Zemin Sınıflandırması — USCS ve AASHTO Sistemleri

1. Temel Kavramlar ve Parametreler

Zemin sınıflandırması için gerekli parametre tanımları ve formüller aşağıda özetlenmiştir.

Tablo 1: Notasyon ve Semboller

Temel formüller:

$C_u = \frac{D_{60}}{D_{10}}$

$C_c = \frac{D_{30}^2}{D_{60} \cdot D_{10}}$

$I_P = w_L - w_P$

Saha Notu: Türkiye'deki zemin etüdü laboratuvarları Atterberg limit deneylerini TS 1900-1'e göre yapmakla yükümlüdür. Ancak TS 1900-1, uygulama prensibi bakımından ASTM D4318 ile büyük ölçüde uyumludur; temel fark kalıp geometrisindeki toleranslardadır. Casagrande cihazı yerine düşen koni (cone penetrometer) yöntemi, ASTM D4318-17 Yöntem B ve TS EN ISO 17892-12 kapsamında da kabul edilmektedir.

Dikkat: Tane boyutu sınır değerleri standartlar arasında farklılık gösterir:

Tablo 2: Temel Kavramlar ve Parametreler

TS EN ISO 14688-1:2018 kum üst sınırını 2 mm, çakıl üst sınırını 63 mm olarak tanımlamakta; bu değerler TS ve ASTM'den kısmen farklıdır.

2. USCS (Birleşik Zemin Sınıflandırma Sistemi)

Referans: ASTM D2487-17 — Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes. Türkiye'de doğrudan TS karşılığı bulunmamakla birlikte, uygulama TS 1900-1 deneyleri ile entegre biçimde yürütülmektedir.

2.1 Ana Gruplar

Tablo 3: Ana Gruplar

Dikkat: USCS'de "%50 kuralı" kesin sınır değeridir. No.200 elek geçeni tam %50 ise zemin ince daneli gruba girer (ASTM D2487-17 Tablo 1 Notu).

2.2 USCS Sınıflandırma Karar Ağacı

USCS karar süreci iri daneli ve ince daneli zeminler için ayrı ayrı işler. Aşağıdaki akış diyagramı bu ayrımı adım adım göstermektedir.

Saha Notu: Türkiye şantiyelerinde akış şeması basılı hâlde tutulması ve her elek analizi sonucunun No.200 geçen yüzdesi ile birlikte kaydedilmesi, zemin etüdü raporunda USCS sınıfının doğruluğunu güvenceye alır.

2.3 Casagrande Plastisite Şeması

Referans: ASTM D2487-17 Şekil 1; Casagrande (1948).

İnce daneli zeminlerin sınıflandırılması Casagrande plastisite kartına dayanmaktadır.

A-çizgisi denklemi (ASTM D2487-17):

$I_P = 0{,}73(w_L - 20)$

U-çizgisi (teorik üst sınır, ASTM D2487-17):

$I_P = 0{,}9(w_L - 8)$

Tablo 4: Casagrande Plastisite Şeması

Dikkat (KP-2): A-çizgisi üzerinde olmak için hem $I_P > 0{,}73(w_L - 20)$ hem de $I_P \geq 7$ (CL için $I_P \geq 4$) koşulu birlikte sağlanmalıdır. Yalnızca A-çizgisi denklemini kontrol etmek yeterli değildir.

2.4 Organik Zemin Testi

Referans: ASTM D2487-17 Madde 5.5.

Organik zemin şüphesi durumunda:

$\frac{w_{L,\text{fırın}}}{w_{L,\text{çiğ}}} < 0{,}75 \quad \Rightarrow \quad \text{Organik zemin}$

Turba (PT) ise, belirgin organik koku, koyu kahverengi–siyah renk ve lifli/süngerimsi kıvam ile tanımlanır.

Dikkat (KP-3): Türkiye'nin bataklık ve nehir deltası bölgelerinde (Kızılırmak deltası, Büyük Menderes, Çukurova) organik zemin oranı beklenenden yüksek çıkabilir; etüvde kurutulmuş numunenin likit limitiyle çiğ numunenin likit limiti mutlaka karşılaştırılmalıdır.

2.5 USCS Sembol Tablosu

Tablo 5: USCS Sembol Tablosu

3. AASHTO Sınıflandırma Sistemi

Referans: AASHTO M 145-91 (2012) — Standard Specification for Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes; ASTM D3282-09 (Türkiye'de TS karşılığı bulunmamakla birlikte KGM teknik şartnamelerinde referans alınmaktadır).

AASHTO sistemi 1929'da karayolu altyapısı tasarımına hizmet amacıyla ABD Karayolları Birliği tarafından geliştirilmiştir. Türkiye'de KGM (Karayolları Genel Müdürlüğü) teknik şartnamelerinde ve İller Bankası zemin etüdü şartnamelerinde AASHTO sınıflandırması referans olarak kullanılmaktadır.

Temel fark: AASHTO'da No.200 elek geçeni > %35 ise zemin ince daneli sayılır; bu sınır USCS'deki %50'den düşüktür.

3.1 AASHTO Grupları

Tablo 6: AASHTO Grupları

Not: Tabloda soldan sağa doğru ilerlerken ilk uygun düşen sınıf alınır (AASHTO M 145-91 Madde 3.3).

3.2 Grup İndisi (Group Index — GI)

Referans: AASHTO M 145-91 Madde 4.

$GI = (F_{200} - 35)\left[0{,}2 + 0{,}005(LL - 40)\right] + 0{,}01(F_{200} - 15)(PI - 10)$

• $F_{200}$: No.200 elek geçen yüzde (sayısal değer olarak; ör. %60 → 60)
• GI negatif çıkarsa → GI = 0 alınır (AASHTO M 145-91 Madde 4, Not 1)

Tablo 7: Grup İndisi (Group Index — GI)

Saha Notu: KGM'nin 2025 yılı birim fiyat cetvelinde (Poz EP1001/1 vb.), karayolu etüdü kapsamındaki zemin sınıflandırması masrafları ayrıca ödenmekte; AASHTO sınıflandırması bu sürecin zorunlu çıktısıdır.

Dikkat: GI hesabında $F_{200}$ değeri yüzde (%) olarak değil, sayısal olarak kullanılır (ör. %60 için 60 yazılır). Bu basit hata ciddi yanılgılara yol açmaktadır.

4. Türkiye'ye Özgü Zemin Koşulları ve TBDY 2018 Bağlantısı

4.1 TBDY 2018 Yerel Zemin Sınıfları (ZA–ZF)

Referans: TBDY 2018 Tablo 16.1 (18 Mart 2018 tarih, 30364 sayılı Resmi Gazete).

TBDY 2018 Tablo 16.1'de tanımlanan yerel zemin sınıfları (ZA–ZF), USCS sınıflarıyla doğrudan eşleşmez; Vs30, SPT-N60 ve su muhtevası gibi in-situ parametreler kullanılır.

Tablo 8: TBDY 2018 Yerel Zemin Sınıfları (ZA–ZF)

Dikkat (KP-4): USCS sınıfı CH olan bir zemin, su muhtevasına ve SPT değerine bağlı olarak ZD veya ZE sınıfında yer alabilir. TBDY 2018 için USCS sınıflandırması tek başına yeterli değildir; zemin sınıfı için in-situ deney gerekir.

4.2 Türkiye'de Yaygın Zemin Tipleri ve Deprem Riski

Tablo 9: Türkiye'de Yaygın Zemin Tipleri ve Deprem Riski

Alüvyon zeminler deprem dalgalarını 3 ila 5 kat büyütebilmekte ve zemin sıvılaşmasına yol açabilmektedir. 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremlerinde (Mw=7,7 ve Mw=7,6) Hatay kıyı bölgelerinde belirgin sıvılaşma deformasyonları gözlemlenmiştir.

4.3 Yasal Zorunluluklar

Türkiye'de zemin sınıflandırması aşağıdaki mevzuat çerçevesinde zorunludur:

• 3194 sayılı İmar Kanunu — yapı ruhsatı öncesi zemin etüdü zorunlu
• 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun — yapı denetim kuruluşları zemin etüdü raporunun uygunluğunu denetlemekle yükümlüdür (Madde 2/e, 28264 sayılı Resmi Gazete)
• 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu — zemin koşullarının şantiye çalışması güvenliğine etkisi değerlendirilmelidir
• Zemin ve Temel Etüdü Uygulama Esasları Tebliği (Resmi Gazete: 9 Mart 2019) — veri raporu + geoteknik rapor zorunlu; kategori 1–3 ayrımı

Tablo 10: Yasal Zorunluluklar

Kaynak: İller Bankası A.Ş. 2026-1 Dönemi Birim Fiyat Cetveli (01.01.2026 tarihinden itibaren geçerli).

Saha Notu: Zemin etüdü kategorisi, yapının kullanım sınıfı ve zemin koşullarına göre belirlenir. Kategori 3 etütlerde en az 3 sondaj, 15 m derinlik ve tam laboratuvar deney programı zorunludur. Deprem bölgelerinde MASW veya sismik kırılma ile Vs30 ölçümü yapılması TBDY 2018 kapsamında önerilir.

5. USCS–AASHTO Karşılaştırması

Tablo 11: USCS–AASHTO Karşılaştırması

Tablo 12: USCS–AASHTO Karşılaştırması

6. Yönetmelik Referansları

Tablo 13: Yönetmelik Referansları

7. Kritik Noktalar

KP-1: USCS'de "%50 kuralı" sınır değeridir — No.200 elek geçeni tam %50 ise ince daneli gruba girer (ASTM D2487-17 Tablo 1 Notu).

KP-2: A-çizgisi üzerinde olmak için hem $I_P > 0{,}73(w_L - 20)$ hem de $I_P \geq 7$ (veya CL için $I_P \geq 4$) koşulu birlikte sağlanmalıdır.

KP-3: Organik zemin şüphesi için $w_L$ (etüvde kurutulmuş) / $w_L$ (çiğ numune) oranı < 0,75 ise organik (O) sınıflandırılır (ASTM D2487-17 Madde 5.5).

KP-4: TBDY 2018 Tablo 16.1'deki zemin sınıfları (ZA–ZF) USCS ile doğrudan örtüşmez; mutlaka in-situ Vs30 veya SPT-N60 verisi gerekir.

KP-5: AASHTO'da GI negatif çıkarsa sıfır alınır. Birinci terim: $(F_{200}-35)$ faktörünün negatif olabileceği durumlarda bu terim de sıfır kabul edilir.

8. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay

Veriler:

• $D_{60} = 0{,}85\text{ mm}$, $D_{30} = 0{,}40\text{ mm}$, $D_{10} = 0{,}15\text{ mm}$
• No.4 elek geçeni: %82 (yani No.4 altında kalan > %50 → kum)
• No.200 elek geçeni: %4 (< %5)
• $w_L$ ve $w_P$ deneyi yapılmamış (ince < %5 → gerekmez)

İstenen: USCS zemin sınıfı.

Çözüm:

Adım 1 — İri / İnce ayrımı: No.200 geçeni = %4 < %50 → İri daneli

Adım 2 — Çakıl / Kum ayrımı: No.4 geçeni = %82 > %50 → Kum (S)

Adım 3 — İnce dane etkisi: No.200 geçeni = %4 < %5 → Sadece derecelenmeye bakılır (ASTM D2487-17 Madde 6.2.1)

Adım 4 — $C_u$ ve $C_c$ hesabı:

$C_u = \frac{D_{60}}{D_{10}} = \frac{0{,}85}{0{,}15} = 5{,}67$

$C_c = \frac{D_{30}^2}{D_{60} \cdot D_{10}} = \frac{(0{,}40)^2}{0{,}85 \times 0{,}15} = \frac{0{,}16}{0{,}1275} = 1{,}25$

Adım 5 — Sınıflandırma: $C_u = 5{,}67 < 6$ → Kum için $C_u \geq 6$ koşulu sağlanmıyor → Kötü derecelenmiş

Sonuç: SP (Kötü derecelenmiş kum / Poorly-graded sand)

Kontrol: $C_u < 6$ koşulu SP'yi doğrular. Türkiye karayollarında SP sınıfı kum A-1-b veya A-3 karşılığıdır; dolgu malzemesi olarak kullanılabilir.

Problem 2 — Orta

Veriler:

• No.200 elek geçeni: %35
• No.4 elek geçeni: %68 (yani No.4 altındaki > %50 → kum)
• $D_{60} = 0{,}42\text{ mm}$, $D_{30} = 0{,}18\text{ mm}$, $D_{10} = 0{,}09\text{ mm}$
• $w_L = 28\%$, $w_P = 18\%$ → $I_P = 10\%$

İstenen: USCS ve AASHTO sınıflandırması + GI.

Çözüm — USCS:

Adım 1: No.200 = %35 < %50 → İri daneli

Adım 2: No.4 geçeni = %68 > %50 → Kum (S)

Adım 3: No.200 = %35 > %12 → İnce dane etkilidir; Plastisite Kartına bakılır (ASTM D2487-17 Madde 6.3.4)

Adım 4: A-çizgisi denklemi:

$I_{P,A} = 0{,}73(w_L - 20) = 0{,}73(28 - 20) = 5{,}84$

Hesaplanan $I_P = 10\% > 5{,}84\%$ → A-çizgisinin üzerinde Ayrıca $I_P = 10\% > 7\%$ → Kil (C) bölgesi

Sonuç USCS: SC (Killi kum / Clayey sand)

Çözüm — AASHTO:

Koşul 1: No.200 = %35 ≤ 35 → Granüler zemin aralığında $w_L = 28 \leq 40$; $I_P = 10 \leq 10$ → A-2-4 (Siltli-killi çakıl ve kum)

GI hesabı (AASHTO M 145-91 Madde 4):

$GI = (F_{200} - 35)\left[0{,}2 + 0{,}005(LL - 40)\right] + 0{,}01(F_{200} - 15)(PI - 10)$

$GI = (35 - 35)\left[0{,}2 + 0{,}005(28 - 40)\right] + 0{,}01(35 - 15)(10 - 10) = 0$

Sonuç AASHTO: A-2-4(0) — İyi yol altı zemin

Kontrol: GI = 0 → Çok iyi yol altı. SC sınıfı için AASHTO A-2-6 beklenmesi yerine A-2-4 çıkması, No.200 elek sınır değerinin (USCS: >%50; AASHTO: >%35) yarattığı sistematik farkı örneklemektedir.

Problem 3 — Zor

Veriler:

• No.4 elek geçeni: %100 (tüm zemin No.4 altında)
• No.10 elek geçeni: %90
• No.40 elek geçeni: %75
• No.200 elek geçeni: %62
• $w_L = 55\%$, $w_P = 24\%$ → $I_P = 31\%$
• Arazi: Kahramanmaraş Ovası, depremsellik yüksek
• SPT-N60 ölçümü: 8 darbe/30 cm (2. numune derinliği 8 m)

İstenen:

1. USCS sınıfı
2. AASHTO sınıfı ve GI
3. TBDY 2018 yerel zemin sınıfı (Vs30 ve N60 verileriyle)
4. Türkiye'ye özgü saha değerlendirmesi

Çözüm:

Adım 1 — USCS:

No.200 geçeni = %62 > %50 → İnce daneli zemin

A-çizgisi:

$I_{P,A} = 0{,}73(55 - 20) = 25{,}55$

$I_P = 31\% > 25{,}55\%$ → A-çizgisinin üzerinde (Kil bölgesi) $w_L = 55\% \geq 50$ → Yüksek plastisite

Sonuç USCS: CH (Yüksek plastisiteli kil / Fat clay)

Adım 2 — AASHTO:

No.200 = %62 > 35 → İnce daneli $w_L = 55 \geq 41$; $I_P = 31$

A-7-5 koşulu: $I_P \leq LL - 30 = 55 - 30 = 25$ → Hayır ($I_P = 31 > 25$) A-7-6 koşulu: $I_P > LL - 30$ → Evet → A-7-6

GI hesabı:

$\text{1. terim: } (F_{200} - 35) = (62 - 35) = 27$

$0{,}2 + 0{,}005(LL - 40) = 0{,}2 + 0{,}005(55 - 40) = 0{,}275$

$\text{1. terim} = 27 \times 0{,}275 = 7{,}425 \approx 7{,}43$

$\text{2. terim: } 0{,}01 \times (62 - 15) \times (31 - 10) = 0{,}01 \times 47 \times 21 = 9{,}87$

$GI = 7{,}43 + 9{,}87 = 17{,}30 \approx 17$

Sonuç AASHTO: A-7-6(17) — Kötü yol altı zemin

Adım 3 — TBDY 2018 Zemin Sınıfı:

SPT-N60 = 8 darbe/30 cm < 15 → Yumuşak–Orta katı kil (TBDY 2018 Tablo 16.1) USCS CH + N60 < 15 → ZE sınıfı

TBDY 2018 Tablo 16.1'e göre: ZE "Yumuşak veya orta katı kil tabakalar (su muhtevası > %20, yüksek plastiseli)" — N60 ≤ 15, Vs < 180 m/s

Sonuç TBDY: ZE (Özel dikkat gerektiren zemin)

Adım 4 — Türkiye Saha Değerlendirmesi:

CH + ZE sınıfı + Kahramanmaraş depremselliği kombinasyonu ciddi risk işaretleri taşımaktadır:

• Zemin amplifikasyon katsayıları: ZE için $F_A$ ve $F_V$ değerleri ZC'ye göre 1,5–2 kat yüksektir (TBDY 2018 Tablo 2.3 ve 2.4)
• CH zeminlerde yüksek şişme potansiyeli: temel derinliği en az 1,50 m alınmalı
• TBDY 2018 Madde 16.6: sıvılaşma değerlendirmesi granüler zemin şartı CH için uygulanmaz; ancak deprem altında konsolidasyon oturması riski vardır
• Yeraltı suyu yüksekliği araştırılmalı; gerekirse drenaj uygulaması planlanmalı

Sonuç Özeti:

• USCS: CH (Yüksek plastisiteli kil)
• AASHTO: A-7-6(17) — Çok kötü yol altı
• TBDY 2018: ZE — Özel dikkat gerektiren zemin
• Tavsiye: Derin temel veya zemin iyileştirmesi (kireçle stabilizasyon, kazıklı temel) + TBDY 2018 Bölüm 16 kapsamında özel zemin araştırması

9. Sık Yapılan Hatalar

Tablo 14: Sık Yapılan Hatalar

10. Kaynaklar

1. ASTM D2487-17 — Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System). ASTM International, West Conshohocken.
2. AASHTO M 145-91 (2012) — Standard Specification for Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes. AASHTO, Washington D.C.
3. TS EN ISO 14688-1:2018 — Jeoteknik Araştırma ve Deneyler — Zeminin Tanımlanması ve Sınıflandırılması. TSE, Ankara.
4. TS EN ISO 14688-2:2018 — Zemin sınıflandırma prensipleri. TSE, Ankara.
5. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Tablo 16.1, Bölüm 16.6. AFAD, Ankara (Resmi Gazete: 18 Mart 2018, Sayı: 30364).
6. Das, B.M. & Sobhan, K. (2018) — Principles of Geotechnical Engineering. 9th ed., Cengage Learning, Boston.
7. Bozbey, İ. (2017) — Zemin Sınıflandırması ve Zemin Özellikleri — Laboratuvar Deneyleri. İMO İstanbul Şubesi Geoteknik Kurs Notları, 18–19 Kasım 2017, İstanbul.
8. İller Bankası A.Ş. (2026) — 2026-1 Dönemi Birim Fiyat Cetveli: Jeolojik-Jeoteknik Etüt ve Hizmet İşleri. Yatırım Koordinasyon Dairesi Başkanlığı, Ankara.
9. 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun — Resmi Gazete: 13 Temmuz 2001, Madde 2/2(e).
10. Coduto, D.P. (2015) — Foundation Design: Principles and Practices. 3rd ed., Prentice Hall.

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. TS EN 1997-1:2012 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
2. TBDY 2018 — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
3. ASTM D2487-17.
4. AASHTO M 145-91.
5. TS EN ISO 14688-2:2018 — ISO / TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
6. TS 1900-1 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr
7. 4708 sayılı Kanun — T.C. Mevzuat Bilgi Sistemi. https://www.mevzuat.gov.tr
8. USCS".
9. "AASHTO".
10. "ASTM D2487-17".
11. "TS EN 1997-1:2012" — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu
12. "TBDY 2018" — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
13. "Atterberg limitleri — Resmî Gazete. https://www.resmigazete.gov.tr

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.