Geçirimsiz Membran ve Geoliner Seçimi

Tanım ve Temel İlkeler

Geomembran Malzeme Türleri

Geomembranlar, geçirgenliği son derece düşük ($k \leq 10^{-13}$ m/s) polimer levhalardır; katı atık depolama sahalarında, sulama kanallarında ve içme suyu rezervuarlarında sızdırmazlık bariyeri olarak kullanılmaktadır.

Tablo 1: Geomembran Malzeme Türleri

Saha Notu: Türkiye sahalarında HDPE 2,0 mm düz/pürüzlü kombinasyon kullanımı yaygındır. Düzenli depolama sahalarında ADDYY 2010 Madde 16/3 uyarınca geomembran yoğunluğu 941–965 kg/m³ olmalı; bu değer GRI GM13 Rev.16:2021'de belirtilen ≥ 0,940 g/cm³ (940 kg/m³) değeriyle uyumludur.

Dikkat: EPDM ve PVC hidrokarbonlarla temas eden sahalarda (yakıt istasyonu, arazi doldurma vs.) uygun değildir; bu uygulamalarda yalnızca HDPE tercih edilmelidir. PVC geomembranlarda tuzlu su ortamında arayüz sürtünme açısı kuru koşula kıyasla 3–6° azalabilmektedir (Develioğlu ve Pulat, 2023, AKÜ Dergisi).

1. Malzeme Seçimi Kriterleri

1.1 Uygulama Bazlı Seçim

Türkiye'de geomembran seçimi ADDYY 2010 Madde 16 ve TS EN 13254/13252 kapsamındaki uygulama türüne göre belirlenmektedir.

Tablo 2: Uygulama Bazlı Seçim

Saha Notu: DSİ 2025 Yılı Birim Fiyat Kitabı'nda HDPE/LLDPE Geomembran Poz No 56.810.1559 olarak yer almakta; Kalınlık Tayini TS EN 1849-2 ise Poz No 56.810.1560 (adet: 245 TL) ile birim fiyatlandırılmaktadır. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı 2025 Eylül ayı birim fiyat listesinde 15.260.1006 (Y.18.461/053B) poz numarası "2 mm kalınlıkta HDPE esaslı (düz tip veya sinyal tabakalı) jeomembran ile su yalıtımı yapılması" tarifini kapsamaktadır.

1.2 Kimyasal Uyumluluk

HDPE kimyasal direnç matrisi (seçilmiş):

Tablo 3: Kimyasal Uyumluluk

GRI GM22 — Kimyasal Uyumluluk Veritabanı; ASTM D5322 test yöntemi esas alınmıştır.

Saha Notu: GCL bentonit bileşeni yüksek Ca²⁺ ve Mg²⁺ içeren sızıntı suyuna ve tuzlu sulara karşı duyarlıdır; bu koşullarda hidrolik iletkenlik birkaç büyüklük artabilir. Polat ve diğ. (2021, EJOSAT) çalışması 30 mM CaCl₂ çözeltisinde şişme indeksinin 23 mL/2g'dan 10 mL/2g'a düştüğünü ve 5,0 kg/m² MPUA'lı GCL'in 3,0 kg/m² MPUA'lıya kıyasla 16 kat daha düşük hidrolik iletkenlik sergilediğini ortaya koymuştur. Türkiye'nin iç bölgelerindeki kireçli (CaCO₃ ağırlıklı) zeminlerde GCL tek başına yeterli değildir; HDPE + sıkıştırılmış kil kombinasyonu tercih edilmelidir.

Dikkat: TS EN 13254 kapsamında DSİ Teknik Şartnamesi (2014), sözleşme öncesinde TS EN 13361 ve TS EN 13254 standartlarına göre TSE belgeli ürünlerin DSİ TAKK Dairesi laboratuvarı veya akredite bir laboratuvarda test edilmesini zorunlu kılmaktadır.

2. HDPE Geomembran Kalınlık Tasarımı

2.1 Türkiye Yasal Minimum Kalınlıkları

Türkiye'de uygulanabilecek minimum kalınlıklar ADDYY ve standartlara göre aşağıdaki tabloda özetlenmiştir.

Tablo 4: Türkiye Yasal Minimum Kalınlıkları

Dikkat: ADDYY 2010 Madde 16/3 gereğince düzenli depolama sahaları için jeomembran yoğunluğu 941–965 kg/m³ arasında olmalıdır. Drenaj tabakasında kullanılan çakılın CaCO₃ içeriği ≤ %20 şartı da aynı maddede yer almaktadır. Bu iki kriter birbiriyle bağlantılı olup kireçli çakıl kullanıldığında hem membran üzerindeki drenaj performansı hem de kimyasal denge bozulabilir.

2.2 Arazi (Şev) Gerilme Analizi

Membran eğim üzerinde bulunduğunda örtü toprağından kaynaklanan kayma gerilmesi:

$\tau = \gamma_s \cdot h_s \cdot \sin\beta$

Burada:

• $\gamma_s$ = örtü tabakası zemin birim ağırlığı (kN/m³)
• $h_s$ = örtü kalınlığı (m)
• $\beta$ = eğim açısı (°)

Membran gerilme kuvveti (birim uzunluk başına):

$T_{\text{gerilme}} = \tau \cdot L_{\text{yamaç}}$

Çekme dayanımı kontrol koşulu:

$\sigma_{\text{çekme}} \geq \frac{T_{\text{gerilme}}}{e_{\min}}$

TS EN 13254, Bölüm 6; GRI GM13 Rev.16:2021

2.3 Minimum Mekanik Özellikler — GRI GM13 Rev.16:2021

GRI GM13, küresel ölçekte referans alınan HDPE geomembran üretim kalite kontrol standardıdır. Türkiye'de TS karşılığı henüz yayımlanmamış olmakla birlikte ADDYY ve İlbank Teknik Şartnamesi GRI GM13 uyumlu ürün gerektirmektedir. Standart; kalınlık, yoğunluk, çekme özellikleri, yırtılma direnci, delinme direnci, gerilim çatlama direnci, karbon siyahı içeriği, OIT (oksidatif indükleme süresi) ve UV direncini kapsamaktadır.

Tablo 5: Minimum Mekanik Özellikler — GRI GM13 Rev.16:2021

GRI GM13 Rev.16 (17.03.2021), Tablo 1(b) — ASTM D6693 Type IV test metodu

Tablo 6: Minimum Mekanik Özellikler — GRI GM13 Rev.16:2021

GRI GM13 Rev.16:2021, Tablo 2(b); asperite yüksekliği ölçümü ASTM D7466 ile yapılır

Saha Notu: Türkiye düzenli depolama sahalarında şevlerde pürüzlü (textured), tabanda düz (smooth) HDPE kullanımı İlbank Teknik Şartnamesi ve ADDYY gereğidir. Pürüzlü yüzey, membran–zemin arayüz sürtünme açısını 5–10° artırarak örtü stabilitesini iyileştirir. Ürün etiketi; imalatçı adı, ürün adı, CE/G işareti, kalınlık ve rulo ebatlarını içermeli; geri kazanılmış (hurda) hammaddeden üretim kesinlikle kabul edilmemelidir.

3. Geoliner (GCL — Geosentetik Kil Örtü / Bentonitli Geosentetik Örtü)

3.1 GCL Yapısı ve Çeşitleri

GCL, iki geotekstil tabakası arasına sıkıştırılmış ya da iliştirilmiş sodyum bentonit içeren kompozit bir geosentetik sistemdir. Bentonit su ile temas ettiğinde şişerek geçirimsiz bir bariyer oluşturur.

Tablo 7: GCL Yapısı ve Çeşitleri

TS EN 14196 (Jeotekstiller ve İlgili Ürünler — GCL Testleri) Türkiye'de GCL değerlendirmesinde birincil standarttır.

3.2 GCL Geçirimsizlik Performansı

GCL ıslatıldığında bentonit şişerek geçirimsiz bariyer oluşturur. Hidrolik iletkenlik birim alan başına bentonit kütlesine (MPUA) ve permeant su kimyasına bağlıdır.

Doygun hidrolik iletkenlik (temiz su koşulları):

$k_{\text{GCL}} \leq 5 \times 10^{-11} \text{ m/s} \quad \text{(damıtık/temiz su)}$

Türkiye'den deneysel veriler (DEÜ, Ören ve Aksoy çalışmaları):

Tablo 8: GCL Geçirimsizlik Performansı

Dikkat: 30 mM CaCl₂ çözeltisinde 5,0 kg/m² MPUA'lı GCL'in 3,0 kg/m² MPUA'lıya kıyasla 16 kat daha düşük hidrolik iletkenlik sergilediği gösterilmiştir. Bu bulgu, kireçli zemin ortamında yüksek MPUA'lı GCL seçiminin kritik önemine işaret etmektedir. Janssen ve Di Emidio (2015, XVI ECSMGE) çalışması, Na-CMC polimer katkılı (HYPER clay) bentonitlerin CaCl₂ çözeltilerine karşı çok daha düşük hidrolik iletkenlik sergilediğini ortaya koymuştur. Türkiye'nin kireçtaşı ağırlıklı zemin ortamlarında Na-CMC ile modifiye edilmiş GCL veya HDPE + kil kombinasyonu tercih edilmelidir.

3.3 GCL Kurulum Gereksinimleri

• GCL altında: düzgün, keskin kenar içermeyen, sıkıştırılmış zemin — çakıl ve kaya parçacıkları temizlenmeli
• Bağlantı (overlap): minimum 150–450 mm çakıştırma; dikiş hattı yalnızca GCL üreticisi tarafından belirtilen yöntemle yapılmalı
• Su ile temas öncesi montaj tamamlanmalı; kademe kademe ıslatma uygulanabilir
• Türkiye iklim koşullarında don riski olan bölgelerde (İç Anadolu: don derinliği 80–120 cm; Doğu Anadolu: 120–200 cm) GCL üzerindeki örtü toprak kalınlığı don derinliğini geçmelidir

Saha Notu: Türkiye'de bazı illerde (Erzurum, Kars, Ardahan) yeraltı suyu tuzluluğu GCL performansını olumsuz etkilemektedir. Proje başlangıcında yeraltı suyu kimya analizi yapılarak Ca²⁺ + Mg²⁺ konsantrasyonu belirlenmelidir; konsantrasyon 50 mM'ı aşıyorsa GCL kullanımı yerine HDPE + sıkıştırılmış kil kombinasyonuna geçilmelidir.

4. Montaj ve Kaynak İşlemleri

4.1 HDPE Kaynak Yöntemleri

Tablo 9: HDPE Kaynak Yöntemleri

Kaynak bindirme mesafeleri:

• Fusion kaynak için: minimum 75–100 mm bindirme
• Ekstrüzyon kaynak için: minimum 75 mm bindirme

Jeosanplastik HDPE Membran Uygulama Teknik Şartnamesi; GRI GM19a Rev.10 (18.03.2021)

Hava koşulları sınırı (ADDYY Genelge 2010/16; DSİ Geosentetik Bariyerler Teknik Şartnamesi):

• Çevre sıcaklığı: +5°C ile +40°C arasında olmalıdır
• Yağış ve sabah çiği koşullarında kaynak yapılmaz
• Kuvvetli rüzgâr (≥ 5 m/s) koşullarında serme durdurumalı; 10 m²'de 1 adet kum torbası ile panel sabitleme yapılmalıdır

Saha Notu: Türkiye'nin Karadeniz bölgesinde (Trabzon, Rize) yüksek nem kaynak kalitesini olumsuz etkiler; erken sabah saatlerinde kaynak başlanmamalıdır. Çift sıcak takoz (dual hot wedge) yönteminde kaynak izi içinde hava kanalı oluşturulması, hava basıncı testini (pneumatic channel test) kolaylaştırmakta ve tüm kaynak uzunluğunun tahribatsız kontrolüne olanak tanımaktadır.

Önemli Ek Bilgi — Kaynak Kalite Düşüklüğü Riski (GRI GM19a güncel tartışmalar): 2024 yılında bimodal HDPE reçinelerinde ASTM D6392 standart hızında (50 mm/dak) kayma testi geçilmesine rağmen, uzun vadeli oksidatif bozunma (OIT kaybı) nedeniyle kaynak dayanımının zaman içinde düşeceği endişesi gündeme gelmiştir. Alman DVS standardı; kalınlık azalmasını ≤ %10 ile sınırlamaktadır. Türkiye'deki uzun ömür gerektiren I. Sınıf DDT projelerinde bu kriter de belirtimlere dahil edilmelidir.

4.2 Kaynak Kalite Kontrol Testleri

Tahribatsız Testler:

• Çift kanallı hava basıncı testi (yalnızca fusion çift dikişli kaynak): 5 dakika için başlangıç basıncı 2 bar, 10 dakika için 1,5 bar — basınç kaybı her iki halde ≤ %20
• Vakum testi (ASTM D5641): Kaynak üzerine sabunlu su; vakum kutusu ile hava sızıntısı kontrolü — en az 35 kPa vakum
• Elektrik kıvılcım testi (spark test): Yüksek gerilimli (≈ 20 kV) prob ile kaynak boyunca taranır; hata noktaları ses ile tespit edilir

Tahribatlı Testler:

• Soyma testi / Peel test (ASTM D6392): 25 mm'lik şerit numunede membranın kaynaktan soyulma kuvveti ölçülür:

$F_{\text{peel}} \geq 0{,}85 \times F_{\text{membran, çekme}}$

• Kayma testi / Shear test (ASTM D6392): 25 mm numunede kayma kuvveti ≥ membran referans değeri; HDPE için test hızı 50 mm/dak (GRI GM19a); kayma uzaması ≥ %50

GRI GM19a Rev.10 (18.03.2021) — HDPE, LLDPE ve fPP Geomembran Kaynak Dayanım Standardı; ASTM D6392

Dikkat: Kaynak test frekansı minimum her 150 m kaynak uzunluğu için bir tahribatlı (peel + shear), sınırsız tahribatsız (hava basıncı/vakum) test uygulanmalıdır. Bu kural İlbank Katı Atık Tesisleri Teknik Şartnamesi'nde de belirtilmektedir. Test sırasında kabul edilemez kırılma şekilleri (locus-of-break kodu A, B, C yerine D, E kodları) saptanırsa ilgili kaynak aralığı tamamen yeniden yapılmalıdır.

5. Örtü Tabakası (Cover Soil) ve Stabilite Tasarımı

5.1 Şev Stabilitesi — Kama Analizi (Wedge Method)

Membranın üzerindeki örtü toprak tabakasının kaymaya karşı güvenlik katsayısı arayüz sürtünmesine bağlıdır. Aktif-Pasif Kama Analizi (Koerner, 1993, 1998):

Aktif kama yatay kuvvet denklemi:

$P_A = W_A \cdot (\sin\beta - \mu_{AB} \cos\beta)$

Pasif kama yatay kuvvet denklemi:

$P_P = W_P \cdot \left( \frac{c_P \cdot L_P + W_P \cos\alpha_P \tan\delta_P}{F_s} - W_P \sin\alpha_P \right)$

Güvenlik katsayısı $F_s$, $\Sigma P_A = \Sigma P_P$ denge koşulundan hesaplanır.

Coulomb arayüz kesme dayanımı formülü:

$\tau_s = c_a + \sigma_n \cdot \tan\delta$

Burada:

• $c_a$ = arayüz aderans (kPa)
• $\sigma_n$ = normal gerilme (kPa)
• $\delta$ = arayüz sürtünme açısı (°)

Koerner R.M. (1993, 1998, 2005) — "Designing with Geosynthetics"; ODTÜ Açık Erişim, CE561 Ders Notu, 2013

Tablo 10: Şev Stabilitesi — Kama Analizi (Wedge Method)

ASTM D5321/D6243 ile sahaya özgü doğrudan kesme deneyi yapılmalıdır (GRI GM13 Not 6)

Dikkat: Membran yüzey sürtünme açısı $\delta$ sahaya, malzemeye ve normal gerilmeye özgüdür; tablo değerleri yalnızca ön tasarımda kullanılmalı, kesin değer ASTM D5321 deneyi ile belirlenmelidir. Tuzlu su etkisinde PVC membranın arayüz sürtünme açısı 4 ay küre sonrasında önemli ölçüde azalabilmektedir (Develioğlu ve Pulat, 2023).

Saha Notu: Türkiye'de özellikle Ege ve Güneydoğu bölgelerinde yaygın olan kiltaşı/marn zeminlerde arayüz sürtünme açısı kuru ve ıslak koşullar arasında 5–8° fark gösterebilir; hesaplarda ıslak koşul (drenajsız) değerleri esas alınmalıdır.

5.2 Örtü Tabakası Minimum Kalınlık Gereksinimleri

UV koruması: GCL ve PVC geomembranlar için en az 0,30 m örtü toprağı gereklidir.

Don etkisine karşı:

$h_{\text{örtü, don}} \geq z_{\text{don}} - e_{\text{membran}}$

Tablo 11: Örtü Tabakası Minimum Kalınlık Gereksinimleri

5.3 ADDYY Düzenli Depolama Tesisi Taban Teknik Kriterleri

Tablo 12: ADDYY Düzenli Depolama Tesisi Taban Teknik Kriterleri

ADDYY RG 26.03.2010/27533, Madde 16/2,3; Değişiklik RG 26/12/2019-30990, Madde 16/a,b,c

Önemli Not: ADDYY 2010/16 sayılı Genelge, doğal olarak koşulları sağlayan I. ve II. Sınıf sahalarda da zemin geçirimsizlik tabakasının geomembran kullanılarak güçlendirileceğini açıkça belirtmektedir. "Muaf" tutulma yalnızca özel projelere Bakanlık uygun görüşüyle mümkündür.

5.4 Ankraj Hendek Boyutlandırması

Geomembran kenarı, toprak içinde bir ankraj hendeği (anchor trench) ile sabitlenir. Ankraj tasarımı, membranın eğimden aşağı kaymaması için yeterli pasif direnci sağlayacak şekilde boyutlandırılır.

Tipik ankraj hendek boyutları:

$\text{Hendek genişliği} = 0{,}5 \text{ m} – 1{,}0 \text{ m}$

$\text{Hendek derinliği} = 0{,}5 \text{ m} – 1{,}0 \text{ m}$

Jeosanplastik Teknik Şartname; DSİ Geosentetik Bariyerler Genel Teknik Şartnamesi

Saha Notu: Türkiye'de küçük ölçekli gölet ve sulama kanalı uygulamalarında ankraj hendeği minimum 300 mm × 300 mm olmakla birlikte, I. ve II. Sınıf düzenli depolama sahalarında İlbank ve DSİ şartnameleri ile belirlenen boyutlar esas alınmalıdır. Hendek köşeleri hafifçe yuvarlak olacak şekilde kazılmalı, membranı kesen keskin kenarlar ortadan kaldırılmalıdır. Baraja veya baraj gövdesine soketlenen hendeklerde kesintisiz veya mevsimlik akışı olan dere yataklarında özel projelendirme yapılacaktır.

6. Türkiye Saha Koşullarına Özgü Değerlendirmeler

6.1 Deprem Etkisi (TBDY 2018 Perspektifi)

Türkiye'de neredeyse tüm düzenli depolama sahaları yüksek–orta depremsellik bölgelerinde yer almaktadır. TBDY 2018 Madde 3.2 uyarınca Depo Sahası Yer Seçimi aşamasında:

• Aktif fay zonlarına minimum uzaklık koşulları
• Deprem sırasında zemin sıvılaşma riski (ADDYY Madde 15)
• Membran alt kil tabakanın sismik stabilite analizi

Sismik kama analizi: deprem ivmesine bağlı pseudo-statik yatay kuvvet $k_h = a_s / g$ kama ağırlığı merkezine eklenerek $F_s$ hesaplanır. Bu Türkiye sahası için en az $F_s \geq 1{,}10$ (dinamik) alınmalıdır.

TBDY 2018 Zemin Sınıfları ve Depo Sahaları için Öneriler:

Tablo 13: Deprem Etkisi (TBDY 2018 Perspektifi)

TBDY 2018 Tablo 3.1 ve 3.3; ADDYY 2010 Madde 15

Saha Notu: İstanbul ve İzmit çevresindeki depolama sahalarında TBDY 2018 Tablo 3.3 (ZC–ZD zemin sınıfı) parametreleri ile sismik tasarım zorunludur. ZD ve ZE sınıfı zeminlerde yatay deprem ivme katsayısı $k_h$ olağanüstü yüksek çıkabilir; bu nedenle söz konusu sahalarda pürüzlü HDPE ve yüksek arayüz $\delta$ değerleri kritik önem taşır.

6.2 Yasal Zorunluluklar

• İmar Kanunu (3194): Düzenli depolama sahalarının imar planında belirlenmesi zorunludur; I. Sınıf DDT yerleşim alanlarına en az 1 km uzaklıkta olmalıdır (ADDYY Madde 15).
• Yapı Denetimi Kanunu (4708): Geomembran montajı su yapıları kapsamındaki bir iş olduğundan DSİ tarafından yetkilendirilmiş Su Yapıları Yetkili Denetim Firması (SYDF) ile sözleşme yapılması zorunludur (ADDYY 2014/13 sayılı Genelge).
• İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu (6331): Şantiyede sıcak kaynak işlemlerinde yangın riski ve buhar maruziyeti nedeniyle kişisel koruyucu donanım (KKD) zorunludur. Ekstrüzyon kaynak sırasında HDPE buharı maruziyetini önlemek için N95 veya FFP2 maske kullanımı önerilir.

6.3 Birim Fiyat Referansları

Tablo 14: Birim Fiyat Referansları

DSİ 2025 Yılı Birim Fiyat Kitabı (dsi.gov.tr); Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı 2025 Eylül Birim Fiyat Listesi

Dikkat: Birim fiyat hesabında %5–10 atık/hurda payı ve ankraj hendek kazısı ayrıca hesaba katılmalıdır. Kaynak ekipmanı amortismanı (özellikle çift sıcak takoz makinesi) ayrı kalemlerde değerlendirilmelidir.

7. Malzeme Seçim Akış Diyagramı

Aşağıdaki diyagram, uygulama türü ve çevresel koşullara göre geomembran/GCL seçim sürecini özetlemektedir.

8. Taban ve Örtü Sistemi Kesit Detayı

10. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler:

• Uygulama: Sulama göleti
• Eğim: β = 22°
• Örtü toprak birim ağırlığı: γₛ = 18 kN/m³
• Örtü kalınlığı: hₛ = 0,30 m
• Yamaç boyu: L = 8 m
• Seçilen membran: HDPE 1,5 mm düz yüzey

İstenen: Membrana etkiyen gerilme kuvvetinin hesabı ve çekme dayanımı kontrolü

Çözüm:

Adım 1: Kayma gerilmesi hesabı (birim alan)

$\tau = \gamma_s \cdot h_s \cdot \sin\beta = 18 \times 0{,}30 \times \sin(22°) = 18 \times 0{,}30 \times 0{,}3746 = 2{,}02 \text{ kN/m}^2$

Adım 2: Membran gerilme kuvveti

$T = \tau \times L = 2{,}02 \times 8 = 16{,}16 \text{ kN/m}$

Adım 3: GRI GM13 Rev.16:2021 Tablo 1(b) — 1,5 mm HDPE akma dayanımı: σ = 22 kN/m

Adım 4: Güvenlik katsayısı

$F_s = \frac{\sigma_{\text{membran}}}{T} = \frac{22}{16{,}16} = 1{,}36$

Sonuç: T = 16,16 kN/m < 22 kN/m; Fs = 1,36 > 1,25 (minimum)

Kontrol: GRI GM13 Rev.16:2021 Tablo 1(b) — 1,5 mm HDPE minimum akma dayanımı 22 kN/m olduğundan seçilen membran yeterlidir. Türkiye İç Anadolu'da don derinliği 80–120 cm olduğundan örtü kalınlığı 0,30 m bu bölge için yetersizdir; minimum 0,80–1,20 m örtü toprağı gereklidir.

Problem 2 — Orta

Veriler:

• II. Sınıf düzenli depolama sahası şev örtü sistemi
• Şev eğim açısı: β = 26°
• Örtü toprak yüksekliği: hₛ = 0,60 m
• Örtü toprağı: γₛ = 19 kN/m³, φ = 28°
• Membran yüzey türü: pürüzlü HDPE (tabanda bağlı, şevde arayüz)
• Arayüz sürtünme açısı (pürüzlü HDPE / sıkıştırılmış kil, ASTM D5321 sonucu): δ = 24°
• Yamaç boyu: L = 15 m

İstenen: Kama analizi ile örtü tabakasının kayma güvenlik katsayısının hesabı

Çözüm:

Adım 1: Örtü tabakası birim uzunluk ağırlığı

$W = \gamma_s \cdot h_s \cdot L = 19 \times 0{,}60 \times 15 = 171 \text{ kN/m}$

Adım 2: Kayma kuvveti (eğime paralel bileşen)

$T_{\text{aktif}} = W \cdot \sin\beta = 171 \times \sin(26°) = 171 \times 0{,}4384 = 74{,}97 \text{ kN/m}$

Adım 3: Normal kuvvet

$N = W \cdot \cos\beta = 171 \times \cos(26°) = 171 \times 0{,}8988 = 153{,}69 \text{ kN/m}$

Adım 4: Arayüz kesme direnci (Coulomb, cₐ = 0 — pürüzlü HDPE/kil, aderanssız kabulü)

$\tau_r = N \cdot \tan\delta = 153{,}69 \times \tan(24°) = 153{,}69 \times 0{,}4452 = 68{,}38 \text{ kN/m}$

Adım 5: Güvenlik katsayısı

$F_s = \frac{\tau_r}{T_{\text{aktif}}} = \frac{68{,}38}{74{,}97} = 0{,}91$

Sonuç: Fs = 0,91 < 1,25 (minimum) — Yetersiz! Pürüzlü HDPE ile bile β = 26° eğimde Fs < 1 çıkmıştır.

Kontrol ve Öneri: δ = 24° için β = 26° eğim sınır değerini aşmaktadır. Geotekstil ara tabakası kullanılarak arayüz δ = 30° artırılabilir veya şev eğimi β ≤ 20° ile yeniden tasarlanmalıdır. ADDYY Madde 16 kapsamında I. ve II. Sınıf taban şev tasarımında statik uzun vadeli Fs ≥ 1,50 hedeflenmelidir.

Problem 3 — Zor

Veriler:

• Orta Anadolu'da II. Sınıf düzenli depolama sahası taban liner sistemi tasarımı
• Doğal zemin: kireçtaşı/marn tabanlı; K_doğal = 2,3×10⁻⁸ m/s (ADDYY şartını sağlamıyor)
• Yapay geçirimsizlik tabakası: 2 kat sıkıştırılmış kil; toplam h = 0,60 m; K_kil = 6×10⁻¹⁰ m/s
• Yeraltı suyu kimyası: Ca²⁺ = 180 mg/L (≈ 4,5 mM), Mg²⁺ = 40 mg/L (≈ 1,6 mM)
• Toplam iyonik kuvvet: Ca²⁺ + Mg²⁺ ≈ 6,1 mM (sınır değerde — ileride artış beklenir)
• Sahada deprem bölgesi: ZC (TBDY 2018 Tablo 3.1), Ankara ili
• Şev eğimi β = 18°, yamaç boyu L = 12 m, örtü kalınlığı hₛ = 0,50 m (öneri)

İstenen:

1. GCL kullanılıp kullanılamayacağının değerlendirilmesi
2. Uygun HDPE kalınlık seçimi
3. Liner sisteminin ADDYY Madde 16 uyum kontrolü

Çözüm:

Adım 1: GCL Uygunluk Değerlendirmesi

Ca²⁺ = 4,5 mM — anlık olarak GCL performansı için kritik eşiğin (> 50 mM) altındadır. Ancak Polat ve diğ. (2021) çalışmasına göre 30 mM CaCl₂ çözeltisinde 3,0 kg/m² MPUA'lı GCL'in k değeri 1,3×10⁻⁷ m/s'ye ulaşmaktadır. Orta Anadolu kireçtaşı/marn ortamında uzun vadede Ca²⁺ konsantrasyonunun artacağı öngörülerek:

Karar: GCL tek başına kullanılmamalıdır. Güvenli tarafta kalmak için HDPE + sıkıştırılmış kil kombinasyonu tercih edilmeli; GCL yalnızca ek bariyer olarak ve yüksek MPUA (≥ 5,0 kg/m²) ile kullanılmalıdır. Alternatif olarak Na-CMC polimer işlemli (HYPER clay) GCL değerlendirilebilir.

Adım 2: ADDYY Madde 16/3b — Uyum Kontrolü

• ≥ 2 kat kil, toplam ≥ 50 cm, K ≤ 10⁻⁹ m/s → Mevcut: 60 cm, 6×10⁻¹⁰ m/s ✅
• HDPE geomembran zorunlu: yoğunluk 941–965 kg/m³ ✅

Adım 3: HDPE Kalınlık Seçimi (Şev Gerilme Kontrolü)

Örtü kalınlığı hₛ = 0,50 m (Ankara don derinliği 80–120 cm → 0,50 m minimum, artırılması önerilir):

$\tau = 19 \times 0{,}50 \times \sin(18°) = 19 \times 0{,}50 \times 0{,}309 = 2{,}94 \text{ kN/m}^2$

$T = \tau \times L = 2{,}94 \times 12 = 35{,}27 \text{ kN/m}$

GRI GM13 Rev.16:2021 Tablo 1(b) akma dayanımı kontrolü:

• 2,0 mm HDPE: 29 kN/m → Fs = 29/35,27 = 0,82 → Yetersiz
• 2,5 mm HDPE: 37 kN/m → Fs = 37/35,27 = 1,05 → Sınırda (minimum Fs = 1,25 sağlanamıyor)
• 3,0 mm HDPE: 44 kN/m → Fs = 44/35,27 = 1,25 → Kabul edilebilir

Seçim: 3,0 mm HDPE geomembran (tabanda düz; şevlerde pürüzlü)

Adım 4: Sismik Kontrol Özeti

ZC zemin sınıfı, Ankara — TBDY 2018 Tablo 3.1 ve 3.3 uyarınca sismik tasarım spektrumu belirlenerek pseudo-statik kama analizi yapılmalıdır. Yatay deprem katsayısı $k_h = a_s/g$ şeklinde aktif kama formülüne eklenir; Fs_dinamik ≥ 1,10 olmalıdır.

Sonuç:

• GCL: Tek başına kullanılmamalı (uzun vadeli Ca²⁺ riski); ancak yüksek MPUA (≥5 kg/m²) ile ek bariyer olarak değerlendirilebilir
• Kil tabakası: 2 kat × 30 cm = 60 cm, K ≤ 6×10⁻¹⁰ m/s ✅ ADDYY uyumlu
• HDPE: 3,0 mm düz/pürüzlü (yoğunluk 941–965 kg/m³ — ADDYY uyumlu; GRI GM13 Fs = 1,25)
• Üst drenaj çakıl: K ≥ 10⁻⁴ m/s, CaCO₃ ≤ %20, min 50 cm kalınlık
• Örtü toprağı: don koruması için min. 0,80–1,20 m (Ankara don derinliği)

11. Sık Yapılan Hatalar

1. GCL ve tuzlu su uyumsuzluğu: Ca²⁺/Mg²⁺ yüksek sızıntı suyunda GCL tek başına bariyer olarak kullanılması — GCL + HDPE veya sadece HDPE tercih edilmelidir. 30 mM CaCl₂ çözeltisinde k değeri 1,3×10⁻⁷ m/s'ye (150 kat artış) ulaşabilir.
2. Montaj sıcaklığına dikkat etmemek: HDPE kaynak sıcaklığı 190–220°C (fusion) veya 230–260°C (ekstrüzyon); sıcaklık aralığı dışında yapılan kaynaklar zayıf veya yanmış kaynak nedeniyle başarısız olur. +5°C altında ve +40°C üzerinde kaynak yapılmaz.
3. Balık ağzı (fish mouth) kusuru: Yamaçlarda membran kıvrımları su birikimine ve yapısal zayıflığa neden olur; membran gerilmeden, doğal olarak serilmelidir. Uzunlamasına derzler tabandan ve bükülme noktasından ≥1500 mm uzakta tutulmalıdır.
4. Köşe ve bağlantı detaylarının ihmal edilmesi: Boru giriş/çıkış noktaları, köşeler ve baca çevreleri en kritik sızıntı noktalarıdır; özel membran detayları uygulanmalıdır.
5. Kaynak testi sıklığını azaltmak: Her 150 m için tahribatlı, sınırsız tahribatsız test zorunludur. Kaynak testi maliyetli görünse de başarısız bir kaynak membran sistemini işlevsiz kılar.
6. İnce kumlu alt zemin hazırlığını atlamak: GCL veya membran altında keskin köşeli taş ve kaya parçacıkları membranı deler; 100–150 mm ince kum veya geotekstil ara tabakası zorunludur.
7. Don derinliği ihmal etmek: İç ve Doğu Anadolu'da geomembranın don hasarından korunması için örtü kalınlığı 80–200 cm arasında tutulmalıdır.
8. Yanlış HDPE yoğunluk tespiti: ADDYY Madde 16/3 gereği 941–965 kg/m³ yoğunluk zorunludur. 940 kg/m³ altındaki ürünler ADDYY kapsamında kullanılamaz; üretici belgesi teslim öncesinde kontrol edilmelidir.
9. Bimodal HDPE'de düşük kaynak gücü riski: Güncel çalışmalar, bimodal HDPE reçinelerinde standart kaynak koşullarında (50 mm/dak test hızı) QC/QA testlerini geçmesine rağmen uzun vadeli OIT kaybı nedeniyle kaynak dayanımının düşeceğini göstermektedir. Uzun ömür (>20 yıl) gerektiren sahalarda OIT kaybı standardı da belirtim şartnamesine eklenmelidir.

İlgili Standartlar ve Kaynaklar

1. ADDYY, Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik, RG 26.03.2010/27533, Madde 15–16; Değişiklik RG 26/12/2019-30990.
2. ADDYY Genelge 2010/16, Çevre ve Orman Bakanlığı, webdosya.csb.gov.tr.
3. TS EN 13254:2000, Geotekstiller ve İlgili Ürünler — Su Tutucu Yapıların (Gölet ve Barajlar) Yapımında Kullanım için Gerekli Özellikler, TSE.
4. TS EN 13252:2000, Geotekstiller ve İlgili Ürünler — Drenaj Uygulamaları için Gerekli Özellikler, TSE.
5. TS EN 13361, Geosentetik Bariyerler — Rezervuarlara ve Barajlara Uygulamalar için Gereksinimler, TSE.
6. TS EN 14196, Jeotekstiller ve İlgili Ürünler — GCL Testleri, TSE.
7. GRI GM13 Rev.16 (17.03.2021), Standard Specification for Test Methods, Test Properties and Testing Frequency for HDPE Smooth and Textured Geomembranes, GRI.
8. GRI GM19a Rev.10 (18.03.2021), Seam Strength and Related Properties of Thermally Bonded Homogeneous Polyolefin Geomembranes, GRI.
9. GRI GCL3, Standard Specification for Geosynthetic Clay Liners, GRI.
10. Ören A.H. ve Aksoy B. (2018), Correlating the hydraulic conductivities of GCLs with some properties of bentonites, Geomechanics and Engineering, Vol.15, No.5, s. 1091–1102.
11. Polat F. ve diğ. (2021), Birim Alan Başına Bentonit Kütlesinin GCL Hidrolik İletkenliğine Etkisi, EJOSAT Vol.28, doi:10.31590/ejosat.1013103.
12. Ören A.H. (2021), Evaluating the Hydration and Hydraulic Performance of a GCL, Aperta ULAKBIM No:262211.
13. Janssen J., Di Emidio G. ve diğ. (2015), Hydraulic conductivity and swelling pressure of GCLs using polymer treated clays to high concentration CaCl2 solutions, XVI ECSMGE, pp. 2687–2692.
14. Di Emidio G. (2010/2015), Beneficial Impact of Polymer Treatment of Ca-bentonites, ECSMGE Proceedings; Core.ac.uk açık erişim.
15. Koerner R.M. (1993/1998), Designing with Geosynthetics, 3. ve 4. Baskı, Prentice Hall.
16. Zhou L. ve diğ. (2020), Shear Testing of the Interfacial Friction Between an HDPE Geomembrane and Solid Wastes, PMC7178408, Int. J. Environmental Research and Public Health.
17. Develioğlu İ. ve Pulat H.F. (2023), Tuzlu Su Etkisindeki Geomembranların Ara Yüzey Kayma Davranışlarının İncelenmesi, AKÜ Fen Müh. Bilimleri Dergisi, 23(2023)025602.
18. İlbank, Katı Atık Tesisleri Proje Yapım İşine Ait Genel Teknik Şartname, 2022, ilbank.gov.tr.
19. DSİ, Geosentetik Bariyerler Genel Teknik Şartnamesi ve HDPE Geomembran Uygulama Teknik Şartnamesi, 2021, tarimorman.gov.tr.
20. DSİ, 2025 Yılı Birim Fiyat Kitabı, dsi.gov.tr; Poz 56.810.1559 (HDPE/LLDPE Geomembran), Poz 56.810.1560 (Kalınlık Tayini).
21. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, 2025 Eylül Birim Fiyat Listesi, webdosya.csb.gov.tr; Poz 15.260.1006 (2 mm HDPE Geomembran su yalıtımı).
22. TBDY 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, RG 18.03.2018-30364, Tablo 3.1, 3.3.
23. ASTM D6392, Standard Test Method for Determining the Integrity of Nonreinforced Geomembrane Seams Produced Using Thermo-Fusion Methods, ASTM International.
24. ASTM D5321/D6243, Standard Test Method for Determining the Shear Strength of a Geosynthetic in Wet and Dry Conditions, ASTM International.
25. KGM, Karayolları Teknik Şartnamesi — Don Derinliği Haritası, 2020, kgm.gov.tr.

Kaynaklar

1. ADDYY 2010 Madde 16 (RG: 26.03.2010/27533) — Resmî Gazete. https://www.resmigazete.gov.tr
2. TS EN 13254 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
3. TS EN 13252 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
4. TS EN 13361 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
5. TS EN 14196 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
6. GRI GM13 Rev.16:2021.
7. GRI GCL3.
8. GRI GM19a Rev.10:2021.
9. 6331 İSG.

İlgili Makaleler

• AD-007: Yeraltı Su Seviyesi Düşürme (Dewatering) Yöntemleri
• AD-008: Yağmursuyu Yönetimi — Sürdürülebilir Drenaj (SuDS)
• AD-009: Kanalizasyon Hat Basınç Testi

Kaynakça

1. İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
2. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
3. İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar

Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.

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.