Bu yazımda sizlere TBDY 2018’e göre örnek bir Yerel Zemin Sınıfının hesabının nasıl yapıldığını basitçe anlatmak istiyorum.
Yeni yönetmelikte SPT(Standart Penetrasyon Testi), Vs(Kayma Hızı Dalgası) ve Cu(Drenajsız Kayma Mukavemeti) değerlerine göre Yerel Zemin Sınıfı belirlemesi yapılabiliyor. Bununla birlikte bu değerler dışında bazı özel durumlar için farklı Yerel Zemin Sınıfı Belirleme maddeleri de mevcut örneğin;
- 3 metreden daha kalın yumuşak bir kiliniz varsa (w > 40 PI > 20) (cu < 25 kPa) zemininiz ZE sınıfına girer.
- 8 metreden daha kalın yüksek plastisiteli (PI>50) kiliniz varsa zemininiz ZF sınıfına girer.
Görsel TBDY 2018 16. Bölümden alınmıştır. TBDY 2018’i buradan indirebilirsiniz.
Bununla birlikte SPT, Vs ve Cu verilerinin nasıl kullanılacağı yönetmelikte açıkça yazar;
Yönetmeliğimiz açıkça yüzeysel temel bulunan yapılarda temel alt kotundan itibaren aşağıya doğru en üst 30 metre kalınlık için belirleneceğini söyler.
Örneğin sizin temeli 2 metrede olan bir yapınız olsun ve 20 metre sondaj toplam sondaj derinliğiniz olsun. 20-2= 18 metre sizin temel alt kotundan itibaren araştırdığınız zemin birimi vardır ve işlemde bu değeri kullanmanız gerekir. Eğer siz formülün pay kısmında 18/(hi/vs) yerine 30/(hi/vs) formülüyle işlem yaparsanız yerel zemin sınıfını yanlış tayin etmiş olursunuz. Bu üst yapı projelendirilmesi yaparken alacağınız spektral ivme değerlerini de değiştirir projenin optimum çözümünü de değiştirir ve bu kesinlikle mühendisçe bir yaklaşım olmaz. Bu yüzden Yerel Zemin Sınıfını doğru bir şekilde belirlemek oldukça önemlidir.
Peki SPT, Vs ve Cu verilerine göre Yerel Zemin Sınıfı nasıl belirlenir bir örnek üzerinden gösterelim;
Yapı Bilgileri Şu Şekildedir;
Yapılan Laboratuvar Deneyleri Şu Şekildedir ve görüleceği üzere özel durum yoktur.
Zemin Profili Şu Şekildedir;
SPT Verileri Şu Şekildedir;
1)SPT-N60(30) değerine göre Yerel Zemin Sınıfı Belirlenmesi
SPT-N60(30) değeri hesaplanırken her bir katmanın ağırlıklı ortalamasını almak daha doğru sonuçlar verecektir.
SM için hesap yapılırsa;
SPT Ortalamaları= (12+15+16)/3= 14
Toplam SM Tabaka Kalınlığı = 6-2.6=3.4 (Yapı temelinin oturduğu kısım kazılarak çıkarıldığından katmanın bu kısmı hesaba katılmaz. Yönetmelik açıkça temel alt kotundan itibaren hesap yapılması gerektiğini belirtir.)
Katman Kalınlığı/SPT = 3,4/14=0,24
Toplam Katman Kalınlığı = 20-2,6=17,4 metre (temel altından itibaren)
(0,24+0,14+1,31) = 1,68
SPT-N60(30) = 17,4/1,68 = 10,35 olarak bulunur
10,35 < 15 olduğundan zemin sınıfı ZE olarak bulunur.
2)Vs(30) Verilerine göre Yerel Zemin Sınıfı Belirlenmesi
Temel alt kotunun üzerindeki kısım için Vs verilerinin bir önemi yoktur.
30-2,6=27,4 m olur.Toplam h/vs değerlerini hesaplarsak
(Vs)30=27,4 /(0,0023+0,0035+0,0061+0,0066+0,0073+0,0076+0,0248+0,0571)
(Vs)30=27,4/0,1153
(Vs)30=237,72 metre/saniye olarak bulunur.
Zemin Sınıfı ZD olarak bulunur.
3)Cu(30) Verilerine Göre Yerel Zemin Sınıfı Belirlenmesi
Drenajsız Kayma Mukavemeti Literatürde Kohezyonun 2-5 katı olduğundan bahsedilir.
7.5-20 metre arasındaki CH katmanının kohezyonunun 4,6 t/m2 olduğu laboratuvar deneylerinde bildirilmiştir.
Kohezyon x 3 (2-5 kat arasında 3 olarak seçildi.)
3×4,6 = 13,8 t/m2 olarak bulunur.
Bunu da kN/m2 çevirecek olursak;
Cu= 13.8*9.807 = 135 kN/m2 olarak bulunur. 70 < 135 < 250 olduğundan
Zemin ZD olarak bulunur.
Tablo sonucunda kayma hızı ve drenajsız kayma mukavemeti için ZD sonucu bulunurken, SPT deneyinde sonuç ZE olarak bulunmuştur.
Bu örnekte SPT-N60(30) sonucunun 10,35 olmasından dolayı güvenli tarafta kalıp bu profilde Yerel Zemin Sınıfı ZE olarak seçilmiştir. Ancak farklı bir örnekte bu değer 13-14 gibi 15 değerine yakın bir değer olsaydı bu değer ZD olarak seçilebilirdi. Tüm bu hesaplamalar mühendisin yorumuna bağlıdır.
Bir başkası bu profili ZD olarak kabul edebilirdi. Unutmayın ki İnşaat Mühendisliği biliminde kesin sonuç yoktur. Biz bir takım varsayımları güvenli tarafta kalarak yorumlarız. Bu örnek için 250 m2’lik bir alanda 0,85cm2’lik bir alan hakkında fikir sahibi olup buna bağlı hesaplamalar yaptık. Önemli olan oluşabilecek hata miktarını en aza indirebilmektir.
“İnşaat mühendisliğinde kesin çözüm yoktur. Hesap yaparken bir sürü varsayım yaparız.İyi mühendis, yaptığı varsayımların ve bunların mertebesinin bilincindedir.Kötü mühendis, çoğu kez hesapların, yaptığı varsayımlar nedeni ile kesin olmadığının farkında değildir. Bu nedenle de oluşabilecek hata oranı hakkında da hiçbir fikri yoktur.” R.C. REESE
Veysel Nejat Sarıcı
İnşaat Mühendisi
0505 048 94 05
Veysel bey merhaba, yazınız için teşekkür ederim. Merak ettiğim iki husus var:
1) “Drenajsız Kayma Mukavemeti Literatürde Kohezyonun 2-5 katı olduğundan bahsedilir.” demişsiniz. Killi zeminde drenajsız şartlarda kayma mukavemeti kohezyona eşit değil midir?
2) Kayma dalgası hızı ve SPT-N60 değerleri için temel altından itibaren 30 m katman için ortalama değerler bulunurken ortalama kohezyon için neden sadece kil zeminin kohezyonu alınmıştır.
Teşekkürler.
Yavuz bey öncelikle yorumlarınız için ben teşekkür ederim.
Killi zeminde drenajsız şartlarda kayma mukavemeti kohezyona eşittir. Ancak burada ıskalamış olduğum kısım görünür kohezyon ile drenajsız kayma mukavemetini açıklamamış olmamdır. Sowers’a ait ilgili abakta bu kile ait drenajsız kayma mukavemeti 100 kN/m2 mertebelerinde olduğu görülebilir. Bu kısımla ilgili gerekli düzeltmeyi yapacağım.
2. Soru için tamamı kil profilinden oluşan bir zeminde killeri küçük parçalara ayırıp drenajsız kayma mukavemetini de vs30 ve spt de yaptığımız gibi hesaplayabiliriz. Ancak tamamı kil profili olmayan zeminlerde drenajsız kayma mukavemeti ile hesap yapmak yanlış olabilir. Bu profil bu tanıma girdiğinden bu kısımda da yerel zemin sınıfını cu ile tayin etmek doğru olmaz diye düşünüyorum. Burada yüksek plastisiteli silt kohezyon içermesine rağmen laboratuvar deneylerinde herhangi bir veri olmamasından dolayı ve bu katmanın kalınlığının kile oranla düşük olmasından dolayı hesaba katmadım. Aslında burada cu kısmını hiç hesaba katmasak da olurdu. Ancak amacım yönetmelikteki ifadeleri ve hesaplamaları basitçe açıklamaya çalışmak olduğu için atlamak istemedim. Tamamı killi zeminlerden oluşan başka bir zemin profili için drenajsız hesaplamalar yapılabilir. Yönetmelik el kitabında da örnek bu şekilde çözülmüştür.