Geoteknik Saha Araştırması Akış Şeması

Özet

Geoteknik saha araştırması; yapı temelinin güvenli, ekonomik ve depreme dayanıklı şekilde tasarlanabilmesi için zemin ve kaya birimlerinin mühendislik özelliklerini ortaya koyan sistematik bir süreçtir. Süreç TBDY 2018 Bölüm 16, Ek 16A ve TS EN 1997-2:2007 çerçevesinde yürütülür; bu yazıda planlama, saha çalışmaları, laboratuvar deneyleri, mühendislik analizi ve raporlama olmak üzere beş ana aşamada ele alınır. Yapı denetimi kapsamında zemin etüdü raporları, 4708 sayılı Yapı Denetimi Kanunu Madde 2'ye göre yapı denetim kuruluşlarınca ilgili mevzuata göre incelenir; Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği Madde 57'ye göre statik proje de zemin ve temel etüdü raporuna uygun hazırlanır. Bu makalede her aşama adım adım açıklanmakta; Türkiye şantiye koşullarına özgü dikkat noktaları, güncel standart referansları ve sayısal örnek problemler sunulmaktadır.

Genel Bakış

Geoteknik saha araştırması, yapı temelinin güvenli tasarımı için zemin ve kaya koşullarının belirlenmesini amaçlar. TBDY 2018 Bölüm 16 ve TS EN 1997-2:2007 kapsamında yürütülür. Araştırma; yapının kategorisine, oturum alanına, kat sayısına ve bölgenin jeolojik özelliklerine göre kapsamı değişen çok bileşenli bir süreçtir.

Saha Notu: 4708 sayılı Kanun Madde 2'ye göre yapı denetim kuruluşu, zemin ve temel raporlarını ilgili mevzuata göre inceler ve ilgili idareye uygunluk görüşünü bildirir; Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği Madde 5'e göre bu inceleme proje denetimi safhasında yapılır. İmar planı notlarında zemin etüdüne ilişkin özel koşul bulunan parsellerde bu koşullar ayrıca sağlanmalıdır.

Dikkat: Yalnızca "tahmine dayalı zemin sınıfı" veya komşu parselden alınan verilerle tasarım yapılması, TBDY 2018 Madde 16.2'ye aykırıdır ve ciddi yapısal güvenlik riski doğurur.

Renk Kodları: Koyu Mavi = Başlangıç/Bitiş | Kırmızı = Hata | Turuncu = Uyarı | Sarı = Karar | Mor = Referans | Mavi = Süreç | Yeşil = Hesaplama | Lila = Girdi

Aşama 1 — Planlama

1.1 Ön Bilgi Toplama

Etüt planlaması, mevcut coğrafi ve topoğrafik özellikler ile yapıya ilişkin ana yapısal özelliklerin derlenmesiyle başlar. Ön bilgi toplama kapsamında genellikle güncel plankote ve topoğrafik harita, bölgesel jeoloji haritaları, komşu parsellere ait varsa eski zemin etüd raporları, Türkiye Deprem Tehlike Haritaları verileri ve varsa mikrobölgeleme raporları derlenir. Uygulama imar planına esas onaylı jeolojik ve jeoteknik etüt raporunun parselin bulunduğu alana ilişkin bölümü, ruhsat sürecinde ilgili idareden alınır (Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği Madde 55).

Saha Notu (Türkiye): Etüt planlanmadan önce proje koordinatına ait DD-2 düzeyi kısa periyot ve 1,0 s harita spektral ivme katsayıları (S_S, S_1), AFAD'ın Türkiye Deprem Tehlike Haritaları internet sitesinden alınmalıdır. DTS, S_DS ve bina kullanım sınıfına göre TBDY 2018 Tablo 3.2'den belirlenir; S_DS ise S_S ile etütle belirlenen yerel zemin sınıfına bağlı F_S katsayısının çarpımıdır (S_DS = S_S·F_S).

Dikkat: TBDY 2018 Madde 16.2.1.1'e göre zemin araştırmalarının kapsamı; yapı ve bileşenlerinin özellikleri, jeolojik yapı ve zemin birimlerinin özellikleri, civar yapıların durumu, yeraltı suyu durumu ile bölgesel deprem özellikleri ve çevre koşulları dikkate alınarak planlanır. Ek 16A'daki sondaj sayısı ve derinliği kuralları da taban alanı, yapı genişliği ve temel yükleri gibi bilgilere dayandığından bu bilgiler etüt planlanmadan önce derlenmelidir.

1.2 Sondaj Sayısı ve Konumunun Belirlenmesi

Sondaj sayısı ve derinliği; yapının taban alanı, genişliği ve aktardığı yükler ile zemin koşullarına göre belirlenir. Bağlayıcı alt sınırlar TBDY 2018 Ek 16A.1.2 (sayı) ve Ek 16A.1.4'tedir (derinlik). Aşağıdaki tablo yönetmelik değeri değildir; ön planlama için tipik uygulama aralıklarını gösterir:

Yönetmelik kuralı (TBDY 2018 Ek 16A.1.2–16A.1.3): Sondaj sayısı, zemin koşullarının değişkenliği, yapının taban alanı ve aktardığı yükler ile çevre koşulları dikkate alınarak her 300 m² taban alanı için en az bir adet olmak üzere belirlenir. BYS ≤ 3 olan binaların alanlarında sondaj sayısı üçten, taban alanı 1000 m²'yi geçen binalarda beşten (köşelerde birer adet ve ortada bir adet) az olamaz. Topoğrafik ve jeomorfolojik koşullar özel yerlere işaret etmiyorsa sondaj yerleri yapı planının köşeleri ve ortası esas alınarak seçilir; yerleşimi belirsiz sahalarda karelaj (grid) kullanılır.

Saha Notu: Alüvyon ve yumuşak kil zeminlerde sondaj derinliği, yalnız alt sınırla yetinilmeden sıvılaşma ve konsolidasyon oturması değerlendirmelerinin gerektirdiği derinliğe göre belirlenmelidir. Yüksek deprem tasarım sınıflarında sığ yeraltı suyu ve gevşek iri daneli zeminler için Ek 16A.1.4(d)'deki en az 20 m koşuluna bakınız (Bölüm 1.3).

1.3 Sondaj Derinliği Hesabı

Bina temelleri için minimum sondaj derinliği (TBDY 2018 Ek 16A.1.4): Sondaj derinliği temel tabanından başlayarak aşağıdaki iki derinlikten daha elverişsiz (daha derin) olanıdır:

$$D_{min}=\max \left(1,5B;z_{0,1}\right)$$

Burada $B$ yapı genişliği (m), $z_{0,1}$ ise net temel taban basıncından doğan gerilme artışının ($\Delta \sigma$) zeminin kendi ağırlığından doğan efektif gerilmenin %10'una eşit olduğu ($\Delta \sigma =0,10{\sigma }_{v0}^{\prime }$) derinliktir. Yüksek dayanım ve rijitlikte bir tabakaya daha sığda rastlanırsa sondaj, bu tabakaya en az 3 m girilip sürekliliği belirlenerek sonlandırılabilir.

Kazıklı temeller için (TBDY 2018 Ek 16A.1.4(b)): Sondaj derinliği, kazık taşıma gücü ve oturma hesaplarını yapmaya olanak sağlayacak şekilde seçilir; bu nedenle kazık ucu altında kalan ve oturmayı etkileyen tabakalar da araştırılmalıdır.

Şevler ve derin kazılar için (Ek 16A.1.4(c)): Şev duraylılığı çalışmalarında sondajlar olası kayma yüzeyinin yeterince altına, derin kazılarda ise kazı tabanından en az kazı derinliğinin yarısı kadar derinliğe iner.

Dikkat: DTS = 1, 1a ve 2 olan sahalarda yeraltı suyu temel tabanından itibaren 10 m'den daha sığdaysa ve gevşek iri daneli zeminler bulunuyorsa, sondaj derinliği zemin yüzünden itibaren en az 20 m olmalıdır (TBDY 2018 Ek 16A.1.4(d)).

Aşama 2 — Saha Çalışmaları

2.1 Sondaj Yöntemleri

Sondaj çalışmaları TS EN ISO 22475-1:2006 standardına uygun olarak yürütülür. Türkiye'de en yaygın kullanılan sondaj yöntemleri:

• Döner sondaj (rotary drilling): Killi ve kumlu zeminlerde numune alımı için standart yöntem
• Darbe sondaj (percussion drilling): Çakıllı ve bloklu zeminlerde kullanılır
• Karotiyer (kaya sondajı): Karotiyer ve vidye tipi litolojik birimlerin özelliklerine göre seçilir, karot çapı en az NX (54 mm) veya NQ (47,6 mm) olmalıdır (TBDY 2018 Ek 16A.2.5); çatlaklı ve zayıf kayada karot kaybını azaltmak için çift tüplü karotiyer tercih edilir

Sondaj loglarında sondaj yöntemi ve ekipmanı, çalışma tarihleri, sondajı yapan ve logu hazırlayan sorumlu kişiler ile her sondaj noktasının koordinatı ve kotu kayıt altına alınmalıdır; sondaj logları Veri Raporu'nda sunulur (TBDY 2018 Madde 16.2.2.1).

Saha Notu: Uygulamada sık görülen döner sondaj ile yalnız SPT yapılması kohezyonlu zeminlerde yeterli değildir: TBDY 2018 Ek 16A.2.4'e göre kohezyonlu zeminlerden, etki derinliği içinde her tabakanın mühendislik özelliklerini belirlemeye yetecek sayıda örselenmemiş örnek alınır. Bu örnekler ince cidarlı (alan oranı < %10) ve iç çapı en az 76 mm olan tüp veya pistonlu tüple alınmalıdır.

2.2 Standart Penetrasyon Testi (SPT)

SPT, en yaygın kullanılan in-situ saha deneyidir. ASTM D1586-18 ve Türkiye'de TS EN ISO 22476-3 standardına uygun olarak her 1,5 m'de bir uygulanır.

SPT düzeltmesi (TBDY 2018 Denklem 16B.1):

$$N_{60}=N\cdot C_R\cdot C_S\cdot C_B\cdot C_E$$ $$N_{1,60}=N_{60}\cdot C_N$$

Burada:

• $N$: Araziden elde edilen ham darbe sayısı (ilk 15 cm dikkate alınmaz)
• $C_R$: Çubuk uzunluğu düzeltme katsayısı
• $C_S$: Numune alıcı tipi katsayısı
• $C_B$: Sondaj delgi çapı katsayısı (TBDY 2018 Tablo 16B.1)
• $C_E$: Enerji oran düzeltmesi — otomatik şahmerdan için 0,90–1,60 (TBDY 2018 Tablo 16B.1)
• $C_N$: Örtü yükü düzeltme katsayısı

Saha Notu: TBDY 2018 Tablo 16B.1, enerji oranı düzeltme katsayısı C_E için güvenli tokmakta 0,60–1,17, halkalı tokmakta 0,45–1,00 ve otomatik darbeli tokmakta 0,90–1,60 aralıklarını verir; yönetmelik belirli bir tokmak tipini zorunlu kılmaz. Tokmak tipi ve varsa ölçülen enerji oranı raporda belirtilmeli, C_E buna göre seçilmelidir. Bu düzeltme ham darbe sayısını yaklaşık %60 referans enerji oranına (N₆₀) çevirir.

Dikkat: N₆₀ < 4 olan çok yumuşak kil zeminlerde SPT darbe sayısı düşük ve dağınık olduğundan kıvam ve drenajsız kayma dayanımı için tek başına yeterli sayılmamalıdır. TBDY 2018 Ek 16A.2.1 arazi deneyleri arasında kanatlı kesici ve presiyometreyi sayar ve sondajlarla paralel koni penetrasyon deneylerinin (CPT/CPTu) yapılmasını yararlı bulur. Bu zeminlerde kanatlı kesici (ASTM D2573) ve CPTu (TS EN ISO 22476-1) tamamlayıcı olarak tercih edilir.

!

2.3 Saha Sondaj Fotoğrafları

!

!

2.4 Diğer Saha Deneyleri

Presiyometre Deneyi (PMT): Zeminlerde ve zayıf kayada uygulanır. TBDY 2018 Ek 16A.2.1, SPT, kanatlı kesici ve presiyometre gibi arazi deneylerinin zemin koşulları ile uyumlu ve proje gereksinimlerini karşılayacak aralıklarla (örneğin her 1,50 m'de bir) yapılmasını ister; PMT'nin sayısı ve düşey aralığı bu çerçevede proje kapsamında belirlenir. Deneyden zeminin presiyometre modülü ($E_M$) ve limit basıncı ($P_L$) elde edilir.

Kanatlı Kesici Deneyi (Vane Shear Test — VST): Yumuşak killerde drenajsız kayma mukavemeti ($C_u$) ölçümünde kullanılır. ASTM D2573 standardına uygun yürütülür (Türkiye'de TS karşılığı yoktur).

$$C_u=\frac{T_{max}}{K}$$

Burada $T_{max}$ maksimum tork (N·m), $K$ kanat geometri faktörüdür (standart kanat için: $K=\pi D^{2}H/2+\pi D^3/6$).

!

Saha Notu: Türkiye'de Karadeniz kıyısı, İstanbul–Çorlu–İzmit koridoru ve İzmir körfezi çevresindeki yumuşak alüvyal zeminlerde (CH sınıfı, LL > 60, Cu < 30 kPa) VST ve CPT kombinasyonu SPT'ye tercih edilmektedir.

2.5 Yeraltı Suyu Seviyesinin Belirlenmesi

Yeraltı suyu seviyesi (YAS) sondaj kuyusu içinde yapılan ölçümlerle belirlenir; gözlem ve ölçümler su düzeyinin kuyuda dengeye ulaşmasına yetecek kadar uzun süre sürdürülür. Etüt derinliğinde birden fazla su taşıyan katman (akifer) varsa su düzeyinin veya basıncının standart piyezometrelerle ölçülmesi uygundur (TBDY 2018 Ek 16A.2.6). Bekleme ve izleme süresi zeminin geçirimliliğine göre proje kapsamında belirlenir.

Dikkat: YAS temel tabanına yakın ya da üstündeyse su basıncı temel tasarımına girer; TBDY 2018 Madde 16.2.2.2(b)'ye göre geoteknik raporda olası kaldırma kuvvetleri dikkate alınır. Kazı tabanında hidrolik kabarma ve borulanma (piping) tahkikleri yapılmalı, gerekirse kazı süresince su indirme veya drenaj sistemi tasarlanmalıdır.

2.6 Kaya Karot ve RQD

Kaya ortamında sondaj, kaya yüzeyinden itibaren sürekli karot alınarak ilerleyen dönel sistemle yapılır (TBDY 2018 Ek 16A.1.1). Toplam karot yüzdesi (TCR), sağlam karot yüzdesi (SCR) ve kaya kalite göstergesi (RQD) hesaplanarak sondaj loguna işlenir.

$$RQD=\frac{\sum L_{10}}{H}\times 100\%$$

Burada $\sum L_{10}$ uzunluğu ≥ 10 cm olan sağlam karot parçalarının toplam uzunluğu (cm), $H$ kademe ilerlemesidir (cm).

!

Aşama 3 — Laboratuvar Deneyleri

3.1 İndeks Deneyleri

İndeks deneyleri zemin sınıflandırmasının temelini oluşturur. Türkiye'de aşağıdaki standartlar uygulanmaktadır:

3.2 Zemin Sınıflandırması — USCS

USCS (Unified Soil Classification System) sınıflandırması, elek analizi ve Atterberg limitleri sonuçlarına göre yapılır. İnce daneli zeminler (% No.200 elek geçen > 50) Casagrande plastisite kartına göre sınıflandırılır.

!

Saha Notu: Türkiye'de yaygın zemin tipleri: (1) Batı ve kuzeybatı Türkiye — yüksek plastisiteli alüvyal killer (CH, LL = 50–80), (2) Orta Anadolu — marn ve kireçtaşı ana kayası üzerinde az plastisiteli kil (CL), (3) Karadeniz ve Ege kıyısı — orta sıkı kum–çakıl (SP, SW), (4) Doğu Anadolu — volkanik kökenli zeminler ve uçucu kül içerikli toprak (ML, MH).

3.3 Agresivite Değerlendirmesi

Zemin örnekleri üzerinde yapılan kimyasal analizler, beton ve çelik temellere zarar verebilecek agresif koşulları ortaya koyar.

Dikkat: Jipsli formasyonlarda ve endüstriyel kirlenme şüphesi olan sahalarda zeminde ve yeraltı suyunda sülfat içeriği yüksek olabilir; bu sahalarda zemin ve su örneklerinde kimyasal analiz yapılması ve beton için çevresel etki sınıfının buna göre belirlenmesi önerilir.

Aşama 4 — Mühendislik Analizi

4.1 V_s30 Hesabı ve Zemin Sınıfı

Temel alt kotundan itibaren ilk 30 m için ortalama kayma dalgası hızı (Vs30) TBDY 2018 Denklem 16.2'ye göre hesaplanır (Madde 16.4.2):

$$V_{s30}=\frac{30}{\sum _{i=1}^n\frac{d_i}{V_{si}}}$$

Burada $d_i$ her tabakanın kalınlığı (m), $V_{si}$ her tabakanın kayma dalgası hızı (m/s)'dır ve $\sum d_i=30$ m'dir.

4.2 Zemin Sınıfı Tablosu

Dikkat: Tablo 16.1'e göre ZF zeminlerde sahaya özel zemin davranış analizi zorunludur (TBDY 2018 Madde 16.5.1.3). ZF; depremde çökme veya potansiyel göçme riski taşıyan zeminleri, toplam kalınlığı 3 m'den fazla turba veya organik içeriği yüksek killeri, toplam kalınlığı 8 m'den fazla yüksek plastisiteli (PI > 50) killeri ve çok kalın (>35 m) yumuşak veya orta katı killeri kapsar. PI > 20, w > %40 ve cu < 25 kPa koşullarındaki toplamda 3 m'den kalın yumuşak kil profili ise tablonun ZE satırında yer alır; bu koşul tek başına ZF tanımı değildir. Madde 16.4.3, temel tabanı ile kaya üst kotu arasında 3 m'den fazla zemin varsa ZA/ZB sınıflamasının yapılamayacağını belirtir.

4.3 Sıvılaşma Riski Değerlendirmesi

TBDY 2018 Madde 16.6.1, DTS = 1, 1a, 2 ve 2a binalarda ZD, ZE veya ZF grubuna giren, sürekli tabaka ya da kalın mercekler halinde bulunan kumlu zeminlerde sıvılaşma potansiyelinin arazi ve laboratuvar deneylerine dayalı uygun yöntemlerle incelenmesini ve ayrıntılı raporlanmasını ister; 16.6.6'da tanımlanan durumlar istisnadır. İlgili basitleştirilmiş değerlendirme esasları Ek 16B'de yer alır:

$$F{S}_{liq}=\frac{CRR}{CSR}$$

Burada:

• $CRR$: Döngüsel direniç oranı (SPT-N₁,₆₀ veya Vs bazlı)
• $CSR$: Döngüsel gerilme oranı = $0,65\cdot \frac{{\sigma }_{v0}}{{\sigma }_{v0}^{\prime }}\cdot (0,4S_{DS})\cdot r_d$ (TBDY 2018 Denk. 16B.5; genel literatürde $0,4S_{DS}$ yerine $a_{max}/g$ yazılır)

TBDY 2018 Denklem 16.3'e göre sıvılaşmaya karşı güvenlik koşulu ${\tau }_R\ge 1,10{\tau }_{deprem}$, yani $F{S}_{liq}\ge 1,10$'dur. Koşul sağlanmazsa sıvılaşması beklenen tabakalarda dayanım ve rijitlik azalması, olası taşıma gücü kayıpları, duraylılık bozuklukları, oturma ve yanal yayılma değerlendirilir; gerekirse üstyapı ve/veya zemin iyileştirmesi uygulanır (Madde 16.6.9–16.6.10).

Saha Notu: 1999 Kocaeli ve Düzce depremleri, Adapazarı'nda alüvyal zemin sıvılaşmasının kritik hasar belirleyicisi olduğunu kanıtlamıştır. İstanbul'un Küçükçekmece–Büyükçekmece aksındaki allüvyon alanlarda, Adapazarı, Çarşamba, Bafra ovalarında ve Adana–İskenderun koridorunda sıvılaşma analizi özellikle önem taşımaktadır.

4.4 Şev Stabilitesi

Yapı doğal ya da yapay bir şevin üzerinde veya yakınındaysa, şevin deprem etkisinde duraylı kalacağı tahkik edilir (TBDY 2018 Madde 16.13.1; DTS = 4 binalarda deprem etkisinde şev analizi yapılmayabilir). Tahkikte kohezyon ve sürtünme direncine dayanım katsayıları uygulanır ve toptan göçmeye karşı $E_t\le R_t/{\gamma }_{Rk}$ (${\gamma }_{Rk}\ge 1,0$) koşulu sağlanır (Madde 16.13.3–16.13.4); analiz eşdeğer statik limit denge, sonlu elemanlar veya dinamik analizle yapılabilir (Madde 16.13.7). Statik durumda global güvenlik sayısıyla çalışan uygulamalarda $FS\approx 1,5$ mertebesi yaygın bir hedeftir; kesin değer proje koşullarına ve ilgili standarda göre belirlenir. Dairesel kayma yüzeyleri için Bishop veya Fellenius gibi dilim yöntemleri kullanılır.

Tipik Türkiye koşulları: Orta Anadolu'da marn–kireçtaşı kontağında, Karadeniz bölgesinde yağışlı dönemde killi şistlerde şev kayması riski yüksektir.

Aşama 5 — Sondaj Log Standart Kesiti

Aşama 6 — Raporlama

6.1 Zemin Etüd Raporunun Kapsamı

TBDY 2018 Madde 16.2.2'ye göre Zemin ve Temel Etüd Raporu, arazi ve laboratuvar verilerinin sunulduğu Veri Raporu ile tasarıma yönelik Geoteknik Rapor'dan oluşur (Madde 16.2.2.1–16.2.2.2). Bu iki raporun içeriği tipik olarak aşağıdaki bölümlerde toplanır:

1. Ön bilgi ve amaç: Proje tanımı, yapı tipi, kat sayısı, yük tahmini
2. Arazi çalışmaları: Sondaj logları, SPT profilleri, yeraltı suyu verileri
3. Laboratuvar sonuçları: Özet tablo, dane boyu dağılımı, Atterberg limitleri
4. Zemin profili: Kesitler, tabaka tanımları, süreksizlikler
5. Mühendislik değerlendirmesi: Vs30, zemin sınıfı, taşıma gücü, oturma analizi
6. Temel önerileri: Tip, derinlik, emniyet taşıma gerilmesi (q_a)
7. Özel koşullar: Sıvılaşma, şişme, çökme, şev stabilitesi
8. Ekler: Sondaj logları, laboratuvar grafikleri, vaziyet planı

6.2 Yasal Gereklilikler

Saha Notu: Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği Madde 5'e göre yapı denetim kuruluşu, zemin ve temel etüdü raporunun hazırlanmasına ilişkin esaslara uygun bir rapor olup olmadığını tespit ederek uygunluk görüşü verir. Madde 7'ye göre zemin etüdü raporları dâhil etüde dayalı çalışmaları mevzuata uygun yapmak ya da yaptırmak ve yapı denetim kuruluşuna vermek proje müellifinin görevidir; kuruluş, proje müelliflerinin meslek odası üyeliğinin devam ettiğine dair taahhütnameleri de kontrol eder.

6.3 Birim Fiyat Referansları

Zemin etüdü çalışmalarının yaklaşık maliyeti (Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı 2026 Yılı Birim Fiyatları baz alınarak sektörel ortalama):

Sondaj Planlama Kriterleri (Özgün İçerik Korundu)

Minimum sondaj derinliği (TBDY 2018 Ek 16A.1.4):

• Bina temelleri: Temel tabanından itibaren yapı genişliğinin en az 1,5 katı ya da $\Delta \sigma =0,10{\sigma }_{v0}^{\prime }$ derinliği; hangisi daha elverişsizse
• Kazıklı temeller: Kazık taşıma gücü ve oturma hesaplarını yapmaya olanak verecek derinlik (Ek 16A.1.4(b))

Zemin Sınıfı ve Vs30 Tablosu (Özgün İçerik Korundu)

Parametreler ve Tipik Değerler (Özgün İçerik — Zenginleştirilmiş)

Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay 🟢

Problem Tanımı: Bir şehir merkezinde yapılacak 6 katlı konut yapısının oturum alanı 15 × 20 m = 300 m² dir. Tekil temel boyutu tahminen 1,5 m × 1,5 m, temel derinliği D_f = 1,0 m olarak planlanmaktadır. En az kaç adet sondaj açılmalı ve minimum sondaj derinliği ne olmalıdır?

Veriler:

• Yapı: 6 katlı konut, kat yüksekliği 3 m → H_N ≈ 18 m; DTS = 1 kabulüyle BYS = 5 (TBDY 2018 Tablo 3.3: 17,5 < H_N ≤ 28 m)
• Plan boyutları: 15 × 20 m → taban alanı 300 m², yapı genişliği 15 m
• Tahmini temel genişliği (münferit): B_temel = 1,5 m
• Temel derinliği: D_f = 1,0 m

İstenen: Minimum sondaj sayısı ve derinliği

Çözüm:

Adım 1 — Sondaj sayısı (TBDY 2018 Ek 16A.1.2–16A.1.3):

• Taban alanı ölçütü: her 300 m² için en az 1 sondaj → 300/300 = 1 sondaj
• BYS = 5 > 3 olduğundan en az üç sondaj koşulu, taban alanı 1000 m²'nin altında olduğundan en az beş sondaj koşulu bu örnekte uygulanmaz.
• Yönetmelik alt sınırı 1 sondajdır; ancak tek sondaj tabaka sürekliliğini ve eğimini göstermez. Sondaj yerleri yapı planının köşeleri ve ortası esas alınarak seçildiğinden (16A.1.3) bu örnekte iki karşıt köşe ve orta nokta olmak üzere 3 sondaj önerilir (mühendislik tercihi).

Seçim: 3 sondaj (iki karşıt köşe + orta)

Adım 2 — Sondaj derinliği (TBDY 2018 Ek 16A.1.4):

Yapı genişliği ölçütü (temel tabanından itibaren):

$$z_1=1,5\times B_{\text{yapı}}=1,5\times 15=22,5\text{ m}$$

Gerilme artışı ölçütü ($\Delta \sigma =0,10{\sigma }_{v0}^{\prime }$ derinliği) temel yükleri ve zemin birim hacim ağırlıkları belli olduğunda hesaplanır; $z_1$'den daha derin çıkarsa o değer esas alınır.

Zemin yüzünden sondaj derinliği:

$$D=D_f+z_1=1,0+22,5=23,5\text{ m}$$

Sonuç: En az 3 sondaj (yönetmelik alt sınırı 1), derinlik zemin yüzünden en az 23,5 m. Sahada yeraltı suyu sığ ve gevşek iri daneli zemin varsa DTS = 1 için geçerli en az 20 m koşulu (16A.1.4(d)) da bu derinlikle sağlanır.

Kontrol: Tekil temel genişliğine göre bulunan $2B_{temel}=3,0$ m gibi değerler bu ölçütü karşılamaz; TBDY ölçütü temel genişliği değil yapı genişliğidir. Daha sığda yüksek dayanımlı ve rijit bir tabakaya rastlanırsa sondaj, bu tabakaya en az 3 m girilip süreklilik belirlenerek sonlandırılabilir (16A.1.4(a)).

Problem 2 — Orta 🟡

Problem Tanımı: Aşağıdaki zemin profili için V_s30 hesapla ve TBDY 2018'e göre zemin sınıfını belirle.

Veriler:

İstenen: V_s30 hesabı ve zemin sınıfı

Çözüm:

Adım 1 — d_i/V_si oranlarını hesapla:

$$\frac{d_1}{V_{s1}}=\frac{5}{150}=0,0333\text{ s}$$ $$\frac{d_2}{V_{s2}}=\frac{10}{300}=0,0333\text{ s}$$ $$\frac{d_3}{V_{s3}}=\frac{15}{450}=0,0333\text{ s}$$

Adım 2 — Toplam zaman:

$$\sum _{i=1}^3\frac{d_i}{V_{si}}=0,0333+0,0333+0,0333=0,1000\text{ s}$$

Adım 3 — V_s30 hesabı (TBDY 2018 Denklem 16.2):

$$V_{s30}=\frac{30}{\sum (d_i/V_{si})}=\frac{30}{0,1000}=300\text{ m/s}$$

Adım 4 — Zemin sınıfı (TBDY 2018 Tablo 16.1):

180 m/s < V_s30 = 300 m/s < 360 m/s → ZD Zemin Sınıfı

Sonuç: V_s30 = 300 m/s → ZD (Orta sıkı zemin)

Kontrol: ZD sınıfı için beklenen ortalama N₆₀ = 15–50 aralığında; profil ile tutarlı

Problem 3 — Zor

Problem Tanımı: ZD sınıfı zemin üzerinde 8 katlı bir konut yapısı planlanmaktadır. 4,5 m derinlikteki orta sıkı kum tabakasında SPT verisi aşağıdaki gibidir. Bu derinlikte sıvılaşma FS değerini hesaplayın.

Veriler:

• Derinlik: z = 4,5 m
• Sondaj ham N değeri: N = 14 darbe/30 cm
• Düzeltme katsayıları: C_R = 0,85; C_S = 1,0; C_B = 1,0; C_E = 1,0
• Zemin birimi hacim ağırlığı: γ = 18,0 kN/m³
• Doygun birim hacim ağırlığı: γ_sat = 19,5 kN/m³
• Yeraltı suyu seviyesi: YAS = 2,0 m
• Tasarım spektral ivme katsayısı: S_DS = 1,0 (DD-2, DTS = 1) → 0,4·S_DS = 0,40 (TBDY 2018 Denk. 16B.5); deprem büyüklüğü M_w = 7,5
• İnce dane yüzdesi: FC = %8

İstenen: SPT bazlı sıvılaşma güvenlik katsayısı (FS_liq)

Çözüm:

Adım 1 — N₁,₆₀ hesabı (TBDY 2018 Denklem 16B.1 ve 16B.2):

$$N_{60}=N\cdot C_R\cdot C_S\cdot C_B\cdot C_E=14\times 0,85\times 1,0\times 1,0\times 1,0=11,9$$

Efektif düşey gerilme: ${\sigma }_{v0}^{\prime }=\gamma \cdot z_{kuru}+{\gamma }^{\prime }\cdot z_{doygun}=18\times 2+(19,5-9,81)\times 2,5=36+24,2=60,2\text{ kPa}$

Derinlik düzeltmesi (TBDY 2018 Denk. 16B.2, ${\sigma }_{v0}^{\prime }$ kPa): $C_N=9,78\sqrt{\frac{1}{{\sigma }_{v0}^{\prime }}}=9,78\sqrt{\frac{1}{60,2}}=1,26\le 1,70$

$$N_{1,60}=N_{60}\cdot C_N=11,9\times 1,26=15,0$$

Adım 2 — İnce dane düzeltmesi (TBDY 2018 Denk. 16B.3a–16B.3b, IDI = %8):

$$\alpha =\exp \left(1,76-\frac{190}{ID{I}^2}\right)=\exp \left(1,76-\frac{190}{64}\right)=\exp (-1,21)=0,30$$ $$\beta =0,99+\frac{ID{I}^{1,5}}{1000}=0,99+\frac{8^{1,5}}{1000}=1,013$$ $$N_{1,60f}=\alpha +\beta \cdot N_{1,60}=0,30+1,013\times 15,0=15,5$$

Adım 3 — CRR hesabı (TBDY 2018 Denk. 16B.4b; M_w = 7,5 için Denk. 16B.4c'den C_M ≈ 1,0):

$$CR{R}_{M7,5}=\frac{1}{34-N_{1,60f}}+\frac{N_{1,60f}}{135}+\frac{50}{[10N_{1,60f}+45{]}^2}-\frac{1}{200}$$ $$CR{R}_{M7,5}=\frac{1}{18,5}+\frac{15,5}{135}+\frac{50}{[200{]}^2}-\frac{1}{200}=0,0541+0,1148+0,00125-0,0050=0,165$$

Adım 4 — CSR hesabı (TBDY 2018 Denk. 16B.5–16B.6):

Toplam düşey gerilme: ${\sigma }_{v0}=18\times 2+19,5\times 2,5=36+48,75=84,75$ kPa

Gerilme azaltma katsayısı (z = 4,5 m ≤ 9,15 m): $r_d=1,0-0,00765\times z=1,0-0,00765\times 4,5=0,966$

$$CSR=0,65\times \frac{{\sigma }_{v0}}{{\sigma }_{v0}^{\prime }}\times 0,4S_{DS}\times r_d=0,65\times \frac{84,75}{60,2}\times 0,40\times 0,966=0,354$$

Adım 5 — FS hesabı (TBDY 2018 Denk. 16.3: ${\tau }_R\ge 1,10{\tau }_{deprem}$):

$$F{S}_{liq}=\frac{{\tau }_R}{{\tau }_{deprem}}=\frac{CR{R}_{M7,5}\cdot C_M}{CSR}=\frac{0,165\times 1,0}{0,354}=0,47$$

Sonuç: FS_liq = 0,47 < 1,10 → Denklem 16.3 koşulu sağlanmıyor, sıvılaşma beklenir!

Kontrol ve Yorum: Güvenlik koşulu sağlanmadığından TBDY 2018 Madde 16.6.9–16.6.10 uyarınca sıvılaşması beklenen tabakada dayanım ve rijitlik azalması, taşıma gücü kaybı, duraylılık, oturma ve yanal yayılma değerlendirilmeli; gerekirse zemin iyileştirmesi (vibrokompaksiyon, enjeksiyon vb.), derin temel veya üstyapı önlemleri uygulanmalıdır.

Sık Yapılan Hatalar (→ GT-019)

1. Yetersiz sondaj derinliği: Zayıf tabaka gizli kalabilir; TBDY 2018 Ek 16A.1.4'teki minimum derinlik koşulu (temel tabanından yapı genişliğinin 1,5 katı ya da $\Delta \sigma =0,10{\sigma }_{v0}^{\prime }$ derinliği, hangisi daha elverişsizse) mutlaka karşılanmalıdır.
2. Su seviyesi ölçmeden kapatma: Su düzeyi kuyuda dengeye ulaşana kadar ölçüm sürdürülmeli; birden fazla su taşıyan katman varsa piyezometreden yararlanılmalıdır (TBDY 2018 Ek 16A.2.6).
3. Numune bozulması: Kohezyonlu zeminlerden örselenmemiş örnek, iç çapı en az 76 mm ve alan oranı %10'dan küçük ince cidarlı tüp veya pistonlu tüple alınmalıdır (TBDY 2018 Ek 16A.2.4); mukavemet ve konsolidasyon deneyleri örselenmemiş örnekler üzerinde yapılır (Ek 16A.3.3).
4. Tek noktadan karar: TBDY 2018 Ek 16A.1.2'ye göre her 300 m² taban alanı için en az bir sondaj gerekir; BYS ≤ 3 binalarda en az 3, taban alanı 1000 m²'yi aşan binalarda en az 5 sondaj açılır. Küçük yapılarda da tek sondaj tabaka sürekliliğini göstermediğinden yetersiz kalabilir.
5. Vs30'u ölçmeden yalnız korelasyonla sınıf atamak: TBDY 2018 Madde 16.3.7'ye göre yerel zemin sınıfı Vs, SPT N ya da kohezyonlu zeminlerde cu ile belirlenebilir; ancak Madde 16.3.6'ya göre kayma dalgası hızının jeofizik yöntemlerle belirlenmesi esastır. MASW veya sismik kırılma yöntemi kullanılabilir.
6. Agresivite testlerini atlamak: SO₄ içeriği yüksek bölgelerde çimento sınıfı seçiminde hata yapılır, erken beton bozulması riski doğar.
7. SPT tokmak tipini ve enerji düzeltmesini raporlamamak: TBDY 2018 Tablo 16B.1 tokmak tipine göre farklı C_E aralıkları verir (güvenli 0,60–1,17; halkalı 0,45–1,00; otomatik 0,90–1,60); tokmak tipi bilinmeden N₁,₆₀ güvenilir hesaplanamaz.
8. Sıvılaşma analizini atlamak: DTS = 1, 1a, 2 ve 2a binalarda ZD/ZE/ZF grubundaki, sürekli tabaka veya kalın mercek hâlindeki kumlu zeminlerde sıvılaşma potansiyelinin incelenmesi zorunludur (TBDY 2018 Madde 16.6.1).

Hesap Araçları Yönlendirme

yapidan (2026). Geoteknik Saha Araştırması Akış Şeması. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/as/geoteknik-saha-arastirmasi-akis-semasi