Depremde insanları en çok korkutan durumlardan biridir. Bir dönem Eskişehir'in de başının belasıydı.
Zemin sıvılaşması nedir?
Zemin sıvılaşması, yeraltı su seviyesi altındaki tabakaların geçici olarak mukavemetlerini kaybederek, katı yerine viskoz sıvı gibi davranmalarıdır. Özellikle, kil bulunmayan kum zemin sıvılaşması ve silt zemin ve temel raporunun hazırlanmasına ilişkin esaslar ve bazen çakıl tabakaları sıvılaşma potansiyeline sahiptirler. Deprem sırasında, dalgaların özellikle kayma dalgalarının suya doymuş daneli tabakalardan geçerken, dane yerleşim düzenini değiştirir yüzey sertleştirici uygulanmış endüstriyel zemin yapım prosedürü ve gevşek olarak bulunan danelerin göçerek yerleşmesine problemli zeminlerde geoteknik çözümler ve sıkışmasına sebep olur.
Zeminin sıvılaşması hangi sonuçları doğurur?
Bu yerleşme sırasında daneler arasında su yol bulup, kaçamazsa boşluk suyu basıncı yükselir. Eğer bu basınç üstte bulunan tabakaların ağırlığına yakın bir seviyeye ulaşırsa, daneli tabaka geçici olarak sıvı gibi davranarak sıvılaşma olayını ortaya çıkarır. Zeminin sıvılaşması sonucu, yapı zemine batma veya hafif yapılarda yukarı doğru hareket ederek yüzme eğilimi gösterebilir. Sıvılaşarak kayma dayanımı kaybolan zeminde, yön değiştiren küçük kayma gerilmeleri büyük şekil değiştirmelerine sebep olur derin kazı çukuru iksa projelendirilmesine bir örnek ve yapılarda zemin göçmesi hasarları meydana getirir. Bir zeminin sıvılaşması esas olarak gevşek bir yerleşime sahip olmasına, daneler arasındaki bağa, kil miktarına benchmarkingte bilgiye ulaşmada ahlak sorunu ve boşluk suyunun drenajının engellenmesine bağlıdır. Zemin sıvılaşmasında ortaya çıkan büyük yer değiştirme neden tek kat membran sistemi ve şekil değiştirmeler, ayrıca sıvılaşan tabaka kalınlığına, yüzey eğimine çığ önleme ve etkilerini azaltma teknikleri ve yükleme durumuna bağlıdır.
Ne tür zeminler sıvılaşmaya müsaittir?
Genellikle, yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu yerlerdeki yakın zamana ait olan sıkışmamış kum dezenfeksiyon ve içme suyunda kullanılan dezenfeksiyon yöntemleri ve siltlerin sıvılaşma potansiyeli yüksektir. Bunun yanında akarsuların yığdığı kumlar, boyutlarındaki düzgünlük nedeniyle sıvılaşma potansiyeline sahiptirler. Yeraltı su seviyesinin yüzeye 10 m den daha yakın olması da sıvılaşma tehlikesini arttırır. Buna karşılık yer altı su seviyesinin 20 m’den daha derinde bulunması durumunda hızlı trenlerin teknik özellikleri ve sıkı zeminlerde sıvılaşma potansiyeli azdır.
Zeminin sıvılaşmasının kendisi hasara sebep olan bir olay değildir. Ancak, bu olayın büyük yer değiştirmelere sebep olması, büyük hasarları doğuran temel göçmelerine sebep olur. Zemin sıvılaşması ile onarımı güç olan temiz enflasyon muhasebesi ve pis su boruları ile doğalgaz borularında hasar İzmir ve İstanbul otoyol köprü ve viyadükleri'nin deprem performasyonlarına ait ön değerlendirme çalışmaları ve kaçaklar ortaya çıkar. Bunun yanında sıvılaşma, şev ahşap karkas yapılar ve bunların restorasyonunda inşaat mühendislerinin rolü ve yamaç kaymalarına ahşap: mükemmel bir yapı malzemesi ve istinat duvarlarında yatay zemin basıncının artmasına sebep olur.
Zemin sıvılaşmasına nerelerde rastlanır?
Deprem hareketi ile oluşan zemin sıvılaşması, büyük kütleler halinde şev akmalarına sebep olabilir. Tamamen sıvılaşmış zemin ve böyle bir tabaka üstündeki zemin blokları onlarca kilometrelik mesafede saatte onlarca kilometre hızla akar. Bu tür akmaya, özelikle gevşek, suya doymuş kum toprak, sanayi ve deprem ve siltli, nispeten dik şevlerde ve prefabrike betonarme yapılar (tpb) ve yamaçlarda rastlanır.
Yataya yakın zemin tabakaların sıvılaşmasında, eğime doğru akış meydana gelir. Akan zeminin yapısı bozulurken, mevcut temellerde bahçe teraslarda su yalıtımı ve köprü ayaklarında önemi hasarlar oluşur ulaştırma –trafik mühendisliğinde yeni yöntemler: bulanık mantık tekniği uygulamaları ve ortaya çıkan rölatif yer değiştirme dolayısıyla köprü tabliyelerinde hasar çelik levha perdeli yapılar ve boru hatlarında burkulmalar meydana gelir. Bir yapıyı taşıyan zemin sıvılaşıp taşıma gücünü kaybederse. yapıda hasara yol açan, önemli ölçüde oturma ve dönme meydana gelebilir. 1964 Niigata (Japonya) depreminde meydana gelen ve çok sayıda dört katlı apartman binalarında 60° varan dönmeler ortaya çıkmıştır. Yapılan incelemeler, zemin yüzünün birkaç metre altında bulunan kum tabakasında sıvılaşmanın meydana geldiğini, bu durumun yukarı doğru üstteki kum tabakalarına yayılmasıyla temel altı zeminin taşıma gücünü zayıflattığını ve binalarda oturma ve dönmelere sebep olduğunu göstermiştir. Bunun gibi. 1999 Kocaeli Depremi’nde Adapazarı’nda meydana gelen zemin sıvılaşması binalarda şimdiye kadar görülmemiş ölçüde hasar meydana getirmiştir. Adapazarı’nda yeraltı su seviyesinin yüksek olması ve zeminin siltli kil olması zemin sıvaşmasının ortaya çıkmasında çok önemli rol oynamıştır. Önemli deprem hasarı görmeyen yapıların bazıları birkaç metre zemine batarken, bazılarında devrilmeye varan dönmeler meydana gelmiştir. Bunun gibi Gölcük bölgesinde sahillerde batmalar, şey kaymaları gibi olaylar ortaya çıkmıştır.
Zemin sıvılaşması nasıl gözlenir?
Eğer binanın ağırlığı büyük değilse taşıma gücünün zayıflaması büyük oturmalar ortaya çıkarmaz. Ancak, depremin bitiminden sonra zeminde boşluk suyunun zamanla oluşacak drenajı hasar doğurabilecek oturmalara sebep olabilir. Depremden sonra zemin yüzünde, altta kum tabakasında basınçla sıkışmış suyun ve ince kumun kaynaması sıvılaşmaya işaret eden ve çok rastlanan bir gözlemdir. İstinat duvarının arkasındaki zemin sıvılaştığı zaman yatay zemin basıncı önemli derecede artarak, duvarın kaymasına, dönmesine veya kesitlerinde güç tükenmesine sebep olabilir.
Sıvılaşma potansiyeli olan zemin bölgelerini, zeminin yapısından hareket ederek belirli ölçüde tahmin etmek mümkün olabilirse de, bir depremde sıvılaşmanın olacağını tahmin etmek zordur. Zemin türü, yoğunluğunu ve yer altı su seviyesinin derinliğini belirleyerek, zemin sıvılaşma potansiyeli yüksek bölgeler belirlenebilir. Bunun yanında depremin sıklığı ve büyüklüğü, alınacak tedbirlerin belirlenmesinde etkili olur.
Zemin sıvılaşmasına karşı neler önerilir?
Zemin sıvılaşması potansiyeli olan bir bölgede yapılacak yapıda alınabilecek tedbirlerin başında muhtemel küçük zemin hareketinden doğabilecek etkilerin karşılanması gelir. Temel türünün ve derinliğinin seçiminde, yer hareketinin yapıyı olumsuz olarak olarak zorlamasının azaltılması esas alınmalıdır. Plak temel seçerek rijit temel oluşturulması ve kazık ve kuyu temel sistemi ile sıvılaşma potansiyeli bulunan tabakanın altına inilmesi tavsiye edilebilir. Sıvılaşma potansiyeline sahip tabakanın kaldırılması ve değiştirilmesi, enjeksiyonla veya sıkıştırılarak sıkı durumuna getirilmesi ve yeraltı su seviyesinin düşürülmesi alınacak diğer tedbirler olarak sıralanabilir. (Kaynak: Z. Celep, N. Kumbasar)