Jet grout kolonlarının zeminlerdeki oturmalara etkisinin numerik yöntemlerle incelenmesi

Artan nüfus, kentleşme, yüksek yapı inşaatlarının hızlanması ve deprem riski gibi faktörler zayıf zeminlerde yapılaşmayı beraberinde getirmekte ve zemin iyileştirme uygulamalarının önem kazanmasına neden olmaktadır. Zemin iyileştirme çalışmaları, zayıf zeminin güçlendirilmesinin hedeflendiği yöntemleri kapsamaktadır. Maliyet ve teknoloji kısıtlamaları ile birlikte değerlendirilen farklı yöntemlerde; zeminin yapı yükleri altında oturmasını kontrol etmek, taşıma kapasitesini artırmak, tünel zeminini iyileştirmek, şev duraylılığını artırmak ortak amaçlardan birkaçıdır. Jet grout yöntemi ise yaygın olarak kullanılan bir zemin iyileştirme yöntemidir ve zeminin taşıma gücünü artırma, oturmaları azaltma ve sıvılaşma riskini azaltma gibi avantajları vardır. Bu çalışma, jet grout kolonlarının zayıf zemin tabakalarındaki oturmaları azaltmada kullanılmasını ve farklı parametrelerin oturmalar üzerindeki etkisini numerik analizlerle incelemeyi amaçlamaktadır. Bu analizler, Plaxis 2D ve Plaxis 3D yazılımlarıyla gerçekleştirilmiştir. Analizlerde jet groutlar hem tekil kolonlar hem de kompozit ortam ile modellenmiştir. Üç boyutlu Plaxis analizlerinde tekil kolonlar ve kompozit ortam, iki boyutlu Plaxis analizlerinde ise sadece kompozit ortam modellenmiştir. Jet grout boyu, çapı ve aralığı için ise değişken parametreler seçilerek analizler tekrar edilmiştir. Son olarak yumuşak kil etkisinin belirlenebilmesi adına üç boyutlu Plaxis analizlerinde normal kil ve zayıf kile soketlenen kolonlar için iki farklı analiz yürütülmüştür. Analizler sonucunda jet grout ile iyileştirmenin zeminlerde oturmaları azalttığı, ancak çap, boy ve aralıkların sonuçlara farklı oranlarda etki ettiği belirlenmiştir. Optimum çözümlerin elde edildiği üç boyutlu analizler sonucunda en uzun jet grout boyunun en düşük aralıklarla yerleştirildiği durumda oturmalarda %22'lere varan düşüşlerin elde edilebildiği tespit edilmiştir. Sonuçlar üzerinde ise en aktif rol oynayan parametrenin çap değil, jet grout kolonlarının aralığı olduğu belirlenmiştir. Optimum çapın 0,8 m olduğu analizlerde daha yüksek çap kullanımının grup etkileri ile performans düşüklüğüne yol açtığı gözlemlenmiştir. Zemin – jet grout kolonlarının kompozit bir bölge ile temsil edildiği durumda ise üç boyutlu ile iki boyutlu analizlerin çok yakınsandığı, dolayısıyla üç boyutlu analizlerin yürütülmesinin pratik açıdan dezavantajlı olacağı yargısına varılmıştır. Ancak kompozit bölge ve tekil kolonlar ile yürütülen analizler kıyaslandığında tekil kolon modellerinde daha yüksek oturma değerleri elde edildiği gözlemlenmiştir. Ek olarak, zayıf tabakalarda yüklemenin daha yüksek oturmalara neden olabileceği, ancak jet grout imalatı ile birlikte normale oranla iyileştirmenin daha iyi performans gösterebileceği yargısına varılmıştır.