Zemin Etüdü Nedir, Neden ve Nasıl Yapılır?

Zemin etüdü, sahanın herhangi bir yapı için uygunluğunu belirlemek öncelikle ekonomik ve güvenlik biçimde projelendirmek için gerekmektedir. Yapı yapılacak sahada, söz konusu zemin kesitinde yer alan tabakaların kalınlığı, türleri ve mühendislik parametrelerini belirlemek için laboratuvarda ve arazide gerçekleştirilen çalışmaların tümüne “Geoteknik inceleme” veya “Zemin etüdü” adı verilir.

Konutlar inşa edilmeden önce, gelecekte karşılaşacak tehlikeler ve risklere karşı önlem alınması için, yapının zemin özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu sebeple 1999 depreminden sonra zemin özelliklerinin belirlenerek yapıların belirlenen zemin özelliklere göre inşa edilmesi amacı ile zemin etüt çalışmalarına bağlı olarak yapıların inşa edilmesi zorunlu hale getirilmiştir.

Depreme dayanıklı yapıların tasarlanması için inşa edilecek yapılara ait zemin özelliklerini belirleyerek, deprem anındaki davranışları hesaplayarak yapıları tasarlanması gerekir. Depreme dayanıklı yapıların tasarlanması, zemin etüt çalışmaları sonucu elde edilen zemin grupları zeminin taşıma gücü değerleri ve yerel zemin sınıfı öncülük eder. Bu değerler, zemin etüt çalışmalarından elde edilir. Bu sebeple, afet zararlarının azaltılması kapsamında zemin etüt çalışmalarının güvenilirliği birinci derecededir.

Zemin etüt çalışmaları laboratuvar ve arazi çalışmaları olarak iki kısımdan oluşur. Arazi çalışmaları, arazide yapılan sondaj çalışmaları, laboratuvar çalışmalarını ise laboratuvarda yapılan zemin tanımlama deneyleri oluşur. Sondaj çalışmaları, zemini derinliğe bağlı olarak delip numune alınan sondaj aleti kullanılır. Sondaj aleti, ağırlık, enjeksiyon pompası, çekiç, delici uç ve kompresör gibi kısımlardan oluşur.

Aletin etkin şekilde kullanımı ancak yetkin sondörler tarafından kullanıldığı zaman olmak. Sondaj çalışmaları değişen derinliklerde numune alınarak laboratuvarda zemin tanımlamaları yapılır. Ayrıca arazi çalışmaları standart penetrasyon test-SPT deneyi yapılarak zeminin kıvamı ve sıkılığı hakkında bilgi elde edilir. Standart penetrasyon deneyinden elde edilen SPT sayıları zeminin taşıma gücü ve sıvılaşma kaybı analizlerinde kullanılır.

Zemin Etüdü Nedir?

Yapının inşa edileceği zeminlerde;

-Yüzeyden derinlere doğru hangi zemin tabakanın oluştuğunun belirlenmesi,

-Belirli aralıklar ile zeminden alınan numunelerle zemin özelliklerinin belirlenmesi,

-Yeraltı suyu seviyeleri derinliğinin belirlenmesi,

-Belirlenen zemin özelliklere bağlı olarak deprem sırasında zeminde, oturma, sıvılaşma, taşıma gücü kaybı gibi sorunların yaşanıp yaşanmayacağının belirlenmesi,

-Sıvılaşma, taşıma gücü kaybı ve oturma problemlerinin yaşanması muhtemel olan zeminde bu problemi önlemek amacı ile yapı inşa edilmeden önce zemin iyileştirilmesi yapılması

-Zemin taşıma gücü ve temel ön tasarımların belirlenmesi,

Adımlarını içeren çalışmaların bütünüdür. Zemin incelemesi, söz konusu zeminlerde, tabakaların kalınlıkları, tabakaların doğal birim hacim ağırlıkları, boşluk oranları, su muhtevaları, zemin sınıfları, ani oturma konsolidasyon parametreleri, kayma mukavemeti parametreleri, yer altı suyu ile ilgili kimyasal ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesine imkan sağlar.

Zemin Etüdü Yapmak Neden Önemlidir?

Zemin etüdünün önemi yaşanan pek çok talihsiz olaydan sonra daha iyi algılanmaya başlanmıştır. 1999 yılındaki Gölcük depreminin acı bilançosu ülkede seferberliğin yaşanmasını, mevcut deprem yönetmelikleri ivedilikle gözden geçirilmesini ve zemin etüdünün iskan izinlerinden önce sonuçlandırılması gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Eğer ciddi bilimsel çalışma yapılmış olsaydı, inşaat firmaları kendilerine ek maliyet getirdiğinden dolayı yapmak istemedikleri zemin etüdü, daha sonra yapılarda oluşabilecek olan yapı güçlendirilmesi ve hasarların tamirinden için harcanacak ekonomiden ve zaman daha az olduğu ortaya çıkacak ve ilgili firma zemin etüdü yapmadığından dolayı bu hasarlardan kaynaklanan prestij kaybına uğramış olmaktadır. Bu sebeple yapıda zaman içerisinde meydana gelebilecek zemin problemlerinin ya da deprem sırasındaki zemin davranışından oluşabilecek oturma, sıvılaşma ve taşıma gücü kaybı gibi hasarları en aza indirmek için zemin etüt çalışmalarının güvenilir şekilde yapılması gerekir.

Zeminin şişme özelliğe sahip olması, üzerinde bulunan yapıda zamana bağlı hasara neden olabilmektedir. Özellikle aktif kil mineralleri ihtiva eden zeminler, kapiler yoldan su alarak büyük hacim değişikliklere uğramaktadır, özellikle havaalanı, yol gibi hafif yapılarda büyük hasarlar meydana getirir.

Bu tür zeminlerin şişme davranışları ve bunlara etkiyen faktörlerin önceden belirlenmesi ile meydana gelecek zararlar azaltılabilmektedir veya tamamen önlenebilmektedir. Bu sebeple zemin etüt çalışmaları kapsamında şişme potansiyelinin belirlenerek ve varsa iyileştirme çalışmaları yaparak yapılar inşa edilmesi gerekir. Örneğin şişme sorunlarına sahip zemin üzerine inşa edilen bir yapının duvarlarında veya kolonlarında zamanla şişmeye bağlı olarak çatlaklar oluşabilir. Bu gibi nedenler zemin etüt çalışmalarının doğru şekilde yapılmasının önemini açıkça gösterir.

Zemin etüt çalışmaları sonucunda yapıların üzerine inşa edileceği zeminin türü, tane boyutları, doygunluğu, deprem sırasındaki sönümleme/büyütme, oturma, sıvılaşma gibi davranışları belirlenmektedir. Depreme dayanıklı yapı tasarımları için ilk önce zemin özellikleri ve zemin problemleri belirlenmesi, problemli zeminlerin olması durumunda yapı inşa edilmeden önce zemin iyileştirilmesi gerekir. Bu işlemler, zemin etüt çalışmaları sonucunda gerçekleşir. İklim koşulları ve içerdikleri mineral içeriğine bağlı olarak zeminler bazen şişerek büzülebilir. Bu özelliklerin binalarda kalıcı çatlaklara bazen yapının taşıma güçlerini zayıflatıp zaman içerisinde oturmasına neden olur, sonrasında binayı güçlendirebilmek için büyük miktarlarda harcamalar yapmak gerekir. Örneğin yeraltı seviyesinin yüksek olduğu sıvılaşma ve oturma sorunları olan zeminde iyileştirme yapılmadığından dolayı deprem sırasında üzerinde bulunan yapılarda hasar oluşabilir.

Zemin Etüdü Neden Yapılır?

• Yüzeysel veya derin temel tiplerine karar verebilmek için gerekli bilgilerin elde edilmesi,
• Yeraltı su seviyesi durumunu belirlenmesi,
• Zeminlerin mühendislik özellikleri belirlenmesi,
• Yapı temelinin taşıma gücünün belirlenmesi,
• Oluşabilecek zamana bağlı veya ani oturmalar, bu oturmaların etkileri ve çevrede oluşabilecek hasarlar gibi potansiyel problemleri tanımlama,
• Zeminin sıvılaşma potansiyelinin belirlenmesi,
• Desteksiz veya destekli kazı, drenaj, YASS indirimi, gibi inşaat problemlerini tanıma ve çözümü için ipuçları edinme,
• Çevre geotekniği problemlerine çare olabilecek yolları belirleme