Derin zemin karıştırma kolonlarının yol dolgusu altındaki kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminlerin düşey deplasmanı üzerindeki etkisinin incelenmesi

Abstract

Derin zemin karıştırma yönteminde zayıf dayanımlı zeminler bağlayıcı özellik gösteren malzemeler ile mekanik olarak karıştırılarak mühendislik özellikleri iyileştirilir. İyileştirilmiş zeminlerin iyileştirilmemiş zemine oranla dayanımları daha yüksek, geçirgenlikleri daha düşük ve yük altında sıkışabilirlikleri daha azdır. Bu durum düşük dayanımlı zeminleri daha ideal bir temel zemini yapmaktadır. Derin zemin karıştırma yöntemi bağlayıcı malzeme türüne (çimento, kireç, uçucu kül gibi) veya karıştırma yöntemine (kuru/ıslak, döner/jet tabanlı, burgu tabanlı veya bıçak tabanlı) göre sınıflandırılırlar. Çok sert veya sıkı olmayan ve içinde kaya parçaları gibi engellerin olmadığı her türlü zemine uygulanabilirler. Günümüzde kullanımı yaygınlaşan bu yöntem kara veya deniz ortamında yapılan çalışmalarda kullanılabilmektedir. Karayolu ve demiryolu dolguları, bina ve fabrika temelleri, beton blok tipi deniz kaplamaları, iskeleler, tank, silo, dayanma duvarı temelleri uygulama alanlarından bazılarıdır. Bu çalışma kapsamında Fulambarkar ve diğ. (2021) tarafından yapılan çalışmada kullanılan zemin parametreleri ve hesap modeli kullanılarak analiz modeli doğrulanmıştır. Doğrulanan model üzerinde, DZK kolonları olmadan yukuşak kil ve siltli gevşek kum zemin üzerine yapılan yol dolgusu altında oluşan düşey deplasman değeri sayısal analizler ile hesaplanmıştır. Daha sonra iyileştirme alan oranı (ar) %35'te sabit tutulurken D=65cm için s=0.97m, D=80cm için s=1.20m ve D=100cm için s=1.50m durumlarına göre analizler yapılmış ve düşey deplasman değeri üzerindeki etkileri incelenmiştir. İkinci durumda D=80cm ve s=1.20m için yani iyileştirme alan oranı %35 iken kolon boyu (L) 7.0m, 9.0m, 10.0m ve 10.5m değerleri için analizler yapılmış olup kolonun zayıf dayanımlı zemin içinde kaldıkça kolon boyunun oturma değeri üzerindeki etkisi ve sıkı kum birime girmesi durumunda oturma değeri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Son olarak D=80cm ve kolon boyu 9.0m'de sabit tutularak ar=%15, ar=%35, ar=%45 ve ar=%78.5 değerleri için analizler yapılmış ve oturma değeri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Tüm analiz sonuçları göz önüne alındığında DZK kolonlarının düşey deplasman üzerindeki iyileştirme etkisi yumuşak kil zeminde siltli gevşek kum zemine oranla daha yüksektir. Alan oranı sabit tutulduğunda düşey deplasmandaki en büyük azalma siltli gevşek kum zeminde yumuşak kil zemine kıyasla daha büyük çaptaki kolonlar ile sağlanabilmiştir. Her iki zemin türünde de zayıf dayanımlı zemin içinde kalındığı sürece kolon boyu arttıkça düşey deplasman değeri azalmıştır. Zayıf zemin tamamen iyileştikten sonra nispeten daha sağlam zemine kolon boyunun uzatılması düşey deplasman değerini fazla etkilememektedir. Siltli gevşek kum zeminde her ne kadar iyileştirme alan oranı arttıkça düşey deplasman azalsa da, yumuşak kil zeminde iyileştirme alan oranı %35 değerinde düşey deplasman değerindeki azalma maksimum değeri bulmuş ve bu değerden sonra iyileştirme alan oranının artırılması düşey deplasmanı kayda değer şekilde etkilememiştir.