Zemin Etüdü ve Fore Kazık

Bir fabrikanın temeli, görünmeyen ama en pahalı hatanın yapılabileceği yerdir. Zemin yanlış okunursa çatlayan zemin betonu, oturan kolonlar, kapanmayan kapılar ve depremde beklenmeyen davranış olarak geri döner. Doğru okunursa, gereksiz kazık ve iyileştirme maliyetinden de kurtulursunuz. Çünkü iyi bir zemin etüdü sadece riski değil, gereksiz harcamayı da ortaya çıkarır.

Bu rehberde bir fabrika yatırımcısının zemin etüdü raporundan ne beklemesi gerektiğini, sondaj ve SPT gibi kavramları, sıvılaşma riskini ve jet grout, taş kolon, fore kazık gibi çözümlerin ne zaman devreye girdiğini anlatıyoruz. Kurucumuz İnşaat Mühendisi Kenan Doğan'ın Romanya'daki fore kazıklı konut projesi dahil 8 ülkedeki deneyimi ile Bursa'daki fabrika sahalarımızdan notlar ekledik.

Zemin etüdü raporu neleri içermeli?

Zemin ve temel etüt raporu, ruhsat dosyasının zorunlu bir parçasıdır ve ilgili idarece onaylanır. Ancak "onaylandı" demek, raporun projeniz için yeterli olduğu anlamına gelmez. Fabrika için hazırlanan bir raporda en az şu başlıklar net olmalıdır:

• Arazi çalışmaları: Sondaj sayısı, derinlikleri ve konumlarını gösteren plan
• Zemin profili: Her sondajın tabaka tabaka tanımı, dolgu kalınlığı ve ana kaya derinliği
• Yeraltı suyu: Ölçülen su seviyesi ve mevsimsel değişim beklentisi
• Arazi deneyleri: SPT N değerleri, gerekiyorsa presiyometre, CPT veya kazı kuyusu gözlemleri
• Laboratuvar deneyleri: Dane dağılımı, kıvam limitleri, su içeriği, dayanım ve konsolidasyon deneyleri
• Jeofizik ölçümler: Kayma dalgası hızı (Vs) profili ve buna dayalı değerlendirmeler
• Deprem parametreleri: TBDY 2018'e göre yerel zemin sınıfı ve tasarım spektrumu için gereken veriler
• Sıvılaşma ve şişme analizi: Riskli tabakalar varsa değerlendirme sonuçları
• Temel önerisi: Taşıma gücü, beklenen oturma, önerilen temel sistemi ve derinliği
• Zemin betonu ve dolgu önerileri: Fabrika döşemesi altı için hazırlık şartları

Sondaj sayısı ve derinliği; yapının alanına, yüklerine ve zeminin değişkenliğine göre belirlenir. Geniş tabanlı fabrikalarda tek bir sondajla tüm parseli temsil etmek mümkün değildir. Sondajların, yapının etkilediği derinliği geçecek ve sağlam tabakayı doğrulayacak kadar inmesi gerekir.

Sondaj, SPT ve diğer deneyler

Rapordaki teknik terimleri anlamak, işverenin doğru soruları sormasını sağlar. Başlıca deneyler ve ne işe yaradıkları:

TBDY 2018'e göre yerel zemin sınıfları

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, zeminleri sağlam kayadan (ZA) zayıf zeminlere (ZE) kadar sınıflandırır; sıvılaşma riski taşıyan, çok yumuşak veya hassas zeminler ise sahaya özel inceleme gerektiren ZF sınıfında yer alır. Sınıflandırmada esas olarak üst 30 metrenin ortalama kayma dalgası hızı (Vs30) ile SPT ve dayanım değerleri kullanılır. Zemin sınıfı kötüleştikçe deprem tasarım kuvvetleri artar; bu da taşıyıcı sistemin maliyetini doğrudan etkiler. Konunun yapısal tarafını depreme dayanıklı fabrika tasarımı rehberimizde ele aldık.

Sıvılaşma: ovalardaki gizli risk

Sıvılaşma, suya doygun gevşek kum ve silt tabakalarının deprem sarsıntısı sırasında dayanımını büyük ölçüde kaybedip sıvı gibi davranmasıdır. Sonuçları; yapının oturması veya yan yatması, zeminde kum kaynamaları ve altyapı hatlarının kopmasıdır. Sanayi bölgelerinin önemli bir kısmı, yeraltı suyunun sığ olduğu düz ovalarda ve eski dere yataklarına yakın alanlarda yer aldığı için bu risk fabrika yatırımcısını yakından ilgilendirir.

Sıvılaşma riskini artıran koşullar:

• Sığ yeraltı suyu seviyesi
• Gevşek, ince daneli kum ve siltli kum tabakaları (düşük SPT N değerleri)
• Genç alüvyon çökeller, eski dere yatakları ve kontrolsüz dolgular
• Yüksek deprem tehlikesi olan bölge

Rapor sıvılaşma riski gösteriyorsa çözüm; riskli tabakayı iyileştirmek, yükleri bu tabakanın altına aktarmak ya da ikisini birlikte uygulamaktır. Bölgenizin deprem tehlikesi parametrelerine AFAD Türkiye Deprem Tehlike Haritaları üzerinden bakabilirsiniz.

Zemin iyileştirme yöntemleri: jet grout, taş kolon, fore kazık

Zemin yetersiz çıktığında tek bir "doğru" çözüm yoktur. Zemin profiline, yüklere, yeraltı suyuna, komşu yapılara ve bütçeye göre seçim yapılır. Fabrika projelerinde en sık karşılaşılan yöntemleri karşılaştıralım:

Fore kazık nasıl imal edilir?

1. Aplikasyon Kazık yerleri projeye göre işaretlenir; aks ve kot kontrolü yapılır.
2. Delgi Kazık makinesiyle proje derinliğine kadar delinir. Gevşek veya sulu zeminde kuyu cidarı muhafaza borusu ya da destek sıvısıyla korunur.
3. Donatı kafesi Önceden hazırlanmış donatı kafesi, pas payı takozlarıyla birlikte kuyuya indirilir.
4. Beton dökümü Beton, tremi borusuyla kuyunun dibinden yukarı doğru, kesintisiz dökülür; böylece su ve çamur yukarı itilir.
5. Kazık başı kırımı Üstteki kirli ve zayıf beton kırılarak sağlam betona ulaşılır, filizler açığa çıkarılır.
6. Kazık başlık kirişi veya başlık Kazıklar, üstteki yapıya yükü aktaracak başlık kirişleri veya başlıklarla birbirine bağlanır.
7. Kalite kontrol Beton numuneleri alınır; gerekiyorsa kazık bütünlük (süreklilik) ve yükleme deneyleri yapılır.

Fore kazığın fabrika projelerindeki tek kullanımı temel değildir. Komşu parselde mevcut bir bina veya yol varken derin kazı yapılacaksa, yan yana dizilen fore kazıklar ve üstlerindeki başlık kirişiyle bir iksa perdesi oluşturulur. Eğimli arsalarda yüksek istinat ihtiyacı olan durumlarda da benzer bir çözüm kullanılabilir. Bu durumda kazık aralığı, ankraj ihtiyacı ve yeraltı suyu kontrolü ayrıca projelendirilir.

Hangi durumda hangi çözüm?

Sahada karar verirken izlenen mantık genellikle şudur. Son karar, zemin etüdü verileriyle geoteknik ve statik mühendislerinin ortak değerlendirmesine dayanmalıdır.

• Sağlam zemin yüzeye yakın, su yokYüzeysel temel (tekil, sürekli veya radye); prefabrik yapılarda soket temeller
• Üstte birkaç metre kontrolsüz dolgu, altında sağlam tabakaZemin değiştirme veya temeli sağlam tabakaya indirme
• Gevşek kum ve sığ yeraltı suyu, sıvılaşma riskiJet grout veya taş kolon ile iyileştirme, gerekirse kazıklı temel
• Kalın yumuşak kil, yüksek kolon yükleriFore kazıklı temel
• Geniş alanda orta derecede zayıf zemin, hafif yapıTaş kolon ile oturma kontrolü

Unutulmaması gereken bir nokta: kazıklı temel binayı taşır ama binanın içindeki zemin betonunu otomatik olarak taşımaz. Kazıklı bir fabrikada zemin betonu doğrudan zayıf zemine oturuyorsa, döşemede oturma ve kolon çevrelerinde kırılmalar görülebilir. Döşeme altı da ayrıca değerlendirilmeli; gerekiyorsa iyileştirme veya kazıklı döşeme çözümü düşünülmelidir. Döşeme tarafının ayrıntıları için endüstriyel zemin betonu rehberimize bakabilirsiniz.

Raporu okurken işverenin sorması gereken sorular

Zemin etüdü raporu teknik bir belgedir ama işverenin onu anlamaması için bir neden yoktur. Proje ekibinize ve rapor hazırlayan firmaya şu soruları sormanızı öneririz:

1. Sondajlar binanın tamamını temsil ediyor mu? Özellikle bina köşelerinde, ağır makine bölgelerinde ve eğimli arsanın dolgu tarafında sondaj olup olmadığını sorun.
2. Dolgu nerede ve ne kalınlıkta? Kontrolsüz dolgu, hem temel hem zemin betonu için en sık sürpriz kaynağıdır.
3. Yeraltı suyu kazıyı etkileyecek mi? Temel kazısında pompaj, drenaj veya su yalıtımı gerekip gerekmediğini öğrenin.
4. Sıvılaşma riski var mı, varsa hangi derinlikte? Riskli tabakanın derinliği, iyileştirme yönteminin ve maliyetin belirleyicisidir.
5. Önerilen temel sisteminin alternatifi var mı? Örneğin kazık yerine iyileştirme ile yüzeysel temel mümkün mü, maliyet ve süre farkı ne olur?
6. Zemin betonu altı için öneri var mı? Fabrika döşemesinin taşıyacağı yükler raporda dikkate alınmış mı?

Bu soruların cevapları, temel tipi ve iyileştirme kararını sahada değil masa başında vermenizi sağlar. Kazı başladıktan sonra değişen her temel kararı, hem statik projenin revizyonu hem de takvimde kayıp demektir.

İyileştirme sonrası kalite kontrol

Jet grout ve taş kolon gibi yöntemlerde iyileştirmenin gerçekten hedeflenen etkiyi yaptığı doğrulanmalıdır. Jet grout kolonlarından karot alınarak çap ve dayanım kontrol edilebilir; taş kolon uygulanan alanlarda yükleme deneyleri veya iyileştirme sonrası penetrasyon deneyleriyle zemin değerlendirilebilir. Fore kazıklarda ise beton numunelerinin yanında süreklilik deneyleri ve gerekiyorsa yükleme deneyleri yapılır. Bu deneylerin sayısı ve kabul kriterleri, uygulama başlamadan önce projede tanımlanmalıdır.

Zemin etüdü ve iyileştirmenin maliyete ve süreye etkisi

Zemin etüdü, toplam yatırımın küçük bir yüzdesidir ama temel ve iyileştirme kararları üzerinden maliyetin önemli bir kısmını belirler. Aynı fabrika, yüzeysel temelle çözülebilen bir parselde ve kazıklı temel gerektiren bir parselde belirgin biçimde farklı bütçelere çıkar. Bu yüzden zemin etüdünü arsa satın almadan önce, en azından ön sondajlarla yaptırmak akıllıca bir yatırımdır; arsa seçimindeki diğer kriterleri fabrika arsası seçimi yazımızda ele aldık.

• Süre: Kazık ve iyileştirme imalatı, temel aşamasından önce ayrı bir iş kalemi olarak takvime eklenir. Ekipman mobilizasyonu ve kalite kontrol deneyleri de hesaba katılmalıdır.
• Maliyet: Kazık çapı, boyu ve adedi; iyileştirme alanı ve derinliği; ekipman mobilizasyonu ve deney maliyetleri belirleyicidir. Rakamlar, zemin etüdü ve statik proje sonrası netleşir.
• Risk: Zemin iyileştirmeden tasarruf etmek, sonradan tamiri neredeyse imkansız ve çok pahalı sorunlar doğurur.

Temel ve iyileştirme işlerinin inşaatın genel akışındaki yerini fabrika inşaatı aşamaları rehberimizde görebilirsiniz. İşbüken olarak zemin iyileştirme ve temel işlerini, kaba inşaatın geri kalanıyla aynı ekip ve aynı kalite anlayışıyla yürütüyoruz. Projeniz için fabrika inşaatı sayfamızdan bize ulaşabilirsiniz.

İşbüken Yapı İnşaat Teknik EkibiBu içerik, kurucumuz İnşaat Mühendisi Kenan Doğan'ın 8 ülkede 25 yıllık saha deneyimi ve Bursa'da tamamladığımız fabrika projeleri esas alınarak hazırlanmıştır. Ekibimizi tanıyın.