Zeminlerde Derin Karıştırma (Deep Mixing) Yöntemi Nedir?

Bu yazımızda zemin iyileştirme yöntemlerinden biri olan “Derin Karıştırma” ya da yaygın adıyla “Deep Mixing” yönteminden bahsedeceğiz.

Kısaca zemin iyileştirmesine değinip ardından da tarihçesinden başlayarak uygulama işlemlerine kadar Deep Mixing yöntemini fotoğraflarla da destekleyerek inceleyeceğiz.

Yazıma başlamadan önce okumak isteyenler için Yığma Yapılar Depreme Nasıl Meydan Okur? ve Temel Nedir? Temel Çeşitleri Nelerdir? başlıklı yazılarıma bağlantılara tıklayarak ulaşabilirsiniz.

Zemin İyileştirme Nedir?

Zemin özelliklerinin üst yapı inşasına uygun olmadığı durumlarda çeşitli yöntemlerle ıslah edilmesidir. Zeminin kayma mukavemetinin artırılması, temel taşıma gücünün artırılması, konsolidasyon miktarının azaltılması, zeminin sıvılaşma potansiyelinin azaltılması vb. durumlarda zemin iyileştirilmesine başvurulmaktadır.

Deep Mixing(Derin Karıştırma)Yöntemi Nedir?

Zayıf zeminlerde mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesi için başvurulan bir yöntemdir. Çimento, kireç veya uçucu kül gibi çeşitli puzolan maddelerin mekanik yöntemler vasıtasıyla zemin ile karıştırılması olarak özetlenebilir.

Deep Mixing Yönteminin Tarihçesi

1960’lardan beri dünyada uygulanmakta olan bu yöntem 2006 yılında Türk Standartları’na girmiştir. Uygulama sırasında kolaylık ve hız gibi avantajlar sunması nedeniyle dünya çapında popülerliği artmıştır.

İlk saha testleri Japonya’da yapılan bu yöntemde başlangıçta bağlayıcı malzeme olarak sönmemiş kireç kullanılmış, daha sonra çimento harcının daha iyi sonuçlar verdiği ispatlanmıştır.1986’da ABD’de kullanılmaya başlanan bu yöntem 1980’lere kadar yalnızca Japonya ve İskandinavya’da kullanılmıştır.

Hong Kong Uluslararası Havaalanı ve Tokyo Haneda Havaalanı bu yöntemin kullanıldığı önemli yapılardandır.

Deep Mixing Kullanım Alanları

• Hidrolik Geçirimsizlik Duvarları (Cut Off Walls)
• Kazı Destek Duvarları
• Rıhtım Yapıları
• Saha Betonları
• Toprakarme Duvarlar
• Metro-Tünel Yapılarında Zemininin Desteklenmesi
• Endüstri Tesisleri

Daha detaylı örmeklere bu bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

Deep Mixing Yönteminin Uygulanması

Öncelikle delici makine kolon koordinatında pozisyon alır. Karıştırıcı şaft zemini parçalayarak istenilen derinliğe kadar indirilir. İstenilen derinliğe ulaşılınca, zemin karıştırılarak yukarıya çekilir. İstenilen derinliğe inilirken veya şaftın geri çekilme evresinde ya da isteğe bağlı olarak her iki evrede de çimento veya kireç şerbeti verilerek zemin ile bu maddelerin karışması sağlanır.

Yöntemin uygulama şekli; tekil elemanlar, duvar veya paneller, ızgaralar veya kafesler ya da bloklar şeklinde olabilir. Bu uygulamaların belirlenmesinde projenin limitleri, karakteristiği ve geometrisi önemli rol oynar.

Kullanılan Ekipmanlar

Karıştırıcı şaft, çimento tankı, su tankı, mikser ve pompa bu yöntemde kullanılan ekipmanlardır. Her noktaya eşit miktarda enjeksiyon verilmesi ve karıştırıcı aparat üzerindeki gözeneklerin yerleşimi kolonun homojenliğini büyük ölçüde etkilemektedir.

Deep Mixing yöntemi genel itibariyle 2 türe ayrılmaktadır.

1. Islak Yöntem: Bağlayıcı malzeme ile suyun belli oranlarda karıştırılmasıyla oluşan karışım, zemine enjekte edilir. Bu yöntem yumuşak killer, siltler ve düşük su içeriğine sahip ince daneli kumlar için daha uygundur.
2. Kuru Yöntem: Zeminlerin suya doygun veya yeraltı su seviyesinin altında olduğu durumlarda katkı malzemesinin ıslak zemine enjekte edilmesi şeklidir. Bu yöntem çok yüksek nem içeriğine sahip yumuşak topraklar için daha uygundur.

Deep Mixing Yönteminin Kalitesini Belirleyen Faktörler:

•  Kolonun başlama ve bitirilme zamanı
•  Santralde bağlayıcının karıştırma süresi
•  Bağlayıcı karışımın karakteristik özellikleri(tipi, kalitesi vs.)
•  Enjeksiyon basıncı
•  Karıştırıcı şaftın girişte ve çıkışta dönme hızı
•  Zeminin karakteristik özellikleri(organik madde içeriği, su muhtevası vs.)

Yazar Yorumu

Derin Karıştırma Yöntemi düşük maliyet, kolay uygulanabilirlik ve çevreye minimum etki ile tercih edilebilir bir zemin iyileştirme yöntemidir. Bu yöntemle düşük mukavemetli zeminlerde hem taşıma gücü artışı hem de sıvılaşma potansiyelinin azaltılması sağlanabilir.

Birçok mühendislik uygulamasında olduğu gibi bu yöntem de uygun ekipman ile uygun zemin koşullarında ve standartlarda belirtildiği şekilde uygulanırsa uygulanabilirliği yüksek alternatif bir iyileştirme yöntemi olabilir.

Başka bir yazıda tekrar görüşmek dileğiyle.

Diğer yazılarıma bu bağlantıdan ulaşabilirsiniz.