Yüksek basınçlı enjeksiyon (jetgrouting) yöntemi ile zemin iyileştirilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında jetgrouting yönteminin uygulanışı, uygulamada kullanılan ekipman ve araçlar, uygulama teknikleri, uygulamanın başarısını belirleyen çalışma parametreleri, iyileştirilmiş zeminin fiziksel özellikleri, yöntemin avantajları, limitleri ve uygulamada dikkat edilmesi gereken hususlar, yöntemin tasarım esasları, uygulamanın kalite kontrolü, yöntemin uygulama alanları ile yöntemin uygulandığı bir vaka çalışması detaylı olarak incelenmiştir. Vaka çalışması olarak, İpekkağıt San.ve Tic. A.Ş.'nin Yalova'nın Tokmakköyü Altınova Mevkii 'nde yeralan fabrika tesisleri içerisinde inşa edilmesi planlanan ilave PM3 yapısının temel zeminini iyileştirmeye yönelik gerçekleştirilen jetgrouting uygulaması, projenin her aşamasında bizzat izlenerek detaylarıyla tez çalışmasına dahil edilmiştir. Proje kapsamında PM3 yapısının zemin ve temel mühendisliği değerlendirmelerine yönelik zemin etüdleri gerçekleştirilmiş olup elde edilen veriler ışığında yapılan analizler neticesinde sözkonusu zeminde oturma problemi ve sıvılaşma potansiyeli belirlenmiştir. Bu durum neticesinde kazıklı temel ve jetgrout kolon uygulaması olarak iki alternatif temel sistemi önerilmiştir. Yapılan maliyet ve zaman analizleri sonucunda jetgrout kolon uygulaması İdare tarafından tercih edilmiştir. Uygulanacak sistem ve çalışma parametreleri belirlenerek (|)60cm çaplı, toplam 23,600 m boyunda radye altı, kuşaklama (sıvılaşma potansiyeline karşı) ve test kolonu olmak üzere toplam 2174 adet jetgrout kolon teşkil edilmiştir. Projede tekli jet sistemi uygulanmış olup enjeksiyon basıncı 500-550 bar, tijin geri çekilme hızı 55 cm/dak., tijin dönme hızı 21 devir/dak., enjeksiyon memesi sayısı 2, enjeksiyon memesi çapı 2.0mm, çimento miktarı 450 kg/m3 ve su/çimento=l olarak kullanılmıştır. Uygulamanın kalite kontrolü dört ayrı yöntem ile yapılmıştır. Çap ve düşeylik kontrolü için deneme kazısı yapılmış ve kolonlar belli bir seviyeye kadar açılarak projede öngörülen çapın sağlanıp sağlanmadığı görülmüştür. Yapılan deneme kazılarında kolon çaplarının 60cm-90cm mertebesinde olduğu belirlenmiştir. Kolonlardan karot numuneleri alınmış ve basınç dayanımları tespit edilmiştir. Elde edilen basınç dayanımları 21.0 kg/cm2 ila 1 13.0 kg/cm2 olarak bulunmuştur. Kolonların yük taşıma kapasitelerinin belirlenmesi için ise beş (5) adet test kolonu üzerinde yükleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Yükleme deneylerinde izin verilebilir kolon kapasitesi 60-65 ton olarak bulunmuştur. Son olarak da sözkonusu sahada uygulamadan önce onaltı (16) ve uygulamadan sonra onaltı (16) adet olmak üzere toplam otuziki (32) adet CPT deneyi gerçekleştirilmiştir. CPT deneylerinden elde edilen veriler ışığında, jetgrouting uygulamasının, PM3 yapısının teşkil edileceği alanda mevcut olan kumlu-siltli zemin tabakasını sıkılaştırdığı görülmüştür. Zemin yüzeyine yakın kil tabakasında da jetgrouting uygulamasından sonra yapılan CPT deneylerinde uç mukavemetinin %20-50 oranında arttığı belirlenmiştir. Gerçekleştirilen uygulama sonunda yapılan kontrol ve deney sonuçlarına göre istenilen mukavemet özellikleri ile zemin parametrelerine ulaşıldığı belirlenmiştir. Uygulama 65 gün gibi kısa bir sürede başarılı bir şekilde tamamlanarak gerek maliyet ve gerekse zaman açısından istenilen sonucu sağlamıştır. Jetgrouting yöntemi çok farklı zemin koşullarında ve çok geniş uygulama alanlarında uygulanabilmekte ve gerek maliyet, gerekse zaman açısından diğer zemin iyileştirme yöntemlerine geçerli bir alternatif olmaktadır. Bunun yanında jetgrouting yöntemi ile diğer zemin iyileştirme yöntemleri arasındaki en büyük fark elde edilecek zemin parametreleri ve maliyetin işin başlangıcında tahmin edilebilmesidir. Yöntemde kullanılacak çalışma parametrelerinin seçimi, arazide karşılaşılan zemin koşullarına ve teşkil edilecek kolonların istenilen fiziksel ve mekanik özelliklerine bağlıdır. Yüksek Basınçlı enjeksiyon yönteminin teknik ve ekonomik açıdan başarılı olması, bu yöntemin bağlı olduğu parametrelerin uygun biçimde seçimine bağlıdır. Uygulanacak sistem, teşkil edilmesi istenen kolon çapına göre seçilmelidir. Jetgrouting yönteminde tek ve kesin bir hesap yöntemi oluşturmak mümkün değildir. Dolayısıyla, şantiyelerdeki deneyim sonuçlarının teori ile karşılaştırılması ve değerlendirilmesi bu inşaat metodunun geliştirilmesinde çok önemlidir.