Yüksek modüllü kolonlarla zemin iyileştirmesinin Midas GTS yazılımı ile üç boyutlu irdelenmesi

Abstract

Günümüzde yapıların inşâsı sırasında ve sonrasında karşılaşılabilecek problemler ön görülerek, bunların sebeplerine ve çözümlerine yönelik bilimsel çalışmalar yürütülmektedir. Bu problemlerin bazıları mühendislik yönünden zayıf zemin koşulları nedeniyle oluşmaktadır ve Geoteknik Mühendisleri bu problemlere çözümler sunmaktadır. Geoteknikte temel mühendisliği özelinde taşıma gücü ve oturma kriterlerinin sağlanması ve ekonomik bir çözüm üretilmesi esastır. Üst yapıdan temele gelen statik ve dinamik yükleri zemine güvenli şekilde aktarmak, şev ve kazı duraylılığını sağlamak gereklidir. Bu şartlar sağlanamadığı takdirde yıkıcı etkiler meydana gelebileceğinden zemin iyileştirme kavramı bu problemin çözülmesine yönelik seçeneklerden birisi olarak gündeme gelebilmektedir. Zemin iyileştirme yöntemlerine duyulan gereksinimler bu alandaki teknolojinin ve birçok yeni yöntemin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır. Gelişen teknolojiyle birlikte zemin içinde yüksek modüllü kolonlar (jet-grout kolonları) imal etmek ülkemizde en fazla kullanılan zemin iyileştirme yöntemlerden bir tanesi haline gelmiştir. Uygulanan iyileştirme yöntemlerinin yanısıra oluşabilecek zemin problemlerinin tespiti, yapılacak çözümün uygunluğunu ve verimini öngörme amaçlı Plaxis, Midas GTS, Geo5 gibi geoteknik yazılımlar da sürekli geliştirilmektedir. Bu yazılımlar aracılığıyla öncelikle yapılması düşünülen binanın mevcut zemin şartlarında performansı kontrol edilebilmekte, sonrasında çözüm sonuçları zemin kesitini oluşturan zemin özellikleri ile birlikte değerlendirilerek zemin iyileştirme türüne karar verilebilmektedir. Bunun sonrasında da iyileştirme etkisi sayısal olarak iki veya üç boyutlu irdelenebilmektedir. Adapazarı 1999 depremleri sırasında çok sayıda can kaybı ve ekonomik kayıp vermesi ile ön plana çıkmış ve deprem sonrası yapılan zemin incelemeleri ile Adapazarı'nda taşıma gücü kaybı ve sıvılaşma gibi zemin problemleri ile sıklıkla karşılaşılabildiği anlaşılmıştır. Ancak aynı incelemeler sonunda Adapazarı'nda yüzeyde karşılaşılan yumuşak tabakaların hemen altında kalınlığı 6-8 m'leri bulabilen çok sıkı kum/çakıl tabakalarının varlığı da ortaya konmuştur. Bu bağlamda, bu çalışmada Adapazarı bölgesinde karşılaşılabilen zemin problemlerine çözüm olarak sunulan yüksek modüllü kolonlarla zemin iyileştirmesi seçeneği öngörülen bir yapı için Midas GTS yazılımıyla irdelenmektedir. Çalışma sonunda jet-grout kolonlarının farklı modelleme seçenekleri ile oluşturulması aktarılmakta ve sonuçlar ortaya konmaktadır. Anahtar kelimeler: Taşıma gücü, oturma, sıvılaşma, jet-grout

Today, after considering the probable problems that can be encountered during and after the construction of the buildings, scientific studies are carried out for the reasons and solutions of these problems. Some of these problems are caused by poorly soil conditions and Geotechnical Engineers provide solutions to these problems. In geotechnical field, it is essential to provide the bearing capacity and settlement criteria in terms of economy. It is necessary to transfer the static and dynamic loads from the superstructure to the foundation safely and to ensure slopeexcavation stability. If this situation cannot be achieved, it causes devastating effects and therefore the concept of soil improvement comes up as one of the options for the solution of the problem. The requirements for soil improvement methods enable the development of technology and many methods in this field. With the developing technology, manufacturing high modulus columns (jet grout columns) in the soil has become one of the most used soil improvement methods in our country. In addition to the improvement methods applied, geotechnical software such as Plaxis, Midas GTS and Geo5 are being developed in order to identify the soil problems and to determine the efficiency of the solution to be made. By means of these softwares, it is possible to control the performance of the anticipated building at the current soil conditions and then the solution results can be evaluated together with the properties of the soil and the type of soil improvement can be decided. After that, the effect of improvement can be analyzed numerically in two or three dimensions. During the 1999 earthquakes, Adapazarı has come to the forefront due to the loss of life and economic losses. After the earthquakes, the soil problems such as loss of bearing capacity and liquefaction are frequently encountered in Adapazarı. However, at the end of the same investigations, the presence of very dense sand / gravel layers, which can have a thickness of 6-8 m just below the soft layers encountered on the surface, was also revealed in Adapazarı. In this context, with the help of Midas GTS software, the high modulus columns is presented as a solution to the soil problems that may be encountered in Adapazarı region is examined. At the end of the study, the creation of jet-grout columns with different modelings is explained and the results are presented. Keywords: Bearing capacity, settlement, liquefaction, jet-grouting