Darbeli taş kolonlar (geopier) ile iyileştirilmiş zeminlerin model deneylerle incelenmesi
Investigation behavior of soil improved by constructing rammed aggregate pile with model experiments
Yazar: ŞAMİL ATAMAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET 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: Modelleme = Modelling ; 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 darbe uygulayarak 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.Son yıllarda kullanımı hızla artan bu kolonlar Geopier ismi ile patentlendirilmiş olup delgi kazık tekniğine benzer şekilde zeminde açılan çukura belirli yüksekliklerde çakıl-taş yerleştirilip darbe uygulayarak sıkıştırılmak suretiyle imal edilmektedir. Kazıkların imalatı sırasında kazı çukurunun duraylılığının sağlanamadığı durumlarda Geopier kolonlar kılıf kullanılarak imal edilmektedir. Darbeli (Impact) kolon olarak adlandırılan bu uygulamada bir kılıf, ucuna yerleştirilmiş bir plaka ile istenilen kolon derinliğine kadar zemine sürüldükten sonra bir miktar yukarı çekilerek özel başlığa sahip kılıf ile darbe uygulanmakta, istenilen sıkılığa ulaşılınca işlem tekrarlanarak kolon imalatı gerçekleştirilmektedir.Bu tez çalışmasında yumuşak bir zeminde imal edilmiş darbeli taş kolonların imalatı sırasında zeminde gerçekleştirebileceği iyileştirme oranı ve yük altında çalışma mekanizmasının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için YTÜ olanakları ile geliştirilen bir tokmaklanmış taş kolon makinesi kullanılarak iki aşamalı model deneyler gerçekleştirilmiştir.Deneylerin ilk aşamasında yumuşak killi malzeme yerleştirilmiş bir model deney tankında darbeli taş kolon imal edilmiş ve daha sonra eksenel olarak yüklenerek 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 darbeli 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.Recently, this application which is patented under the name of ?Geopier?, is being used widely. The application is similar to ?drilled pile method?. Gravels are poured into a hole that are drilled into the ground with certain height, then they are compacted by a hammer. If drill stability failure occures during the production of piles, Geopier columns are produced by using a cover. In this application which is called as ?Impact column?, a 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 cep. This process continues until the desired density is achieved.This thesis improvement ratio and working mechanism of rammed aggregate pile 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 YıldızTechnical University facilities is used.In the first step of the experiments, rammed 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. In both experiments, in order to determine the improvement ratio during the construction of the rammed 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 surroundary due to rammed aggregate pile and working mechanism of rammed aggregate pile under axial load are obtained by conducting model experiments.