Yozgat (Şefaatli) İLÇESİ adalet sarayi temel zemiNİNİn sivilaşma potansiyeliNİn araştirilmasi ve zemiN İYİLEŞTİRİlmesi : vakia analiZİ Ali ateş

YOZGAT (ŞEFAATLİ) İLÇESİ ADALET SARAYI TEMEL ZEMİNİNİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI VE ZEMİN İYİLEŞTİRİLMESİ : VAKIA ANALİZİ
Ali ATEŞ^1
1Ali ATEŞ Düzce Üniversitesi Teknoloji Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü DÜZCE

E-mail:[e-mail]

ÖZ
Bu çalışma, Yozgat ili Şefaatli ilçesinde yapılacak olan Adalet Sarayının inşaa edileceği temel zemininde burada olabilecek bir deprem etkisinde sıvılaşma riskinin, saha (SPT) verileri kullanılarak belirlenmesini ve sıvılaşma olması halinde çözüm önerisini içermektedir. Bu amaçla, adalet sarayı inşaat alanında yapılan 4 adet arazi sondaj çalışmasına ait olan SPT verileri kullanılmıştır. Çalışma sahasının yaklaşık 42 km Kuzeyinden “Ezine Pazarı Fayı” geçmektedir. Ezine pazarı fayının yapı alanını etkileyebileceği ve en etkin ivmeyi yaratabileceği düşüncesiyle, bu çalışmaya esas alınmıştır. Toplam 135 km uzunluğundaki bu fayın, muhtemel bir depremde 1/3’sinin kırılması kabul edilerek, moment magnitüdü 6,2 ve Türkiye’deki fayların deprem davranışlarını öngörmek için geliştirilen deprem atenasyon eşitliği kullanılarak 0,2g büyüklüğünde yatay deprem ivmesi meydana gelebileceği baz alınarak ve SPT verileri kullanılarak sıvılaşma analizi yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, Şeffaatli ilçesinde Adalet Sarayı inşaatının planlandığı alanda yüksek dereceli sıvılaşma olabileceği ortaya konulmuştur. Burada olabilecek sıvılaşma riskine karşı jet grout klon yapılması önerilmiştir.
Anahtar Kelimeler: SPT, sıvılaşma riski, Şefaatli (Yozgat)

INVESTIGATION OF LIQUEFACTION POTENTIAL OF SOILS OF COURT BUILDING IN ŞEFATLI DISTRICT (YOZGAT) AND PROPOSE OF REMEDY

ABSTRACT
This study implicates the determination of the liquefaction phenomenon for the Court building area using SPT (Standard Penetration Test) field data under the effect of the expected earthquake in Yozgat region. For this purpose, four data of SPT were assessed. Ezine Pazarı Fault has a length of 135 km and approximately passes through in a distance of 42 km in the North of Şefaatli District. It was considered to affect the study area and create the effective peak horizontal acceleration due to earthquake. For the future earthquake, it was calculated the moment magnitude as M_W=6.2, supposing that Ezine Pazarı Fault could be cracked 1/3 of the total length. Using local attenuation relationships, developed for Turkey, a peak ground acceleration of 0.2g was found for the study site. According to the these parameters, the liquefaction analysis was carried out using the SPT data and four locations were determined as highly liquefiable site. Following this phase, Jet grouting clomn was proposed to prevent the liquifaction for this study area.

Keywords: Standard penetration test, Şefaatli (Yozgat), liquefaction risk

1.GİRİŞ
Depremler esnasında suya doygun alüvyon zeminler devirsel kesme dalgaları etkisinde meydana gelen boşluk suyu basıncı değişimleri zeminlerin su gibi davranması yoluyla sıvılaşma durumunun ortaya çıkmasına neden olabilmektedir. Zeminlerin sıvılaşabilirliği tane boyutu ve dağılımı yanında, jeolojik yaşı ve çökelme koşulları, başlangıç sıkılık derecesine bağlı hacim değişim potansiyeli ve su geçirgenliği gibi özellikleri yanında depremin büyüklüğü, süresi uzaklığı gibi sismik faktörlere bağlıdır [1]. Yeraltı su seviyesinin yüzeye yakın olmasıyla birlikte zeminin gevşek olması, sıvılaşması için etkili olan koşullardandır. Yurdumuzun büyük bir kesimi deprem bölgesi üzerinde yer almaktadır. Sıvılaşma olayı, dünya genelinde pek çok depremde ortaya çımasına karşın ülkemizde, 1992 Erzincan depreminden sonra dikkate bilim adamlarının dikkatini çekmeye başlanmış, 1999 Adapazarı depreminde meydana gelen sıvılaşma olayları ile bu olgunun önemi tüm akademik kesimlerin dikkatlerini çekerek önem kazanmıştır.

Bu çalışmada, Yozgat İli, Şefaatli İlçesinde yapılacak olan Şefaatli Adalet Sarayı binası inşaatının geoteknik çalışmalar kapsamında elde edilen SPT verileri kullanılarak, çalışma alanında yapılması planlanan adalet sarayının oturtulacağı temelin yer aldığı alüvyal zeminde, sıvılaşma riski değerlendirilmiş ve devamında çözüm önerisinde de bulunulmuştur. Çalışma alanı ikinci derece deprem bölgesinde yer alması ve ilçenin aktif faylar tarafından kesilen alüvyon yelpazeler üzerinde bulunması nedeniyle deprem riski taşımaktadır. Çalışma alanında üst zeminde kalınlığı yaklaşık 1.0 m cıvarında değişen bitkisel toprağın altında kalınlığı 5-8 m arasında değişen siltli kumdan oluşan alüvyon tabakası bulunmaktadır. Bu tabakanın altında ise konkordans olarak siltli kum katmanları yer almaktadır. Gösterilen bu duyarlılık yapıların projelendirilmesi aşamasında dikkate alınmadığı sürece, amaca ulaşılması mümkün olmamaktadır. İyi bir projelendirme için zemin-yapı dinamik etkileşiminin, dolayısıyla da zeminin geoteknik özelliklerinin bilinmesi gerekmektedir.

Bu amaçla, çalışma alanını jeolojisi formasyon yapısı, depremselliği, beklenen deprem odaklarının uzaklığı ile oluşturacakları yatay deprem ivmesi ilişkileri, zemine ait granülometri değerleri ve SPT verileri dikkate alınarak sıvılaşma analizleri yapılmış ve Iwasaki vd. [2] kriterleri baz alınarak sıvılaşma potansiyeli araştırılmıştır. Sıvılaşma analizinin sonuçlarına göre iyileştirme önersinde bulunulmuştur.

2. MATERYAL VE METOT
2.1. Materyal
2.1.1.Çalışma Alanının Tanımlanması
Çalışma alanı Yozgat İli, Şefaatli ilçesi, 564 ada 13 parsel sınırları içerisindedir. İnceleme alanında yapılacak Şefaatli Adalet Sarayı 1064 m2 olup Bodrum+Zemin+1 Kat olarak değerlendirilmiştir. Çalışma sahası aşağıda konum haritasında gösterilmiştir (Şekil 1).

Şekil 1. Çalışma Sahasının Konum Haritası
2.1.2. Yapısal Jeoloji ve tektonik
Çalışma sahası, Kırşehir kristalen masifi ile Kuzey Anadolu Dağlarının (Anatolid ve Pontidlerin) arasındadır. Çalışma sahasında birkaç şaryaj ile fay mevcuttur. Kuzeyde Üst Kretase, Alt Eosen üzerine ve güneybatıda Lütesiyen ve kısmen daha eski formasyonlar Oligo-Miyosen üzerinde bulunmaktadır. Bu hareketler, Lütesiyenden sonraki Oligosen paroksizması ile ilgilidirler. İtilme daima kuzeyden güneye doğru olmuştur. Gerek metamorfik kristalen masifler, gerekse Kretase ve Eosen birçok orojenik hareketlere maruz kalmıştır.

Şekil- 2. Çalışma Sahasının 1/100000 ölçekli jeoloji haritası [3]
2.1.3. Saha Çalışmaları

Çalışma sahasında yapılan sondajlar temel zeminlerinin katman ve formasyon özelliklerini, düşey ve yanal doğrultudaki yapısal ve jeolojik yük değişimlerini ve yer altı suyu durumu ile mühendislik parametreleri gibi bilgileri ortaya koymak amacıyla yapılmıştır. Sondaj kuyusu ilerlemesi burgulu yöntemle yapılmıştır. Arazi sondaj çalışmalarına ait görüntüler Şekil 3’de verilmiştir.

Şekil 3. Arazide SPT Deneyi Sondaj Çalışması
2.1.4. Arazi Verileri
Çalışmada, sıvılaşma potansiyeli hesaplamalarının yapılması ve çalışma alanının temel zemin karakteristik yapısını belirlemek amacı ile 2 adet 15 m., 1 adet 20m. ve 1 adet 10m. derinliğinde toplam 4 adet sondaj gerçekleştirilmiş ve SPT (Standard Penetrasyon Test) verileri bu çalışmada değerlendirilmiştir. Sondaj açma çalışmaları esnasında; ilerlemeye yönünde, her 1.50 m de SPT deneyi kaydedilmiş ve örselenmiş örnekler alınmıştır. Alınan örnekler üzerinde gerekli deneyler yapılmak üzere laboratuvara gönderilmiştir. Zemin özellikleri gösteren ve farklı zemin seviyelerini temsil eden örnekler üzerinde zeminlerin geoteknik, fiziksel ve mühendislik özelliklerini belirlemeye yönelik deneyler yapılmıştır. Bu çalışma için hesaplanan N₅₅ değeri Tablo 1 ve Şekil 4’de verilmiştir.
Tablo 1. SPT Derinlikleri ve Sayıları

Sondaj Kuyusu Adı	Numune Tipi	Derinlik	0-15 cm	15-30 cm	30-45 cm	N30	N60
SK-1	SPT	1,50-1,95	2	3	3	6	6
SK-1	SPT	3,50-3,95	3	3	3	6	4
SK-1	SPT	5,50-5,95	4	2	3	5	4
SK-1	SPT	7,50-7,95	3	6	6	12	8
SK-1	SPT	9,00-9,45	6	5	5	10	6
SK-1	SPT	11,00-11,45	4	5	6	11	7
SK-1	SPT	13,00-13,45	5	5	7	12	7
SK-1	SPT	14,50-14,95	6	8	8	16	9
SK-2	SPT	1,50-1,95	2	2	3	5	5
SK-2	SPT	3,50-3,95	2	3	3	6	4
SK-2	SPT	5,50-5,95	3	4	4	8	6
SK-2	SPT	7,50-7,95	4	5	7	12	8
SK-2	SPT	9,00-9,45	5	5	5	10	6
SK-2	SPT	11,00-11,45	5	6	7	13	8
SK-2	SPT	13,00-13,45	8	7	5	12	7
SK-2	SPT	14,50-14,95	6	8	6	14	8
SK-3	SPT	1,50-1,95	2	3	4	7	7
SK-3	SPT	3,50-3,95	3	3	5	8	6
SK-3	SPT	5,50-5,95	4	4	4	8	6
SK-3	SPT	7,50-7,95	3	2	5	7	5
SK-4	SPT	9,00-9,45	3	4	5	9	6
SK-4	SPT	1,50-1,95	3	3	4	7	7
SK-4	SPT	3,50-3,95	7	7	8	15	11
SK-4	SPT	5,50-5,95	3	4	5	9	6
SK-4	SPT	7,50-7,95	4	3	3	6	4
SK-4	SPT	9,00-9,45	5	5	7	12	8
SK-4	SPT	11,00-11,45	8	9	8	17	10
SK-4	SPT	13,00-13,45	7	6	8	14	8
SK-4	SPT	14,50-14,95	5	7	9	16	10
SK-4	SPT	16,00-16,45	7	5	5	10	8
SK-4	SPT	17,50-17,95	8	6	6	12	9
SK-4	SPT	19,00-19,45	8	10	10	20	9

2.1.5. Zemin Kesiti

Çalışma sahasında kaydedilen sondaj verilerine göre zemin profil; (SK: sondaj kuyusu), SK-1 yüzeyden itibaren 0-0,50m. derinliğe kadar dolgu malzeme, 0,50-5,00m arasında siltli kum ve az çakıl, 5,00m.-15,00m. arasında düzgün dane dağılımlı kum ve az silt ve az çakıl, SK-2 yüzeyden itibaren 0-0,50m. derinliğe kadar dolgu malzeme, 0,50-3,50m arasında Siltli kum ve az çakıl, 3,50m.-15,00m. arasında Düzgün dane dağılımlı kum ve az silt ve az çakıl, SK-3 yüzeyden itibaren 0-0,50m. derinliğe kadar dolgu malzeme, 0,50-6,00m arasında düzgün dane dağılımlı kum ve az silt ve az çakıl, 6,00m.-10,00m. arasında siltli kum ve az çakıl, SK-4 yüzeyden itibaren 0-0,50m. derinliğe kadar dolgu malzeme, 0,50-5,00m arasında siltli kum ve az çakıl, 5,00m.-20,00m. arasında düzgün dane dağılımlı kum ve az silt ve az çakıl gözlenmiştir.

2.4. Yer Altı Suları

Çalışma alanında yer altı suyu, durumuna gelince, yeraltı suyu yaz ve kış aylarında mevsimsel olarak değişmektedir. Çalışma alanında yapılan sondajlarda ve kuyu ölçümlerinde 2,50m’ de yer altı suyuna rastlanılmıştır.

2.5. Sıvılaşma Analizinde Kullanılan Programlar
Bu çalışmada, sıvılaşma analizi yapabilmek amacıyla araziden alınan verilerinin sıvılaşma potansiyel hesaplamalarında, Liq IT V.4.7.3 Geologismiki adıyla bilinen [4] yazılım kullanılmıştır.
2.6. Metot
Bu çalışmada çalışma alanından elde edilen SPT verileri esas alınarak, Seed ve Idriss [5] sıvılaşma yöntemine göre sıvılaşma hesapları yapılmıştır. Bu analizlerden elde edilen sonuçlara göre, Şefaatli (Yozgat) ilçesinde, Adalet sarayının yapılacağı alanda sıvılaşma potansiyelinin varlığı araştırılmıştır. Burada meydana gelmesi beklenen depremler etkisinde sıvılaşmaya bağlı gelişebilecek hasarların azaltılmasına yönelik zemin iyileştirilmesi önerisinde bulunulmuştur.
2.6.1. Sıvılaşma Potansiyelinin Belirlenmesindeki Kriterler
Sıvılaşma hesaplarını yapabilmek için sıvılaşma dirençlerinin belirlenmesi, iki değişkenin hesaplanmasını veya tahmin edilmesini gerektirmektedir, bunlar;

• 
  Zemin tabakasındaki sismik talebi ifade eden devirsel gerilme oranı (DGO),
  
• 
  Zeminin sıvılaşmaya karşı direncini gösteren devirsel direnç oranı (DDO).
  

Depremin oluşturduğu kesme (kayma) dalgalarının yatay gücünü karakterize eden DGO’nın, zeminin kayma makaslama direncini karakterize eden DDO’a oranı ise o zeminin sıvılaşmaya karşı güvenlik katsayısını vermektedir (Eş. 1).
GK= (1)
Bu analiz sonunda güvenlik faktörünün 1’den küçük olması durumunda çalışma alanının sıvılaşma riski taşıdığını, güvenlik faktörünün 1’den büyük olması ise o bölgenin sıvılaşma riski taşımadığını göstermektedir.
2.6.2 Devirsel Gerilme Oranının (DGO) Bulunması
Bu yöntemde deprem etkisinde zemin tabakasında oluşacak devirsel gerilme oranı aşağıda verilen Eş.2’den hesaplanabilmektedir [5].
(2)
Eşitilikdeki parametreler; (a_max) deprem tarafından oluşturulan ve yüzeyde etkiyen en büyük yatay yer ivmesini, (σ_vo) toplam düşey gerilmeyi (kN/m²), (σ’_vo) efektif düşey gerilmeyi (kN/m²), (g) yerçekimi ivmesini (m/s²), (τ_ave) ortalama devirsel gerilme dayanımını (kN/m²), (r_d) gerilme azaltma katsayısını ifade temsil etmektedir.
Efektif Gerilme azaltma katsayısı, Liao ve Whitman [6]’a göre aşağıdaki şekilde bulunabilmektedir;

rd = , (3a)

rd= (3b)

Burada; (z) metre cinsinden derinliktir.

2.6.3. Devirsel Direnç Oranının (DDO) Bulunması
Burada standard penetrasyon deneyi (SPT) verileri ile deprem etkisinde kayma dalgasına bağlı gelişen sıvılaşma direncinin belirlenmesinde Youd vd. [7] aşağıda verilen eşitliği (Eş. 4) önermişlerdir;

(4)

Parametreler;

Sıvılaşma analizinde kullanılan düzeltilmiş SPT-N değerleri Youd vd. [7], Seed vd. [8] tarafından bazı kısımların geliştirilerek ince tane oranının sıvılaşma direncine etkisini de dikkate alarak aşağıdaki şekilde ifade edilmiştir.
(5)

Burada, α, β ince tane oranı düzeltme katsayılarıdır ve aşağıdaki eşitliklerde verilmiştir.

; İTO ≤ %5 (6)

; %5 < İTO < %35 (7)

; İTO ≥ %35 (8)

; İTO ≤ %5 (9)

; %5 < İTO < %35 (10)

; İTO ≥ %35 (11)
2.7. Sıvılaşma Analiz Parametrelerinin Hesaplanması
Sıvılaşma analizi için deprem etkisinde depreme tasarım parametrelerinin bulunması amacıyla, çalışma alanını çevreleyen 100 km yarıçapında bir daire çizilerek, daire içinde kalan ve çalışma alanını etkileyebileceği düşünülen etkin sismik kaynaklara dik çizilerek bu sismik kaynakların çalışma sahasına en kısa mesafeleri kilometre (km) cinsinden ölçülmüştür (Şekil 4) [9]. Buradaki amaç beklenen depremin üreteceği etkin yatay deprem ivmesinin bulunmasıdır. Çalışma sahasında en yüksek ivme yaratabilecek olan Ezinepazarı Fayı, Mark [10] yaklaşımına göre beklenen bir depremde 1/3’nün kırılabileceği öngörüsüyle, tasarım depreminin moment büyüklüğü, Wells ve Coopersmith [11]’in eşitliği kullanılarak aşağıdaki gibi hesaplanabilmektedir.

M_w=4,86+1,32 Log L (12)

Bu yöntemde Fay uzunluğunun, 1/3’nün kırılması durumunda, “Moment Büyüklüğü” 6.8 olarak bulunmuştur. Bu konuda tarihi kayıtlara bakıldığında 30 Temmuz 1940 yılında 00:12:15’te Yozgat-Sarıkaya merkezli magnitüdü 6.2 büyüklüğünde bir depremin olduğu kayıtlarda mevcuttur. Depremde 12 köy hasar görmüş, 300 kişi hayatını kaybetmiş ve 360 kişide yaralanmıştır. Burada önerilen deterministik yöntemin sonuçlarının tarihi kayıtlarla da uyuştuğu görülmektedir. Bu çalışma sahasında maksimum yatay deprem ivmenin büyüklüğü Ulusay vd. [12] tarafından önerilen Eş.13 kullanılarak bulunabilmektedir.
PGA=2,18e^{0,0218(33,3Mw –Re+7.8427 S} _A^+18.9282S_B⁾ (13)
Yöntemdeki parametreler; yumuşak zeminler için S_A=0, S_B=1 alınır, Re yerleşim alanından ilgili fay zonuna en yakın dikey mesafedir, M_w Deprem büyüklüğüdür. Buna göre, tasarım depreminin meydana getirebileceği “yatay deprem ivmesi” 0,196g olarak hesaplanmıştır.


Şekil 4. Çalışma Sahasında 100 Km Çap İçinde Bulunan Sismik Kaynaklar [9]
2.9.Zeminlerin Büyütme Faktörü
Çalışma alanında depremin oluşturacağı makaslama kesme dalgasının neden olduğu değerlerin ağırlıklı ortalaması Özaydın [1]’ın önerdiği Eş.14’e kullanılarak aşağıdaki gibi bulunmaktadır.
(14)
Buradaki parametreler;

h: Temel kaya üstündeki zemin katmanı kalınlığı (m),

:zemin katmanı içinde kayma dalası hızını(m/sn) ifade etmektedir.

Arazi çalışmalarından elde edilen kayma dalgası hızları yukarıdaki eşitlikte yerine konulduğunda ağırlıklı ortalama değerleri aşağıdaki Tablo 2’de verilmiştir.

Tablo 2. Araziden elde edilen kayma hızlarının ağırlıklı ortalama değerleri

Sismik No	Vs30	Derinlik
SP-1	394	3.90
SP-2	382	4.05

Deprem etkisinde meydana gelen makaslama dalgaları zemin içinde yol alırken zemin büyütmesi etkisiyle yatay deprem ivmesini büyütecektir. Maksimum yatay deprem ivmesinin kestirilmesi amacıyla Borcherdt ve arkadaşları [13] tarafından önerilen Eş.15 kullanılarak yatay deprem büyütme faktörü AHSA aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır.

(15)
Burada parametreler;

AHSA: ortalama yatay spektral büyütme

V1: 30 m derinlik içersindeki ortalama kayma dalgası hızı ( m/sn )

Yukarıdaki eşitlikde değerler yerine konduğunda büyütme (AHSA) faktörünün bulunması amacıyla hesaplanan ağırlıklı ortalama kayma dalgası hızı (V_k,0=394-382 m/sn) için bulunan büyütme faktörleri Tablo 3’de görülmektedir.

Tablo 3. Kayma Dalgası Hızına Bağlı Zemin Büyütmesi Faktörü

Sismik No	Zemin Büyütmesi	Derinlik
SP-1	1,88	3,90
SP-2	1,92	4,05

2.9.1. Büyütme Faktörünün Değerlendirilmesi
Yukarıda bahsedilen eşitlikler yardımıyla zemin büyütme etkisinin (AHSA) dikkate alınmasıyla büyütülmüş yatay deprem ivmesinin bulunması için aşağıdaki parametreler hesaplanmış ve yatay deprem ivmesi Eş. 16 kullanılarak elde edilmiştir.
a_zemin= AHSAxa (16)
Buradaki parametreler;
AHSA : 1.92 (Eş. 15 kullanılarak bulunmuştur),

M_W :6.5 (Eş.12 kullanılarak bulunmuştur),

a :0.196 cm/sn² (Eş.13 kullanılarak bulunmuştur),

V_k :394-382 m/sn (Eş.14 kullanılarak bulunmuştur),

Yukarıda bahsedilen parametreler kullanılarak çalışma alanının zemin yapısı ve zemin dokusu baz alınarak ilgili parametreler hesaplanmış ve bu parametreler kullanılarak zemin büyütme faktörü (AHSA) 1.92 bulunmuştur. Çalışma alanını etkilemesi tahmin edilen Ezine Pazarı fayının üreteceği yatay deprem ivmesi ise, büyütme faktörünün etkisi dikkate alınarak çalışma alanında inşa edilecek Adalet sarayı yapısına yansıyacak olan yatay deprem ivmesi 0.376g olarak hesaplanmıştır.

3. BULGULARIN DEĞERLENDİRİLMESİ

3.1. Sıvılaşma Analizi ve Sıvılaşma Potansiyeli İndeksinin Bulunması
Çalışma alanında bulunan ve etkin olan Ezine Pazarı fayının beklenen bir depremde 1/3’sinin kırılacağı tahmin edilen senaryo depremine göre, moment magnitüdü M=6.5 büyüklüğünde bir depremin oluşması halinde sıvılaşma potansiyeli Liq IT V. 4.7.3 [4] Geologismiki programı kullanılarak araştırılmıştır.

Sıvılaşma konusunda güvenlik faktörünü baz alan çalışmalarda, geniş ve derin alanlar için genel bir değerlendirme yapılmasına ve sıvılaşma potansiyeli açısından sıvılaşma haritalarının hazırlanmasına yönelik çalışmalarda doğru sonuçlar vermemektedir. Bu durum göz önünde bulundurularak, Iwasaki vd. [2] tarafından güvenlik faktörünü de içerecek şekilde “sıvılaşma potansiyeli indeksi” adı verilen bir yöntem önerilmiştir. Iwasaki vd. [2] sıvılaşma indeksinin hesaplanması için aşağıdaki eşitlikleri (Eş. 17 ve Eş. 18a-Eş. 18d) önermiştir.

LI= (17)

FL<1,0 için; F(z)=1-FL (18a)

FL≥ 1,0 için; F(z)=0 (18b)

z<20 için; W(z)=10-0,5z (18c)

z>20 için; W(z)=0 (18d)

Burada yöntemdeki parametreler; (LI) sıvılaşma indeksi, (z) yüzeyden zemin tabakasının orta noktasına olan derinlik (m), (FL) sıvılaşmaya karşı güvenlik faktörüdür.

Zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin derecelendirilmesinde Iwasaki vd. [2]’e göre hesaplanan sıvılaşma indeksleri Tablo 4’deki gibi sınıflandırılmıştır.
Tablo 4. Sıvılaşma potansiyeli indeksine (LI) göre sıvılaşma risk dereceleri [2]

Sıvılaşma İndeksi (LI)	Sıvılaşma Potansiyeli
0	Çok az
0	Az
5	Yüksek
15>LI	Çok yüksek

Sıvılaşma analiz sonuçlarına göre elde edilen güvenlik katsayıları, Iwasaki vd. [2] yöntemine göre Eşitlik 17 kullanılarak dahil edilmiş ve sıvılaşma indeksleri bulunmuştur. Buradan bulunan indeksler yukarıda verilen (Tablo 4) sınır değerleri ile karşılaştırılarak ilgili lokasyonlar sıvılaşma derecelerine göre gruplandırılmıştır.

Bu çalışmada Şefaatli ilçesi Adalet Sarayı İnşaat temeli zemini için SK-1 ve SK-4 kuyularının verileri Liq IT V.4.7.3 [2006] programı kullanılarak sıvılaşma analizleri ayrı ayrı yapılmıştır. Ancak örnek olarak SK-1 ve SK-4 kuyularının sıvılaşma analiz grafikleri verilmiştir.

Bu sonuçlara göre; SK-1 kuyusunda güvenlik sayısı(FS) 1,5 m–15 metreler arasında FS<1 olması nedeniyle sıvılaşma potansiyeli taşımaktadır (Şekil 5a, Şekil 5b). Aynı şekilde SK-4 kuyusunda da güvenlik sayısı (FS) 2.5 m–15 metreler arasında FS<1 olması nedeniyle sıvılaşma potansiyeli taşıdığı görülmektedir. (Şekil 6a, Şekil 6b).

Şekil 5. (a) SK-1 Kuyusu Analiz Sonuçları

Şekil 5. (b)SK-1 Kuyusu Analiz Sonuçları

Şekil 6. (a)SK-4 Kuyusu Analiz Sonuçları

Şekil 6. (b)SK-4 Kuyusu Analiz Sonuçları

4.İYİLEŞTİRME
Yukarıda yapılan sıvılaşma ile ilgili değerlendirmelerden sonra burada yapılması düşünülen Şefaatli Adalet Sarayı bina temeli zeminlerinde iyileştirme yapılması zorunlu görülmektedir. Bu konuda jet-grout yöntemi ile taşıma gücünün artırılması ve oturmaların azaltılması, sıvılaşmanın önlenmesi amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem son yıllarda ülkemizde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntemde, silindirik şekilli yüksek modüllü kolonlar, mevcut zeminin önce özel delgi makinası ile delinmesi ve bunu takiben yüksek basınç etkisinde 400-500 bar çimento ve polimer karışımının zemine enjekte edilerek zeminin yerinde parçalanarak karıştırılması ve kullanılan özel tij ve monitörün belirli bir hızla döndürülerek yukarı çekilmesi suretiyle yerinde teşkil edilmektedir [14].

Bu çalışma kapsamında önerilen iyileştirme yöntemi olarak bina kolon yüklerini taşıyacak olan şerit veya plak temel altlarında iki doğrultuda 2 m aralıkla 60 cm çapında ve temel alt kotundan itibaren mevcut zemin yüzeyinden 21 metre derinliğe kadar jet kolonların oluşturulmasından ibarettir (Şekil 9). Buna göre ortaya çıkan kompozit kolonun drenajsız kayma direnci Şekil 9 ve Eşitlik 19’a göre tasarlanacaktır ve ilk durumda kabul edilen 50 kPa’dan 111 kPa’ya yükselmektedir [15].

Şekil 9. Şerit Temel Altına Yapılacak Jet-Grout Kolon Planı

Şekil 9. İyileştirme Alan Oranı

4.1.Jetgrout Yapımı
Jetgrout kolonlar arasındaki ara mesafelerin iki yönde S_H ve S_V olması halinde (Şekil 10);
(19)

Yukarıdaki eşitlik yardımıyla bulunur [13]. Şekil 11, Şekil 12’de yapım şekilleri ve uygulaması gösterilmiştir.

Şekil 0. Jetgrout Kolon Aralıkları ve Mesafeleri

Zeminin taşıdığı kayma gerilmesinin τ_s, oluşan toplam kayma gerilmesine, τ olan oranı, S_R;

(20)

bağıntısı ile bulunur.

Bu bağıntıda,

G_r: Modül oranı olarak tarif edilmekte olup;

(21)

verilmiştir. Zemin iyileştirilmesinden sonra kolon taşıma gücü ise aşağıdaki eşitlik yardımıyla bulunur.

(22)

Buradaki parametreler;

P_ult(t/m²)= : Jetgrout Kolonun Taşıma Gücü

A_jg: Jetgrout Kolonun Alanı

σ_em (t/m²): İyileştirme Öncesi Zemin Emn. Gerilmesi

A₁ (m²): (Sh*Sv): Her Bir Jet Grout Kolon. Düşen Alan Miktarı

σ_ult (t/m²)= İyileştirme Sonrası Zemin Emniyet Gerilmesi

Şekil 11.Jet Grout Uygulama i Şekil 12.Jet Grouting Uygulanmış Radye Temel

5. SONUÇLAR
Bu çalışmada, Yozgat ili Şefaatli ilçesi Adalet Sarayı inşaat alanındaki zeminin standart penetrasyon deneyi (SPT) ile sıvılaşma riski araştırılmıştır. Sismik kaynak olarak Ezine Pazarı Fayı tespit edilmiş ve bu fay zonunun üretmesi beklenen tasarım parametreleri; “maksimum yatay deprem ivmesi 0,210g ve moment magnitüdü 6,5”, olarak hesaplanmıştır. Çalışma alanında yer altı su seviyesinin yüksek olması ve buna ilaveten zemin yapısının alüvyon olması dikkate alınarak yerel sismik tasarım parametrelerine göre sıvılaşma analizi yapılmıştır. Analiz sonunda Adalet Sarayının yapılacağı temel alanı zemininin yüksek seviyeli sıvılaşma riski taşıdığı ortaya konulmuştur.

Çalışma alanının deprem etkisi altında olduğu göz önüne alınırsa sıvılaşmaya bağlı oturmalar oluşacaktır. Bu oturmaların yapılara zarar verebilecek olması nedeniyle, tasarlanan yapıların temel zemininin iyileştirilmesi gereklidir. Deprem sırasında yanal zemin direncinin çok azalacağı dikkate alınarak, yanal yatak katsayısında da çok ciddi bir azalma olabileceği hatırlanmalı ve yukarıda önerilen jet grouting yöntemi ile temel zemininde iyileştirilme düşünülmelidir.

TEŞEKKÜR
Bu çalışmada arazide yaptığı çalışmalarıyla bu makalenin hazırlanmasında yapmış olduğu katkılarından dolayı Özel Proje Jeoteknik Ltd. Şti. sahibi Efdal ÖZDEMİRE’a teşekkür ederim.
KAYNAKLAR

[1]Özaydın, K., 2007, “Zeminlerde sıvılaşma”, Altıncı Ulusal Depem Mühendisliği Konferansı, 231-255, İstanbul

[2]Iwasaki T, K., Tokida K. Tatsuoka, Watanabe, S., Yasuda, S., and Sato, H., Microzonation for soil liquefaction potential using simplified methods, Proceedings of the 13th International Conf. On Microzonation, Seattle, USA vol. 3, 1319-1330, 1982.

[3].M.T.A Genel Müdürlüğü ve Ankara Üniversitesi (A.U), 1999, “17 Ağustos 1999 Depremi Sonrası Düzce (Bolu) İlçesi Alternatif Yerleşim Alanlarının Jeolojik İncelenmesi”, TÜBİTAK Yer Deniz Atmosfer Bilimleri ve Çevre Araştırma Grubu Raporu 59s.

[4].İnternet: LiqIT 4.7.3 Geologismiki (2006), Sıvılaşma Analizi Yazılımı” www.geologismiki.gr (2006).

[5].Seed H.B, Idriss I.M. Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 1971, 97(9), 1249-1273.

[6].Liao S.S.C. ad Whitman R.V. Overburden Correction Factors For SPT In Sand. Journal Of Geotechnical Engineering, ASCE, 1986, 112 (3): 373-377.

[7].Youd T.L et al. Liquefaction resistance of soils: summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF workshops on evaluation of liquefaction resistance of Soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 2001, Vol.127, No.10, pp.817-832.

[8].Seed H.B, Tokimatsu K, Harder L.F, and Chung R.M. The influence of SPT procedures in soil liquefaction resistance evaluations. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 1985, Vol.111, No:12, pp.1425-1445.

[9].Şaroğlu F, Emre, Ö, Kuşçu İ. Türkiye Diri Fay Haritası, MTA Genel Müdürlüğü, Ankara, 1992.

[10].Mark R. K. Application Of Linear Statistical Model Of Earthquake Magnitude Versus Fault Length In Estimating Maximum Expectable Earthquakes. Geology, 1977, 5: 464- 466.

[11].Wells D.L. and K.J. Coppersmith, New empirical relationships amoung magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bull, Seismol, Soc, America, 1998, 4, 974-1002.

[12].Ulusay R, and Tuncay E, and Sonmez H, and Gokceoglu C. An attenuation relationship based on Turkish strong motion data and iso-acceleration map of Turkey. Engineering Geology. 2004, 74: 265–291.

[13]. Borcherdt, R.D., Wentworth,C.M., Janssen,A., Fumal,T. & Gibbs,J. (1991) “Methodology for Predictive GIS Mapping of Special Study Zones for Strong Ground Shaking in the San Francisco Bay Region”, Proc. 4th Inter. Conf. On Seismic Zonation, (3) pp :545-552.

[14] Durgunoğlu, H.T., “Yüksek Modüllü Kolonların Temel Mühendisliğinde Kullanımı”, Türkiye Mühendislik Haberleri, 431, sf. 39-52, 2004.

[15] Liao, H.-J., Su, S.-F., Chen, W.-L.,2006 “Ground Improvement Piles Induced Shear Strength Increase in Normally Consolidated Clay”, Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 29 (1), pp. 13-21,