Taban zemini taşıma gücü sorunlu yol kesimlerinde zemin iyileştirme yöntemleri ve derin karıştırma yöntemi için Sinanoğlu-Limandere şehir geçişi örneği
Soil improvement techniques for poor bearing capacity road sections and deep mixing technique for Sinanoglu-Limandere city pass example
Yazar: BARIŞ ÖNEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞÜKRÜYE İYİNAM
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Derin karıştırma = Deep mixing ; Taşıma gücü = Bearing capacity ; Ulaştırma mühendisliği = Transportation engineering ; Zemin = Soil ; Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Zemin iyileştirme yöntemleri, ulaştırma mühendisliğinin hem yeni yapım işleri hem de servis ömrünü tamamlayamadan meydana gelen performans kayıplarının önüne geçmek için mutlak ihtiyaçları haline gelmiştir. Nüfus artışı, şehirleşmenin ve endüstrinin kısıtlı alanlarda toplanması nedenleriyle marjinal alanlarının kullanıma açılması zorunluluğu, projelerin zayıf zemin koşullarının değiştirilmesini mecbur kılmaktadır. Arazi koşullarının iyileştirmesi sürecinde, çevresel ve ekonomik kısıtlamalar, geleneksel yer değiştirme yöntemlerine (kazı ve taşınma) alternatif olarak yeni teknolojilerin geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Zeminin geçirgenliği, sıkıştırabilirliği ve taşıyıcılığı gibi tasarım özellikleri değişkenlik gösterebilmektedir. Ayrıca, katkı ile kimyasal özelliklerini geliştirmekten farklı yapı elemanları ile desteklenmesine varıncaya kadar pek çok metot, ülkemiz de dahil olmak üzere tüm dünyada artık rutin olarak kullanılmaktadır. Saha tecrübeleriyle, bilimsel çalışmalarla desteklenerek sürekli gelişmekte olan zemin iyileştirme yöntemleri, yapım süresini kısaltmasının yanında ekonomik çözümler de sunarak fayda maliyet oranını yükseltmektedir.
Yol güzergâhındaki arazinin zemin emniyet gerilmesinin yol üstyapısı ile trafik yükünün oluşturduğu gerilmeden düşük olması ve oturmaların meydana gelmesi halinde zeminin modifikasyonu sorunsalını ortaya çıkarmaktadır. Zemin iyileştirme metotları uygulanacak bölgenin kalınlığına ve üstyapı taban yüzeyine olan mesafesine göre genel olarak iki başlık altında toplanmaktadır. Bunlardan biri sığ zeminlerde tatbik edilen yüzeysel iyileştirme yöntemidir. Diğeri ise, zayıf zemin kalınlığının fazla olduğu, sığ kazı, iyileştirme tabakası ile çözülemeyen problemlerin yol açtığı derin zemin iyileştirme yöntemidir.
Pratikte çalışan ulaştırma mühendislerinin en çok karşılaştıkları sorun taşıma gücü zayıf zeminlerinin oluşturacağı oturmalardır. Küçük çaplı ondülasyonların ötesinde gerçekleşen bu oturmalar yolun fiziki standartlarını düşürmekte, servis kabiliyetini kaybederek trafik kazası kaynaklı can ve mal kaybını beraberinde getirmektedir. Bu çalışmada yetersiz zemin koşullarına alternatif çözümler olarak kullanılan yüzeysel ve derin zemin iyileştirme yöntemleri incelenmiştir. Derin zemin iyileştirme yöntemlerinden biri olan ve son yıllarda ülkemizde birçok ulaştırma projesinde tercih edilen derin zemin karıştırma metodu hakkında detaylı araştırmaya yer verilmiştir. 
Örnek çalışma olarak güzergâh seçimi önceden tamamlanmış Sakarya ili, Adapazarı – Karasu Devlet Yolu'nda meydana gelen oturmaların çözümü için tercih edilen derin karıştırma metodunun parametreleri irdelenmiştir. Seçilen yöntemle alakalı tasarım ve dayanım hesapları yapılarak kalite kontrol deneyleri ile kısa/uzun dönemde malzeme davranışı yorumlanmıştır.

Abstract:
Soil improvement methods have become an essential requirement in transportation engineering, both for new construction works and to prevent performance losses before the completion of the service life. As a result of population growth, urbanization and concentration of industry in limited areas, the necessity of opening marginal areas for use makes it mandatory to change the weak soil conditions of the projects. In the process of improving land conditions, environmental and economic constraints have enabled the development of new technologies as an alternative to existing traditional displacement methods (excavation and relocation). Design features such as permeability, compressibility and bearing capacity of the soil may vary. Additionally, variety of methods from improving chemical properties with additives to supplementing with different structural elements, are now routinely used all over the world, as in our country. Continuously developing soil improvement methods, supported by field experiences and scientific studies, not only shorten the construction duration, and also increase the cost-benefit ratio by offering economical solutions.
In case the soil safety stress of the land on the road route is lower than the stress created by the road pavement&the traffic load and occurrence of settlement, the problematic of modification of the ground arises. Soil improvement methods are generally grouped under two headings according to the thickness of the area to be applied and the distance to the pavement base surface. One of them is the surface improvement method applied on shallow soils. And the other one is, the deep soil improvement method, in which the weak soil thickness is high, shallow excavation, problems are not able to be solved with the improvement layer.
The most common problem faced by the transportation engineers working in practice is the settlements caused by the weak bearing capacity grounds. These settlements, which occur beyond small-scale corrugations, lowers the physical standards of the road, incapacitate the serviceability and cause loss of life and property due to traffic accidents. In this study, shallow and deep soil improvement methods are examined as alternative solutions to inadequate ground conditions. Detailed research on the deep soil mixing method has been included as a deep soil improvement method preferred for many transportation projects in our country recently.
As a case study, the parameters of the deep mixing method preferred for the solution of settlements on the priorly routed Adapazarı - Karasu State Road in Sakarya province were examined. Design and strength calculations related to the selected method were made and the material behavior was interpreted in the short/long term with quality control experiments.