Zemin deneyleri; sondaj kuyusunda yapılan arazi deneyleri (SPT, presiyometre, koni penetrasyon, kanatlı kesici), jeofizik ölçümler ve alınan örnekler üzerindeki laboratuvar deneylerinden oluşur. Sonuçlar zemin ve temel etüt raporunda sunulur; yerel zemin sınıfı, taşıma gücü, oturma ve sıvılaşma değerlendirmesi bu verilere dayanır.
Zemin araştırması nasıl planlanır?
Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği'nin Ek 16A bölümü, bina temelleri için zemin araştırmasında asgari kuralları verir. Başlıcaları:
| Konu | Yönetmelikteki asgari kural (özet) |
|---|---|
| Sondaj sayısı | Her 300 m² taban alanı için en az bir sondaj; bina yükseklik sınıfı BYS ≤ 3 olan binalarda en az üç; taban alanı 1.000 m²'yi aşan binalarda köşelerde ve ortada olmak üzere en az beş |
| Sondaj yerleri | En az yapı planının köşeleri ve ortası; eğimli arazide şev analizine veri sağlayacak hatlar boyunca |
| Sondaj derinliği | Temel tabanından itibaren yapı genişliğinin en az 1,5 katı ya da temel basıncından doğan gerilme artışının zeminin kendi ağırlığından doğan efektif gerilmenin %10'una düştüğü derinlik (hangisi daha elverişsizse); sağlam tabakaya rastlanırsa bu tabakaya en az 3 m girilerek bitirilebilir |
| Arazi deneyi aralığı | Zemine ve projeye uygun aralıklarla, örneğin her 1,5 m'de bir |
| Laboratuvar deneyleri | Zemin özelliklerini en çok 2 m aralıkla tanımlayacak sayı ve derinlikte |
Deprem tasarım sınıfı yüksek bölgelerde yeraltı suyu temel tabanından itibaren 10 m'den daha yukarıdaysa ve gevşek iri daneli zemin bulunuyorsa, sondaj derinliği yüzeyden en az 20 m olmalıdır. Kazıklı temel, derin kazı ve şev çalışmalarında derinlik ayrıca bu ihtiyaçlara göre seçilir. Kesin hükümler için yönetmeliğin güncel metnine bakın.
Arazi deneyleri
| Deney | Ne ölçer? | Standart | Ne için kullanılır? |
|---|---|---|---|
| SPT (standart penetrasyon) | 63,5 kg'lık tokmak 76 cm'den düşürülerek numune alıcı üç kez 15 cm çakılır; son 30 cm için gereken darbe sayısı N değeridir | TS EN ISO 22476-3 | Kumların sıkılığı, sıvılaşma analizi, zemin sınıfı; örselenmiş örnek alma |
| Presiyometre (Ménard) | Kuyu cidarına uygulanan basınca karşı genişleme; presiyometre modülü ve limit basınç | TS EN ISO 22476-4 | Taşıma gücü ve oturma hesabı; çakıllı zeminler ve ayrışmış kayalar |
| CPT / CPTu (koni penetrasyon) | Koni uç direnci, çevre sürtünmesi ve CPTu'da boşluk suyu basıncı; kesintisiz profil | TS EN ISO 22476-1 | İnce tabakaların ayrımı, sıvılaşma, kazık tasarımı |
| Kanatlı kesici (veyn) | Yumuşak killerde drenajsız kayma dayanımı | TS EN ISO 22476-9 | Yumuşak kil, dolgu ve şev stabilitesi |
| Jeofizik ölçümler (MASW, sismik kırılma vb.) | Kayma dalgası hızı (Vs) | – | Yerel zemin sınıfı, dinamik zemin parametreleri |
Ham SPT darbe sayısı; derinlik, tij boyu, numune alıcı tipi, kuyu çapı ve enerji oranı için düzeltilir. Yönetmelik, sıvılaşma değerlendirmesinde düzeltilmiş (N1)60 değerinin kullanılmasını ister. Kayma dalgası hızının jeofizik yöntemlerle ölçülmesi esastır; SPT ve CPT sonuçlarından bağıntılarla dolaylı tahmin de yapılabilir.
Laboratuvar deneyleri
| Deney grubu | Örnekler | Ne işe yarar? |
|---|---|---|
| Sınıflandırma | Su içeriği, elek ve hidrometre analizi, kıvam (Atterberg) limitleri, özgül ağırlık, birim hacim ağırlık | Zemini tanımlamak; şişen, sıvılaşabilen, göçebilen zeminleri ayırt etmek |
| Dayanım | Serbest basınç, kesme kutusu, üç eksenli basınç (UU, CU) | Taşıma gücü, şev ve iksa hesabı için kayma dayanımı parametreleri |
| Sıkışabilirlik | Ödometre (konsolidasyon) | Killi zeminlerde oturma miktarı ve hızı |
| Kimyasal analiz | Sülfat, klorür, pH | Betonun çevresel etki sınıfı ve çimento seçimi |
| Kaya deneyleri | Tek eksenli basınç, nokta yükleme | Kaya kütlesi parametreleri |
Türkiye'de laboratuvar deneyleri için TS 1900 serisi ile TS EN ISO 17892 serisi kullanılır; örnek alma TS EN ISO 22475-1, zemin tanımlama ve sınıflandırma TS EN ISO 14688 kapsamındadır. Kohezyonlu zeminlerden örselenmemiş örnek ince cidarlı ve iç çapı en az 76 mm olan tüplerle alınır; örnek kalitesi, deney sonucunun güvenilirliğini doğrudan belirler.
Etüt raporunda nelere bakmalısınız?
- Sondaj logları: tabaka sınırları, yeraltı su seviyesi ve ölçüm tarihi.
- Her tabaka için tasarım parametreleri ve bunların hangi deneylerden nasıl seçildiği.
- Yerel zemin sınıfı (ZA–ZF) ve dayandığı veri: kayma dalgası hızı, SPT darbe sayısı ya da drenajsız kayma dayanımı.
- Sıvılaşma, şişme, oturma ve şev stabilitesi değerlendirmeleri.
- Temel tipi önerisi, kazı ve iksa için parametreler, gerekiyorsa zemin iyileştirme önerisi.
Yönetmelik bu bilgilerin iki raporda sunulmasını ister: arazi ve laboratuvar verilerini içeren veri raporu ve bunları yorumlayıp tasarım önerisi getiren geoteknik rapor. Etüdün nasıl yaptırılacağı için zemin etüdü nasıl yaptırılır, tasarım ilkeleri için TS EN 1997, temel seçimi için temel türleri sayfalarına bakın.
Kaynaklar
- Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) 16.2 zemin araştırmaları ve etüt raporları, 16.4 yerel zemin sınıfları, Ek 16A sondaj ve deney kuralları
- TSE — TS EN ISO 22476 Geoteknik araştırma ve deneyler: Arazi deneyleri (seri) Bölüm 1 CPT/CPTu, Bölüm 3 SPT, Bölüm 4 presiyometre
- TSE — TS 1900 ve TS EN ISO 17892 zemin laboratuvar deneyleri fiziksel ve mekanik özelliklerin tayini
Sık sorulan sorular
Standart numune alıcıyı, 63,5 kg'lık tokmak 76 cm'den düşürülerek zemine çakarken son 30 cm için gereken darbe sayısıdır. Değer büyüdükçe zemin daha sıkı ya da sert demektir; kullanılmadan önce düzeltmeler uygulanır.
Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği her 300 m² taban alanı için en az bir sondaj ister; alçak binalarda en az üç, taban alanı 1.000 m²'yi aşan binalarda en az beş sondaj yapılır. Zemin değişkenliği fazlaysa sayı artırılır.
Taşıma gücü ve oturma hesabı için zeminin şekil değiştirme özelliklerini yerinde ölçmek gerektiğinde, özellikle örselenmemiş örnek almanın zor olduğu çakıllı zeminlerde ve ayrışmış kayalarda tercih edilir.
Üst 30 metredeki ortalama kayma dalgası hızına, SPT darbe sayısına ya da killerde drenajsız kayma dayanımına göre belirlenir. Sıvılaşma riski gibi özel durumlar, sahaya özel değerlendirme gerektiren ZF sınıfına girer.
Bu sayfa standardın bilgilendirme amaçlı özetidir; standardın tam ve güncel metni Türk Standardları Enstitüsü'nden temin edilir.