Zemin Sıvılaşmasına Temel Yaklaşım

Sıvılaşma, deprem gibi dinamik yüklemeler altında, daneli zeminlerde (kumlu-siltli zeminler) görülen bir olaydır.Sıvılaşma, ani yükleme sonucunda suya doygun daneli zeminin yapısının bozulması ve ayrık daneler arasındaki temas kuvvetinin azalarak boşluk suyu basıncının yükselmesi ve zeminin direncini kaybetmesiyle oluşur.

Zemin sıvılaşması, genellikle ülkemizde yaşanılan son depremlere kadar akademisyenler dışında gündeme gelmemiştir. Bunun sebebini 1999-17 Ağustos depremine kadar zemin mekaniğinin ülkemizde yapı imalatında ciddiye alınmamış olması, buna bağlı olarak da zemine bağlı problemlerin gözardı edilmesi sonucunu doğurmuştur. Tabi ülkemizde zemin mekaniğine ve geoteknik meselesine ne kadar sığ bakıldığı başka bir makale konusu. Dünyada ise bu konuda bir çok çalışma yapılmasına rağmen net sonuçlara, doğruluğu kanıtlanmış formüllere veya kestirmelere ulaşılamamıştır. Ancak yapılan birçok çalışma bize gerçeğe ulaşma konusunda ışık tutmaktadır.

Bu makalede sizlere uzun uzadıya yapılan akademik çalışmaları anlatmayacağım. Ancak basitçe karşınıza çıkan bir zeminin sıvılaşabilmesi için temel hangi faktörlerin bizi beklediğini sıralayacağım ;

Zeminin sıvılaşabilmesi için ;

1. Muhakkak suretle yapımızın altında bulunan zeminde özellikle yüzeye yakın katmanlarda su (YASS) bulunması(yaptığınız zemin çalışmalarında suya rastlamadıysanız, bu bahis sizin için kapanmıştır, çünkü suyun olmadığı yerde sıvılaşma olmaz – ilk 3 mt çok önemli ve 15-20mt’ye kadar suyun varlığı değerlendirilmeli),
2. Deprem riski yüksek bir bölgede olmak (ülkemizde az da olsa 4 ve 5. derece deprem bölgeleri için böyle bir riski bahis konusu yapmak pek anlamlı olmayacaktır)
3. Zeminimizin kumlu bir birim olması (killi zeminler genellikle sıvılaşmaz)
4. Yukarıdaki 3 madde oluşmuş ve kum bir zeminde SPT deneyi yaptınız. Değerler ilk 4-5 mt’de N<10 civarında, ilk 20mt içinde <20 civarında ise sıvılaşma potansiyelimiz var demektir.

Yukarıdakilere ek olarak, zeminimizden numune alıp, laboratuvara yollayalım. Elek analizi, zemin tanımlama, atterberg limitleri gibi deneyleri yaptıralım ve sonuçları bir gözlemleyelim ;

1. Suya doygun gevşek kumlu zeminler, suya doygun gevşek NP siltler(yani no plastic – plastik olmayan / deney sonucunda direkt NP yazar) ve suya doygun Ip<12 düşük plastisiteli yumuşak killer sıvılaşma yönünden potansiyele sahiptir.
2. Su Muhtevasının >0,9*LL(likit limit) olması durumu risk ihtiva eder,
3. Deney sonuçlarında elek analizinde dane boyutları ; D₆₀-D₁₀<10  olan kum – silt türü özellikte ve D₁₀ değerinin 0.005 ile 0.15 mm arasında olduğu zeminler sıvılaşma riski ihtiva eder.

Peki bunlara da baktınız, bir de grafik üzerinden doğrulayalım(2 grafik üzerinde de bölgeler tariflenmiştir) ;

1. grafik resmi (orijinal boyutunda görmek için resim üstüne tıklayınız);

2. grafik resmi (Düzeltilmiş Çin Kriteri);

3. Kohezyonlu zeminler için çin kriteri ;

Bu grafiklere göre de sorun olmadığı kanaatinde iseniz, sıvılaşma riskiniz yok görünmektedir.

Eğer sıvılaşma riski var ise bunun irdelenmesi başka bir makale konusu.

Basit yapılarda sıvılaşma riskinin azaltılması ile ilgili ilave başka bir yazım daha bulunmaktadır. LİNK‘ten ulaşabilirsiniz. Ayrıca ;

Bu yazıya meslektaşlarımız ulaşabilsin ve üzerine tartışılıp daha derin bilgiler oluşabilsin diye FORUM.YAPISAL.NET forumunda bir sayfa açmıştım. Güzel ilave bilgilereLİNK‘ten ulaşabilirsiniz.

Başka bir makalede görüşmek üzere…

Yazar Gürkan İLGİN

Makalenin Yayınlandığı adres http://www.gurkanilgin.com/yazilar/1-geoteknik-tasarim/2-zemin-sivilasmasina-temel-yaklasim.html