Zemin Sınıflandırma Sistemleri | Makale 4

Zemin Sınıflandırma Sistemleri

Zemin dane su ve havadan oluşan üç fazlı bir malzemedir. Mühendislik davranışı olarak birbirinden farklı olan bu bileşenler, farklı zemin türlerini oluşturmaktadır. İnşaat mühendisliğinde zemin, doğrudan inşaat malzemesi olarak kullanılabildiği gibi yapı temellerinin, üzerine oturtulduğu malzeme olarak da kullanılmaktadır. Zeminlerde ki bu farklı malzeme içeriği ve farklı kullanım amacı, zeminlerin sınıflandırılması ihtiyacını oluşturmuştur.

Zemin endeks özelliklerini de göz önünde bulundurursak, zemin sınıflandırılmasında dane boyu, dane şekli, sıkılık ve kıvamın önemli olduğunu söyleyebiliriz. Zemin sınıflandırılması sonucunda;

  • permeabilite (geçirimlilik)
  • sıkışabilirlik (kompakte olma özelliği)
  • kayma direnci
  • herhangi bir dış etki altında hacim değiştirme potansiyeli (şişme özelliği)
  • ortamda yer altı suyu olması durumunda malzeme davranışı gibi birçok farklı konuda bilgi edinilmektedir.

Zeminler dane boyuna göre iri ve ince daneli olmak üzere iki ayrı grupta incelenmektedir. İri daneli zeminler dane boyu 0.075 mm (200 No’lu elek üzerinde kalan) ve daha büyük dane çapına sahip kum, çakıl içeren zemin olarak tanımlanmaktadır. İnce daneli zeminler ise dane boyu 0.075 mm’den daha küçük (200 No’lu elekten geçen) silt ve kil içeren zemin olarak tanımlanmaktadır.

zemin sınıflandırma sistemleri
Şekil 1. Zeminlerin dane boyuna göre ayrımı (iri ve ince daneli zeminler)

Yalnızca dane boyuna göre ayrım yapmak zemin mühendislik özelliklerini tanımlamada yeterli değildir. Bu sebepten dolayı dane boyuna ek olarak sıkılık ve kıvamda göz önünde bulundurulmuştur. İri daneli zeminlerde sıkılık (relatif sıkılık) önemli bir parametre iken, ince daneli zeminlerde kıvam (Atterberg kıvam limitleri) önemli bir parametredir.

Sıkılık değerine bağlı olan iri daneli zeminler arasında herhangi bir kohezyon bulunmaz iken, ince daneli zeminlerde kohezyon bulunmaktadır. Kohezyon malzeme daneleri arasındaki yapışma direnci olarak tanımlanmaktadır.

Zemin sınıflandırılmasında yaygın olarak iki farklı sınıflandırma sistemi kullanılmaktadır. Bu sınıflandırma sistemleri Birleştilimiş Zemin Sınıflandırma Sistemi (USCS) ve Karayolları Zemin Sınıflandırma Sistemi (AASHTO) dir. Her iki sınıflandırma sisteminde de kullanılan kısaltmalar aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Zemin sınıflandırma türlerine baktığımızda zeminlerin ikili olarak ifade edildiğini görmekteyiz. Bu durumda CH olarak belirlenen zemin yüksek plastisiteli kil, SP olarak belirlenen zemin kötü derecelenmiş kumlu zemin olarak tanımlanır.

Tablo 1. Zemin sınıflandırma sistemlerinde kullanılan kısaltmalar

* Birleştirilmiş zemin sınıflandırma sistemi (USCS)

Geoteknik mühendislerinin tercih ettiği ve yapılan işlerde yaygın olarak kullanılan sistemdir. Bu sınıflandırma sisteminde ilk olarak dane çapı dağılımı belirlenir. Elek analizi ile belirlenen dane çapı dağılımına göre 200 No’lu elekten geçen malzeme oranı (ince dane oranı) %50’den fazla ise malzeme üzerinde kıvam limitleri deneyleri yapılır.

Kıvam limitleri deneyi sonrasında malzemenin likit limit, plastik limit ve büzülme limit değerleri hesaplanır. Belirlenen likit limit değerinden plastik limit değeri çıkartılarak plastisite indeksi değeri belirlenir. Belirlenen plastisite indeksi değeri ve likit limit değeri, Şekil 2’de verilen Plastisite kartında işaretlenerek zemin sınıfı belirlenir. Dane çapı dağılımına göre eğer 200 No’lu elekten geçen malzeme oranı %50 ‘den az ise Şekil 3’de verilen tablo kullanılarak sınıflandırma yapılır. Elek analizi ve kıvam limitleri hakkında daha detaylı bilgiye ulaşmak isterseniz iri ve ince daneli zeminler yazımı inceleyebilirsiniz.

Şekil 2. Plastisite kartı

Şekil 2’de tanımlanan A hattı genel itibari ile killi zeminleri, siltli zeminlerden; organik zeminleri de inorganik zeminlerden ayırmaktadır. A hattının üzerinde killi zeminler yer alırken çok düşük likit limit ve plastisite indeksi değerlerinde A hattının üzerinde siltli zeminlerde yer alabilmektedir. U hattı ise zeminler için üst sınırı oluşturmakta ve bu sınırın üzerinde herhangi bir zemin türü bulunmamaktadır.

Şekil 3. Birleştirilmiş zemin sınıflandırma sistemi (USCS)

Şekil 3’de Cu değeri uniformluluk katsayısını, Cc değeri derecelenme katsayısını ifade etmektedir. Bu değerler tabloda gösterilen eşitlikler ile bulunmaktadır. Uniformluluk katsayısının değeri büyüdükçe zemin daha iyi derecelenmiş olmaktadır. Zemin derecelenme derecesinin belirlenmesi zemin mukavemeti, sıkışabilirlik, su geçirgenliği gibi birçok farklı durumun yorumlanmasında önemlidir. D60, D30 ve D10 değerleri sırası ile malzemenin %60, %30, %10 unun geçtiği elek çaplarını ifade etmektedir..

*Karayolları zemin sınıflandırma sistemi (AASHTO)

Yol kaplama altı dolgu malzemesi ve alt yapı değerlendirmelerinde tercih edilmektedir. USCS sisteminde olduğu gibi malzeme iri ve ince dane içeriğine göre zemin sınıfı belirlenir. AASHTO sisteminde kullanılan tablo Şekil 4’de verilmiştir.

Şekil 4. Karayolları zemin sınıflandırma sistemi (AASHTO)

USCS ve AASHTO zemin sınıflandırma sistemleri ile ilgili ders notalarına ulaşmak isterseniz https://docplayer.biz.tr/13371421-Ders-4-zeminlerin-siniflandirilmasi-doc-dr-havvanur-kilic-insaat-muhendisligi-bolumu-geoteknik-anabilim-dali.html linkine tıklayabilirsiniz.

Sevgiyle kalın 🙂

2 Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir