1. zemin mekaniĞİ ve temel iNŞaati biLGİleri

Boşluk basıncı katsayıları

Drenajsız şartlar altında toplam asal gerilmelerdeki değişikliklerin yarattığı boşluk suyu basıncı miktarları boşluk basıncı katsayıları ile ifade edilir. Bu katsayılar laboratuarda üç eksenli basınç deneyi vasıtasıyla ölçülür ve şev stabilitesi problemlerinde arazideki boşluk suyu basıncının tayininde kullanılır.

Şekil 1.13 Sıkı ve gevşek kumda kesme kutusu deney sonuçları

Bir zemin elemanı üzerindeki çevre basıncı drenajsız şartlar altında izotropik olarak kadar arttırılırsa boşluk suyu basıncındaki artış, Δu₃, aşağıdaki ifade ile verilir :

Δu₃ = B . Δσ₃

burada “B boşluk suyu basıncı katsayısı” suya doygun zeminler için 1’dir, ve kısmen suya doygun zeminlerde B<1’dir.

Büyük asal gerilme Δσ₁ kadar arttırılırsa,

Δu₁ = AB Δσ₁

olarak ifade edilir. Burada AB, Ā olarak da yazılabilir. Suya doygun zeminlerde B = 1 olduğundan,

Δu₁ = A Δσ₁

ifadesi bulunur. Üç eksenli deneyde, drenajsız şartlar altında eksenel yük arttırıldığında boşluk suyu basıncı ölçülerek A değeri bulunur. Boşluk basıncı katsayısı A’nın değeri zeminin normal veya aşırı konsolide olması, gerilme mertebesi gibi faktörlere bağlıdır.

Normal konsolide killerde A değeri 0,5 ila 1,0, az aşırı konsolide killerde 0 ila 0,5 ve çok aşırı konsolide killerde –0,5 ila 0 arasındadır. Aşırı hassas killerde A değeri 1’den büyük olabilir.

Üç eksenli deneyde olduğu gibi izotropik ve eksenel gerilmelerin her ikisinin de arttırılması durumunda boşluk suyu basıncı artması Δu aşağıdaki ifade ile verilir :

Δu = Δu₃ + Δu₁

= B [Δσ₃ + A (Δσ₁ - Δσ₃ )]

bu denklem düzenlenirse,

Δu Δσ₃

------ = B [ 1 – (1 – A) (1 – ------)]

Δσ₁ Δσ₁

veya

Δu _

------ = B

Δσ₁

şeklinde yazılır.

Şev stabilitesi problemlerinde, muhtemel kayma yüzeyleri boyunca boşluk suyu basıncının değeri, o noktadaki “dolgu basıncı” na oranlanarak belirtilebilir. Bu birimsiz orana “boşluk basıncı oranı” “r_u” denir.

u

r_u = -----

γh

Burada γ , zeminin toplam birim hacim ağırlığı (gerektiğinde suya doygun haldeki birim hacim ağırlık), h ise o noktadaki düşey dolgu yüksekliğidir. Toprak barajların çeşitli safhalardaki (yapım sonu, rezervuar dolu olarak sızıntı hali vs) şev stabilitesi tahkiklerinde r_u değerleri boşluk basıncı katsayıları cinsinden ifade edilebilir. Bu, tipik dolgu zeminlerde ve tipik toprak barajlarda mansap ve memba şevleri için kabaca ve şev için ortalama bir r_u değerinin belirlenmesine imkan verdiğinden hesaplarda kolaylık sağlar.

2. SIĞ TEMELLER VE RADYELER

Genellikle temel taban kotuna temel yüzeyinden olan derinliğin temelin dar genişliğinin 1,5 katını aşmaması halinde bu tür temellere sığ temeller denir.

2.1 TİPLERİ

Münferit Temel : Bir kolonu tek başına taşıyan ayrı bir temeldir.

Birleşik Temel : Bu tür temel birkaç kolonu birden taşır.

Duvar Altı Temel : Sürekli duvar yükünü taşır.

Konsol Temel : Bir sürekli veya tek temeli mesnetlendiren temeldir.

2.2 SIĞ TEMELLERİN YAPIMVE PROJELENDİRİLMESİNDE GÖZ ÖNÜNE ALINACAK HUSUSLAR

Bu tür temellerin yapılmasında, iyi ve anlamlı bir zemin etüdünün yapılması ana ilke olmalıdır. Bunu takiben, şu hususlar gözetilir :

Proje Yükleri Belirlenir : Sabit ve hareketli yükler, kar, rüzgar, dinamik etkiler vs.

Zemin Profili Tespit Edilir : Bu tespitte, yapılmış olan zemin etüdü ile su tablası derinliği, zeminin yerinde yapılan SPT, kanatlı kesici veya koni deneyleri ile tayin edilen özellikleri ve ilaveten örselenmemiş numuneler kullanılarak bulunan laboratuar veriler. Bu veriler, sıkışabilirlik, zaman-oturma özellikleri, sınıflandırma özellikleri ve mukavemet özellikleridir.

Civarda bulunan mevcut yapılar ve bu yapıların tasarlanan temel sistemine etkileri araştırılır.

Temel Derinliği Tespit Edilir : Bu işlem için olan derinliği. Yüzeysel toprağın uzaklaştırılması, yüzey gevşek dolgular üstüne temel oturtulması, zeminin şişme veya çökme potansiyeli özellikle göz önüne alınır.

Temellerin mecburiyet karşısında eğimli arazide yapılmaları halinde aşağıdaki şekilde gösterilen şartlara riayet edilir :

a = Asgari don derinliği

b = Kazada en az 0,60 m.

b = Zeminde en az 1,00 m.

Kritik durumlarda kayma dairesi ile tahkikler mutlaka yapılır.

Temeller mümkünse aynı kota atılır. Farklı kotlarda temel yapılmasının kaçınılmaz olduğu durumlarda aşağıdaki şartlara uyulur :

(a / b)_asgari > 2 zeminlerde

(a / b)_asgari > 1 kayada
Bu hususları takiben, zemin etütlerinde elde edilen veriler ve yükler kullanılarak temelin:

1. 
   Oturma
   
2. 
   Taşıma gücü yönünden projelendirilmesine ve tahliline geçilir
   

2.2.1 YÜZEYSEL TEMEL DERİNLİĞİ SEÇİMİNDE DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR

1. 
   Temel don derinliği altında kalacak,
   
2. 
   Zeminin hacimsel değişim gösterdiği bölge dışında kalacak,
   
3. 
   Molon ve organik zemin derinliği altına inilecek,
   
4. 
   Akarsu ve dalgaların, aşındırma ve oyma etkisi dışında kalacak,
   
5. 
   Komşu yapı temelinin zarar görmemesi sağlanacak,
   
6. 
   Bodrum ihtiyacı karşılanacak.
   

2.3 ZEMİN EMNİYET GERİLMESİ KAVRAMI

Bu noktada, üzerinde önemle durulması gereken bir konu, “zemin emniyet gerilmesi” kavramıdır. Çoğu kez, mühendisler böyle bir gerilme bulunmasının çok yararlı olacağı ve işlerini kolaylaştıracağı inancı ile hareket ederler. Yüzeysel çözümler peşinde olan meslektaşların, kolon yükünü bu türlü bir gerilme rakamına bölerek temel alanını buldukları ve işi bitirdikleri çok gözlenmiştir. Ne yazık ki zeminlerde, bir çelik çubuğun çekme mukavemeti veya bir beton küpün kırılma değerine benzer bu tür bir değerden söz edilemez. Zira bir yapının güvenli olabilmesi :

1. 
   Yapının altındaki temelin göçmeye karşı emniyetli olması,
   
2. 
   Yapının, temelde meydana gelecek olan oturmalara karşı güvenliğinin, bu oturmaların tespiti sonucunda saptanmasını ayrı ayrı aramak gerekir.
   

Bu kriterlerin gözlenmesi sonucunda yapının emniyetli olup olmadığı söylenebilir. Şüphesiz ki yapının projelendirilmesinde bu esaslara uyulmalıdır.