2
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Şişen zeminleri iyileştirmek için kireç kolonları kullanılması üzerine laboratuvar çalışması
Expansive soils are well-known for their cyclic shrink-swell behavior due to seasonal moisture changes. These cyclic movements of expansive soils are due to physico-chemical changes at the particle level that are dependent on mineralogical composition of these soils. The soil depths susceptible to moisture changes are known as active depths and based on previous studies vary from shallow to deep depths. Movements from these depths reflect to the surface leading to considerable deformation to overlying infrastructures. Therefore, it is necessary to improve the expansive soils prior to any construction activity on these soils. Since several available methods are unsuitable for deep soil stabilization, soil improvement with lime column technique is studied in this research. Lime column technique has been applied for stabilizations of expansive soil. However, lime column which contains lignosulfonate has not been studied in the literature. The main objective of this study is that investigation of influence of lignosulfonate on lime column technique. Laboratory testing program is conducted with a high plasticity clay specimen consisting of kaolinite and bentonite mixed in laboratory. The change of unconfined compressive strength, swelling potential, coefficient of permeability, CEC and SSA of the treated specimen during the stabilization process is studied. The effect of scale of specimens on the test results were studied using different size boxes. Lime diffusion into the soil is a considerable factor in this technique. Lignosulfonate as an additive material is added to the lime column to accelerate lime diffusion into the soil. The effectiveness of the lime column technique in both minimizing swell behaviour and changing the strength of expansive soils up to considerable depths are investigated in the present research by conducting comprehensive laboratory studies. The effectiveness of lignosulfonate lime column (LLC) treatment method is evaluated in terms of reducing heave movements of underlying expansive soils. A new method is proposed in this study: the combined improvement method (CIM) which includes three techniques that are prewetting, lignosulfonate lime columns, and geotextile+anchor. While the treated specimens with LLC included 37 pieces column, the number of the columns installed in treated specimen with CIM is only 19. The change of soil parameters are analyzed by testing both treated samples and untreated samples. The results of the free swell test, CBR test showed that both improvement methods strengthen the soil properties with the curing period. Besides, the change of properties of specimens taken from a region placed between the columns was observed by using the free swell test, unconfined compressive strength test, SEM-EDX analysis. The outputs of these tests and analyses indicated that the soil properties improved with these methods as follows: The height of the lime column should be the depth of the active zone during the lime column stabilization. The swelling potential of the treated specimen with the lime column method decreases as the water content of the lime columns increase. The addition of the lignosulfonate to lime columns increases the diffusion rate of the lime particles into the expansive soil specimen prepared in this study. The calcium lignosulfonate type is more effective than the sodium lignosulfonate for stabilization. The unconfined compressive strengths of the treated specimens with lignosulfonate lime columns are greater than the untreated specimens. The treated specimen with CIM is more stable and resistant to volumetric change than both the other treated specimens and untreated specimens prepared in this study. Also, the improvement process of the CIM method is faster than the other methods applied in this study. In this study, a design method (CIM) was developed and it has been shown that the high swelling potential of subgrade clay layers, in the active depth, can be reduced to low swelling potential values by this method.
Jet grout kolonları içinde teşkil edilenfore kazıkların çalışma prensibinin irdelenmesi
Yumuşak, gevşek ve yer altı su seviyesinin yüksek olduğu zemin koşullarında yapıların zemine güvenle taşıtılması ve uygulanan projenin ekonomik boyutunu da düşünerek imalatın yapılması İnşaat Mühendisliğinin başlıca görevidir. Bu tür zeminlerde ağır ve nitelikli yapıların yapılması ciddi geoteknik problemlerin çözülmesi gerekebilmektedir. Maliyet açısından ilk olarak zemin ıslah yöntemleri ile yumuşak/gevşek zemin katı/sıkı forma getirilmek istenir. Zemin ıslah yöntemi ile iyileştirilen zeminde iki hedef gözetilir. Bunlardan birincisi oturma kriterini, ikincisi ise taşıma gücü kriterini sağlamaktır. Ağır ve nitelikli yapıların zemininde kullanılan ıslahı yöntemleri taşıma gücü kriterin sağlamakta ancak çoğu durumda oturma kriterini tek başına sağlayamamaktadır. Çözüm olarak maliyet açısından daha yüksek olan derin temel sistemlerinin yapı altında kullanılması önerilebilmektedir. Tez çalışmasına konu olan iki site olarak inşa edilen bir silo inşaat sahasının zeminleri çok yumuşak alüvyonal zeminlerden oluşmaktadır. Üst yapı yükleri yüzeysel temel taşıma gücünü çok fazla aştığından yapı fore kazıklı derin temel üzerine üzerine inşa edilmiştir. Çok yumuşak zeminden dolayı Site-1' de fore kazık imalatı sırasında birtakım zorluklarla karşılaşılmıştır. Karşılaşılan zorluklar neticesinde Site-2' de her fore kazığın çevresine 80 cm çapında ve 16 metre boyunda 4' er adet jet grout kolonları imal edilmiş ve çimento hamurunun prizini alması sonrasında fore kazıkların imalatı gerçekleştirilmiştir. Her iki sitede imal edilen fore kazıklara yükleme deneyi yapılmış ve taşıma gücü performansları değerlendirilmiştir. Tez çalışmasında çok yumuşak zeminlerde zemin iyileştirilmesi yapılmadan önceki ve sonraki fore kazık imalatları, imalat aşamasındaki yaşanan zorluklar, zorluklara yönelik çözümler anlatılmakta ve kazıkların taşıma gücü performanslarını karşılaştırmalı olarak irdelenmektedir. Aynı zamanda jet grout kolonları ile iyileştirilmiş kısmi kompozit zemine imal edilen fore kazıkların daha hızlı ve daha ekonomik olduğu saha gözlemleriyle detaylıca anlatılmaktadır. Büyük ölçekli bütçeler ile inşa edilen bu tür sanayi yapılarının, akademik bakış açısıyla jeolojik, jeofizik ve geoteknik olarak değerlendirilmesi sonrasında literatüre büyük ölçüde katkı sağlanması hedeflenmektedir. Ayrıca, bu çalışmada iyileştirilmiş zemin-kazık etkileşimini daha derinlemesine değerlendirebilmek adına, jet grout uygulaması sonrası oluşan kompozit zemin davranışı da dikkate alınmıştır. Kompozit zemin yaklaşımı ile jet grout kolonları ve doğal zeminin birlikte çalıştığı sistemde, drenajsız kayma mukavemeti (cu) tahmini için ağırlıklı ortalama formülasyon kullanılmıştır. Buna ek olarak, jet grout sonrası kayma dalgası hızı (Vs) artışı üzerinden cu-Vs ilişkisine dayalı ampirik değerlendirmeler yapılmış, bu sayede zemin iyileştirmesinin etkinliği jeofizik parametrelerle de desteklenmiştir. Her iki yaklaşımın sonuçları, hem teorik hem de deneysel olarak karşılaştırılmış ve literatürde yer bulan modellerle sahadaki veriler uyumlu şekilde yorumlanmıştır. Bu mühendislik yaklaşımı, tez kapsamında ayrıntılı olarak ele alınmıştır.