İnşaat Temel Bilgileri ve Zemin Emniyeti : Makaleden Kesit
Üzerindeki yapıdan gelen yükleri, kendi ağırlığı ile birlikte güvenlikle taşıyan ve bu yükleri yapıya zarar vermeyecek ölçüde oturmalarla temel zeminine aktaran yapı bölümlerinin tümü TEMELLER adı altında toplanır.
Öncelikle temel sistemleri, her bölümündeki oturmalar üniform olacak biçimde düzenlenmelidir. Çünkü ancak bu durumda yapıdaki ek zorlamalara ve bunun sonucu olarak ortaya çıkan çatlaklara engel olunabilir. Temel zeminindeki oturma farklarına kolayca uyabilen yapılara fleksibl yapılar, oturma farklarına uyamayarak ek zorlamalar doğuran yapılara da rijit yapılar denir. Bu nedenle belli bir yapı sistemine karar vermeden önce, oturma yönünden fleksibl bir yapının, rijit davranışlı bir yapıya oranla daha az duyarlı olduğuna dikkat etmek gerekir. Bu nedenle şüpheli zeminler; üzerine yapılacak yapıları fleksibl olarak tasarlanmaya veya çatlak ve mafsallar aracılığı ile bölümlere ayrılmaya, demek ki izostatik olarak yataklanmaya zorlarlar. Böylece fazla duyarlı yapıların temellerine özel bir özen gösterilmesi gerektiği kendiliğinden anlaşılır. Bunun sonucu olarak şüpheli zeminler üzerine yapılacak yapı ve temellerinde ekonomik çözümler elde edilemez. Çeşitli zemin tabakalarına oturtulmuş geniş yapı kesimlerinde veya üzerindeki hareketli yükün çok değiştiği yapılarda, yapı oturmaları üniform olmayıp birbirinden farklı olabilir. Böyle durumlarda çatlakların ve ek zorlamaların oluşmasına engel olmak için oturma derzleri düzenlenmesi yoluna bile gidilir. Bu derzlerin düzenlenmesi; normal koşullar altında kolay olmasına karşın, yer altı su düzeyi altında bulunan temellerde, sızdırmazlık yönünden özel bir özen gösterilmesini gerektirir.
Temeller, uygulamada karşılaşılan çeşitli durumlara göre çeşitli biçimlerde yapılırlar. Temel zemininin yapısı ve özellikleri ile üst yapının karakteristikleri temel biçiminin seçiminde ana öğelerdir.
Taşıma yetenekli (sağlam) zemin yüzeye yakınsa, bu durumda yükleri zemine yüzeye yakın yerlerde aktaran yüzeysel temeller (tekil sömeller ve sürekli alan temelleri) uygulanır. Eğer taşıma yetenekli zemin derinde ise, yapı yüklerini zemine derinde aktaran derin temeller (kuyu temeller, kazık temeller ve basınçlı hava temelleri vb.) ‘in uygulanmasına geçilir.
Ayrıca temeller yükü zemine aktarma biçimlerine göre de; yükü zemine taban alanları ile aktaran alan temelleri (tekil ve sürekli alan temellerinde olduğu gibi hem yüzeysel, kuyu ve keson temellerde olduğu gibi hem de derin olarak yapılabilen), yükü zemine bir kazık veya kazık grubu ile aktaran kazık temeller olmak üzere iki ana gruba ayrılabilir.
Yer altı suyunun yüksekliği temel derinliğinin seçimine, temel derinliği de temel çukuru tabanının derinliği ile temel çukuru yanlarının dik veya eğimli olmasına önemli ölçüde etki eder. Bu nedenle yer altı suyunun yüksek olmasından ötürü, oldukça yüzeysel temellerin bile bazen ekonomik olduğu görülmüştür.
1.2 ZEMİN MEKANİĞİ BİLGİLERİ
Bir yapının inşa edilmesi, en geniş anlamda zemindeki dengenin bozulması yönünde hareketsiz bir duruma müdahale anlamına gelir. Bu müdahale sonucunda temel zemininde varolan denge bozulur. Yeni durum karşısında yeniden denge kurulması için zeminde bazı değişiklikler ortaya çıkar. Temel zemini davranışının yeterince anlaşılabilmesi için, onun fiziksel özelliklerinin iyi bilinmesi gerekir. Ayrıca yapı sisteminden gelen yeni yükler zeminde stabilite güvenliğinin kontrolünü gerektirir. Böylece yapı sisteminin güvenlik altına alınması ve zararlardan kaçınılması sağlanabilir. Tüm bu sorunlarla Zemin mekaniği bilimi uğraşır. Zemin mekaniği iki ana bölüme ayrılabilir.
Zemin mekaniğinin arazide ve laboratuarda teori, deney tekniği, yapı pratiği ve bunlardaki en son gelişmeleri içine alan bölümünün fizik ve jeoloji dalları ile yakın ilişkisi vardır. Zemin mekaniğinin özellikle zemin malzemesine ilişkin dayanım ve stabilite konularını inceleyen bölümü toprak statiği olarak ta adlandırılabilir. Zemin mekaniğinin bu bölümü, klasik statik ve cisimlerin dayanımı bilim dalları ile ilişkilidir.
1.2.1 TEMEL ZEMİNİNİN TANIMI VE JEOLOJİK OLUŞUMU
Temel zemini; masif kaya ve kayaların parçalanarak gelişmesinden doğan ufak daneciklerin yığınından oluşmuştur. Yapı mühendisleri yer kabuğunu oluşturan malzemeleri bazen zemin ve kaya olarak iki grupta da toplarlar. Fakat bu ayırım, kayalar ile zeminler içindeki mineral daneciklerini birbirine bağlayan kohezyon kuvvetlerinin derecesinin kesin bir sınırı olmaması nedeni ile keyfidir. Bunun için genel bir ayırım vermek güçtür. Örnek olarak jeologlar, kaya terimi ile yer kabuğunu oluşturan tüm malzemeyi anlar ve onlarca mineral daneciklerinin birbirine az veya çok bağlı olmasının önemi yoktur. Buna karşılık, zemin terimi ile ancak yer kabuğunun bitki yetişmesine elverişli bir bölümü amaçlanır. Buna göre yapı mühendisleri; diğer konularda çalışan kimseler tarafından toplanmış bilgileri kullanırken, zemin ve kaya terimlerinin hangi anlamda kullanıldığını bilmek zorundadırlar.
Zeminlerin, kayaların ayrışarak parçalanmasından oluştuğunu söylemiştik. Bu ayrışma işlemi fiziksel ve kimyasal yollarla olmaktadır. Yer yüzünün yüzeysel bütün kayaları; don, yağmur ve ısı değişiminin yıkıcı etkileri ile rüzgar, buz, yerçekimi ve akarsuların sürükleme etkilerine uğrar. Zeminin çeşitli oluşum araçlarından en önemlisinin akarsular olduğu bilinir. Akarsular bir göl veya denize ulaştıklarında, taşınan zemin daneleri suyun hızı yeter ölçüde azaldığında; önce büyük, sonra küçük daneler olmak üzere derecelenerek çökelir. Böylece, jeolojik bakımdan daha genç akarsular ile akarsu yataklarının üst kesimlerinde çoğunlukla kaba kum ve çakıllar bulunur. Buna karşılık, eski akarsularda ve alt kesimlerde silt ve killer çoğunluktadır.
1.2.2 ZEMİN TÜRLERİNİN TANINMASI VE SINIFLANDIRILMASI
Genel olarak zeminlerin sınıflandırılması, değişik görüş noktalarına göre çeşitli Resimlerde yapılabilir.
1.2.2.1 Zeminlerin, içindeki maddelerin orijinlerine göre sınıflandırılması:
a) Kayaların fiziksel ve kimyasal ayrışması sonucu oluşan zeminler; Bu zeminler ayrışma sonucu oldukları yerde kalmışlarsa yerli zeminler, herhangi bir nedenle başka yerlere taşınmışlarsa taşınmış zeminler olarak adlandırılırlar.
b) Organik zeminler; Bu zeminler ya turbalarda olduğu gibi bitkilerin çürümesi ile veya organizmaların inorganik kalıntılarının birikmesi ile oluşur. Böylece, organik orijinli bir zemin; hem organik, hem de inorganik olabilir. Organik zemin terimi; çoğunlukla içinde az veya çok ölçüde çürümüş bitki bulunan ve kayaların hava etkisi ile ayrışması sonucu oluşan taşınmış zemin anlamında kullanılır.
1.2.2.2. Zeminlerin, oluşumlarındaki danelerin büyüklüklerine göre sınıflandırılması:
Genellikle kullanılan bütün sınıflandırma sistemleri zeminlerin dane büyüklüğüne göre sıralanması ilkesine dayanır. Buna göre zeminler üç gruba ayrılır;
a) İri daneli, kohezyonsuz zeminler (kum, çakıl gibi)
b) İnce daneli, kohezyonlu zeminler (silt ve kil gibi)
c) Organik zeminler (turba gibi)
Doğal olarak zeminler, çeşitli çaptaki danelerin karışımından oluşmuştur. Bir zeminin özelliği, içindeki baskın gelen (hakim) dane çapına önemli ölçüde bağlıdır. Dane çapı dağılımı; normal olarak mekanik analizle, çok küçük daneler de ıslak analizle bulunabilir. Dane çapları dağılımının bulunmasındaki ana amaç, belirli çap sınırları arasında bulunan daneleri kapsayan çeşitli bölümler için, bir adlandırma sisteminin bulunmasıdır. Dane çapı sınıflandırılmasında, ana bölümlerin sınır çapları az çok birbirinden değişik sistemler ileri sürülmüştür. Bunlar içinde M.İ.T. sistemi olarak bilinen ve ana bölüm sınırlarının aşağı yukarı zemin özelliklerindeki önemli değişikliklere karşılık olan sınıflandırma sistemi, mühendislik konularına en uygun düşeni olarak bilinir.
|