Sıvılaşma Potansiyeli Değerlendirmesi: SPT ve CPT Yöntemleri

Birincil Standart: TBDY 2018 Bölüm 16.6 | İkincil: TS EN 1998-5:2007 Md. 4.1.3–4.1.4

1. Özet

Sıvılaşma (liquefaction), suya doygun kumlu zeminlerin deprem sırasında kayma mukavemetini yitirerek sıvı gibi davranmasıdır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY 2018) Bölüm 16.6, sıvılaşma potansiyelinin Standart Penetrasyon Deneyi (SPT) ve Koni Penetrasyon Deneyi (CPT) verilerine dayalı basitleştirilmiş prosedürle değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Sıvılaşma güvenlik faktörü $FS_L$, zemin tabakasına etki eden Çevrimsel Gerilme Oranı (CSR) ile zemin sıvılaşma direncinin (CRR) oranından hesaplanır. Türkiye'nin yüksek sismik aktivitesi göz önüne alındığında, İzmir, İstanbul, Sakarya–Adapazarı ve Düzce gibi alüvyal zemin üzerine kurulu şehirlerde bu değerlendirme kritik önem taşımaktadır.

2. Tanım ve Temel İlkeler

2.1 Sıvılaşma Mekanizması

Deprem sırasında dinamik kayma gerilmeleri suya doygun kumlu zeminde boşluk suyu basıncını artırır. Boşluk suyu basıncı efektif gerilmeye eşitlendiğinde ($u = \sigma'_v$) zemin kayma mukavemetini tamamen kaybeder. Bu durum Terzaghi'nin efektif gerilme ilkesiyle doğrudan açıklanır:

$$\tau_f = c' + (\sigma - u)\tan\phi' = (\sigma_v - u)\tan\phi'$$

$u \to \sigma_v$ koşulunda $\tau_f \to 0$ olur; zemin artık yük taşıyamaz ve sıvı gibi davranır.

Saha Notu: Türkiye'de 17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi (Mw = 7,6) sonrasında Adapazarı kent merkezinde zemin sıvılaşması yaygın biçimde gözlemlenmiştir. Sakarya Nehri kollarının eski yatakları üzerindeki alüvyal alanda kum kaynaması, kaldırım deformasyonları (1–2 m yükselme) ve bina devrilmeleri meydana gelmiştir.

Dikkat: Sıvılaşma yalnızca $M_w \geq 5{,}0$ büyüklüğündeki depremler için anlamlıdır; küçük depremlerde deprem kaynaklı gerilmeler eşik değere ulaşmaz (TBDY 2018 Md. 16.6.1).

2.2 Sıvılaşmaya Duyarlı Zemin Türleri

Tablo 1: Sıvılaşmaya Duyarlı Zemin Türleri

2.3 Sıvılaşma Olmayan Kriterler (TBDY 2018 Md. 16.6.1)

Aşağıdaki koşullardan herhangi biri sağlanıyorsa sıvılaşma değerlendirmesi gerekmez:

1. Tane boyutu: $D_{50} > 2{,}0$ mm (çakıl) veya $D_{10} > 0{,}1$ mm
2. Kil içeriği > %35 ve plastisite indisi $PI > 15$
3. Kesme dalgası hızı $V_s > 200$ m/s
4. Derinlik > 20 m (pratik uygulamaya bağlı)
5. Düzeltilmiş SPT değeri $(N_1)_{60} \geq 30$ darbe/30 cm (TBDY 2018 Md. 16.6.5)

Saha Notu: Türkiye'de yaygın alüvyal zeminler (Sakarya ovası, İzmir Körfezi kıyı dolguları, İstanbul boğaz etekli depresyonlar) genellikle $D_{50}$ = 0,05–0,50 mm tane çaplı suya doygun kum/silt içermekte; bu da muafiyet kriterlerini sağlayamamaktadır. TBDY 2018 Ek 16B, sıvılaşma değerlendirmesini Sınıf ZE ve ZF zeminler için zorunlu tutmaktadır.

3. Zemin Araştırması Gereklilikleri

3.1 Türkiye'de Geçerli Standartlar

Tablo 2: Türkiye'de Geçerli Standartlar

Saha Notu: Türkiye'de çoğu sondaj firması dönmeli çekiç (donut hammer) kullanmaktadır; bu çekiçlerin enerji oranı ER ≈ %45–60 olup standart %60 enerjiye göre $C_H$ = 0,75–1,00 düzeltmesi uygulanmalıdır. TBDY 2018 Md. 16.6.3 gereği SPT donanımının enerji kalibrasyonu belgelenmeli ve zemin raporuna eklenmelidir.

3.2 SPT ve CPT Karşılaştırması

Tablo 3: SPT ve CPT Karşılaştırması

Dikkat: CPT yöntemi, SPT'ye kıyasla sürekli profil sağladığından ince tabakalar ve ara katmanları daha iyi tespit eder. Ancak Türkiye'de hâlâ SPT daha yaygın kullanılmakta olup sıvılaşma analizinin SPT esas alınarak yapılması pratik açıdan avantajlıdır.

4. Hesap Yöntemi — Basitleştirilmiş Prosedür

Adım 1 — Çevrimsel Gerilme Oranı (CSR) Hesabı

Deprem kaynaklı kayma gerilmesi Seed & Idriss (1971) yöntemine göre (TBDY 2018 Md. 16.6.2):

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

Tablo 4: Adım 1 — Çevrimsel Gerilme Oranı (CSR) Hesabı

Gerilme azaltma katsayısı $r_d$ — Liao & Whitman (1986) formülü (TBDY 2018 Md. 16.6.2 ile uyumlu):

$$r_d = \begin{cases} 1{,}0 - 0{,}00765 \cdot z & z \leq 9{,}15 \text{ m} \\ 1{,}174 - 0{,}0267 \cdot z & 9{,}15 < z \leq 23 \text{ m} \\ 0{,}744 - 0{,}008 \cdot z & 23 < z \leq 30 \text{ m} \\ 0{,}50 & z > 30 \text{ m} \end{cases}$$

Büyüklük Ölçekleme Faktörü (MSF) ile $M_w = 7{,}5$ büyüklüğüne normalize etme (Idriss & Boulanger 2008):

$$CSR_{7{,}5} = \frac{CSR_{field}}{MSF}, \qquad MSF = \frac{10^{2{,}24}}{M_w^{2{,}56}}$$

Tablo 5: Adım 1 — Çevrimsel Gerilme Oranı (CSR) Hesabı

Saha Notu: TBDY 2018 kapsamında kullanılan deprem parametresi $a_{max}$, AFAD Türkiye Deprem Tehlike Haritası (TDTH) üzerinden adrese özel olarak alınmalıdır. Deprem düzeyi için DD-2 (50 yılda aşılma olasılığı %10, dönüş periyodu ~475 yıl) kullanılır. Örneğin İzmir Körfezi kıyısında $a_{max} \approx 0{,}30$–0,40 g, Adapazarı merkez için 0,35–0,45 g, İstanbul Anadolu yakası için 0,25–0,35 g düzeyindedir.

Adım 2 — SPT Yöntemiyle CRR Hesabı

Ham SPT darbe sayısı normalizasyonu (TBDY 2018 Md. 16.6.3):

$$N_{60} = N_m \cdot C_H \cdot C_B \cdot C_S \cdot C_R$$

Tablo 6: Adım 2 — SPT Yöntemiyle CRR Hesabı

Efektif gerilme normalizasyonu (Idriss & Boulanger 2008, TBDY 2018 Md. 16.6.3):

$$(N_1)_{60} = N_{60} \cdot C_N, \qquad C_N = \left(\frac{P_a}{\sigma'_v}\right)^{0{,}5} \leq 1{,}7$$

Burada $P_a = 100$ kPa (atmosfer basıncı).

İnce dane içeriği düzeltmesi (Idriss & Boulanger 2008):

$$(N_1)_{60cs} = (N_1)_{60} + \Delta(N_1)_{60}$$ $$\Delta(N_1)_{60} = \exp\!\left(1{,}63 + \frac{9{,}7}{FC + 0{,}01} - \left(\frac{15{,}7}{FC + 0{,}01}\right)^2\right)$$

Tablo 7: Adım 2 — SPT Yöntemiyle CRR Hesabı

CRR hesabı (Idriss & Boulanger 2008; TBDY 2018 Md. 16.6.3 onayı):

$$CRR_{7{,}5} = \exp\!\left(\frac{(N_1)_{60cs}}{14{,}1} + \left(\frac{(N_1)_{60cs}}{126}\right)^2 - \left(\frac{(N_1)_{60cs}}{23{,}6}\right)^3 + \left(\frac{(N_1)_{60cs}}{25{,}4}\right)^4 - 2{,}8\right)$$

Bu formül $(N_1)_{60cs} \leq 37{,}5$ için geçerlidir; $(N_1)_{60cs} > 37{,}5$ durumunda zemin sıvılaşmaz.

Dikkat: TS EN ISO 22476-3:2011 enerji kalibrasyonu gerektirmektedir. Kalibrasyon belgesi olmayan sondajlarda enerji oran katsayısı belirsiz kalır ve konservatif değerler ($C_H \leq 0{,}90$) kullanılması önerilir.

Adım 3 — CPT Yöntemiyle CRR Hesabı

Robertson Zemin Davranış Tipi İndeksi $I_c$ (Robertson 1990, Robertson & Wride 1998):

$$I_c = \left[(3{,}47 - \log Q)^2 + (\log F + 1{,}22)^2\right]^{0{,}5}$$

Burada normalize parametreler:

$$Q = \frac{(q_t - \sigma_v)}{P_a} \cdot \left(\frac{P_a}{\sigma'_v}\right)^n, \qquad F = \frac{f_s}{q_t - \sigma_v} \times 100\%$$

$n$ başlangıçta 0,5 alınır; $I_c > 2{,}60$ çıkarsa $n = 1{,}0$ ile yeniden hesaplanır.

Tablo 8: Adım 3 — CPT Yöntemiyle CRR Hesabı

Normalize koni direnci (Robertson & Wride 1998, TBDY 2018 Md. 16.6.4):

$$q_{c1N} = C_Q \cdot \frac{q_c}{P_a}, \qquad C_Q = \left(\frac{P_a}{\sigma'_v}\right)^n \leq 1{,}7$$

Temiz kum eşdeğeri: $q_{c1Ncs} = K_c \cdot q_{c1N}$

CRR hesabı (Robertson & Wride 1998, TBDY 2018 Md. 16.6.4):

$$CRR_{7{,}5} = 0{,}833 \left(\frac{q_{c1Ncs}}{1000}\right) + 0{,}05 \quad (q_{c1Ncs} < 50)$$ $$CRR_{7{,}5} = 93 \left(\frac{q_{c1Ncs}}{1000}\right)^3 + 0{,}08 \quad (50 \leq q_{c1Ncs} < 160)$$

Dikkat: $q_{c1Ncs} \geq 160$ için zemin pratik olarak sıvılaşmaz kabul edilir.

Adım 4 — Güvenlik Faktörü

$$FS_L = \frac{CRR_{7{,}5}}{CSR_{7{,}5}} \quad \text{(TBDY 2018 Md. 16.6.5)}$$

Tablo 9: Adım 4 — Güvenlik Faktörü

Saha Notu: TBDY 2018 Md. 16.6.5 gereği, $FS_L < 1{,}0$ koşulu deprem performans değerlendirmesinde zemin iyileştirici tedbirler gerektirir. $FS_L = 1{,}2$ güvenlik sınırı, TBDY öncesi yönetmeliklere (DBYBHY 2007 (mülga, yerine TBDY 2018)) göre daha kısıtlayıcıdır; bu nedenle bazı eski analizlerin TBDY 2018'e göre yeniden değerlendirilmesi gerekebilir.

5. Formüller Özeti

Tablo 10: Formüller Özeti

6. Post-Sıvılaşma Oturması ve Zemin Yüzey Hasarı

6.1 Post-Sıvılaşma Hacimsel Gerilme Hesabı

Sıvılaşma sonrası düşey oturma, sıvılaşan tabakalardaki hacimsel birim deformasyon $\varepsilon_v$ ile belirlenir.

Toplam oturma tahmini:

$$\Delta S = \sum_{i=1}^{n} \varepsilon_{v,i} \cdot \Delta H_i$$

Burada $\varepsilon_{v,i}$ (%) sıvılaşan tabakadaki hacimsel birim deformasyon, $\Delta H_i$ ise tabaka kalınlığıdır.

Tablo 11: Post-Sıvılaşma Hacimsel Gerilme Hesabı

6.2 Ishihara (1985) Yüzey Çıkışı Kriteri

Ishihara (1985), sıvılaşmamış üst tabakanın (H₁) kalınlığı ile sıvılaşan tabakanın (H₂) kalınlığı arasındaki ilişkiyi ampirik eğrilerle ortaya koymuştur. Yüzeyde kum kaynaması veya hasar olmayabilmesi için:

• $a_{max} = 0{,}20$ g: H₁ ≥ 3,0 m (H₂ = 5 m için)
• $a_{max} = 0{,}30$ g: H₁ ≥ 4,0 m (H₂ = 5 m için)
• $a_{max} = 0{,}40$ g: H₁ ≥ 5,5 m (H₂ = 5 m için)

Saha Notu: Türkiye'de pek çok yerleşim alanının zemin profili, özellikle Sakarya, Çarşamba ve Gediz deltalarında, H₁ < 3 m kil/silt üstyapı katmanı ve H₂ > 5 m suya doygun kum tabakası konfigürasyonu göstermektedir. Bu konfigürasyon, $a_{max} > 0{,}20$ g depremlerde yüzey sıvılaşma belirtileri (kum kaynaması, oturma, yanal yayılma) riski taşır.

6.3 Yanal Yayılma (Lateral Spreading)

Yanal yayılma (lateral spreading), sıvılaşan tabakalar üzerindeki yüzey bloklarının eğimli arazi veya nehir kenarlarında yatay ötelenmesidir. Youd vd. (2002) ampirik regresyon modeli:

$$\log D_H = -16{,}213 + 1{,}532 M_w - 1{,}406 \log R^* - 0{,}012 R + 0{,}338 \log S + 0{,}540 \log T_{15} + 3{,}413 \log(100 - F_{15}) - 0{,}795 \log(D50_{15} + 0{,}1)$$

Burada: $R^*$ = deprem kaynağına olan düzeltilmiş mesafe, $S$ = zemin eğimi (%), $T_{15}$ = $FS_L < 1{,}35$ olan kum tabakalarının toplam kalınlığı (m), $F_{15}$ ve $D50_{15}$ = bu tabakaların ortalama ince dane yüzdesi ve tane çapıdır.

Dikkat: Yanal yayılma, Adapazarı 1999 depreminde nehir boyunca 1–3 m yatay zemin hareketi olarak gözlemlenmiş ve ciddi bina hasarına yol açmıştır. TBDY 2018 Md. 16.6 kapsamında yanal yayılma değerlendirmesi ihmal edilmemelidir.

7. Zemin İyileştirme Yöntemleri (FS_L < 1,0 Durumunda)

Tablo 12: Zemin İyileştirme Yöntemleri (FS_L < 1,0 Durumunda)

Saha Notu: Türkiye'de sıvılaşma riski içeren alanlarda TBDY 2018 Md. 16.6 kapsamında jet grout kolonu en sık uygulanan yöntemdir (Kocaeli endüstri alanları, İzmir limanları). TS EN 12716:2001 jet grout standardı tasarım prensiplerini kapsamaktadır. Jet grout kolon çapı Türkiye koşullarında genellikle 50–120 cm, hedef dayanım $q_u$ = 500–2.000 kPa arasındadır.

8. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları

8.1 Yüksek Riskli Bölgeler

Tablo 13: Yüksek Riskli Bölgeler

8.2 Yasal Mevzuat ve Ruhsat Gereklilikleri

• İmar Kanunu 3194 Madde 21: Yapı ruhsatı alınmadan önce zemin etüdü raporu zorunludur
• Yapı Denetimi Kanunu 4708: Yapı denetim kuruluşu zemin raporunu onaylamak zorundadır; sıvılaşma riski varsa ek analiz şartı konulabilir
• TBDY 2018 Bölüm 16: ZE ve ZF yerel zemin sınıfındaki parsellerde zemin iyileştirmesi veya sıvılaşma analizi zorunludur
• 6331 Sayılı İSG Kanunu: Zemin araştırması sırasında sondaj çalışmalarında güvenlik planı hazırlanmalıdır

9. Sıvılaşma Değerlendirme Akışı

10. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler:

• Derinlik: $z = 3{,}0 \text{ m}$
• Toplam düşey gerilme: $\sigma_v = 54 \text{ kPa}$ (birim hacim ağırlığı $\gamma = 18 \text{ kN/m}^3$)
• Efektif düşey gerilme: $\sigma'_v = 44 \text{ kPa}$ (YAS yüzeyde = 1,0 m)
• Maksimum yüzey ivmesi: $a_{max} = 0{,}25g$
• Deprem büyüklüğü: $M_w = 7{,}5$

İstenen: $CSR_{7{,}5}$ değerini hesaplayın.

Çözüm:

Adım 1 — $r_d$ ($z = 3{,}0$ m ≤ 9,15 m olduğundan):

$$r_d = 1{,}0 - 0{,}00765 \times 3{,}0 = 1{,}0 - 0{,}023 = 0{,}977$$

Adım 2 — $CSR_{field}$:

$$CSR_{field} = 0{,}65 \times \frac{54}{44} \times 0{,}25 \times 0{,}977 = 0{,}65 \times 1{,}227 \times 0{,}25 \times 0{,}977 = 0{,}195$$

Adım 3 — MSF ($M_w = 7{,}5$):

$$MSF = \frac{10^{2{,}24}}{7{,}5^{2{,}56}} = 1{,}00$$

Adım 4 — $CSR_{7{,}5}$:

$$CSR_{7{,}5} = \frac{0{,}195}{1{,}00} = 0{,}195$$

Sonuç: $CSR_{7{,}5} = 0{,}195$

Kontrol: Tipik deprem ivmeli (0,25 g) sığ zemin için CSR ≈ 0,15–0,25 aralığı makuldür.

Problem 2 — Orta

Veriler:

• Derinlik: $z = 5{,}0 \text{ m}$
• SPT ham değeri: $N_m = 12$ darbe/30 cm
• Çekiç enerji oranı ER = 60% → $C_H = 1{,}0$
• Delgi çapı 90 mm → $C_B = 1{,}0$, $C_S = 1{,}0$, $C_R = 0{,}85$ (7 m derinlik)
• İnce dane içeriği: FC = %15
• $\sigma_v = 90 \text{ kPa}$, $\sigma'_v = 55 \text{ kPa}$
• $a_{max} = 0{,}35g$, $M_w = 7{,}0$

İstenen: $FS_L$ hesaplayın ve sıvılaşma olup olmayacağını belirleyin.

Çözüm:

Adım 1 — $r_d$ ($z = 5{,}0$ m):

$$r_d = 1{,}0 - 0{,}00765 \times 5{,}0 = 0{,}962$$

Adım 2 — $CSR_{field}$:

$$CSR_{field} = 0{,}65 \times \frac{90}{55} \times 0{,}35 \times 0{,}962 = 0{,}65 \times 1{,}636 \times 0{,}35 \times 0{,}962 = 0{,}338$$

Adım 3 — MSF ($M_w = 7{,}0$): $MSF = 1{,}19$ (Tablo 5'ten)

$$CSR_{7{,}5} = \frac{0{,}338}{1{,}19} = 0{,}284$$

Adım 4 — SPT normalizasyonu:

$$N_{60} = 12 \times 1{,}0 \times 1{,}0 \times 1{,}0 \times 0{,}85 = 10{,}2$$ $$C_N = \left(\frac{100}{55}\right)^{0{,}5} = 1{,}348 \leq 1{,}7$$ $$(N_1)_{60} = 10{,}2 \times 1{,}348 = 13{,}7$$

Adım 5 — İnce dane düzeltmesi (FC = %15):

$$\Delta(N_1)_{60} = \exp\!\left(1{,}63 + \frac{9{,}7}{15{,}01} - \left(\frac{15{,}7}{15{,}01}\right)^2\right) = \exp(1{,}63 + 0{,}646 - 1{,}094) = \exp(1{,}182) = 3{,}26$$ $$(N_1)_{60cs} = 13{,}7 + 3{,}26 = 16{,}96 \approx 17{,}0$$

Adım 6 — CRR (Idriss & Boulanger 2008):

$$CRR_{7{,}5} = \exp\!\left(\frac{17{,}0}{14{,}1} + \left(\frac{17{,}0}{126}\right)^2 - \left(\frac{17{,}0}{23{,}6}\right)^3 + \left(\frac{17{,}0}{25{,}4}\right)^4 - 2{,}8\right)$$ $$= \exp(1{,}206 + 0{,}018 - 0{,}350 + 0{,}276 - 2{,}8) = \exp(-1{,}650) = 0{,}192$$

Adım 7 — $FS_L$:

$$FS_L = \frac{0{,}192}{0{,}284} = 0{,}676 < 1{,}0$$

Sonuç: $FS_L = 0{,}68 < 1{,}0$ — Sıvılaşma beklenir! Zemin iyileştirme zorunludur (TBDY 2018 Md. 16.6.5).

Kontrol: İnce daneli doygun kum, sığ derinlik, yüksek ivme (0,35 g) ve düşük SPT değeri ($N_{60}$ = 10) kombinasyonu sıvılaşmayı açıkça işaret etmektedir.

Problem 3 — Zor

Verilen Zemin Profili — Adapazarı tipi alüvyal zemin:

Tablo 14: Problem 3 — Zor

Deprem parametreleri: $a_{max} = 0{,}40g$, $M_w = 7{,}6$ (1999 Kocaeli benzeri senaryo)

İstenen: Her tabaka için $FS_L$ hesaplayın ve sıvılaşma potansiyeli indeksini (LPI) belirleyin.

Çözüm:

Gerilmeler ve $r_d$ hesabı:

Tablo 15: Problem 3 — Zor

MSF ($M_w = 7{,}6$): $MSF = 10^{2{,}24} / 7{,}6^{2{,}56} \approx 1{,}18$ (interpolasyon)

Tabaka 2 ($z = 3{,}5$ m; $N_{60} = 8$; FC = %30):

$$CSR_{field} = 0{,}65 \times \frac{63{,}0}{35{,}0} \times 0{,}40 \times 0{,}973 = 0{,}456$$ $$CSR_{7{,}5} = 0{,}456 / 1{,}18 = 0{,}387$$ $$C_N = (100/35)^{0{,}5} = 1{,}690 \leq 1{,}7 \quad \Rightarrow \quad (N_1)_{60} = 8 \times 1{,}690 = 13{,}5$$ $$\Delta(N_1)_{60}\big|_{FC=30} = \exp(1{,}63 + 9{,}7/30{,}01 - (15{,}7/30{,}01)^2) = \exp(1{,}68) = 5{,}37$$ $$(N_1)_{60cs} = 13{,}5 + 5{,}37 = 18{,}9$$ $$CRR_{7{,}5} = \exp(18{,}9/14{,}1 + (18{,}9/126)^2 - (18{,}9/23{,}6)^3 + (18{,}9/25{,}4)^4 - 2{,}8) = \exp(-1{,}586) = 0{,}205$$ $$\mathbf{FS_L = 0{,}205 / 0{,}387 = 0{,}53} \quad \Rightarrow \textbf{ Sıvılaşır!}$$

Tabaka 3 ($z = 7{,}0$ m; $N_{60} = 12$; FC = %8):

$$CSR_{field} = 0{,}65 \times (117/69) \times 0{,}40 \times 0{,}946 = 0{,}416$$ $$CSR_{7{,}5} = 0{,}416 / 1{,}18 = 0{,}352$$ $$C_N = (100/69)^{0{,}5} = 1{,}203 \quad \Rightarrow \quad (N_1)_{60} = 12 \times 1{,}203 = 14{,}4$$ $$(N_1)_{60cs} = 14{,}4 + 0{,}37 = 14{,}77$$ $$CRR_{7{,}5} \approx 0{,}148$$ $$\mathbf{FS_L = 0{,}148 / 0{,}352 = 0{,}42} \quad \Rightarrow \textbf{ Sıvılaşır!}$$

Tabaka 4 ($z = 11{,}5$ m; $N_{60} = 18$; FC = %22):

$$CSR_{field} = 0{,}65 \times (214{,}75/118{,}75) \times 0{,}40 \times 0{,}866 = 0{,}407$$ $$CSR_{7{,}5} = 0{,}407 / 1{,}18 = 0{,}345$$ $$C_N = (100/118{,}75)^{0{,}5} = 0{,}917 \quad \Rightarrow \quad (N_1)_{60} = 18 \times 0{,}917 = 16{,}5$$ $$(N_1)_{60cs} = 16{,}5 + 4{,}77 = 21{,}27$$ $$CRR_{7{,}5} = \exp(21{,}27/14{,}1 + (21{,}27/126)^2 - (21{,}27/23{,}6)^3 + (21{,}27/25{,}4)^4 - 2{,}8) = \exp(-0{,}817) = 0{,}442$$ $$\mathbf{FS_L = 0{,}442 / 0{,}345 = 1{,}28} \quad \Rightarrow \text{ Sıvılaşma beklenmez}$$

Sıvılaşma Potansiyeli İndeksi (LPI) (Iwasaki vd. 1982):

$$LPI = \sum_{i} F_i \cdot W_i \cdot H_i, \qquad F_i = 1 - FS_{L,i} \text{ (FS < 1 için)}, \quad W_i = 10 - 0{,}5 z_i$$

Tablo 16: Problem 3 — Zor

$$LPI = 11{,}63 + 15{,}08 = \mathbf{26{,}7}$$

Sonuç: LPI = 26,7 > 15 — Çok yüksek sıvılaşma potansiyeli. Tabakaların 7 m'si sıvılaşma riski taşıyor. TBDY 2018 Md. 16.6.5 gereği kapsamlı zemin iyileştirmesi (jet grout veya vibro-replacement) zorunludur.

Kontrol: Adapazarı gerçek saha verileriyle tutarlı; 1999 depreminde gözlemlenen yaygın sıvılaşma ve bina devrilmeleri bu profil tipleriyle örtüşmektedir.

11. Dikkat Edilmesi Gerekenler ve Yaygın Hatalar

1. SPT enerji kalibrasyonu: Türkiye'deki ekipman tipine göre enerji oranı belirlenmeli; uluslararası veri tabanı değerleri (ER ≈ 60%) doğrudan kullanılmamalıdır. TS EN ISO 22476-3:2011 kalibrasyon gerekliliklerine uyulmalıdır.
2. CPT üstünlüğü: CPT yöntemi, SPT'ye kıyasla sürekli profil sağladığından ince ara katmanlar için daha güvenilir sonuç verir; yüksek riskli sahalarda iki yöntemin birlikte uygulanması önerilir.
3. YAS mevsimsel değişimi kritik: Yeraltı su seviyesi mevsimsel değişimde en yüksek konumuna göre değerlendirilmelidir; mevsimlik su seviyesi değişiminin göz ardı edilmesi $FS_L$'yi yapay olarak yüksek gösterir.
4. $M_w \geq 5{,}0$ şartı: Sıvılaşma değerlendirmesi yalnızca $M_w \geq 5{,}0$ depremler için anlamlıdır (TBDY 2018 Md. 16.6.1).
5. İnce dane düzeltmesi: FC değeri dikkatli ölçülmeli; hatalı FC tahmini CRR'yi önemli ölçüde etkileyebilir.
6. Post-sıvılaşma analizi ihmal edilmemeli: $FS_L < 1{,}0$ tespiti yeterli değildir; oturma miktarı ve yanal yayılma da hesaplanmalıdır (TBDY 2018 Bölüm 16).
7. Birim fiyat referansı: Sıvılaşma iyileştirme işlemleri için Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı Yapım İşleri Birim Fiyatları (yıllık güncellenmiş) kullanılmalıdır. 2024 yılı için jet grout kolon imalatı poz no. 27.009; taş kolon poz no. 27.015.

12. İlgili Standartlar ve Kaynaklar

Tablo 17: İlgili Standartlar ve Kaynaklar

13. İlgili Hesap Araçları

• AFAD Türkiye Deprem Tehlike Haritası — $a_{max}$ parametresi için
• SPT bazlı sıvılaşma güvenlik faktörü hesabı — İMO İnşaat Mühendisleri Odası yazılım portalı
• CPT bazlı sıvılaşma değerlendirmesi — Robertson (2009/2012) yöntemi yazılımları

14. İlgili Makaleler

• Bkz. DP-001 — TBDY 2018 Genel Yapısı
• Bkz. DP-023 — Yapı-Zemin Etkileşimi (SSI) Temel Kavramları
• Bkz. DP-025 — Kazık Temel Tasarımı
• Bkz. DP-028 — Zemin İyileştirme Yöntemleri

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.

Kaynaklar

1. TBDY 2018 — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
2. TS EN 1998-5 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
3. TS EN ISO 22476-3 — ISO / TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
4. TS 3234 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
5. Idriss & Boulanger 2008.
6. Robertson & Wride 1998.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

• 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.