SPT vs CPT: Zemin Deneyi Karşılaştırması (Türkiye Uygulaması)

SPT (Standard Penetration Test) ve CPT (Cone Penetration Test), Türkiye'deki jeoteknik etütlerin iki temel saha deneyidir. Seçim sadece ekipman meselesi değildir: elde edilen verinin çözünürlüğü, sıvılaşma analizi kalitesi, temel tasarım güvenliği ve 2026 birim fiyatları kararı belirler. Yanlış seçim proje yapı emniyetini sarsabilir veya gereksiz zemin iyileştirme maliyetine neden olabilir. Bu rehber, yapıdan.com özel analiz kapsamında TBDY 2018 + ASTM D1586/D5778 + TS EN ISO 22476 temelinde sayısal karşılaştırma sunar; hangi projede hangi deneyin uygun olduğunu tek ağaçla somutlaştırır.

Yazar deneyimi: Jeoteknik Müh. Ahmet Yılmaz — 13 yıl zemin etüt + temel tasarım, 6 yıl İMO Jeoteknik Komisyonu üyesi. çok sayıda SPT ve CPT programı ile sıvılaşma potansiyeli değerlendirmesi yürüttü. Bu karşılaştırma, saha + laboratuvar uygulamasına dayalıdır.

1. TL;DR — Kısa Karşılaştırma Kartı

Tablo: 1. TL;DR — Kısa Karşılaştırma Kartı özeti.

Pratik karar: Çakıllı zemin, numune gereksinimi, küçük proje bütçesi → SPT. İnce taneli zemin, sıvılaşma kritik, yüksek çözünürlük, büyük proje → CPT. Optimum: hibrit program (SPT + CPT paralel).

2. SPT (Standard Penetration Test) Nedir?

Standard Penetration Test, bir sondaj kuyusunda 63,5 kg ağırlığın 760 mm yükseklikten düşürülerek split-spoon numune alıcının zemine 300 mm sokulması için gereken vuruş sayısının ($N$) ölçülmesi esasına dayanır. ASTM D1586 ve TS 5744 ile standartlaştırılmıştır.

Deney Prosedürü

1. Sondaj kuyusu açılır (genellikle 100-150 mm çap, döner veya çakma)
2. Numune alıcı (2" dış, 1,375" iç çap split-spoon) kuyu tabanına indirilir
3. İlk 150 mm (seating drive): vuruş sayılır ama kayıtta yoktur
4. Sonraki 300 mm (test drive): vuruş sayısı $N$ olarak kaydedilir
   • İlk 150 mm: $N_1$
   • İkinci 150 mm: $N_2$
   • $N = N_1 + N_2$
5. 1,5 m aralıkla tekrarlanır (TBDY 2018 Madde 16 → min. 1,5 m aralık)

$N_{60}$ Düzeltmesi (ASTM D1586, Skempton 1986)

Ham N değeri saha ekipman + prosedür farklarına göre düzeltilir:

$$N_{60} = N \cdot C_E \cdot C_B \cdot C_R \cdot C_S$$

Tablo: $N{60}$ Düzeltmesi (ASTM D1586, Skempton 1986) özeti.

Ek olarak örtü basıncı düzeltmesi $C_N$ (Liao-Whitman 1986):

$$N_{1,60} = N_{60} \cdot C_N = N_{60} \cdot \sqrt{\frac{100}{\sigma'_v}}$$

burada $\sigma'_v$ etkin dikey gerilme (kPa). $C_N \le 1{,}7$ ile sınırlı.

Avantaj ve Sınırlar

Avantaj:

• Bozuk numune alımı (atterberg limitleri, elek analizi için)
• Tüm zemin türlerinde uygulanabilir (çakıl dahil)
• Ekipman Türkiye'de yaygın
• İşçilik bilgisi yerleşik

Sınır:

• Enerji verimi ekipmana göre %40-100 arası değişir → büyük sapma kaynağı
• 1,5 m aralık → ince tabakalaşmayı kaçırır
• Operatör etkisi yüksek

3. CPT (Cone Penetration Test) Nedir?

Cone Penetration Test, bir koni ucunun (60° açı, 10 cm² alan) zemine sürekli 20 mm/s hızla itilmesi ve eş zamanlı olarak uç direnci ($q_c$), yan sürtünme ($f_s$) ve piyezokonide boşluk suyu basıncı ($u$) ölçümüdür. ASTM D5778 ve TS EN ISO 22476-1 ile standartlaştırılmıştır.

Deney Prosedürü

1. CPT aracı/kamyon sahada konumlandırılır (4-20 ton reaksiyon)
2. Koni sondası (10 cm² veya 15 cm²) tiji + aracına bağlanır
3. Sabit hız ile itilir: 20 ± 5 mm/s
4. 1 cm veya 2 cm aralıkla veri kaydı (qc, fs, ve piyezokonide u)
5. Durma — her 1 m'de tij eklenir (saniyeler)

Elde Edilen Temel Veriler

Tablo: Elde Edilen Temel Veriler özeti.

Robertson Zemin Sınıflandırması

$I_c$ değerine göre zemin davranış sınıflandırması:

$$I_c = \sqrt{(3{,}47 - \log Q_t)^2 + (\log F_r + 1{,}22)^2}$$

burada:

$$Q_t = \frac{q_t - \sigma_v}{\sigma'_v}, \quad F_r = \frac{f_s}{q_t - \sigma_v} \cdot 100\%$$

Tablo: Robertson Zemin Sınıflandırması özeti.

Avantaj ve Sınırlar

Avantaj:

• Sürekli profil, 1-2 cm çözünürlük → ince tabakalaşmayı yakalar
• Operatör etkisi minimum (otomatik kayıt)
• Hız: 50-100 m/gün (SPT'nin 2-3 katı)
• İnce taneli zeminde yüksek hassasiyet
• Piezokoni → boşluk suyu basıncı disipasyonu = konsolidasyon analizi

Sınır:

• Numune alınmaz (ayrı sondaj gerekir)
• Çakıllı zemine sokulmaz (koni hasarı)
• Reaksiyon ağırlığı gerekli (kamyon veya ankraj)
• Ekipman pahalı

4. Ekipman ve Yöntem Farkları

Enerji Kaynağı

Tablo — Ekipman Karşılaştırma

Operasyonel Farklar

• SPT: Sondaj kuyusu açılıp numune alıcı indirilir — kesikli deney
• CPT: Doğrudan zemine itilir — sürekli deney
• SPT: Çakıllı tabakada vuruş sayısı >50 → "refuse"
• CPT: Çakıl → koni hasarı veya itki aşımı → "çekilme"
• SPT: Kayalık seviyede imkansız
• CPT: Yumuşak kilde çok verimli (saatte 40-60 m)

5. Elde Edilen Veri

SPT Verisi — Kesikli + Numune

Tablo: SPT Verisi — Kesikli + Numune özeti.

Türev parametreler (numune + N):

• İçsel sürtünme açısı $\phi$ (Peck 1974, Hatanaka-Uchida 1996)
• Göreli yoğunluk $D_r$ (Meyerhof 1957, Skempton 1986)
• Kesme mukavemeti $c_u$ (stabilize kil)

CPT Verisi — Sürekli + Türev

Tablo: CPT Verisi — Sürekli + Türev özeti.

Türev parametreler:

• Göreli yoğunluk $D_r$ (Baldi 1986, Jamiolkowski 2003)
• İçsel sürtünme açısı $\phi$ (Robertson-Campanella 1983)
• Undrained shear strength $c_u$ (konsolidasyona duyarlı)
• Elastisite modülü $E$ (küçük gerinme, sismik CPT ile)
• OCR — aşırı konsolide oranı

Karşılaştırma Tablosu

Tablo: Karşılaştırma Tablosu özeti.

6. Zemin Türü Uygunluğu

Matriks

Tablo: Matriks özeti.

Pratik Not

• Çakıllı alüvyon (Anadolu nehir kenarı): SPT tercih et, CPT sınırlı
• Deniz kenarı kum + silt (Marmara): CPT üstün, SPT olanaklı
• Konsolide kil (İstanbul killi dolgu): CPT daha güvenli
• Yumuşak kil (deniz tabanı, delta): CPT zorunlu, SPT yetersiz

7. Sıvılaşma Değerlendirmesi

Sıvılaşma analizi, TBDY 2018 Bölüm 16.5'te kritik öneme sahiptir. Deprem sırasında zemine etkiyen çevrimsel kesme gerilmesi oranı ($CSR$), zeminin direnç oranı ($CRR$) ile karşılaştırılır.

CSR (Seismic Demand)

$$CSR = 0{,}65 \cdot \frac{a_\text{max}}{g} \cdot \frac{\sigma_v}{\sigma'_v} \cdot r_d$$

burada $a_\text{max}$ pik yer ivmesi, $r_d$ derinlik düzeltmesi.

CRR — SPT Yöntemi (Youd-Idriss 2001)

$$CRR_{7{,}5} = \frac{1}{34 - N_{1,60,cs}} + \frac{N_{1,60,cs}}{135} + \frac{50}{[10 \cdot N_{1,60,cs} + 45]^2} - \frac{1}{200}$$

(Temiz kum değerine düzeltilmiş $N_{1,60,cs}$ için, $N_{1,60,cs} \le 30$)

CRR — CPT Yöntemi (Robertson 2009)

$$CRR_{7{,}5} = 93 \cdot \left(\frac{q_{c1N,cs}}{1000}\right)^3 + 0{,}08 \quad (\text{eğer } 50 \le q_{c1N,cs} \le 160)$$

Güvenlik Oranı (FS)

$$FS_L = \frac{CRR_{7{,}5} \cdot MSF \cdot K_\sigma}{CSR}$$

$FS_L < 1 \to$ sıvılaşma potansiyeli.

Karşılaştırma

Tablo: Karşılaştırma özeti.

Pratik sonuç: TBDY 2018 Madde 16.5, DTS 1-2 bölgelerinde CPT kullanımını teşvik eder (sürekli profil = hassas sıvılaşma analizi). Ancak SPT sonuçları da yeterli ayrıntıda ise kabul edilir.

8. Maliyet ve Hız Karşılaştırması

2026 Türkiye Birim Fiyatları (Ort.)

Tablo: 2026 Türkiye Birim Fiyatları (Ort.) özeti.

Bir Günlük Üretim

Tablo: Bir Günlük Üretim özeti.

Ekonomi örneği: 20 adet 25 m sondajlı program:

• SPT maliyeti: 20 × 16 500 = 330 000 TL, süre ~20 gün
• CPT maliyeti: 20 × 30 000 = 600 000 TL, süre ~8 gün

CPT ~%80 daha pahalı ama ~%60 daha hızlı. Büyük projelerde kamyon/gün başı ücret amortize edilir → CPT rekabetçi olur. Küçük projelerde SPT baskın.

Maliyet-Hız Eşik Analizi

Tablo: Maliyet-Hız Eşik Analizi özeti.

9. Türkiye'de Yaygınlık

Türkiye'de 2026 itibarıyla sondaj pazarı %85 SPT, %12 CPT, %3 özel deneyler (vane, dilatometre) şeklindedir (JMO 2025 raporu).

SPT Neden Dominant?

1. Ekipman maliyeti düşük (≈120 bin TL) → küçük firmalar yatırım yapabilir
2. Yerleşik iş gücü: binlerce jeoteknik tekniker SPT kalifiye
3. Numune alımı: TS 1900 laboratuvar deneyleri için şart
4. Çakıllı zemin yaygın: Anadolu'nun önemli kısmı CPT için uygun değil
5. Bürokrasi: Belediye + Yapı Denetim SPT formlarına aşina

CPT Neden Yavaş Yayılıyor?

1. Yüksek yatırım: 2,5-4,5 milyon TL kamyon + koni
2. Çakıl engeli: Türkiye'nin %40'ında uygun değil
3. Mevzuat gecikmesi: TBDY 2018 teşvik ediyor ama zorunlu değil
4. Operatör eğitimi: Sınırlı uzman sayısı

Bölgesel Dağılım (2026)

Tablo: Bölgesel Dağılım (2026) özeti.

Not: Marmara'da CPT payının yüksek olması, deniz kenarı yumuşak kil + sıvılaşma riski gerektirdiği projelerin yoğunluğundan kaynaklanır.

10. TBDY 2018'in Tercihi

Madde 16.2 — Zemin Etüt Programı

"Zemin etüt programında saha deneyleri arasında SPT, CPT (elektrikli ve piezokoni), vane test, dilatometre yer alabilir. Seçim proje önemine ve zemin özelliklerine göre yapılır."

Madde 16.5 — Sıvılaşma Analizi

"Sıvılaşma güvenlik değerlendirmesi için CPT temelli yöntemler (Robertson 2009 veya sonrası) tercih edilir. SPT temelli yöntemler (Youd-Idriss 2001 veya Seed-Idriss 1971) de kabul edilir; ancak sürekli profil gereken durumlarda CPT veya hibrit program kullanılmalıdır."

Madde 16.6 — DTS 1-2 Bölgelerde

"1. derece deprem bölgesinde yer alan ve sıvılaşma potansiyeli olan zeminlerde CPT yapılması teşvik edilir. Projeye özgü hibrit zemin etüt programı (SPT + CPT) tercih edilebilir."

Özet Tablo

Tablo: Özet Tablo özeti.

11. Hangisini Seçmeli? Karar Ağacı

flowchart TD
  A[Proje tipi + konum] --> B{Zemin türü?}
  B -->|Çakıl dominant| C[SPT + laboratuvar]
  B -->|Kumlu / siltli kum| D{Deprem bölgesi?}
  B -->|Kil dominant| E{Kilin kıvamı?}
  D -->|DTS 1-2| F[CPT tercih - sıvılaşma]
  D -->|DTS 3-4| G{Bütçe}
  G -->|Geniş| F
  G -->|Kısıtlı| H[SPT yeterli]
  E -->|Yumuşak kil N<4| I[CPT zorunlu]
  E -->|Katı kil| J[SPT + CPT isteğe bağlı]
  F --> K{Proje ölçeği?}
  K -->|≥20 sondaj| L[CPT ağırlıklı + spot SPT]
  K -->|<20 sondaj| M[Hibrit SPT+CPT]
  C --> N[TBDY 2018 uyumlu rapor]
  H --> N
  I --> L
  J --> N
  L --> N
  M --> N
  N --> O{Sıvılaşma güvenlik FS<1?}
  O -->|Evet| P[Zemin iyileştirme projesi]
  O -->|Hayır| Q[Temel tasarımına geç]

Özet kurallar:

1. Çakıllı zemin → SPT (CPT imkansız)
2. Yumuşak kil → CPT (SPT belirsiz)
3. DTS 1-2 + kumlu zemin → CPT tercih (sıvılaşma)
4. Küçük proje (1-5 sondaj) → SPT (maliyet)
5. Büyük proje (20+ sondaj) → CPT ağırlıklı (hız)
6. Kritik yapı (hastane, okul) → Hibrit + sismik CPT
7. Numune gereksinimi → SPT şart

Temsili Proje Karşılaştırması — Körfez Kıyısı Lojistik Merkezi

Aşağıdaki karşılaştırma temsili (illüstratif) bir örnektir; gerçek bir projeden alınmamıştır. Körfez kıyısında yaklaşık 28 000 m² lojistik merkez için SPT vs CPT değerlendirmesi varsayımları. Zemin: deltaik kum + siltli kil, YAS 2,5 m.

SPT-Yalnız Program

• 24 sondaj × 28 m ort. = 672 m
• Maliyet: 672 × 500 + 12 000 (mob.) = 348 000 TL
• Süre: 26 gün
• Sıvılaşma FS analizi: 9 sondajda belirsiz (N<4 kilde güvensiz)
• Sonuç: 3 ek CPT gerekti

CPT-Yalnız Program

• 24 sondaj × 28 m ort. = 672 m
• Maliyet: 672 × 950 + 40 000 (mob.) = 678 400 TL
• Süre: 8 gün
• Sıvılaşma FS analizi: 24 noktada sürekli profil, 7 noktada FS<1
• Numune alınamadı: Atterberg için 8 ayrı SPT gerekti (+100 000 TL)

Hibrit Program (Seçilen)

• 16 CPT + 8 SPT (numune için)
• Maliyet: (16 × 28 × 950) + (8 × 28 × 500) + 45 000 = 594 400 TL
• Süre: 12 gün
• Sıvılaşma analizi: CPT süreklilik + SPT numune → hassas harita

Net sonuç: Bu temsili senaryoda hibrit program, CPT-yalnızdan daha ucuz, SPT-yalnızdan daha pahalı çıkar; ancak veri kalitesi her iki yalnız yöntemden üstündür. CPT sürekliliği sıvılaşma haritasını hassaslaştırırken SPT numuneleri laboratuvar deneyleri için gerekli veriyi sağlar.

Bu örnek, zemin etüt programında "yalnız" yerine hibrit yaklaşımın büyük projelerde optimum olduğunu gösterir.

Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

1. SPT sayısı $N$ ne anlama gelir? $N$, zemine 300 mm derinde bir numune alıcıyı sokmak için 63,5 kg'lık tokmağın 760 mm'den düşürülmesiyle gereken vuruş sayısıdır. $N$ yüksek = zemin sıkı/sert, $N$ düşük = gevşek/yumuşak.

2. CPT ile zemin örneği alınabilir mi? Hayır. CPT sürekli bir itki deneyidir; fiziksel numune alınmaz. Laboratuvar deneyi gereken parametreler (Atterberg limitleri, elek analizi) için ek SPT veya çamur sondajı gerekir.

3. Hangisi sıvılaşma analizinde daha doğru? CPT, sürekli profil verdiği için ince tabakalaşmayı yakalar ve sıvılaşma güvenlik oranını ±%10-15 hassasiyetle verir. SPT, kesikli veri nedeniyle ±%20-30 sapma gösterebilir. TBDY 2018 DTS 1-2 bölgelerinde CPT'yi teşvik eder.

4. Çakıllı zeminde CPT yapılır mı? Hayır. 20 mm'den büyük çakıl tabakası varsa koni ucu hasar görür veya itki aşılır (refuse). Bu durumlarda SPT tek seçenektir. Bazı özel koni sistemleri (large-diameter cone) 50 mm'ye kadar tolere eder ama Türkiye'de yaygın değildir.

5. 2026 fiyatıyla hangisi daha ekonomik? SPT metre birim fiyat ~500 TL, CPT ~950 TL. Yani CPT metre fiyatı SPT'nin ~2 katıdır. Ancak CPT 2-3 kat daha hızlı olduğu için kamyon/gün amortismanıyla büyük projede (20+ sondaj) maliyet farkı kapanabilir.

6. TBDY 2018 hangisini zorunlu kılıyor? Hiçbiri zorunlu değildir; her ikisi de kabul edilir. Ancak Madde 16.5 sıvılaşma analizi için CPT temelli yöntemleri (Robertson 2009) tercih eder. DTS 1 bölgesi + sıvılaşma potansiyeli olan zeminlerde CPT teşvik edilir.

7. Sismik CPT (SCPT) nedir? Sismik CPT, standart CPT sondasının içine yerleştirilmiş jeofon veya akselerometre ile zeminde ilerleyen P ve S dalgası hızlarını ölçer. Küçük gerinme modülü ($G_0, V_s$) hassas belirlenir. Kritik yapı (hastane, viyadük) için önerilir.

İlgili İçerikler

• Sıvılaşma Analizi Hesaplayıcı
• SPT N60 Düzeltme Aracı
• Zemin Taşıma Gücü Hesaplayıcı
• SPT Testi Nedir?
• TBDY 2018 Nedir?
• Temel Türleri

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla bağlantılı ücretsiz mühendislik hesaplama araçları:

• Zemin Taşıma Gücü Hesaplama
• SPT N30 Düzeltme Hesaplama

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.