Yumuşak kili zeminlerde taş kolonlarla zemin iyileştirilmesinin laboratuar model deneyleriyle araştırılması
Investigating behavior of soft soil improved by constructing stone columns with model experiments
Yazar: HÜSEYİN EMRAH NAMAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SAADET ARZU BERİLGEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Taş kolonlar = Stone columns ; Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Yumuşak zeminler üzerinde inşa edilecek yapılarda taşıma gücü ve aşırı deformasyon ile diğer duraylılık problemlerini (yanal yayılma, yerel göçme vs.) çözmek için çeşitli iyileştirme yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemler arasında zemine yerleştirilen taş kazık/kolon temel uygulaması, özellikle inşaat süresini kısaltması, yüksek güvenilirlik, mevcut makine ve ekipmanlarla inşa edilebilme avantajlarından dolayı yumuşak zeminlerin iyileştirilmesinde kullanımını cazip hale getirmektedir. Bununla beraber taş kolonların etrafına geotekstil sarılmasıyla elde edilen Geotekstil Kaplı Taş Kolonlar da taşıma gücünü arttırmada önemli bir etkiye sahiptir.Son yıllarda kullanımı hızla artan bu kolonlar örgülü yada örgüsüz olarak belirli çekme dayanımlarına sahip geotekstillerin taş kolon etrafına sarılmasıyla oluşturulmaktadır. Kazıkların imalatı sırasında kazı çukurunda yeterli duraylılık sağlanamadığı durumlarda Geotekstil Kaplı Taş Kolonlar (GEC) imal edilmektedir. GEC olarak adlandırılan bu uygulamada bir geotekstil kılıfı, ucuna yerleştirilmiş bir plaka ile istenilen kolon derinliğine kadar zemine sürüldükten yukarı çekilerek kolon imalatı gerçekleştirilmektedir.Bu tez çalışmasında yumuşak bir zeminde imal edilmiş taş kolon ve geotekstil kaplı taş kolonların imalatı sırasında zeminde gerçekleştirebileceği iyileştirme oranı ve yük altında çalışma mekanizmasının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için YTÜ olanakları ile geliştirilen bir taş kolon makinesi kullanılarak iki aşamalı model deneyler gerçekleştirilmiştir.Deneylerin ilk aşamasında yumuşak killi malzeme yerleştirilmiş bir model deney tankında taş kolon imal edilmiş ve daha sonra eksenel olarak yüklenerek göçmeye zorlanmıştır. İkinci aşamada ise geotekstil kılıf oluşturularak geotekstil kaplı taş kolon (GEC) imal edilmiştir ve eksenel olarak göçmeye zorlanmıştır. Yapılan iki adet model deneyde taş kolon imalatı sırasında gerçekleşen iyileşme oranını belirlemek için kolon imalatı öncesi ve kolon imalatı sonrası örselenmemiş örnekler alınarak üzerinde üç eksenli ve basit kesme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler sırasında zemine oturma plakaları ve gerilme hücreleri yerleştirilerek her iki deney aşamasında yükleme-yer değiştirme, boşluk suyu basıncı ve gerilmeler ölçülmüştür.Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen model deneyler ile taş kolonların çevre zeminde gerçekleştirdiği iyileştirme oranı ve eksenel yüklenmesi durumunda çalışma mekanizması hakkında önemli ipuçları elde edilmiştir.

Abstract:
Some soil improvement methods are developed for solving the problems associated with bearing capacity and large deformation of the structure that will be built on soft grounds and the stability problems (lateral spread, local failure etc.). One of these methods is the application of placing stone columns under the foundation of the structure. This method is usually preferred improvement soft soil because it shortens the construction time, has high reliability and is easily applicable with current machines and equipments. Moreover Geotextile Encased Columns (GEC), produced by encasing a geotextile fabric around the stone column are effective on enhancing the bearing capacity.This application is performed by encasing a geotextile fabric around the column. If drill stability failure occures during the production of piles, GEC columns are produced by using a cover. In this application which is called GEC, a geotextile cover is placed on the ground in desired column depth with a plate placed on its edge and then an impact is applied with a cover that has a special cap. This process continues until the desired density is achieved.This thesis improvement ratio and working mechanism of aggregate piles and Geotextile Encased Columns (GEC) that are produced in a soft ground is aimed. For this purpose, model experiments ara conducted by in two steps an rammed aggregate pile machine which is developed by utilizing Yıldız Technical University facilities is used.In the first step of the experiments, aggregate pile columns are constructed in a tank which contains soft clay. Then, it is applied an axial load until the failure of the column. As the second step of the experiments, using a geotextile cover, ?GEC? is produced and forced to failure under controlled environment. In both experiments, in order to determine the improvement ratio during the construction of the aggregate pile, undisturbed samples are investigated by applying triaxial both before and after the column production. During the experiments, load-displacements, porewater pressures and stresses values are measured by displacements transducer, porewater transducer and load cells.In concIusion important result about the improvement ratio of stone columns and working mechanism of Geotextile Encased Columns under axial load are obtained by conducting model experiments.