Düşük basınçlı çimento enjeksiyonu ile zemin özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of soil properties with low pressured cement grouting
Yazar: UTKAN MUTMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYDIN KAVAK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Zemin enjeksiyonunda, zamanla sertleşen akışkan bir harç kontrollü olarak,basınç ile zemin ya da çatlaklı kaya içerisine içitilir. Enjeksiyon sırasında basıncı,hacmi ve akım hızı kontrol edilebilen harcın sertleşmesi sonucunda zeminin fizikselözellikleri iyileştirilir. Zemin enjeksiyonu zeminin permeabilite değerinindüşürülmesinde, kayma mukavemetlerinin arttırılmasında veya deformasyonlarınazaltılmasında kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmanın ilk aşamasında, laboratuvarda%25, %50, %75 ve %100 relatif sıkılıkta hazırlanmış GP ve SP sınıfı iki farklımalzemeye, 100 kPa, 150 kPa ve 200 kPa basınçlar ile çimento enjeksiyonuyapılmıştır. Enjeksiyonda 0,7, 1,0 ve 1,5 olmak üzere üç farklı su/çimento oranındaçimento harcı kullanılmıştır. Enjeksiyon edilmiş numuneler 7 ve 28 gün boyuncasuda kür edilmiştir. Kür süreleri sonunda numuneler üzerinde serbest basınç deneyiyapılmıştır. Laboratuvar çalışması sonucunda enjeksiyon basıncı değişiminin serbestbasınç mukavemetlerini etkilemediği, serbest basınç mukavemetinin harcınsu/çimento oranıyla ters orantılı olarak değiştiği görülmüştür. Çalışmanın ikinciaşamasında, seçilen üç arazide çimento enjeksiyonu yapılmıştır. Enjeksiyonöncesinde sahalarda zemin incelemesi yapılarak sahanın geoteknik özellikleribelirlenmiştir. Zemin incelemesinde SPT, CPT ve sismik kırılma deneyleriyapılmıştır. Su/çimento oranı 1 olan harç, zemine derinliğe bağlı olarak, 100 kPa,150 kPa ve 200 kPa basınç ile enjekte edilmiştir. Enjeksiyondan 28 gün sonrasahalarda tekrar zemin incelemesi yapılarak zeminin geoteknik özellikleribelirlenmiştir. Vp ve Vs hızlarında % 64 ve %36 artışlar olmuştur. Enjeksiyonuygulanan tabakaların yerel zemin sınıfları Vp ve Vs hızındaki artışlara bağlı olarakbir sınıf yükselmiştir. Enjeksiyon öncesi ve sonrasında belirlenen geotekniközellikler kullanılarak zemin üç boyutlu olarak analiz edilmiştir. Analiz sonucundaenjeksiyon sonrası için belirlenen zeminin son limit gerilmesi enjeksiyon öncesinegöre %30 ile %60 arasında artmıştır.Anahtar Kelimeler: Enjeksiyon, Düşük Basınçlı Enjeksiyon, Zemin İyileştirme

Abstract:
In soil grouting, a fluid grout which was harden in the course of time, isinjected in soil or cracked rock with pressure under control. In the first stage of thisstudy, cement grouting has done with 100 kPa, 150 kPa and 200 kPa pressure to twodifferent kinds of materials in GP and SP classes which were prepared with 25, 50,75 and 100% relative density in the laboratory. During grouting, three different kindsof cement grout that have a consantration of water-cement ratio of 0,7, 1,0 and 1,5 isused. Grouted materials are cured for 7 and 28 days in water and after cure stage,unconfined compression test is performed on samples. As a result of laboratorystudy, it has observed that the change in grouting pressure will not have an effect onunconfined compressive strengths; unconfined compressive strength has changedinversely proportional with water-cement ratio of grout. In the second stage, cementgrouting is performed in-situ. Before grouting, selected fields are inspected todetermine the geotechnical properties. SPT, CPT and seismic retraction tests areperformed. According to soil?s depth, grout which has a consantration of watercementratio of 1,0, grouted with 100 kPa, 150 kPa and 200 kPa pressure. At the endof 28 days after grouting, on fields, soil is inspected again to determine thegeotechnical properties of it. Vp and Vs velocities has increased 64% and 36% timesrespectively. Due to increase in Vp and Vs velocities, layers local soil classes whichwere grouted, have increased one soil class. Three-dimensional analysis has beenanalyzed by using the geotechnical properties which were determined before andafter grouting. At the end of analysis, soil?s ultimate limit state that is determinedafter grouting, has increased between 30%-60% when it is compared to the naturalstate of the same soil.Keywords: Grouting, Low Pressure Grouting, Soil Improvement