlar ile donatılı duvarlar üçüncü bölümü oluştururken yüzeysel ve derin temellerde taşıma gücü ve oturmalara ilişkin konular kitabın dört ve beşinci bölümlerinde anlatılmaktadır. Doğal yamaçlar ve insan eliyle gerçekleştirilen şevlerde duraylılık sorununun incelenmesinde uygulamada kullanılan yöntemlere ve duraylılığın iyileştirilmesine altıncı bölümde yer verilmiştir. Su etkisinde çöken veya kabaran zeminler, donma sorunu, atık dolgular ve sıvılaşma olasılığına ilişkin değerlendirmelerle, zeminlerin iyileştirilme yöntemleri yedinci bölümde anlatılmıştır.Geçmişteki baskılarına göre şev duraylılığının incelenmesinde bilgisayar destekli çözümler için uygulamadan örnekler verilmiş,fazla yük altında düzenlenen baret temellere değinilmiş ve zemin iyileştirilmesinde kuramsal bilgiler eklenmiştir
Bu kitabın yazımının gerekliliğine ve içeriğine ilişkin değerlendirmeleri için Prof. Dr. Sayın Ergün TOĞROL ve Prof. Dr. Sayın Kutay ÖZAYDIN”ın katkılarını belirtmek isteriz. Doç.Dr. Sayın Havvanur KILIÇ, Doç. Dr. Sayın Saadet Arzu BERİLGEN, Yrd.Doç.Dr. Sayın Murat TONAROĞLU ve Doç.Dr. Sayın Pelin TOHUMCU”nun katkılarını anmayı değerbilirliğin gereği olarak görüyoruz.
Her mühendislik yayını gibi bu kitabın da zamanla değişip yenilenerek zenginleşeceğine inanılmaktadır. Bu alanda gerek uygulamacı, gerek araştırıcı olarak uğraş vermekte olanların eleştiri ve katkılarını bu baskı için göz önüne almaya çalıştık, gelecek basımlarda da göz önüne almaktan mutluluk duyacağımızı belirtmek isteriz. Bu dördüncü baskıda ilk üçünde görülen bazı basım yanlışlarının düzeltilmesine çalışılmiştır. Bu bağlamda katkısı olan tüm meslektaşlarımızın ilgilerinin gelecek için de sürmesini diliyoruz.
Kitabın amacına ulaşması dileğiyle...
İzmir-İstanbul, Eylül 2018
İÇİNDEKİLER
1.ZEMİNİN ARAZİDE İNCELENMESİ 1
1.1 Zemin İncelenmesinin Amacı 1
1.2 Arazi İnceleme Programı 2
1.2.1 Büro Çalışması 2
1.2.2 Arazinin Tanınması 2
1.2.3 Ayrıntılı İnceleme ve Özel Çalışmalar 3
1.3 Zemin Araştırması 3
1.3.1 Zemin Araştırma Türleri 4
1.4 Zemin Araştırmasında Yapılacak İş 5
1.4.1 Araştırma Noktaları Yerleri 6
1.4.2 Araştırma Aralıkları 6
1.4.3 Araştırma Derinliği 6
1.4.3.1 Bina Temelleri 7
1.4.3.2 Dolgular ve Barajlar 8
1.4.3.3 Kazılar ve Açık Ocak İşletmeleri 8
1.4.3.4 Yollar ve Hava Limanları 8
1.4.3.5 Boru Hatları 9
1.4.3.6 Tüneller 9
1.4.3.7 Dayanma Yapıları 9
1.5 Zemin Koşullarının Araştırma Yöntemine Etkisi 9
1.5.1 Çakıl ve Blok İçeren Kohezyonsuz Zeminler 9
1.5.2 Kumlar 10
1.5.3 Silter 10
1.5.4 Normal Konsolide ve Hafif Aşırı Konsolide Killer 11
1.5.5 Aşırıı Konsolide Killer 11
1.5.6 Çakıl, Taş ve Bloklu Killer 11
1.5.7 Yapay Dolgu 12
1.5.8 Kayaçlar 12
1.6 Kazı, Sondaj ve Örnek Alma 13
1.6.1 Sığ Araştırma Çukurları 13
1.6.2 Derin Araştırma Çukurları ve Şaftlar 13
1.6.3 El Burguları 14
1.6.4 Darbeli Sondaj 14
1.6.5 Mekanik Burgular 14
1.6.6 Dönmeli Sondaj ve Karot Alma 15
1.6.7 Yıkamalı Sondaj ve Diğer Yöntemler 18
1.6.8 Sondaj Deliği veya Araştırma Çukurunun Geri Dolgusu 19
1.6.9 Zeminden Örnek Alma 19
1.6.9.1 Sondajlardan veya Kazılardan Elde Edilen Örselenmiş Örnekler 22
1.6.9.2 Açık Tüp Örnek Alıcılar 22
1.6.9.3 İnce Kenarlı Örnek Alıcılar 24
1.6.9.4 Genel Amaçlı 100 mm Çaplı Açık Tüp 25
1.6.9.5 SPT Yarık Tüp Örnek Alıcısı 25
1.6.9.6. İnce Kenarlı Pistonlu Örnek Alıcı 26
1.6.9.7 Sürekli Örnek Almak 27
1.6.9.8 Kum Örnek Alıcılar 28
1.6.9.9 Yumuşak ve Sert Ardışık Tabakalı Kayaçta Örnek Alma 28
1.6.9.10 Blok Örnekler 29
1.6.9.11 Örneklerin Saklanması 29
1.7.1 Kazılar ve Sondajlarda Gözlem 30
1.7.2 Standpipe Piezometre 31
1.7.3 Hidrolik Piezometreler 31
1.7.4 Elektrikli Piezometreler 32
1.7.6 Piezometrelerin Yerleştirilmeleri 33
1.8 Arazide Yerinde Yapılan Deneyler 34
1.8.1 Arazi ve Laboratuvar Deneylerinin Karşılaşırılması 34
1.8.2 Standart Penetrasyon Deneyi (SPT) 36
1.8.3 Kanatlı Kesici (Veyn) Deneyi 45
1.8.4 Sondalama Deneyleri 48
1.8.5 Presyometre Deneyi 55
1.8.6 Levha Dilatometre Deneyi 59
1.8.7 Iowa Sondaj Deliğinde Kesme Deneyi 61
1.8.8 Plaka Yükleme Deneyleri 62
1.8.9 Yerinde Kesme Deneyleri 66
19 Dinamik Özellikler İçin Deneyler 68
1.10 Jeofizik 70
1.10.1 Elektriksel Direnç Yöntemi 71
1.10.2 Sismik Yansıma Yöntemi 73
2. ZEMİN YANAL İTKİSİ VE TEMEL ÇUKURU GÜVENLİĞİ 76
2.1 Giriş 76
2.2 Açık Kazılar 76
2.3 Destekli Kazılar 78
2.3.1 Yatay Kaplamalı Temel Çukurları 79
2.3.2 Düşey Ahşap Kaplama 80
2.3.3 Geniş ve Derin Temel Çukurlarında Kaplama 82
2.3.3.1 Palplanş Perdeler 82
2.3.3.2 Putrelli Kalas Perdeler 83
2.3.3.4 Kazıklı Perdeler, Betonarme Perdeler 85
2.4 Yeraltı Suyu Denetimi 87
2.5 Destekli Kazıların Tasarımı 99
2.5.1 Bir Duvara Gelen Yanal İtkiler 99
2.3.2 İçten Destekli Esnek Duvarların Yanal ve Taban Duraylılığı 106
2.5.3 Destekli Kazılarda Yanal Ve Düşey Hareketler 112
2.5.4 Palplanş Duvarların Tasarımı 114
2.5.4.1 Konsol Palplanş Duvarların Tasarımı 115
2.5.4.1.1 Granüler Zeminlerde Konsol Palplanş Duvarlar 116
2.3.4.1.2 Kohezyonlu Zeminlerde Konsol Palplanş Duvarlar 120
2.5.4.2 Tek Sıra Ankrajlı Duvarlar 123
2.5.4.2.1 Serbest Zemin Mesnetli Yönlem 124
2.5.4.2.2 Tutulu Zemin Mesnetli Yöntem (Eşdeğer Kiriş Yöntemi) 128
2.5.5 Çok Sıralı Ankrajlı Esnek Duvarların Tasarımı 131
2.5.5.1 Ankraj Taşıma Gücü Tahmini 132
2.5.5.2 Çok Sıralı Ankrajlı Esnek Duvarlarda Tasarım Aşamaları 138
2.5.5.3 Ankraj Deneyleri (FAWA-DP-68-1) 145
2.6 Bölümle İlgili Uygulamalar 147
3. DUVAR TASARIMI 162
3.1 Giriş 162
3.3 Deprem İtkisi 166
3.4 Güvenlik Araştırmaları 169
3.4.1 Devrilmeye Karşı Güvenlik 170
3.4.2 Ötelenmeye Karşı Güvenlik 171
3.4.3 Taşıma Gücü Yönünden Güvenlik 171
3.4.4 Toptan Göçmeye Karşı Güvenlik 173
3.4.5 Duvar Güvenliğinde Diğer Konular 173
3.4.6 Duvarların Ön Boyutlandırılması 173
3.5 Donatılandırılmış Zemin Duvarları 174
3.6 Çivili Duvarların Ön Tasarımı 176
3.7 Donatılı Duvarların Deprem İçin Tasarımı 188
3.7.1 Dış Duraylılık 189
3.8 Bölümle İlgili Uygulamalar 191
4. YÜZEYSEL TEMELLERİN TASARIMI 201
4.1 Giriş 201
4.2 Temel Derinliğini Belirleyen Etkenler ve Tasarımda Olası Bazı Sorunlar 201
4.3 Yüzeysel Temellerin Taşıma Gücü 203
4.3.1 Giriş 203
4.3.2 Yeraltı Su Seviyesinin Eşitliklerde Gözönüne Alınması 207
4.3.3 Genel Taşıma Gücü Eşitlikleri 207
4.3.4 Taşıma Gücünde Güvenlik Kavramı 213
4.3.5 Taşıma Gücünün Arazi Deneyleri Yardımı İle Bulunuşu 214
4.3.5.1 SPT Deneyine Göre Taşıma Gücü 215
4.3.5.2 CPT Deneyine Göre Taşıma Gücü 215
4.3.5.3 Plaka Yükleme Deneyine Göre Taşıma Gücü 216
4.3.5.4 Presyometre Deneyi ile Taşıma Gücü. 217
4.3.6 Amprik Yaklaşımlarla Taşıma Gücü 219
4.3.7 Kayaçlara Oturan Temellerde Taşıma Gücü 220
4.4 Yüzeysel Temellerde Oturma Tahminleri 221
4.4.1 Suya Doygun Killerde Ani Oturma 221
4.4.2 Konsolidasyon OturmasınınTahmini 224
4.4.3 İkincil Oturma Tahmini 227
4.4.4 Granüler Zeminlerde Toplam Oturma Tahminleri 228
4.4.4.1 SPT Deneyine Dayalı Yöntemler 230
4.4.4.2 CPT Deneyi Sonucuna Göre Oturma Tahmini 232
4.4.4.3 Presyometre Deneyine Göre Oturma Tahmini 234
4.4.5 Kayaçlarda Oturma 234
4.4.6 İzin Verilebilir Yapı Oturmaları 235
4.5 Radye Temel Tasarımı 238
4.5.1 Radye Temel Taşıma Gücü 238
4.5.2 Radye Temel Yapısal Tasarımı 239
4.5.3 Yatak Katsayısı Kavramı 243
4.6 Bölümle İlgili Uygulamalar 245
5. KAZIKLI TEMELLERİN TASARIMI 252
5.1 Giriş 252
5.1.1 Kazık Türleri 253
5.1.2 Kazık Seçiminde Etkenler 254
5.2 Düşey Yük Etkisinde Tek Kazık Davranışı ve Taşıma Gücü 258
5.2.1 Kazık Uç Taşıma Gücünün Tahmini 261
5.2.1.1 Granüler Zeminlerde Uç Taşıma Gücü 262
5.2.1.2 Kohezyonlu Zeminlerde Uç Taşıma Gücü 263
5.2.2 Kazık Çevre Taşıma Gücünün Tahmini 266
5.2.2.1 Granüler Zeminlerde Yanal Taşıma Gücü 266
5.2.2.2 Kohezyonlu Zeminlerde Kazık Çevre Taşıma Gücü 269
5.2.3 Kayaca Soketlenmiş Kazıklarda Taşıma Gücü 275
5.2.4 Düşey Yük Altında Tek Kazığın Oturması 281
5.2.3 Tek Kazıkta Çekme Yükünde Taşıma Gücü 283
5.2.6 Tek Kazığın Düşey Taşıma Gücü İçin Çakma Eşitlikleri 284
5.2.7 Negatif Çevre Sürtünmesi 287
5.3 Düşey Yük Etkisi Altında Kazık Grupları 290
5.3.1 Kazık Grubu Taşıma Gücü 290
5.3.2 Kazık Grubunun Oturması 293
5.4 Yanal Yük Altında Tek Kazık Davranışı 297
5.4.1 298
5.4.1.1 Brinch Hansen (1961) Yöntemi 298
5.4.1.2 Yanal yatak Katsayısı ve Broms (1964) Yöntemi 300
5.4.1.2.1 Granüler Zeminlerde Kısa Kazıklar 303
5.4.1.2.2 Kohezyonsuz Zeminlerde Kısa Kazıklar 305
5.4.1.2.3 Kohezyonsuz Zeminlerde Uzun Kazıklar 307
5.4.1.2.4 Kohezyonlu Zeminlerde Uzun Kazıklar 309
5.4.2 Çalışma Yükünde Yatay Ötelenmenin Tahmini 310
5.4.2.1 Kohezyonsuz Zeminde Yatay Ötelenmeler 310
5.4.2.1.1 Yatak Katsayısı Yaklaşımı 310
5.4.2.2 Kohezyonlu Zeminlerde Yatay Ötelenmeler 317
5.4.2.2.1 Yatak Katsayısı Yaklaşımı 317
5.4.2.3 Karakteristik Yük Yöntemi (CLM) Duncan ve diğ. (1994) 320
5.4.2.4 Kazıklarda Yatay Kuvvetler İçin Basit Yaklaşım (SALLOP) 324
5.4.2.5 Kazıkların Yük Etkisinde Burkulması 327
5.5 Yanal Yük Etkisinde Kazık Grupları 328
5.5.1 Grup Azaltma Faktörü Yöntemi 328
5.5.2 Grup Büyütme Yöntemi, Ooi ve Duncan (1994) 330
5.6 Kazık Yükleme Deneyleri 332
5.6.1 Yük Yükleme Düzenekleri 333
5.6.2 Kazık Yükleme Deneyi Yöntemleri 336
5.6.2.1 Yavaş Adımlı Deney (SM) 336
5.6.2.2 Hızlı Adımlı Deney (DOM) 337
5.6.2.3 Sabit Giriş Hızlı Deney (CRP) 338
5.6.2.4 Çevrimli Deney ( SC ) sisin 339
5.6.3 Yük— Oturma Eğrilerinden Göçme Yükünün Saptanması 339
5.6.4 Yanal Yükleme Deneyleri 347
5.7 Bölümle İlgili Uygulamalar. 348
6. ŞEVLERİN DURAYLILIĞI 360
6.1 Giriş 360
6.2 Şev Göçmelerinin Sınıflandırılması 361
6.3 Şev Duraylılığı Analiz Yöntemlerinde Gelişme 362
6.4 Analiz Yöntemleri 363
6.4.1 Dilim Yönlemi 364
6.4.1.1 İsveç Dilim (Fellenius, 1936) Yöntemi 366
6.4.1.2 Basitleştirilmiş Bishop Yöntemi ( Bishop, 1935 ) 367
6.4.1.3 Basitleştirilmiş Janbu Yöntemi ( Janbu, 1954 ) 368
6.4.1.4 Spencer Yöntemi (1967) 369
6.4.2 Abaklar Yardımı ile Güvenlik Araştırması 370
6.4.2.1 Taylor Abakları(1937) 370
6.4.2.2 Bishop- Morgenstern Abakları ( 1960 ) 373
6.4.2.3 Spencer Abakları 374
6.4.3 Kama Yönlemi 377
6.4.4 Uzun Şevde Yüzeye Paralel Kayma 383
6.5 Deprem Yükleri Altında Analiz 384
6.6 Şev Hareketlerinin Önlenmesi ve Düzeltilmesi 391
6.6.1 Dayanma Yapıları 393
6.6.2 Bitkilendirme 394
6.6.3 Drenaj 394
6.6.4 Şev Duraylılığında Kazık Uygulaması 398
6.6.5 Ankrajlar 403
6.6.6 Yumuşak Zeminler Üzerinde Dolgular İçin Geotekstil Kullanımı 403
6.7:Bölümle İlgili Uygulamalar 406
7. SORUNLU ZEMİNLERİN TANIMI VE İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ 417
7.1 Giriş 417
7.2 Islanmayla Yapısal Göçme Görülen Zeminler 417
7.2.1 Islanmayla Çöken Zeminlerde Oturma 420
7.2.2 Islanmayla Çöken Zeminlerde Temel Tasarmı 421
7.3 Şişen Ve Büzülen Zeminlerde Temeller 422
7.3.1 Arazide Tanım 422
7.3.2 Şişme Olasılığının Diğer Geoteknik Özelliklerle İlişkisi 423
7.3.3 Şişmenin Odometre Deneyleri İle Belirlenmesi 423
7.3.4 Şişme Basıncı İçin Ampirik Yöntemler 426
7.3.5 Şişme Olasılığı Yüksek Zeminlerde Temel Tasarımı 427
7.4 Atık Dolgularla İlgili Sorunlar 429
7.5 Zeminlerin Donması İle İlgili Sorunlar 430
7.6 Zeminlerde Sıvılaşma Ve Sismik Oturma 433
7.6.1 Giriş 433
7.6.2 Sıvılaşma Olasılığının Tanımı 434
7.6.3 Sıvılaşma Olasılığının Değerlendirilmesi 433
7.7 Zeminlerin İyileştirilmesi 448
7.7.1 Giriş 448
7.7.2 İyileştirme Yöntemi Türleri 448
7.7.3 Titreşimle Sıkıştırma Teknikleri 450
7.7.3.1 Titreşimli Uçla Sıkıştırma 450
7.7.3.2 Titreşimli Yerdeğiştirmeli Sıkıştırma 451
7.7.4 Ön Yükleme İle İyileştirme 454
7.7.5 Jet Grout Yöntemiyle İyileştirme 458
7.7.6 Katkı İle Zemin İyileştirme 470
7.7.6.1 Kireç İle İyileştirme 471
Çimento ile İyileştirme 472
7.7.6.3 Uçucu Kül İle İyileştirme 473
7.7.7 Enjeksiyon İle İyileştirme 474
7.8 Bölümle İlgili Uygulamalar 477
KAYNAKLAR 478
