Malzeme İlave Ederek Zemin Islah Yöntemleri

Dinamik yer değiştirme (dynamic replacement) yönteminde dinamik kompaksiyon yöntemine benzer yöntem ve ekipman kullanılmaktadır. Ancak, bu yöntemdeki fark ıslah uygulanacak zemine kırma taş ilavesi ile dinamik kompaksiyon etkisinin daha derin zemin tabakalarına iletilmesi ve çapı 2.0 m'yi bulan dinamik kompaksiyon esnasında oluşan çukura taş doldurulmasıdır.

Zemin ıslah yöntemleri arasında zeminlerin veya kontrolsüz dolguların, mühendislik ve mekanik özelliklerini yüksek derinliklerde iyileştirmek ve toplam ve farklı oturmaları azaltmak ve taşıma gücünü arttırmak amacı ile dinamik yer değiştirme metodu uygulanmaktadır.

Dinamik yer değiştirme ile teşkil edilen taş kolon yapıları üzerine inşa edilen sıkıştırılmış bir geçiş tabakası ve bu tabaka içerisinde oluşan zemindeki kemerlenme etkisi sayesinde düzgün yayılı yüklerin taş kolonlara taşıtılması mümkündür.

Carrefoursa Bursa dinamik yer değiştirme ve dinamik kompaksiyon uygulaması

Taş kolon yönteminde ıslah edilen zeminde;

  • Kontrollü mühendislik özelliklerine sahip geçirgenliği yüksek elemanların zemin içerisine düzenli bir grid halinde inşa edilmesi,
  • Islah edilen tüm zemin kütlesinin deformasyon modülünün arttırılması,
  • Islah edilen zeminin içsel sürtüne açısının ve kayma mukavemetinin arttırılması,
  • Islah edilen zeminin sukünetteki toprak basıncı katsayısının (Ko) arttırılması,
  • Zeminin konsolidasyon hızının arttırılarak buna bağlı zemin oturmalarının yapım sonrasındaki kısa süre içerisinde gerçekleşerek toplam zamana bağlı oturmaların azaltılması,

elde edilmektedir.

Taş kolon uygulaması zemin koşullarına bağlı olarak başlıca birkaç farklı yöntem ile yapılabilmektedir. Bu yöntemler;

  • Vibroflotasyon veya vibro kompaksiyon yönteminde kullanılan ekipmana benzer bir ekipman ile killi ve siltli zeminlerde taş kolonların "wet-top feed" yöntemi üstten beslemeli yöntem teşkil edilmesi,
  • Vibroflotasyon veya vibro kompaksiyon yönteminde kullanılan ekipmana benzer bir ekipman ile taş kolonların "dry-bottom feed" yöntemi kuru tabandan beslemeli yöntem teşkil edilmesi,
  • Uygun zemin koşullarında bir muhafaza borusu çakılarak, zemin içerisinde oluşan boşluğa taş doldurulması ve vibrasyon yöntemi ile borunun geri çekilmesi esnasında taşın sıkıştırılarak yerleştirilmesi,

Taş kolon uygulaması deniz tabanında veya karada tipik olarak 60 cm ila 100 cm çaplara kadar uygulanabilmektedir.

Islak Üstten Beslemeli Taş Kolon Yöntemi

Islak üstten beslemeli taş kolon yönteminde vibratör istenen derinliğe kadar su jeti yardımı ile indirilir ve bu esnada vibratör çevresinde bir boşluk yaratır.

Oluşan bu boşluğa zemin yüzeyinden uygun gradasyondaki taş beslenerek, vibratörün yukarı yönde vibrasyon ile çekilmesi esnasında boşluktaki taş yanal yönde çevresindeki zemini deplase ederek sıkıştırmasını sağlar ve bu şekilde sıkıştırılmış bir taş kolon elde edilir.

Islak üstten beslemeli taş kolon yöntemi

Islak üstten beslemeli taş kolon uygulaması

Kuru Tabandan Beslemeli Yöntem

Dry-bottom feed yönteminde vibratör istenen derinliğe kadar vibrasyon ve hava jeti yardımıyla indirilir.

Taş kolonun teşkili için vibratör kenarında yeralan boru aracılığı ile uygun gradasyondaki kırma taş delgi tabanına yerleştirilir.

Bu yöntemde taş kolon çapı çevresindeki zeminin mukavemetine bağlı olarak değişken olabilir. Vibratör vibrasyon uygulanarak yukarı yönde çekilirken vibratör yanındaki borudan taş beslenmeye devam edilir ve böylelikle yüzeye kadar taş kolon teşkil edilir.

Kuru tabandan beslemeli taş kolon yöntemi

Kuru tabandan beslemeli taş kolon uygulaması

Bu yöntemde, üzerinde enjeksiyon nozzleları bulunan özel şekilde imal edilmiş dış/kesme çapı hedef kolon çapında olan kesici bıçakların en uçta olduğu üzerinde ise delgi için gereken torku bir delgi makinasının rotarisinden kesici bıçaklara aktaran ve ortasındaki boşluktan çimento/su karışımını (enjeksiyonu) kesici uçlar üzerindeki nozzlelara intikal ettiren bir delgi takımı kullanılmaktadır. Yukarıdan aşağıya doğru delgi ve kesme işlemi esnasında enjeksiyon zemine verilir, yukarı çekme esnasında da enjeksiyon vermeye devam edilebileceği gibi sadece karıştırma da yapılabilir. Bu yöntemde mekanik karıştırma kesici bıçaklar ile yapılmaktadır bu nedenle kesintisiz enjeksiyon akışı temin edilmesi yeterlidir.

Bu şekilde, enjeksiyon ve zeminin belirli sabit/uniform bir dozajda ve sınırlı bir çap ve hacim içinde karışımı temin edilerek iyileştirilmiş zemin-çimento karışımı (soilcrete) DSM kolonları elde edilir. Bu yöntem çap kontrolü ve uniformluğu bakımından bir çok yöntemden daha iyi netice vermektedir ve mekanik delme/kesmenin yapılabildiği kıvamda ve sıkılıktaki her türlü zemin koşullarında uygulanabilmektedir. Elde edilen, DSM kolonun mukavemeti zemin cinsine, karıştırma miktarına, çimento dozajına göre proje gereklerini sağlayacak şekilde ayarlanmaktadır.

DSM Yöntemi

DSM Uygulaması

Bu yöntemde ilk etapta zemin, öngörülen derinliğe kadar özel ataşmanlı klasik delgi makineleriyle ve genellikle rotari usulü ile çalışan veya dıştan darbeli çekiçlerle 90 mm çapında delinmektedir. Delgi sırasında kullanılan akışkanlar su, hava, gerekirse bentonit süspansiyonu veya çimento-su karışımıdır. İkinci aşamada delgi tijinin ucundaki delik kapatılarak monitör denilen özel parçaya yatay olarak tesbit edilen 1.5~4.0 mm çaplı 1~4 adet püskürtme memelerinden (nozzle) 400 ~ 600 bar basınçla jetleme enjeksiyonu yapılır. Püskürtme memelerinden ortalama 250 m/sn gibi çok büyük bir hızla çıkan enjeksiyon malzemesi, taşıdığı büyük kinetik enerji dolayısıyla çevredeki zemini yırtarak karıştırır, bu sırada tijin belirli sabit bir hızla döndürülerek yukarıya çekilmesi ile homojen ve sürekli yapıda, özellikleri tamamen değiştirilmiş ve iyileştirilmiş zemin-çimento karışımı (soilcrete) jet grout kolonları elde edilir.

Enjeksiyon hızı, açısı, dönme ve geri çekiş hızı, nozul (nozzle) adedi ve çapı gibi parametrelerin değiştirilmesi ile çeşitli iyileştirilmiş zemin şekilleri elde etmek mümkündür. Jetgrout yöntemiyle kil gibi kohezyonlu veya kum, çakıl gibi kohezyonsuz ve değişik karakterde çok geniş ve farklı türdeki zeminler ıslah edilebilmektedir. Jetleme sırasında bir kısım malzeme tijle zemin arasındaki boşluktan yüzeye çıkar. Bu husus iyileştirilen zemin içerisinde basınç olmadığının işaretidir. Böylece istenilen çap ve boyda, istenilen dayanımı haiz kolonlar imal edilir.

Jet grout uygulaması zemini kesme ve dolgu işlemlerinin sadece enjeksiyon jeti ile yapıldığı jet 1 (mono jet), mono jetin hava yastığı ile desteklendiği jet 2 (double jet),

ilave olarak suyun da kullanıldığı jet 3 (triple jet) olarak 3 ayrı sistemde yapılmaktadır.

Jet 2 yönteminde delgi ile yüksek basınçlı enjeksiyon sistemi, konsantrik (ayni merkezli iç içe) iki ayrı borudan oluşmakta ve çimento-su karışımı 300~600 bar basınçla içteki borudan verilirken, iç ve dış boru arasından 8~12 bar basınçla zemine hava verilmektedir. Basınçlı hava sürtünme sırasında oluşan kayıpları azaltarak zemin-çimento karışımı kolon çaplarında %60~80 oranında bir artış sağlar. Delgide su ve hava, dolguda ise enjeksiyon şerbetinin kullanıldığı Jet 3 yönteminde, sistem ayni merkezli iç içe üç borudan oluşmaktadır. En içteki borudan 400~600 bar basınçlı su basılırken, 8~12 bar basınçlı hava ortadaki borudan ve en dıştaki boru ile ortadaki boru arasından da 30~80 bar basınçla enjeksiyon şerbeti verilir. Hava ve su basıncı ile önü açılan enjeksiyon şerbeti Jet 1 yöntemine nazaran daha uzaklardaki zemine nüfuz edebilir. Bu nedenle Jet 2 ve Jet 3 yöntemleriyle özellikle kumlu zeminlerde 3.00 m çapa kadar, jet 1 yöntemiyle ise ortalama 1.00 m. çapında kolon elde edilebilmektedir. Killi zeminlerde çap Jet 1 yönteminde 60-70 cm civarında olmaktadır. Jet 2 ve Jet 3 sistemleriyle imal edilen kolonlarda zemin ve çimento karışımı enjeksiyon malzemesi içerisine giren fazla su ve hava nedeniyle dayanımlarında, Jet 1 yöntemiyle imal edilenlere göre bir miktar azalma söz konusu olmaktadır.

Jetgrout uygulaması çok çeşitli temel mühendisliği problemlerinde yaygın olarak uygulanabilmektedir.

Jet grout ekipmanı uyumlu bir delgi makinesi, yüksek basınç kapasiteli özel bir pompa ünitesi, mikser ünitesi ve çimento silosundan oluşmaktadır. Jetgrout delgi makinesi uygulamada projesinde öngörülen derinliğe kadar, yukarıda belirtilen yöntemlerden herhangi biri ile delgi yapabilecek ve jet grout kolon teşkil edebilecek kapasitede, tam hidrolik ve paletli olmalı, delme ve jetleme işlemlerini istenilen derinliğe kadar tij ekleyip çıkarmaya gerek kalmadan bir defada (single pass) yapabilmelidir.

Tijler yüksek basınca dayanıklı özel alaşımlı olup, birleşim yerlerindeki keçeler min. 600 bar basınca dayanabilmelidir. Çimento silosundan alınan çimento mikser ünitesinde su ile karıştırılarak projesinde öngörülen dozajda enjeksiyon şerbeti oluşturulur ve pompa ünitesine iletilir. Yüksek basınçlı pompa ünitesinden delgi makinasına iletilen enjeksiyon şerbeti, delgi makinası ve buna bağlı tijlerin ucundaki nozullardan zemine yüksek basınç altında iletilir.

Jetgrout yöntemi

 

Zetaş Zemin Teknolojisi A.Ş.

  Alemdağ Merkez Mah.
      Reşadiye Cad. No: 69/A
      34794 Çekmeköy-İstanbul

  0-216-430 06 00
  0-216-484 41 74
  info@zetas.com.tr

Yükselen Değerleri Üzerinde Taşır

Türkiye ile birlikte Orta Doğu ve Orta Asya'da 10'un üzerinde ülkede aktif olarak, faaliyetleri ile uluslararası alanda önde gelen bir marka olan Zetaş, aynı zamanda geoteknik mühendisliğinde uzman ve geniş kaynaklara sahip, konusunda dünya lideri olan global bir grubun üyesidir.

Web Tasarım & Uygulamaları: İstanbulNet