Zemin ve TBDY2018
Yapı tasarımında zemin sadece temel tasarımı için önemli değildir. Zemin, yapıda oluşacak deprem tasarım spektrumlarının tanımlanmasında da önemlidir. Yapıda oluşacak deprem kuvvetini zemin belirler.
TBDY2018 yönetmeliği, zeminler için 6 sınıf oluşturmakta. Bu sınıflar zemin cinsi, kayma dalgası hızı ve kayma dayanımı değerlerine göre oluşturulmuş durumda. Ancak bu sınıfları tanımlamak içinde belli bir derinliği dikkate almak gerekir ki, zemin analizlerinde belli bir birlik olsun. Yönetmelikte bu derinlik üst 30m ‘lik zemin olarak düşünülmüş. Yani ilk 30 metredeki zemin özelliklerine göre zemini tanımlamamız gerekir. Ancak buradaki “üst 30 metrelik kısım” tanım olarak önemlidir.
Buradaki üst 30 metre, arazinin ham halinden 30 m. derinliği ifade etmez. Üst 30 metrte ifadesi, yapının oturduğu kottan itibaren olan 30m derinliği ifade eder. Zaten temel kotu üstündeki zeminin ne anlamı olabilir ki… Diyelim ki 4m yüksekliğe sahip tek bodrumlu bir bina projelendireceksiniz. Temel kalınlığınız 100 cm olsun, onun altında da 10 cm grobeton olsun, onun altında da 20 cm iri malzeme olsun. Temel dip kotu 400+100+10+20=530 cm aşağıdadır. Zemin çalışmaları da -530 kotunun altından, 30m derinlik temel alınarak yapılmalıdır. Yani yüzeyden bakarsak -3530 cm altı…
Zemin sınıflandırmalarına baktığımızda (TBDY2018)’in üst 30 m deki kayma dalgası hızlarına göre zeminlerin sınıflandırıldığını görürüz. Bir zemin de kayma dalgası hızını ölçmek için belli yatay mesafelerde alıcılar konur(serim yapılır). Sonra zemine bir dalga gönderilir ve bu alıcıların verilen bu dalgaları alış zamanlarına göre dalganın hızı tespit edilir. Klasik HIZ=YOL/ZAMAN ‘a göre dalganın hızı hesaplanır.
Dalga hızlarını yorumlamayı iyi bilmemiz gerekir. Elinizde bir yönetmelik olmasa da, bir sınıflandırma olmasa da zemindeki dalga yayılma hızlarına göre bir yorum yapabilmeniz gerekir. Bu mühendislik gereğidir.
HIZ=YOL/ZAMAN
Peki, bu dalga yayılma hızlarına göre zemini nasıl yorumlayabiliriz. Bu yorumlamayı 10.sınıf fizik bilgimizle dahi yapabiliriz. 10. sınıf (lise 2) fizikte ne öğrenmiştik: eğer cisim boşluksuz ise, sert ise, cismin bir ucundan verdiğimiz herhangi bir titreşim çabucak cismin sonuna ulaşır. Çok hızlı hareket eder. Zaman oldukça kısadır, dolayasıyla hız yüksektir. Çünkü verilen dalga herhangi bir boşluğa rastlamaz, moleküller arasında hemen iletilir. Birde boşluklu, yumuşak bir cisim düşünelim. Bu cismin baş kısmından verdiğimiz bir dalga boşluklarda iletilmeyecek, moleküller birbirine yakın olmadığından iletim az olacak, dolayısı ile verdiğimiz dalga karşı tarafa nispeten geç ulaşacaktır. Zaman uzun olunca da HIZ=YOL/ZAMAN gereği hız nispeten küçük çıkacaktır.
O halde katı, sert zeminlerde hız yüksek, yumuşak, boşluklu zeminler de hız yavaş olacaktır. Kayma dalgası hızını ölçtünüz, baktınız 1000 m/s… hız oldukça yüksek. Demek ki zeminde boşluk az, sıkı… Eğer kayma hızı 100 m/s gibi bir değer çıksaydı ne düşünecektik, hız düşük, zemin boşluklu, gevsek, yumuşak…
TBDY2018 de zeminler yukarıda bahsettiğim kıstaslara göre 6 sınıfa ayrılmış durumda. En iyiden en kötüye olmak üzere, ZA, ZB, ZC, ZD, ZE ve ZF… En iyi zemin tanımına giren ZA sınıfında, kayma dalgası hızının 1500 m/s ‘ den büyük olması gerekir. ZD sınıfında ise kayma dalgası hızı 100 m/s den düşüktür…
Ahmet ÇELİKKOLLU
İnşaat Mühendisi
ESKİŞEHİR
