Derin karıştırma yöntemi ile zemin iyileştirilmesi üzerine bir vaka analizi
A case study on soil improvement with deep mixing method
Yazar: MUHAMMED AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. ZEKAİ ANGIN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Sonlu elemanlar = Finite elements ; Sıvılaşma = Liquefaction ; Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Bu tez kapsamında zemin iyileştirme yöntemlerinin seçimi ve son yıllarda zemin stabilizasyonunda kullanımı artan ve alternatif zemin iyileştirme yöntemi olarak kullanılan derin karıştırma yöntemi üzerine bir vaka analizinde çalışılmıştır.
Çalışma kapsamında zemin etüt raporundan alınan veriler doğrultusunda idealize zemin profili oluşturulup, yapılan sayısal analizler bu oluşturulan profil üzerinden gerçekleştirilmiştir. Standart penetrasyon deney sonuçları yardımıyla zeminde taşıma, oturma ve sıvılaşma analizleri yapılmıştır. Taşıma gücü analizinde zeminin emniyetle taşıyabileceği yük 20,12 t/m2 bulunmuştur. Radye temel altında gerilmeler 34,60 t/m2 mertebesinde olduğundan dolayı zeminde taşıma gücü problemi tespit edilmiştir. Oturma analizinde zeminde meydana gelecek olan konsolidasyon ve elastik oturma değeri 12,70 cm bulunmuştur. Sıvılaşma analizi ise Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği'ne göre yapılmış ve zeminde sıvılaşma probleminin olmadığı tespit edilmiştir. Taşıma gücü ve oturma problemleri için 0,80 m çapında, 8,00 m derinliğinde derin karıştırma kolonu ile iyileştirme hesapları yapılmıştır. Derin karıştırma kolonu geleneksel yönteme göre nihai taşıma gücü 287,00 ton emniyetli taşıma gücü ise 143,50 ton olarak bulunmuştur. Derin karıştırma kolonu ile iyileştirilmiş zeminin geleneksel yönteme göre taşıma gücü 2,25x2,25 m karelaj için 46,46 t/m2, oturma miktarı ise 3,05 cm olarak bulunmuştur. Sonlu elemanlar yöntemine göre iyileştirme öncesi ve sonrası için yapılan deformasyon analizi değerleri sırasıyla 14,20 cm ve 4,75 cm olarak bulunmuştur. İyileştirme öncesi ve sonrası geleneksel yönteme göre hesaplanan oturma değerleri ile sonlu elemanlar yöntemine göre hesaplanan değerler birbirine yakın çıkmıştır. Derin karışma kolonu göçme yükü tayini için sahada 16 farklı kolonda statik eksenel basınç testi yapılmıştır. Mazurkiewicz yöntemine göre göçme yükü ortalama 303,00 ton bulunmuştur. Geleneksel yönteme göre hesaplanan nihai taşıma gücünün, test sonucuna göre hesaplanan göçme yüküne göre %6 daha güvenli tarafta olduğu görülmektedir.

Abstract:
In this thesis, selection of soil improvement methods and a case on soil improvement with deep soil mixing method, which its use have been increasing recently in soil stabilization and an alternative method in soil improvement, had been studied. 
Within the scope of the study, according to the data obtained from the soil investigation report, an ideal soil profile had been generated and used as a base for the numerical analysis. Bearing capacity of soil, settlement and liquefaction analyses performed via results obtained from standard penetration test. According to bearing capacity analysis, the allowable stress of soil is 20,12 t/m2 . Allowable bearing stress failure had been determined due to the stress value of 34,60 t/m2 under spread footing. Consolidation and elastic settlement in soil had been observed as 12,70 cm, determined by the settlement analysis. On the contrary, the liquefaction analysis had been performed in accordance with Turkey Regulations for Seismic Design and no liquefaction problem was detected in the soil. A deep mixing column with 0,80m diameter and 8,00 m depth is calculated for improvement in bearing stress and settlement problems. In compliance with conventional method, ultimate bearing capacity and allowable bearing capacity is determined to be 287,00 ton and 143,50 ton, respectively. The soil improved by deep mixing column, has a bearing capacity of 46,46 t/m2 for 2,25x2,25 m grid and a settlement calculation of 3,05 cm. According to finite elements method, the values of pre-enhancement and post-enhancement deformation analysis results had been found as 14,20 cm and 4,75 cm, respestively. The values obtained for settlement of pre-enhancement and post-enhancement from conventional method and finite elements method are close to each other. Static axial pressure test was performed on 16 different columns in the field for the determination of the deep crest column crush load. According to the Mazurkiewicz method, the average crush load was 303,00 tons. It is seen that the ultimate bearing capacity calculated according to the traditional method is 6% safer than the crush load calculated according to the test result.