Temel Zemini-Jeoloji

Üzerine gelen bina yükünü emniyetle taşıyan zemine, temel zemini denir Binanın sabit ve sonradan eklenen yüklerinin tamamı, yer çekimine göre zemine binecektir Bu nedenle zeminde, yüklerden doğan kuvvetlerin etkisiyle oluşan deformasyonlara karşı dengenin etüt edilmesi, büyük önem taşır
Zemin, homojen bir yapıya sahip olmayıp bazı yerlerde çürük, bazı yerlerde ise sağlamdır Bu nedenle önce zeminin etüt edilerek iyice tanınması, daha sonra da projelerin etüdüne ve inşaata geçilmesi uygun olur
2 Zemin Türleri (Yük Taşıma Durumlarına Göre)Zeminler, yük taşıma durumlarına göre üçe ayrılırlar:
1 Sağlam Zemin, 2 Orta Zemin, 3 Çürük zemin
21 Sağlam Zemin
Sıkışmaya uygun olmayan, 2-3 m Kalınlığındaki tabakalar halinde oluşmuş zeminlerdir Basınç ve çekme gerilmelerine karşı oldukça dayanıklıdırlar Bunlar, püskürük, tortul yada metamorfik olabilirler
Püskürük kayaların en belirgin olanları granit, bazalt, kalker ve ince taneli kum taşıdır Ayrıca sıkışık çakıllı zeminler, sıkı kil, kis ve killi toprak da bu sınıfa girer Basınca dayanımları 5-30 kgf/cm² arasında değişir
22 orta Zemin
Sıkışmaya uygun, 3-4 m Kalınlığındaki zemin tabakalarından oluşur Gravye, kumlu ve killi zeminlerdir Basınca dayanımları 0,4-5 kgf/cm² arasında değişir
23Çürük zemin
fazla yük altında kayan sıkışmaya uygun ince kum, ıslak kil, killi toprak, batak arazi, bitkisel ve dolma toprak zeminlerdir Basınca dayanımları 02-08 kgf/cm² arasındadır
3 Zeminin Tanınmasıbinanın tabandaki taşıyıcı elemanı olan temel, binanın tüm yükünü zemine yaymak durumundadır Dolayısıyla bu yükü zemin karşılayacaktır Bu nedenle arsanın seçiminde, zemin bilgisinin önemi de büyüktür İyi ve sağlam bir zemin seçimi ise, bilinçli ve sağlıklı bir zemin etüdüyle mümkündür Zeminin tanınması yani zemin etüdü, genellikle aşağıdaki bilgileri elde etmek için yapılır:
a Zemin tabakalarının cinsi, kalınlığı ve derinliği
b Zeminin taşıma gücü
c Zemin suyunun en yüksek düzeyi
d Kayma ve donma tehlikesi durumu
e Yeraltı suyundan dolayı zemin tabakalarında ayrışma ve erime olup olmadığı
f Zeminde, betonu bozucu kimyasal ve organik maddelerin durumu
Bu bilgilerin elde edilebilmesi için ise, binanın önem ve büyüklüğüne göre, aşağıdaki zemin etütlerinin bir yada birkaçı birlikte yapılır
4 Zemin Etütleri
41 Soruşturma Yapmak
Yapılacak binanın bitişiğinde yada yakınında bulunan binaların zeminleri, güvenilir bir şekilde etüt edilmiş ise ve bunlara ait bilgileri elde edebiliyorsak, bu bilgileri değerlendirmek
42 Muayene Çukurları Açmak
Zeminde basit bir çukur, galeri yada baca açılır ve tabanından örnekler alınır Ayrıca burada, zeminin cins ve tabakalarının durumu da kolayca görülmüş olur Çukurların sayısı ve şekilleri, yapının büyüklüğü ve zemin tabakalarının durumuna bağlı olarak tespit edilir (Şekil 1)
Bu sistemle, belli bir derinliğe kadar inilebilir Şekil 1 a’da çok derine inilemez Çünkü çukurun yanları yıkılabilir Bunun için Şekil 1b’de görüldüğü gibi çukur, kademeli olarak açılır Her kademeden de ayrı ayrı örnekler alınır Şayet zemin, dik kademe kazılmasına uygun olmayacak şekilde gevşekse, Şekil 1c’de görüldüğü gibi eğik (şevli) kademeler yapılır Zemin yine de kendisini tutamayacak derecede gevşek ve kayma yapıyorsa, ileride de göreceğimiz gibi çukurun yanlarına iksa yapılır
Örnekler çelikten yapılmış, altı açık silindirle alınır Bu silindire numune silindiri denir (Şekil 2) Silindirin üst kısmına, sert ağaçtan bir başlık geçirilmiştir Silindir, bu başlıktan vurmak suretiyle zemine dik olarak çakılır Sonra etrafı temizlenir ve altı, bir kapakla kapatılıp örnek alınır
Şekil 2 a’da görülen numune silindiri, daha çok killi ve sert zeminler için kullanılır Kumlu ve gevşek zeminlerde ise, Şekil 2 b’deki silindiri kullanmak daha uygun olur Burada silindir, zemin edik olarak ve yavaş yavaş itilir Dikeyliği ise, üstteki su düzeciyle kontrol edilir Böylece zeminden alınan örnekler laboratuara götürülür, çeşitli deneylerden geçirilerek gerekli gözlem ve etütler yapılmış olur
43 Sondalama yapmak
Sondalama ile, çok büyük olmayan arsalar üzerinde çok sayıda delik açarak, zeminin etüdü yapılabilir Sondalama işi, çapı 2-4 cm ve uzunluğu 3-5 m olan bir deney mili ile yapılır Mil üzerinde yer yer çıkıntılar vardır Milin ucuna takılan sivri uç, yukarıdan vurulmak suretiyle dikey olarak zemine batırılır Her beş vuruşta bir milin, zemine ne kadar batmış olduğu ölçülerek bir çizelgeye işlenir ve değerlendirilir Böylece, zemin tabakalarının dayanımı hakkında bir fikir elde edilir Ayrıca çubuk yukarı çekildiğinde de, çubuğa bulaşan zemin parçaları ve renkleri, zemin tabakalarının cinsi hakkında bir fikir verir Örneğin çubuk temiz ise zeminin kumlu yada çakıllı, sarımsı yada gri ise killi bir tabaka olduğu anlaşılır Şekil 3’de deney mili ve parçaları görülmektedir
Daha iyi bir sondalama, sondalama aleti ile yapılır (Şekil 4) Bu alette mil üzerine yapılan basınç, ağırlıkla kontrol edilebilir Mil kısmı, eklenebilir parçalar halindedir ve burgulu uç ile zemine daha kolay sokulabilir
44 Sondaj yapmak
Sondaj, derinlerde yapılan bir zemin araştırmasıdır Çok derinlere inmek, ya döndürülerek yada vurarak delmekle mümkün olur Amaç, istenilen derinlikteki zemin parçasını, zedelemeden yukarıya çıkarmaktır

Sondajlarda kullanılan sondaj parçaları şunlardır:
Sondaj uçları
Sondaj çubukları
Sondaj boruları
441Sondaj Uçları
Çelikten yapılan bu uçlar, sondaj çubuklarının ucuna takılarak kullanılırlar Şekil 5’de sondaj uçlarına ait çeşitli örnekler görülmektedir
Önce Şekil 5 a’da görülen helezon delici ile zemin, 1 m derinliğe kadar delinir Sonra çıkarılır ve yerine, tespit edilen zemin cinsine göre uygun olan diğer uçlardan birisi takılarak, delme işlemine devam edilir
Şekil 5 b, c, d ve e’deki uçlar dönerek ilerlerler Genellikle sert kil, lös vb zeminlerde kullanılırlar Vantilli delici uç kumlu, nemli ve yumuşak zeminlerde kullanılır Ucun aşağıya doğru inmesiyle açılan kapaktan içeriye zemin örneği dolar Ucun yukarıya çekilmesiyle de, kapak kapanır ve zemin örneği de birlikte yukarıya çekilmiş olur
Şekil 5 g, h ve ı uçları vurucu uçlardır Yukarıdan vurularak ve döndürülerek delme yapılır Darbe anındaki batma hızı ve dayanımla, zeminin cinsi de anlaşılabilir Sert kil, marn gibi sıkı ve oturmuş zeminlerde, ağaç kökü bulunan yada kayalık zeminlerde kullanılırlar
442 Sondaj Çubukları
Sondaj çubukları, uçlarına sondaj uçları takılmış olarak, demir tel yada demir çubuklarla derinlere indirilirler Birbirlerine dilli (Şekil 6 a) yada vidalı (Şekil 6 b) olarak eklenirler
443 Sondaj BorularıDerin sondajlarda, burgunun geçtiği zemin tabakalarının bozulmadan, şeklini koruyarak boş bir delik şeklinde kalması, çok defa mümkün olmaz Onun için bu işin, bir muhafaza borusu ile yapılması, burgulamayla birlikte muhafaza borusunun da ilerleyerek derine inmesi v edeliğin şeklini koruması sağlanır
Bu borular da birbirlerine vidalı olarak eklenirler (Şekil 7 a) Ayrıca boru kıskaçlarıyla birbirlerine sıkıştırırlar (Şekil 7 b) Boru bilezikleriyle de takviye edilerek,, boruların çarpılması ve burulması önlenir (Şekil 7 c)
45 Sondaj Kazığı kullanmak
Bu metot, 10 m Derinliğe kadar yapılan zemin etütlerinde hem ekonomik, hem de alınan örneklerin yerleşimi bozulmadan çıkarılabilmesi bakımından kullanışlıdır (Şekil 8)
Adına Burhard Sondaj Kazığı da denilen sondaj kazığı, çelikten yapılmış kalın bir dış boru ve ince bir iç borudan oluşur
Kazık başı, sert bir ağaçtan yapılmış bir başlıkla takviye edilmiştir Kazık, zemine dik olarak ve şahmerdanla çakılırken, zemin örneği de iç boruya dolar Çakma anında açık olan kazık ucu, kazığın yukarıya çekilmesiyle kapanır Böylece, örnek de bozulmadan alınmış olur
Sondajlar, delici ucun ısınmasını önlemek, zemini yumuşatmak yada delikteki zemin parçalarını yukarıya çıkartmak için bazen açılan deliğe su dökülerek de yapılır Ancak çok su dökmek, oradaki kitlenin özelliğini bozabilir
Sondajlar sonunda alınan zemin örnekleri, doğal nemini kaybetmemesi için hemen parafinle sarılarak paketlenir, kutulara konulup numaralandırılarak laboratuara gönderilir
Etüt çalışmalarının, zeminde açılan muayene çukurları veya sondaj deliklerinin, sonradan bina temeline zarar vermemesi için, bina oturumunun dışında yapılması uygun olur
Yukarıda anlatılan zemin etütlerinden başka, önemli ve büyük yapılarda, daha derinlerdeki zemin tabakalarının durumlarını ve bazı özelliklerini öğrenmek amacıyla jeofizik veya fizyolojik metotlar da uygulanabilmektedir Daha çok maden, petrol vb yer altı zenginliklerinin araştırılması amacıyla uygulanan bu metotlar, özel bir teknoloji ve uzmanlık dalıdır