Yüksek modüllü kolonların (jet grout) zemin iyileştirmesinde kullanılması ve hesap yöntemleri

Abstract

Bu çalışmada, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Geoteknik Programında yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmanın konusu yüksek modüllü kolonların (Jet Grout) zemin iyileştirmesinde kullanılması ve hesap yöntemlerinin değerlendirilmesidir. Bu çalışmada, Plaxis sonlu elemanlar programı kullanılarak, zemin, yapısal elemanlar ve zemin iyiliştirme bölgesi farklı yöntemler kullanılarak modellenmiştir. Zemin iyilştirme öncesi ve sonrası oturma miktarları karşılaştırılarak sonuçlar incelenmiştir. Bu tez kapsamında temel ve zemin ortamı 5 farklı biçimde ele alınmıştır. İlkinde doğal zeminin üzerine hiçbir iyileştirme yapılmadan bina yükü konulmuş ve bu durumda oturmaların 17,15 cm gerçekleşeceği hesaplanmıştır. Diğer hesaplamalarda zeminin jet grout kolonları ile iyileştirilmesi söz konusudur. Ancak söz konusu kolonlar kullanılan yazılımda farklı biçimlerde sisteme eklenebilmektedir. İlk olarak kolonlar bir çubuk eleman olarak tasarlanmış (Model 1) ve bu durumda oturma miktarı 11,26 cm olarak bulunmuştur. Diğer modelde yukarıda bahsedilen çubuk elemanların etrafına arayüz (interface) elemanı yerleştirilmiştir (Model 2). Bu şekilde yapılan hesaplarda ise bina yükü altında oturma miktarı 11,58 cm çıkmıştır. Daha sonraki modelde ise jet grout uygulaması yapılan alan kompozit bir bölge olarak ele alınmıştır (Model 3). Güçlendirilmiş zeminin yeni parametreleri kullanılarak aynı yük altında oturma hesapları yapılmış ve bu modelde 10,77 cm' lik bir oturma oluşacağı anlaşılmıştır. Geleneksel kabuller ve klasik yöntemler yardımıyla oturma hesaplandığında ise oturmanın 11,53 cm değerinde olduğu sonuçlarına varılmıştır. Bu analizlerin sonucunda Jet Grout yöntemi ile zemini iyileştirmenin zeminlerde aşırı oturma problemine karşı olumlu katkısı tespit edilmiştir.

The aim of this study is to evaluate the use of high modulus columns (Jet Grout) in soil improvement and calculation methods, which is prepared as a graduate thesis in Sakarya University, Institute of Natural and Applied Sciences, Department of Civil Engineering, Geotechnical Program. In this study, soil, structural elements, and soil improvement area are modeled using different methods using the Plaxis finite element program. The results were investigated by comparing the settlement amounts before and after soil improvement. In this thesis, the basic and the ground environment are considered in 5 different ways. At first, the building load was placed on the natural ground without any improvement, and it was calculated that the seating would be 17,15 cm. In other calculations, the soil is being treated with jet grouting columns. However, the corresponding columns can be added to the system in different ways in the software used. Firstly, the columns were designed as a rod element (Model 1) and in this case the sitting amount was found to be 11,26 cm. In the other model, an interface element is placed around the above-mentioned rod elements (Model 2). In the calculations made in this way, the amount of sitting under the building load was 11,58 cm. In the later model, the area where the jet grout application is made is considered as a composite zone (Model 3). Using the new parameters of the reinforced soils, settlement calculations were made under the same load and it was understood that there would be 10,77 cm settlement in this model. With traditional assumptions and classical methods, it is concluded that seating is calculated to be 11,53 cm. As a result of these analyzes, it was determined that the improvement of the soil by Jet Grout method has a positive contribution to the problem of excessive seating on the ground.