İnce taneli çimentonun jet grout kolonların performansı üzerindeki etkilerinin deneysel olarak araştırılması
Experimentally investigation of effects on the performance of jet grout columns with fine grained cement
Yazar: BEKİR FİDAN
Danışman: PROF. DR. ÖZCAN TAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Enjeksiyonlar = Injections ; Jet grouting = Jet grouting ; Çimento enjeksiyon yöntemi = Cement grouting method

Özet:
Temel zemini; taşıma gücü, oturma ve sıvılaşma gibi kriterlere karşı yeterli düzeyde güvenli değilse temel zemininin iyileştirilmesi veya derin temel yapımına karar verilmektedir. Gelişen teknolojiyle birlikte Geoteknik Mühendisliği alanında artan araştırma ve çalışmalar sonucu çok sayıda zemin iyileştirme ve derin temel inşa teknikleri geliştirilmiştir. Jet enjeksiyonu  (jet grouting) tekniği ülkemizde ve dünyada son yıllarda yaygın olarak uygulanan zemin iyileştirme tekniklerinden biridir. Fakat bu yöntem için geliştirilmiş ve kabul görmüş bir standart veya tasarım yöntemi henüz bulunmamakta, konu değişik yönleri ile bilimsel araştırmalara konu olmaktadır.  Bu nedenle Jet Grout(JG) kolonlara ilişkin bilimsel araştırmalara devam edilmesi gerekmektedir.
Kolon çapı, kolon boyu, kolon sayısı, enjeksiyon(grout) basıncı, çekme hızı, dönme hızı, Jet Grout tekniği, nozzle delik çapı ve adedi, su/çimento oranı, çimento özellikleri ve dozajı, zemin özellikleri ve tabaka sayısı, yastık malzemesinin özellikleri ve kalınlığı, çimento tane çapı genel olarak JG kolonların performansını etkileyen başlıca faktörlerdendir.
Bu tez çalışmasında laboratuvarda yapılan model deneylerle Jet Grout kolonlarının performansını etkileyen faktörlerden çimento tane çapı ve su/çimento oranı uygun bir optimizasyon tekniği kullanılarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar ultra ince taneli(ultrafin 12) çimento kullanılarak değişik su/çimento oranlarında ve değişik basınç altında ayrı ayrı yapılmıştır. Ayrıca malzemenin reolojik özelliklerinin belirlenmesi için Marsh hunisi, vicat iğnesi ve sedimantasyon deneyleri yapılmıştır. Kolonlardan alınan karot numuneler 28 gün sonunda serbest basınç deneyine tabi tutularak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuç itibariyle ince taneli çimentonun Jet Grout kolonların performansına uygun parametrelerin seçilmesiyle katkıda bulunacağı öngörülmüştür. S/Ç oranının 1.0 ve 1.25 olarak seçildiği durumlarda sistemde tıkanmalar meydana getirdiği, arazi şartlarında yapılacak jet grout uygulamalarında da bu oranların sistemde tıkanmalar ve olumsuz etkiler meydana getireceği ve uygun bir jet grout kolon oluşturulamayacağı saptanmıştır. Normal çimento ile jet grout uygulamalarında kullanılan 1-1.5 arası su/çimento oranlarının, ince taneli çimento ile jet grout uygulamalarında yetersiz olduğu, kolon performansını olumsuz yönde etkilediği, daha yüksek oranların (% 2-3) kullanılmasının uygun olacağı görülmüştür. Kolonların kesit incelemelerinde çap ve çimentolaşmanın homojen olmadığı, bunun da büyük olasılıkla enjeksiyon karışımının viskoz olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Jet grout kolonların farklı bölgelerinden ve farklı doğrultularda alınan örneklerin serbest basınç mukavemetleri arasında önemli farklılıklar tespit edilmiştir. Genel olarak çimento alımının fazla olduğu merkezden 5-6cm uzaklıktaki bölgelerde basınç mukavemetleri daha yüksek ölçülmüştür.

Abstract:
If foundation soil is not safe enough in terms of criteria such as bearing capacity, settlement and liquefaction, it is decided to stabilize the foundation soil or employ deep foundation. As a result of improved technology and increasing research and studies in the field of Geotechnical Engineering, several techniques of soil stabilization and deep foundation build have been developed. Jet grouting technique is one of the foundation rehabilitation techniques which have been used commonly in our country and worldwide. However  as there is not a developed, accepted standard and design method for this matter for now, this issue is subject to scientific researches with its different aspects. For this reason it is needed to continue scientific researches related to Jet Grout (JG) columns. 
Column diameter, column length, number of columns, grout pressure, pull speed, rotation speed, Jet Grout technique, nozzle diameter and number of nozzles, water/cement ratio, cement features and dosage, foundation features and number of layers, features and thickness of cushion material, cement particle diameter are main factors that affect performance of JG columns.  
In this thesis study, of the factors which affects performance of JG columns which are cement particle diameter and water/cement ratio is searched by using suitable optimization technique with model experiments made in laboratory. Experimental studies were conducted using ultrafine cement (ultrafin 12) at the ratio of different water/cement and under different pressures separately. Also, in order to determine rheological features of material, Marsh cone, vicat needle and sedimentation experiments were conducted. Cone samples taken from columns were subjected to concrete pressure experiment after 28 days and the results were compared and interpreted. As a result, it is predicted that ultrafine particle cement contributes to performance of Jet Grout columns by choosing suitable parameters. It is found that in circumstances the w/c ratio chosen 1.0 and 1.25 there would be choke in the system, it will also make negative effects and choke in the system when we choose these ratios in land conditions, by these two ratios it is impossible to create a suitable jet grout columns. In examining the cross-section of the columns it is seen that diameter and cementation are not homogen and the taught for this is most probably because of the injection mix is viscous. Water/cement ratios applied at the ratio of 1-1.5 in normal cement and jet grout applications, it was seen that it was inadequate in fine particle cement and jet grout application and affects column performance negatively so higher ratios should be applied (%2-3). Significant differences were seen between free pressure resistances of samples taken from different regions and in different directions from jet grouts columns. Generally, higher pressure resistance was measured in regions which are 5-6 cm away from the center that has more cement intake.