Zonguldak ili Alaplı ilçesi Alaplı belediyesi imar planına esasjeolojik ve jeoteknik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of geological and geotechnical features based on Zonguldak province Alaplı district Alaplı municipality zoning plan
Yazar: AYSUN İLİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM BUZKAN
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Taşıma gücü = Bearing capacity ; Yerleşim = Settlement ; Zonguldak-Alaplı = Zonguldak-Alaplı

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Zonguldak ili, Alaplı ilçesi merkezini kapsayan toplam 410 hektarlık alanın jeolojik ve jeoteknik etüdünün yapılarak yerleşime uygunluk durumunun araştırılmasıdır.  
İnceleme alanında en düşük kot 2m iken, en yüksek kot 140m'dir. Çalışma alanı 4 farklı % eğim sınıfına ayrılmıştır. En fazla eğime sahip kesimler (>%40) vadi kenarlarına ait yamaçlarda bulunur. Alaplı Çayı ve kenarları % 0-10, vadi üstü alanlar ise % 10-20 ve % 20-30 arasında eğime sahip düzlük-dalgalı düzlük şeklindedir. İnceleme alanı bölgesel olarak Akveren Formasyonu (KTa) ve Alüvyon (Qal)  içerisinde kalmaktadır. Akveren Formasyonu (KTa); hâkim renkleri sarı, beyaz, grimsi yeşil, yer yer kırmızıdır. İnce-orta-kalın katmanlıdır. Seyrek olarak masif görünümlüdür. Kumtaşı, kırıntılı kireçtaşı ile başlayan birim, üste doğru killi kireçtaşı-marn çoğunlukla olmak üzere kiltaşı-silttaşı ardalanmalı olarak devam eder. Birimin yaşı Üst Kampaniyen - Alt Eosen'dir. İnceleme alanında Akveren Formasyonunda yapılan arazi ve sondaj çalışmaları sonucunda kalınlığı 1,00 – 3,00 m. arasında değişen kalınlıkta nebati toprak, devamında ise marn - kireçtaşı birimi bulunduğu belirlenmiştir. İnceleme alanındaki çalışmalar arazi, laboratuvar ve büro çalışmaları olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir.
İnceleme alanında yüzeyleyen jeolojik birimlerin jeolojik ve jeoteknik özelliklerini belirleyebilmek amacıyla 33 lokasyonda 10m ile 20m arası derinliğe sahip toplamda 415m sondaj kuyusu açılmıştır. Sondaj lokasyonları jeolojik harita üzerine işlenerek bu noktalardan ilgili örnekler alınmıştır. Sondaj kuyusundan alınan örneklerden ilgili standartlara uygun olarak jeoteknik deneyler yapılmıştır. Kaya ortamlarda karot numuneler alınmıştır. Zemin özelliğindeki ortamlarda kumlu çakıllı zemin olmasından dolayı Shelby tüpü ile örselenmemiş UD numunesi alınamamış, yapılan SPT deneylerinden elde edilen örnekler (0.00-15.00m arasında 18 adet) alınmıştır. Zemin ortamlarda her 1,5 m'de bir Standart Penetrasyon Deneyi (SPT) yapılmıştır. Sondaj esnasında masif kayada en az 5m derinliğe, toprak zeminde 20 metreye kadar ilerleme yapılmıştır. Araziden alınan örnekler üzerinde zemin deneyleri yapılarak zeminlerin sınıflandırılması yapılmıştır. Laboratuvarda; Su Oranı (Wn), Atterberg Limitleri, Doğal Birim Hacim Ağırlık, Zeminde Direk Kesme, Elek Analizi deneyleri ve kayada Serbest Basınç, Nokta Yükleme deneyleri yapılmıştır. Büro çalışmalarında inceleme alanının 1/1.000 ölçekli eğim, jeoloji, lokasyon ve yerleşime uygunluk haritaları hazırlanmıştır. Sondajlara ait kuyu logları hazırlanmıştır. Laboratuvar deney sonuçları değerlendirilerek inceleme alanında yer alan zeminlerin taşıma gücü, oluşacak oturma-farklı oturma miktarı ile zeminin çökme, şişme, sıvılaşma potansiyeli irdelenmiştir. İnceleme alanı zemin indeks ve fiziksel özelliklerinin; sondajlardan elde edilen SPT numuneleri üzerinde yapılan laboratuvar deney sonuçlarına göre SP grubu (kötü derecelenmiş kum, çakıllı kum, ince malzeme çok az veya yok) ve SM grubu (killi kum, kum – kil karışımı) iri taneli zemin bulunmaktadır. Akveren Formasyonunda gerçekleşen sondaj çalışmalarında alınan karot numuneleri üzerinde Kaya Mekaniği Laboratuvarında Doğal Birim Hacim Ağırlık, Tek Eksenli Basınç Dayanımı deneyi ve Nokta Yükleme deneyi yapılmıştır. Jeofizik çalışmalar kapsamında, sismik hız, Zemin baskın periyodu, etkin yer ivme katsayısı, spektrum karakteristik periyodları, zemin büyütmesi ve zemin sınıfı gibi parametreleri belirlemek amacıyla, 20 profil Masw ve 5 noktada DES etütleri gerçekleştirilmiştir. İnceleme alanının deprem bölgeleri haritasındaki yeri, en yakın Kuzey Anadolu Fay Zonu'na göre konumu, bölgenin Sismotektonik özellikleri, bölgedeki tarihsel ve aletsel depremler büyüklükleri ile etkin yer ivmesi belirlenmiş ve bölgenin deprem tehlike ve riski irdelenmiştir.
İklim ve çevre koşullarına bağlı olarak yeraltı suyu seviyesindeki değişimler, neden olabileceği sorunlar ve yapı temeline etkisi araştırılmıştır. İnceleme alanının afet durumu (heyelan, kaya düşmesi, su baskını, feyezan vb.) ve doğal afetlere duyarlılığı incelenmiştir. Çalışma kapsamında inceleme alanının mühendislik jeolojisi özellikleri, eğim durumu, yeraltı suyu durumu, şev duraylılığı (stabilitesi), deprem durumu, olası doğal tehlike ve riskler dikkate alınarak, gerekli zemin parametrelerini ortaya koyarak yerleşime uygunluk durumunun belirlenmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. 
İnceleme alanının yerleşime uygunluk değerlendirmesi; alanı Akveren Formasyonun marn-kireçtaşı litolojisinden oluşan birimleri ile alüvyon oluşturmaktadır. Akveren Formasyonunda  topoğrafik eğim % 0-40 arasında değişmekte, yeraltı suyu bulunmamakta ancak yer yer sızıntı suları görülmektedir. Akveren Formasyonu kaya birimleri "çok düşük kaya" kalitesi göstermektedir. Kesme dalgası hızı değerleri (Vs30) 616 - 1054m/sn hıza ulaşmaktadır. Alüvyonlar; alüvyon birikintileri genellikle akarsu rejiminde, zayıf-orta boylanmış, bloklardan oluşmaktadır. Ağırlıklı olarak % 0-10 arasında eğimli düzlük alanları oluşturur. Alüvyonlarda yapılan SPT değerleri genellikle 10 - RF değerleri elde edilmiştir. SPT-N30 değerlerine göre rölatif sıkılık değerleri sıkı-orta sıkı ve çok sıkı özelliktedir. Laboratuvar analiz sonuçlarına göre SP (Kötü derecelenmiş kum, çakıllı kum, ince malzeme çok az ya da hiç yok) ve SM  (Siltli Kum, Kum-Silt karışımı)'den oluşmaktadır. Kesme dalgası hızı değerleri (Vs30) 210 m/sn ile 263m/sn aralığında değerler almaktadır. İnceleme alanında Akveren Formasyonun oluşturduğu alanlar; "Önlem Alınabilecek Nitelikte Stabilite Sorunlu Alanlar" Önlemli Alan-2.1, Alüvyon kısımlar ise Önlem Alınabilecek Nitelikte Şişme Oturma Sorunlu Alanlar Önlemli Alan-5.1 olarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the suitability for settlement by making a geological and geotechnical survey of a total area of 410 hectares covering the centre of Zonguldak province,  Alaplı district Alapli Municipality zoning plan.
While the lowest level is 2m in the study area, the highest level is 140m. The working area is divided into 4 different % slope classes. The sections with the highest slope (> 40%) are located on the slopes of the valley sides. Alaplı Stream and its edges are in the form of plain-wavy plain with a slope of 0-10%, and the areas above the valley between 10-20% and 20-30%. The study area is regionally within the Akveren Formation (KTa) and Alluvium (Qal). 
Akveren Formation (KTa); the dominant colours are yellow, white, greyish green and red in places. It is thin-medium-thick layered. It is massive in appearance. The unit, which starts with sandstone, clastic limestone, continues upwards as claystone-siltstone alternation, mostly clayey limestone-marl. The age of the unit is Upper Campanian - Lower Eocene. As a result of the field and drilling works carried out in the Akveren Formation in the study area, its thickness was 1.00 – 3.00 m. It has been determined that there is a vegetable soil in varying thickness between the studies in the study area were carried out in three stages as field, laboratory and office studies. In order to determine the geological and geotechnical characteristics of the geological units outcropping in the study area, a total of 415 m boreholes with a depth of 10 m to 20 m were drilled in 33 locations. Drilling locations were processed on the geological map and relevant samples were taken from these points. Core samples were taken in rock environments. Undisturbed UD samples could not be taken with the Shelby tube because of the sandy pebble soil in the ground-like environments. A Standard Penetration Test (SPT) was performed every 1.5 m in ground environments. During drilling, progress was made to a depth of at least 5 meters in solid rock and up to 20 meters in soil. Soils were classified according on the samples taken from the field in accordance. In the laboratory; Water Ratio (Wn), Atterberg Limits, Natural Unit Weight, Pole Shear in Soil, Sieve Analysis tests and Free Pressure and Point Loading tests in rock were carried out. In the office studies, 1/1.000 scale slope, geology, location and settlement maps of the study area were prepared. Well logs of the drillings have been prepared. By evaluating the laboratory test results, the bearing capacity of the soils in the study area, the amount of settlement-different settlement and the potential for collapse, swelling and liquefaction of the soil were examined. Soil index and physical properties of the study area; According to laboratory test results on SPT samples obtained from boreholes, SP group (poorly graded sand, gravelly sand, very little or no fine material) and SM group (clay sand, sand-clay mixture) coarse grained soil. Natural Unit Weight, Uniaxial Compressive Strength and Point Loading tests were carried out in the Rock Mechanics Laboratory on the core samples taken during the drilling works in the Akveren Formation. Within the scope of geophysical studies, 20 profiles were used to determine parameters such as seismic velocity, ground dominant period, effective ground acceleration coefficient, spectrum characteristic periods, soil amplification  and  soil class. Which must be defined within the framework of the regulation published by the General Directorate of Disaster Affairs of the Ministry of Public Works and Settlement. DES studies were carried out at Masw and 5 points. 
The location of the study area on the earthquake zones map, its location relative to the nearest North Anatolian Fault Zone, the seism tectonic features of the region, the magnitudes of historical and instrumental earthquakes in the region and the effective ground acceleration were determined and the earthquake hazard and risk of the region were examined. Changes in groundwater level depending on climatic and environmental conditions, the problems it may cause and its effect on the foundation of the building were investigated. The disaster situation of the study area and its sensitivity to natural disasters were examined. Within the scope of the study, studies were carried out to determine the suitability for settlement by revealing the necessary soil parameters, taking into account the engineering geology characteristics, slope status, groundwater condition, slope stability (stability), earthquake situation, possible natural hazards and risks. 
Evaluation of suitability for habitation of the study area; The area forms alluvium with the marl-limestone lithology units of the Akveren Formation. The topographic slope of the Akveren Formation varies between percent 0-40, there is no groundwater, but leachate is seen from place to place. The rock units of the Akveren Formation show "very low rock" quality. Shear wave velocity values reach 616 - 1054m/sec. It mainly creates sloping plain areas between percent 0-10. SPT values made in alluvium are generally 10 - RF values. According to the SPT-N30 values, the relative tightness values are tight-medium tight and very tight. According to the laboratory analysis results, it consists of SP and SM according. Shear wave velocity values range from 210 m/sec to 263 m/sec. The areas formed by the Akveren Formation in the study area; "Areas with Stability Problems with Qualified Precautions" were evaluated as Precautionary Area-2.1, and alluvium parts as Swelling and Settlement Problematic Areas with Precautionary Qualities were evaluated as Precautionary Area-5.1.