Zemin emniyet gerilmesi ve oturma: etüt verisinden temele

Araştırma çukurunda zemin profilinin kaydı

“Arsanın taşıma gücü ne kadar?” mal sahiplerinin ve yüklenicilerin bize ilk sorduğu sorulardan biridir ve genellikle tek bir sayı beklenir. Oysa bir temelin zemin emniyet gerilmesi ve oturması zemin kadar temelin kendisine de bağlıdır. Bu rehberde temel kavramları, değerlendirmenin dayandığı verileri ve tasarım değerlerinin neden projenin geoteknik mühendisi tarafından belirlendiğini anlatıyoruz. Rehberde tasarım hesabı yer almaz.

Temel kavramlar

KavramAnlamı
Taşıma gücü (nihai taşıma gücü)Temel altındaki zeminin kayma ile göçtüğü basınç: temel zemine batar, yanındaki zemin yana ve yukarı itilir.
Zemin emniyet gerilmesiTemelin, göçmeye karşı yeterli güvenlik payıyla ve kabul edilebilir bir oturmayla zemine aktarabileceği basınç; iki sınırdan daha kısıtlayıcı olanı belirleyicidir.
OturmaTemelin, altındaki zeminin sıkışmasıyla aşağı doğru hareketi.
Farklı oturmaYapının iki noktası arasındaki oturma farkı; duvarları çatlatan çoğu zaman toplam oturmadan çok bu farktır.
KabarmaZeminin yukarı doğru hareketi; örneğin şişen bir kilin su almasıyla.

Gerilmeler genellikle kPa (kN/m²) cinsinden verilir. Eski raporlarda sıkça kg/cm² kullanılır; 1 kg/cm² yaklaşık 98 kPa’dır.

Bir arsanın neden tek bir taşıma değeri yoktur

Zemin emniyet gerilmesi, arsanın alanı gibi parsele ait sabit bir özellik değildir. Aynı zeminde şunlara göre değişir:

  • temelin genişliği ve şekli (sürekli, tekil ya da radye);
  • temel derinliği;
  • yeraltı suyu seviyesi ve mevsimsel değişimi;
  • yükler ve dağılımı;
  • yapının tolere edebileceği oturma.

Geniş bir temel zeminde daha derine kadar gerilme oluşturur; birkaç metre aşağıdaki yumuşak bir tabaka sürekli temeli neredeyse etkilemezken bir radyenin oturmasını belirleyebilir. Aynı şekilde statik programlarda kullanılan yatak katsayısı da bir zemin sabiti değildir; temelin boyutuna ve rijitliğine bağlıdır. Raporda verilen her değer yalnızca dayandığı temel varsayımları için geçerlidir.

İki kontrol: taşıma gücü ve oturma

Her temel iki açıdan kontrol edilir. Taşıma gücü: zemin temelin altında göçmemeli; eğimli arazide ya da kazı yanında zeminin bütünü de duraylı kalmalıdır. Oturma: toplam ve farklı oturma, yapının tolere edebileceği sınırlar içinde kalmalıdır. Kıbrıs’ta yaygın olan kil ve marnlarda çoğu zaman taşıma gücü göçmesinden çok önce oturma, şişme ve ıslanınca yumuşama belirleyici olur; ayrıntıları Kıbrıs’ta zemin: marn ve şişen killer rehberimizde bulabilirsiniz.

Oturmanın birden fazla nedeni vardır:

  • Ani oturma yük uygulanırken oluşur; kum, çakıl ve kayada baskındır.
  • Konsolidasyon oturması suya doygun killerde, boşluk suyunun dışarı çıkmasıyla aylar ya da yıllar içinde gelişir.
  • Yükten değil sudan kaynaklanan hacim değişimi: şişen killerin şişip büzülmesi ve bazı marnların ıslanınca yumuşaması.

Eurocode 7, yani TS EN 1997-1, bu iki kontrolü nihai sınır durumu ve kullanılabilirlik sınır durumu olarak ele alır; yüklere, zemin parametrelerine ya da dirençlere kısmi güvenlik katsayıları uygulanır. Tasarım yaklaşımı ve katsayı değerleri ulusal eke ve projeye uygulanan yönetmeliklere göre belirlenir. Alışık olduğumuz “zemin emniyet gerilmesi” ise geleneksel yaklaşımdan gelir: nihai taşıma gücü bir global güvenlik sayısına bölünür ve bulunan değer oturma açısından ayrıca kontrol edilir. Hangi yaklaşımın hangi değerlerle kullanılacağına geoteknik mühendisi karar verir.

Değerlendirmeye veri sağlayan saha çalışmaları

Geoteknik mühendisi saha çalışmalarından bir zemin modeli oluşturur. Başlıca girdiler şunlardır:

  • Tabaka profili: sondaj ve araştırma çukurlarından her tabakanın türü, kalınlığı ve sınırları; loglarda zeminler TS EN ISO 14688-2:2018’e, kayalar TS EN ISO 14689’a göre sınıflandırılır.
  • SPT N değerleri: TS EN ISO 22476-3’e göre yapılan standart penetrasyon deneyinde N, oturtma aşamasından sonraki 300 mm’lik çakma için gereken darbe sayısıdır. Sıkılık ya da kıvam göstergesidir; emniyet gerilmesi değildir.
  • Kaya karotları: karot verimi (TCR, SCR), RQD, ayrışma ve süreksizlikler; karot sandığı fotoğraflarıyla birlikte.
  • Yeraltı suyu: suyun ilk görüldüğü ve dengelendiği seviye; su efektif gerilmeyi azaltır ve marnı yumuşatabilir.
  • DCP profilleri: ASTM D6951/D6951M-18(2023)’e göre sığ tabaka kalınlıkları ve temel seviyesine yakın yumuşak bölgeler; tahmini CBR bir yol üstyapısı parametresidir.
  • Saha gözlemleri: dolgu, eski kazılar, şevler, komşu yapılar, ağaçlar ve drenaj.

Laboratuvar verileri ve sınırları

Her tabakadan alınan numuneler laboratuvarımızda deneye tabi tutulur. Sonuçlar her zeminin ne olduğunu ve mevcut durumunu gösterir.

DeneyStandartDeğerlendirmedeki kullanımı
Su içeriğiTS EN ISO 17892-1:2014+A1:2022Mevcut durum; Atterberg limitleriyle birlikte kilin ne kadar katı ya da yumuşak olduğu
Atterberg limitleriTS EN ISO 17892-12:2018+A2:2022Plastisite; sıkışabilirlik ve suya duyarlılık göstergesi
Tane boyu dağılımıTS EN ISO 17892-4:2016Tabakanın iri ya da ince taneli zemin gibi davranıp davranmadığı
Birim hacim kütleTS EN ISO 17892-2:2014Zemindeki gerilmeler için birim hacim ağırlık
Özgül ağırlık (piknometre)TS EN ISO 17892-3:2016Yoğunluk ve su içeriğiyle birlikte boşluk oranı ve doygunluk derecesi
Lineer büzülmeBS 1377-2:2022Kilin hacim değiştirme eğilimi
Zemin sınıflandırmasıTS EN ISO 14688-2:2018Tabakaların tüm deney noktalarında tutarlı biçimde adlandırılması

Bunlar indeks deneyleridir; dayanımı ya da sıkışabilirliği doğrudan ölçmezler. Bunlardan ya da SPT N değerinden türetilen parametreler belirli zeminler için geliştirilmiş korelasyonlara dayanır; hiçbiri her zeminde geçerli değildir. Çakıllı, çimentolu ve marnlı tabakalarda yüksek bir N değeri bir çakıl tanesini ya da sert bir bandı yansıtabilir; bu yüzden N değeri log, karotlar ve laboratuvar sonuçlarıyla birlikte okunur. Zemin parametrelerinin deneylerden nasıl türetileceği TS EN 1997-2’de ele alınır. Ölçülmüş dayanım ya da sıkışabilirlik değeri gerektiğinde geoteknik mühendisi örselenmemiş numunelerde ödometre ya da kesme deneyleri gibi ek deneyler isteyebilir.

Özen gerektiren zemin koşulları

  • Kontrolsüz dolgu: değişkendir ve kendi ağırlığıyla oturabilir; temel genellikle dolgunun altına indirilir ya da dolgu yenilenir.
  • Sert kabuk altındaki yumuşak tabaka: kuru yüzey sağlam görünür, ancak alttaki yumuşak tabaka özellikle geniş temellerde oturmayı belirleyebilir.
  • Şevler ve yakın kazılar: taşıma gücü azalır ve genel duraylılık kontrol edilmelidir.
  • Yüksek ya da mevsimsel yeraltı suyu: taşıma gücünü düşürür, marnı yumuşatır ve kazıyı zorlaştırır.
  • Şişen kilin aktif zonu: su içeriğinin mevsimlerle değiştiği derinlik; bu zon içindeki sığ temeller yükten bağımsız olarak hareket edebilir.

İyi bir raporda neler bulunur ve temeli kim tasarlar

İyi bir geoteknik rapor yalnızca bir sayı vermez; şunları belirtir:

  • her değerin dayandığı temel varsayımları: temel tipi, genişliği ve derinliği;
  • önerilen temel tabakası ve temel derinliği;
  • her parametrenin dayanağı: deney, korelasyon ya da kaynak ve kapsadığı deney noktaları;
  • yeraltı suyu koşulları ve mevsimsel etkiler;
  • geçerlilik sınırları ve inşaat sırasındaki kontroller; örneğin grobeton dökülmeden önce açılan temel tabanının kontrolü.

Tasarım değişirse (bodrum, daha büyük oturum alanı, artan yükler, tekil temel yerine radye) değerlendirme yenilenir ve ek deney noktaları gerekebilir. Raporun kendisini nasıl kontrol edeceğinizi deney raporu okuma ve doğrulama rehberimizde anlatıyoruz.

Roller birbirinden ayrıdır. Biz saha çalışmasını sizinle birlikte planlar, sondaj yapar, numune alır, deneyleri yürütür ve sonuçları zemin koşullarına ilişkin değerlendirmemizle birlikte raporlarız. Projenin geoteknik mühendisi tasarım parametrelerini türetir, taşıma gücü ve oturma kontrollerini yapar ve seçilen temel için zemin emniyet gerilmesini belirler; statik proje mühendisi de temelleri boyutlandırır. Asgari koşulları uygulanan yönetmelik ve ilgili idare belirler.

Size nasıl yardımcı olabiliriz

SPT, numune alma ve kaya karotu alımını içeren geoteknik sondaj çalışmalarını, saha etüdü ve DCP hizmetimiz kapsamında araştırma çukurları ile DCP deneylerini ve zemin laboratuvar deneyleri sayfamızdaki deneyleri yapıyoruz. Kapsamı belirlemek için vaziyet planını, bina oturumunu, kat sayısını ve varsa bodrumu, düşünülen temel tipini ve önceki raporları iletişim sayfamızdan gönderebilirsiniz.

Sık sorulan sorular

Arsam için tek bir taşıma değeri verebilir misiniz?

Temel varsayımları bilinmeden hayır. Aynı zemin sürekli temel ve radye için, farklı derinliklerde ve oturma sınırlarında farklı değerler verir. Ne planlandığını bize iletin; tasarım değerini projenin geoteknik mühendisi belirler.

Yüksek SPT N değeri ya da refü kayaya ulaşıldığını mı gösterir?

Her zaman değil. Kıbrıs’ta kuru marn, çimentolu bantlar ve çakıl yüksek darbe sayısı ya da refü verebilir. Tabakanın içine belirli bir uzunlukta karot alınması ve karot verimi ile RQD’nin kaydedilmesi, bunun kaya olup olmadığını ve kalitesini gösterir.

DCP ya da LWD sonucu emniyet gerilmesini verir mi?

Hayır. DCP yol tabakaları için penetrasyon direnci ve tahmini CBR verir; Zorn ZFG 3.1 LWD cihazımızla ASTM E2835-21(2026)’ya göre ölçülen Evd değeri ise sıkışma kontrolünde kullanılır. Hiçbiri temel için zemin emniyet gerilmesi değildir.