Çöp dolgusu üzerine inşa edilen çok katlı yapıda oturma kontrolü için çözüm önerileri ve kazıklı temel analizleri

Abstract

Bu çalışmada oldukça sıkışabilir nitelikteki 4 m'lik çöp dolgusunu da içeren dört farklı zemin tabakasından oluşan ve deniz kenarında konumlanan proje alanında bulunan çok katlı bir yapının oturma analizleri iki boyutlu Plaxis sonlu elemanlar programı ile gerçekleştirilmiştir. Analizlerde, çok katlı bina yakınlarında bulunan yol ve tek katlı yapı da modellenmiştir. Bina yükleri ve alttaki kontrolsüz çöp dolgusunun konsolidasyonu nedeniyle yüksek oturma değerleri gözlemlenen sistemde oturma değerlerinin müsaade edilebilir sınırlar dahiline indirilebilmesi için çeşitli iyileştirme önerileri sunulmuştur. Öncelikle çöp dolgunun kazılıp yerine granüler dolgu yapılması sonucu oturma değerleri elde edilmiştir. Daha sonra belirli oranlarda uçucu kül ve kirecin çöp dolgusuna karıştırılması sonucu elde edilen iyileştirilmiş zemin parametreleri kullanılarak analizler tekrarlanmış ve bina yükleri altında incelenen sistemde meydana gelen oturma değerleri belirlenmiştir. Buna ilave olarak oturma problemi kazıklı temel sistemiyle önlenmeye çalışılmış ve bu amaçla çeşitli çap, boy ve aralıklarda kazıklar tasarlanmıştır. Tüm analizler iyileştirilmiş ve iyileştirilmemiş çöp dolgusu durumunda tekrarlanmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Literatürde, belirli oranlarda uçucu kül ve kirecin çöp dolgusuna karıştırılması sonucu dolgu alanlarındaki oturmanın önemli ölçüde azaldığı belirtilmiştir. Fatahi (2013) tarafıdan yapılan çalışmada farklı derinlikler boyunca iyileştirme uygulanan, farklı oranlardaki uçucu kül ve kireç ile karıştırılmış çöpün 20 yıl boyunca trafik yüküne maruz kalması sonucunda iyileştirilmemiş çöp dolguya göre oturma miktarlarınında yarı yarıya yakın bir iyileşme elde edilmiştir. Buradaki iyileşmeden esinlenerek kazıklı temel sistemine ihtiyaç duyulan çok katlı bir yapının altındaki çöp dolguda aynı şekilde uçucu kül ve kireç uygulandığında durumun ne olacağı merak edilmiştir. Bu amaçla çok katlı bir binanın kazıklı temel sisteminin oturmalarına bu iyileştirmenin etkisi araştırılmış ve ıslah edilmemiş atık ile %20 uçucu kül ve %6,7 kireçle stabilize edilmiş atık için elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Kazıklı temel sisteminin incelendiği analizlerde çok katlı yapının temel sistemi olarak 10 metreden 22 metreye kadar boya, 0,80 metre ve 1,00 metre çapa sahip olan kazıklar 2,5D, 3,0D ve 3,5D aralıklar ile yerleştirilmiştir. Kazıkların yanal sürtünme dirençleri ve uç dirençleri Excel üzerinde hesaplanıp Plaxis'e tanımlanmış ve konsolidasyon analizi yapılarak oturma değerleri elde edilmiştir. Buna ek olarak çöp dolgu zeminin kaldırılıp yerine granüler zemin konulmuştur ve elde edilen iyileşme değerlendirilmiştir. Çalışma sonuçları şu şekilde sıralanabilir: Çöp dolgusunda herhangi bir iyileştirme yapılmadığı durumda, konsolide olan zeminin minimum boşluk suyu basıncına ulaştığı anda, incelenen çok katlı yapıdaki yaklaşık oturma miktarı 66,0 cm olarak hesaplanmıştır. Aynı çöp dolgu %20 uçucu kül ile %6,7 kireç kullanılarak iyileştirildiğinde minimum boşluk suyu basıncına ulaştığı andaki yaklaşık oturma miktarı 43,8 cm olarak hesaplanmıştır. Her iki durumda da gözlenen yüksek oturma değerlerini müsaade edilebilir sınırlar dahiline indirebilmek amacıyla ikinci bir alternatif olarak çöp dolgu tamamen kaldırılıp yerine granüler dolgu yapılmasının oturma değerlerindeki etkisi incelenmiştir. Bu durumda oturma değerlerinde önemli bir azalma meydana gelmiş ve 6,3 cm'lik bir oturma değeri elde edilmiştir. Ancak çöp dolgusunun granüler dolgu malzemesi ile değiştirilmesi oturma değerlerinde büyük bir iyileştirme sağlamasına rağmen yine de bu uygulama ile müsaade edilebilir sınırlar dahilinde bir oturma değeri elde edilememiştir. Bu durumda üçüncü bir alternatif olarak kazıklı temel tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan kazıklar için iyileşmiş ve iyileşmemiş zeminler ayrı ayrı analiz edilerek, kazıklı temel üzerindeki oturmaya sağladığı fayda test edilmiştir. Yapılan analizlerde, oturma sınırları içerisinde kalan kazık boylarında çöp dolgu zeminin iyileştirilmesinin oturma değerlerinde bir iyileşmeye yol açmadığı gözlemlenmemişken, oturmanın fazla olduğu, oturma problemini çözmek için yetersiz kalan kazık boyut ve aralıklarındaki yerleşim modellerinde bir iyileşme gözlemlenmiştir. Bu doğrultuda tüm veriler çizelge haline getirilerek en uygun ve ekonomik kazık modeli seçilmiştir. Seçilen bu kazık modeli 22 metre boyunda ve 1,00 metre çapındaki 3,5D aralıkla tasarlanan kazık modelidir. Bu kazık modelinde elde edilen oturma değeri sınır değer olan 32 mm koşulunu sağlayarak 32 mm olarak hesaplanmıştır. Bu oturma değerinin altında sonuçlara farklı kazık modelleri için ulaşılsa da, kazık adedi ve uygulama açısından en uygun çözüm tercih edilmiştir.