Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Başkanlığı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: İBRAHİM KUŞKU
Danışman: Süleyman Dalğıç
Özet:
Zemin iyileştirme çalışmaları gün geçtikçe artan bir
ihtiyaç olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmalarda, proje yükleri etkisinde,
taşıma gücü ve oturma davranışındaki yetersizlikler sıklıkla öne çıkan önemli
iki zemin davranışıdır. Özellikle büyük ölçekli projelerde, sınır koşullarını
aşan düzeyde oturma miktarı ve süresi, uygulanabilirlik ile yapım süresini
önemli derecede etkileyebilecek, iyileştirilmesi gereken zemin davranışı
niteliğindedir. Jeoteknik araştırmalar sonucu, gerekli proje kriterlerini
sağlamadığı belirlenen zeminde, iyileştirme yönteminin seçimi ise, güvenlik ve
uygulanabilirlik başta olmak üzere, seçenekler arası maliyet farklarına da bağlıdır.
Ayrıca, alternatifler arası maliyet farkı, uygulama alanı boyutuyla orantılı
olarak artmaktadır. Jeoteknik çalışmalar sırasında alansal büyüklük ise,
problemin tanımlanması ile iyileştirme yönteminin sonuçlarının
değerlendirilmesi sürecinde, zorluklara ve belirsizliklere neden olmaktadır. Bu
doğrultuda, birçok araştırmada, arazi veya laboratuvar deneylerinin sonuçları
kullanılarak yapılan değerlendirmelerin arazi ölçümleriyle ilişkisi ele
alınmakta ve değerlendirmelerde kullanılan parametre ile yöntemler için
alternatifler üzerine çalışmalar yürütülmektedir.
Artan gerilme koşullarına bağlı konsolidasyon oturması,
jeoteknik çalışmalarda her zaman için değerlendirmeye alınan bir konudur. Bu
oturmayı kontrol eden parametreler ise, yük artış miktarı, zemin katmanının
kalınlığı, sıkıştırılabilirlik ve geçirimlilik özellikleri olarak
sıralanabilir. Parametrelerde değişikliğe neden olan, sonuçları proje
kriterlerinin karşılanmasını sağlayan uygulanabilir müdahaleler ise, zemin
iyileştirme yöntemi olarak tanımlanabilir.
Bu çalışmada, dolgu yükü altında konsolidasyonun sınırlandırılmasına
yönelik, konsolide olabilir zeminin ortamdan uzaklaştırılmasını en aza
indirecek, böylelikle proje maliyetlerini önemli ölçüde düşürecek bir
iyileştirme yöntemi geliştirilmiştir. Yöntemde, gerekli ölçüde zemin katmanının
ortamdan uzaklaştırılması ve yerli yerinde bırakılan zemin katmanında proje
kriterleri içerisinde belirlenen düzeyde bir oturmanın sağlanması
hedeflenmektedir.
Sabiha Gökçen Havalimanı ilave pist ve yardımcı alanlarının,
44.27 m yüksekliğe varan mühendislik dolgusu yapılarak inşa edildiği saha,
çalışma alanı olarak seçilmiştir. Mühendislik dolgusu oluşturulan alanda, genel
olarak kil boyu malzemeden oluşan, yapay dolgu ve Sultanbeyli Formasyonu
Orhanlı kil üyesi yayılım göstermektedir. Bu birimlerin yayılımı ve jeoteknik
özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, 190 adet zemin araştırma sondajı ile 214
adet araştırma çukuru verisi değerlendirilmiştir. Birimlerin, fiziksel, mekanik
ve geçirimlilik özelliklerinin yanında, 60 farklı lokasyonda, 49 farklı
derinlikten alınan örnekler üzerinde yapılan 131 adet ödometre deneyi
kullanılarak, konsolidasyon davranışını kontrol eden özellikleri ayrıntılı
olarak incelenmiştir.
Birçok araştırmada değinildiği üzere, arazi deneylerine
ait sonuçlarla yapılan değerlendirmeler, laboratuvar deneyi sonuçlarıyla
yapılanlara göre daha doğru sonuçlar ortaya çıkartmaktadır. Bu doğrultuda,
çalışma kapsamında, Sultanbeyli Formasyonu Orhanlı kil üyesi üzerinde ön
yükleme yapılarak birimin konsolidasyon davranışı, laboratuvar deneyi
sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve arazi deneyi sonuçlarının konsolidasyon
yüzdesi tahmininde önemli farklılıklar ortaya çıkardığı belirlenmiştir.
Çalışmada, ayrıca, dolgu yükü ve hareketli yüklerin, konsolidasyon davranışı
üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir.
Çalışma alanı olarak seçilen proje sahası 4,130,188 m2dir. Bu
denli büyük bir proje sahasında, mevcut bilgisayar yazılımlarıyla alanın
tümünün gerekli hassasiyette modellenmesi mümkün değildir. Bu nedenle, analizler
için gerekli verinin elde edilmesinin yanında, analizlerden elde edilen
sonuçların alansal bazda çıktılarının oluşturulabileceği bir yöntem olan,
alansal değerlendirme yöntemi çalışma kapsamında sunulmuştur. Analiz
sonuçlarının, çalışma alanındaki yayılımı ise bu yönteme göre oluşturulan hesap
noktaları ve haritalarla değerlendirilmiştir. İyileştirme yapılmaması
durumunda, Sultanbeyli Formasyonu Orhanlı üyesi kil düzeylerinde en büyük
oturma miktarı 0.57 m, yapay dolguda ise 2.45 m’dir. Bu durumda, Orhanlı üyesi
kil düzeyleri, %95 konsolidasyon oranına 4 yılda ulaşacaktır. Çalışma
kapsamında geliştirilen iyileştirme yöntemiyle yapılan hesaplamalarda, yapay
dolguda limit konsolidasyon oturması miktarı 0.016 m olarak seçilmiş ve
ortalama 2.21 m yüksekliğinde kazı yapılması gerektiği hesaplanmıştır.
İyileştirme sonrası için, Orhanlı kil üyesi ve yapay dolgu birlikte
değerlendirildiğinde, en büyük toplam konsolidasyon oturması miktarı 0.5 m
hesaplanmış ve proje imalat süreci içerisinde %95 konsolidasyon oranına
ulaşılacağı belirlenmiştir. İyileştirme yöntemiyle belirlenen kazılar
sonrasında yapılan mühendislik dolgusu nedeniyle gerçekleşen oturma miktarları,
oturma kolonu ve oturma plakası ölçümleriyle denetlenmiştir. Arazi ölçümleri ve
hesaplanan oturma miktarları arasında iyi düzeyde ilişki belirlenmiştir. Bu
sonuç önerilen yöntemin, konsolidasyon oturmasını istenilen düzeyde
sınırlandırmakta başarılı olduğunu göstermektedir. Çalışma kapsamında sunulan
iyileştirme yönteminin uygulanmasıyla, yapay dolgunun %100’ünün alandan
uzaklaştırılmasını öneren avan proje çalışmalarının aksine, yapay dolgu
hacminin %41’lik bir bölümü alandan uzaklaştırılarak, proje maliyetinde önemli
düzeyde tasarruf sağlanmıştır.