PAYLAŞ

Zemin Sıvılaşması Nedir?

Pratik uygulamalarıyla karşılaşılana dek kendisine fazla önem verilmeyen bu konu binalarımızın temelinin tek dayanağını oluşturan zeminler için oldukça hassas bir konudur. İngilizcede “soil liquefaction” olarak adlandırılan zeminlerde sıvılaşma; 2018 yılında yayınlanan Türk Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) Madde 16.6.2’de: “Yeraltı su seviyesinin altında yer alan ve yüzeyden 20 m derinliğe kadar olan kohezyonsuz ya da düşük kohezyonlu (PI<%12) zeminlerin deprem sarsıntısı altında, boşluk suyu basıncındaki artışa paralel kayma mukavemeti ve rijitliğindeki önemli oranda azalış” olarak tanımlanmıştır. Aynı yönetmelikteki Madde 16.6.4’e göre: Potansiyel olarak sıvılaşabilir zeminler; yeraltı su tablasının altında yer alan kum, çakıllı kum, siltli killi kum, plastik olmayan silt ve silt-kum karışımları” olarak tanımlanmıştır.

Türkiye Mühendislik Haberleri yayınının 430.sayı -2004/2 nüshasında Kemal Önder Çetin ve Berna Unutmaz’ın yayınından alınmış tablodan da görüldüğü üzere zeminlerin sıvılaşma durumları likit limit ve kil içeriğine göre bizlere bazı fikirler verebilmektedir.

Boşluk Suyu Basıncı

Teknik olarak bu şekilde tanımlanan zemin sıvılaşması daha basit tabirle suya doygun ve gevşek zeminin deprem dalgaları etkisiyle taneli zeminin taşıma kapasitesinin kaybedilerek sıvı gibi akıcı bir özellik göstermesidir. Deprem dalgaları dane yerleşimini değiştirirken “boşluk suyu basıncı” artar ve su yükselmeye çalışarak ortamdan uzaklaşmaya çalışır. Bu sırada danelerin çökmesini ve sıvı bir davranış sergilemesine yol açar. Genellikle yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu yerler daha risklidir. Yeraltı su seviyesinin yüzeyden 20 m’den daha derinde ve sıkı zeminlerde olması riski azaltır. Buna ek olarak deprem riski taşıyan bölgelerde ve kumlu-siltli gevşek zeminlerde sıvılaşma göz ardı edilemeyecek bir risktir.

6 Haziran 1964 yılında Japonya’nın kuzeybatı kıyısındaki Niigata bölgesinde 7.5 büyüklüğünde gerçekleşen deprem bölgenin büyük bir kısmında zemin sıvılaşmasına yol açmıştır.

Kendi başına yapılara zarar vermeyen bu durum zeminde büyük hareketlere sebep olarak üzerindeki yapılarda deformasyona sebep olmakta hatta yıkımlarına bile neden olabilmektedir. Zeminde oluşacak oturma ve dönmeler üzerinde yapının sağa sola yatmasına, bir yönde dönmesine neden olabilir. Sıvılaşma açısından zemini riskli bölgeler belli parametreler ile belirlenebilse de deprem etkisi de yadsınamaz bir durumdur. Deprem etkisinde sıvılaşma tahmini yapmak oldukça zordur ve depremin uzaklığı, şiddeti gibi değişkenlere bağlıdır.

Bu görsel ise 2011 yılında Yeni Zelanda’da gerçekleşen bir depremin oluşturduğu sıvılaşma etkisinden sonra çekilmiştir.

Plastisite İndisi ve Likit Limit

Jeoloji Mühendisleri Odasının Basitleştirilmiş Zemin Sıvılaşma Potansiyeli Analizi Ve Sıvılaşma Sonrası Oturma, Yanal Deformasyon, Kayma Dayanımı Kaybı Ve Kapak Tabakası Etkisi Hesap Cetveli Kullanım Kılavuzu yayınından alınan aşağıdaki tabloda ise ince daneli zeminlerin sınıflandırılmasında görmeye alışkın olduğumuz plastisite indisi ve likit limit değerlerinden oluşan grafik üzerinde sıvılaşma riskiyle karşılaşılabilecek potansiyel bölgeler ve ileri analizlerin gerektiği bölgeler gösterilmiştir.

Ülkemizde ise 17 Ağustos 1999 depremine kadar olan dönemde zemin etütlerinin ciddiye alınmaması maalesef bize tüm bu riskleri acı yoldan göstermiştir. Özellikle Adapazarı’nda yeraltı su seviyesinin yüksek olması ve zeminin siltli kil olması zemin sıvılaşmasının ortaya çıkmasında çok önemli rol oynamıştır. Deprem yüklerinden oldukça az hasarla çıkan binaların bile gerek dönme gerek çökme yaşayarak kullanılamaz hale geldiği görülmüştür.

İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Coğrafya Bölümü Coğrafya Dergisi Sayı 12 Sayfa 63-74, İstanbul,2004

Önemli bir diğer nokta ise sıvılaşma oluşan zemin üzerindeki yapı çok ağır değilse o an büyük deformasyona yol açmasa bile sonrasında artan su basıncı ve drenajı sonrasında göçmeye neden olabilmektedir.

Özetlemek gerekirse:

  • Temel açıldıktan sonra zemin çalışması sırasında 10-20 metre derinlikte suyla karşılaşılması,
  • İnşa yapılan bölgenin birinci derece deprem riski taşıması,
  • Zeminin kumlu siltli (siltli kil) topraktan oluşması,
  • Deprem şiddeti ve süresi zeminde sıvılaşma için gerekli şartları sağlamakta ve riskleri artırmaktadır.

Ne yapabiliriz?

Sıvılaşma riski taşıyan zeminlerin tespiti belirli parametreler incelenerek yapıldığından erken tespit mümkündür. Zemin etütleri ve çalışmaları sırasında riskli olduğu görülen zeminlerde zemin enjeksiyonu ile zemine kimyasal enjekte edilerek daneler arası boşluklar doldurulmaktadır. Enjekte edilen malzeme suya karşı direnimi ile suyu ortamdan öteler ve zemini sıkıştırarak direnimini artırır ve sıvılaşma riski azaltılır.

Aşağıda konuyla ilgili oldukça açıklayıcı ve zeminlerde sıvılaşma konusunun gerçek hayattan örneklerini görebileceğiniz videolara ulaşabilirsiniz.

 

 

Kaynaklar:

http://www.imo.org.tr/resimler/ekutuphane/pdf/182.pdf Türkiye Mühendislik Haberleri Sayı 430 -2004/2 (ZEMİN SIVILAŞMASI VE SİSMİK ZEMİN DAVRANIŞI)

https://www.jmo.org.tr/resimler/ekler/bb07e43897e7ded_ek.pdf (TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ-2018 İLE UYUMLU BASİTLEŞTİRİLMİŞ ZEMİN SIVILAŞMA POTANSİYELİ ANALİZİ VE SIVILAŞMA SONRASI OTURMA, YANAL DEFORMASYON, KAYMA DAYANIMI KAYBI ve KAPAK TABAKASI ETKİSİ HESAP CETVELİ KULLANIM KILAVUZU)

https://www.movea.com.tr/zeminde-sivilasma-nedir/

https://en.wikipedia.org/wiki/Soil_liquefaction

https://www.kuyutemel.com/zeminde-sivilasma.html

https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/231194

BİR CEVAP BIRAK

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen isminizi buraya giriniz