BİNA TASARIMINDA ZEMİN
Temel şeklinin hesaplanıp uygulama çizimlerinin yapılabilmesi için, temel zeminin niteliklerinin bilinmesi ön koşuldur. Temelin sağlamlığı, güvenilirliği, temel zeminlerinin doğru tanımlanması, tehlike yaratmayacak şekilde zeminin yapısal sorunlarının çözümlenmiş olmasına dayanır. Temel hesaplarının yapılabilmesi için zemin dokusunun, cinsinin, oluşumunun doğru saptanması ve zeminin yükleme etkisiyle bilinmesi gerekir.
Zemin cinsi çok sert masif kayadan, bütünlükten yoksun çeşitli parçalardan oluşan zemin cinsine kadar değişkendir. Doğal olarak en büyük taşıma gücü kayalık zeminlerdedir. Böyle bir zemin, temel çukurlarının kazı güçlüğü dışında, her türlü temel yapımı için en uygun zemindir. Ancak, kayalık zeminden başka, çok değişik yapılarda, dokuda yığınlardan oluşan zemin cinsleri en çok karşılaşılanlardır. Bu tür zeminler boşlukludur. Bu boşluklar, hava ve su doludur. Zeminin yüklenmesi durumunda boşluklar sıkışarak deformasyona uğrar. Bu sıkışma basıncıyla zemin danecikleri arasında var olan boşluklardaki hava ve su dışlanır. Dışlama sonucu zemin değişikliğe uğrar. Çökme oluşur. Temel taban basıncının değişen zeminde homojen dağılımı için söz konusu zemin deformasyonları bilinmeli sayısal değerleri belirlenmelidir. Temel zeminleri proje çalışmaları başlamadan incelenmelidir. Zeminlerin saklı sürprizleri zemin deneyleriyle önceden saptanmalı, zemin katmanlarının cinsi, kalınlık ve derinliği, su ve havayı ne derece içerdiği konusunda açık bilgiler edinilmelidir.
ZEMİNİN STRÜKTÜRÜ
Zemin danecikleri, şekil ve büyüklüklerine göre çeşitli yapıda birbiri üzerine çökerler ki, buna zemin strüktürü denir. Doğada, inşa edilen binaların yüklerini taşıyan zeminlerde değişik türde zemin strüktürleri bulunur.
ZEMİN STRÜKTÜR TÜRLERİ
Kohesyonsuz : Kendi aralarında bağlantılı olmayan ayrık daneli.
Petek Strüktürü : Gevşek yerleşmiş şist ve çamurda bulunan
Toprak Strüktürü : Birikinti sonucu oluşan zeminlerde.
Süngersi Strüktür : Yağmurların, canlı hayvanların, erimiş tuzların etkisiyle oluşan üst tabaka zeminlerde.
Zeminde %2 den az kireç bulunursa az kireçli, %2-10 arası kireç bulunursa marnlı, %10-50 arası kireç bulunursa kireçli zemin olarak anılır. Zeminin ortalama ağırlığı 1700-2700 kg/m3’tür.
Zemin strüktürünü önceden belirlemek için zemin sondajları yapılmalıdır. Yapının yüklerini, esas taşıyıcı olan zemine aktaran eleman temellerdir. Bina temelleri taşıyıcı zeminle yapı arasında bir iletkendir. Bu görev iki türlü yerine getirilir.
Doğrudan doğruya zemine oturan temellerle,
Yükleri daha derinlerdeki sağlam zeminlere aktaran temellerle : Zemin temelden gelen yüklerin basıncı altındadır. Bu durumda zemini oluşturan doku, zemin strüktürü deformasyona uğrar. Zemindeki bu deformasyona zemin dokularının arasındaki sürtünme karşı koyar ki, buna zemin emniyet gerilmesi denir.
Temellerden gelen yük, zemin emniyet gerilmesi toleransının altında olmalıdır. Aksi durumda zemin strüktürünü oluşturan daneciklerin boşluklarını sıkıştırmasından, elastik deformasyondan, şekilde değiştirmeden temellerde oturmalar olur. Sınır yükün aşılması durumunda farklı zemin cinslerinde ani oturmalardan sürekli oturmalara kadar değişiklikler görülür.
Örneğin ince daneli, daneleri arasında yapışma direnci olan zeminlerde boşluk suyunun basınç altında çıkması, dışlanması çok uzun sürede gerçekleştiğinden oturma süreci uzundur. Temellerden gelen basınç sonucunda bazı zeminler hareket eder. Bu hareket, zemini oluşturan dokunun danelerinin homojen olup olmamasına, danelerin iç bağlantısının bulunup bulunmamasına bağlıdır.
Basit olarak temellerde taban basıncının homojen olarak dağıldığı, basınç yayılışının 45 derecelik bir gelişme gösterdiği kabul edilebilir. Ancak bu basit anlatım yanıltıcıdır. Örneğin : kumlu zeminlerde yük alanının yakınında gerilmeye uğramayan bir diğer alan vardır. Yük alanının altında ve gerilmeye uğramış zeminde, zeminin yapısının daha büyük olan gerilme dolasıyla değiştiği bir bölge ile zemin daneciklerinin plastik deformasyona uğradığı bir bölge de bulunur.
Zemin daneciklerinin elastik deformasyonundan veya yapısı bozulan bölgedeki danelerin hareketinden dolayı ortaya çıkan boşluktan, hacim azalmasından ve diğer bölgelere yayılan elastik deformasyondan çökme meydana gelir. Yüklemenin altında strüktürü bozulan bölgenin sınırı soğanımsı bir daireye benzer.
Görüldüğü gibi temeller aracılığıyla zeminin yüklenmesi durumunda ortaya çıkan bünye değişiklikleri en önemli sorundur. Yapıda oturmaların ne düzeyde kalacağı, zeminin çöküp çökmeyeceği, kayma-devrilme olup olmayacağı konusu önemlidir. Kuşkusuz her yapı yüklendiğinde zeminde oturma olacaktır. Bu oturmanın bütün yapı alanında düzenlik içinde, belirlenmiş sınırı aşmaması durumunda sakıncası yoktur. Aşıp aşmama tehlikesinin olup olmadığının önceden anlaşılması için, ya yapının yapıldığı yerin yakın çevresiyle ilgili güvenilir zemin bilgileri olmalı ya da yükleme deneyleri ile zemin bilgileri edinilmelidir. Yükleme eğrileri çizilerek bulunan değerlere göre temel kesitleri hesaplanmalıdır. Yükleme deneyleri, büyük boyutta ve ağır yapıların direnci zayıf eminlerde inşa edilmeleri durumunda özellikle yapılmalıdır.
Etiketler : bina zemini