JET GROUTING YÖNTEMİYLE ZEMİN ISLAHI

JET-GROUT
Jet-grout kolonları; yüksek basınç altında püskürtülen çimento harcı zeminle karıştırılarak oluşturulur. Zemin cinsi ve özellikleri, püskürtme basıncı, dönme ve yukarı çekilme hızı ile nozzle'ın çapı istenilen çapta bir “Jet-Grout” kolonu elde edilmesi için önemli parametrelerdir.
Bu yöntemde önce zemin içinde ufak çaplı (40-90 mm) bir delik açılarak istenilen derinliğe erişilir. Sonra delgi borusu döndürülerek yukarı doğru çekilirken, zemin basınçlı (300-700 bar) çimento harcı püskürtülerek parçalanır ve zemin-çimento harcı karışımından oluşan bir gövde elde edilir. Püskürtme borunun dibindeki boru eksenine dik bir veya daha fazla nozzle tarafından yapılır. Nozzle çapları debiye bağlı olarak 1,5 ~ 4 mm arasında olmaktadır.
Yüksek basınçlı çimento-su (oran 1/1) jeti nozzle'dan yüksek hızda çıkarken rijit bir cisim gibi davranır ve zemini etkin bir şekilde örseler. Delgi borusu kendi ekseni etrafında döndürülürken rijit cisim gibi davranan çimento-su jeti zemini keser ve zemin-çimento karışımı ilkel bir beton kolon elde edilir.
Nozzle'ların arasında 2,5 cm' lik bir fark vardır. Boru kendi ekseni etrafında döndürüldüğünde ~10 devir/4cm'lik bir kesiti keser ve çimento-zemin karışımı elde edilir. Yukarı çekme her 4 cm'de bir otomatik olarak yapılır.
Basınç, döndürme hızı, yukarı çekme hızı zemin türünde uygun şekilde ayarlandığı takdirde, verim artar ve kolon çapları büyür. Böylece kohezyonlu zeminlerde 40-80 cm, daneli zeminlerde 50-120 cm arasında jet-grout kolonları oluşturulabilir.

JET-GROUT YÖNTEMİNİN UYGULAMA ALANLARI
• Temel takviyesi,
• Zemin iyileştirmesi,
• Sığ kazılarda şevlerin tutulması,
• Kazı tabanına su gelmesinin önlenmesi,
• Şev stabilitesi,
• Komşu bina temeli yapılması,
• Oyulmaya karşı koruma,
• Cut of yapılmasıdır.
İmalata başlamadan önce basınç, dönme hızı çimento-su oranı, çekme hızı gibi parametreleri belirlemek amacı ile deneme kolonları yapılır. Sonra kazılarak kolon meydana çıkarılır. Boyutlar, zemin-çimento karışımının mukavemeti, zeminle etkileşimi incelenir. İmalat parametreleri belirlenerek imalata devam edilir.
Jet-grout kolonları taşıyıcı eleman olarak kullanılacak ise, bunlar üzerinde yükleme deneyi yapılır. Yükleme deneyine göçme yükü veya max. oturma meydana gelene kadar devam edilir. Tatbik edilecek deney yükü, proje yükünün en az 1,5 katı olmalıdır.
Göçme yükü; yük arttırılmadığı halde oturmanın devam ettiği yük, kolon çapının %10'u kadar toplam oturmaya yol açan yük, kalıcı oturma eğrisinin eğiminin her 1 ton'luk deney yükü için 0,25mm oturmaya eşit olan yük değerleri göz önüne alınarak değerlendirilebilir.
JET-GROUT YÖNTEMİ İLE TEMEL TAKVİYESİ UYGULAMALARIMIZ
Şehrimizin çok hızlı gelişmesiyle yeni bölgeler imara açılmıştır. Bu bölgelerin temel zemini hakkında yeterli bilgi ve tecrübe olmayışı çarpık yapılaşmayla birleşince bir çok geoteknik problem ortaya çıkmıştır. Bütün problemli binalarda çeşitli yöntemlerle temel ve üst yapı takviyesi yapılabilir.
Bu amaçla bina içerisinde gezebilen bir makinaya ihtiyaç doğmuştur. Kapalı bodrumda çalışıldığında egzoz gazının yarattığı tehlike ve gürültüden dolayı ana güç kaynağı elektrik olarak seçilmiştir. Geliştirilen özel ataşmanlarla DKM metodu da uygulanmıştır.
Jet-grouting hemen hemen her zemin koşulunda uygulanabildiğinden tercih edilmiştir. Uygulamada 381 HP dizel güç kaynağı ile 300 - 500 bar, 60lt/ dk - 250 lt/dk kapasite sağlanmıştır.
Bina içine sadece yüksek basınçlı hortumun girmesi, bodrumda çalışan mini makinanın sessiz olması sonucu, rahat bir çalışma ortamı doğmuştur.
Tij ve uç takımı 42mm seçilerek, betonarme temel sisteminde 60 mm çapında delik açılması yetmektedir. Böylece mevcut betonarme taşıyıcıya verilen zarar asgariye indirilmiştir.
Mini makina mevcut betonarme kolonlara olabildiğince yanaşarak, 30 cm mesafede jet- grout yapılmasına olanak vermektedir. Böylece yeni oluşturulan jet-grout kolonları temel sisteminde ek momentler doğurmamakta, dolayısıyla ek başlık imalatına gerek kalmamaktadır.
Jet-grout kolonları istenilen derinliğe kadar indirilmektedir. 42 mm delikten girilip çok büyük çapa ulaşıldığından (60-100 cm), mevcut temelle bağlanmasında özel bir detaya gerek kalmamaktadır.
Jet-grout kolonları zemini sıkıştırmakta ve ana gövde haricinde zemin içinde 3 m'ye varan saçaklarıyla mevcut temel zemininin taşıma gücünü arttırmaktadır.
İmalat yapılmaya başlanmadan önce binada ölçüm sistemi kurulmakta ve röperlenmektedir. Devamlı ölçüm yapılarak sistem kontrol edilmektedir.
JET GROUT YAPIM YÖNTEMİ


Bu yapım yöntemi, Jet Grout imalatı için gerekli, makine, ekipman ve malzeme seçimi ile hazırlama, uygulama ve kontrol yöntemlerini belirlemek amacıyla hazırlanmıştır.
Uygulamada “TS EN 12716 Özel Jeoteknik Uygulamalar – Jet enjeksiyon” esas alınacaktır.
2.ÇALIŞMA SAHASININ HAZIRLANMASI

2.1. İnşaat sahası ve yolları makine ve personelin verimli çalışarak planlanan günlük imalat miktarlarının yapılabilmesi ve imalat kalitesine ulaşılabilmesi için düzgün ve kuru tutulmalıdır.

2.2. Delgi makinesi, paletli vinç, beton mikseri, beton pompası ve sair ağır iş makinelerinin on cm ’den fazla batmadan çalışmalarına imkan sağlayacak biçimde düzeltilip, sıkıştırılacaktır. Dolgular, delme işini zorlaştırmayacak uygun malzemelerle yapılacaktır.

2.3. Çalışma sahasında uygun yüzey drenaj sistemi tesis edilerek platformun kuru kalması sağlanacaktır.

2.4. Foraj malzemesi ve yer altı suyu sürekli olarak sahadan uzaklaştırılarak çalışma sahasının bozulması önlenecektir.

3.ZEMİN BİLGİLERİ

Uygulama projeleri ve yapım yöntemleri zemin raporlarına göre belirlenecektir.

4.ÇEVRE BİLGİLERİ

Yer altında ve üstündeki delmeyi zorlaştıran beton ve çelik engeller, altyapı kanalları resmi kuruluşlara yazılı tespit yaptırılarak işveren tarafından kaldırılması sağlanacaktır.

5.KOLONLARIN YERLEŞTİRİLMESİ VE İMALAT TOLERANSLARI

5.1. Jet groutların zemine işaretlenmesi uzman ölçüm ekibi tarafından tek tek yapılacaktır.

5.2. Tüm jet grout kolonlar, uygulama projelerinde gösterilen merkez konumlarından en fazla 75mm mesafe içinde kalacak şekilde oluşturulacaktır.

5.3. Jet grout kolon deliğinin oluşturulması esnasında, delgi ucu mümkün olduğunca düşey bir konumda tutulacak ve düşeyden sapma 1/50’den daha fazla olmayacaktır.

5.4. Jet groutun projede istenilen ortalama çapını elde etmek için gerekli imalat parametreleri test kolonları oluşturularak belirlenir. Yakın veya aynı sahada daha önce yapılmış jet grout kolonu varsa paremetreleri kullanılabilir.

5.5. Jet groutların yerleştirme sırası daha önce yapılmış olan kazıkları yerlerinden yatay ve düşey doğrultularda minimum derecede hareket ettirecek şekilde olacaktır.

5.6. Bir Jet grout bitiminden en az 24 saat geçmeden 2 çap çevresinde delgi yapılmayacak, imalat atlamalı olarak sürdürülecektir.

6.JET GROUT KOLON İMALATI

6.1. Tanım

Jet grout kolonu, 300 - 600 bar, genellikle 400-450bar basınçla püskürtülen su ve çimento karışımının zeminin boşluklarını doldurup ve sıkıştırılması suretiyle elde edilir. Yüksek basınç, sevk edilen enjeksiyonun (grout) nozzle’lardan geçerken yüksek bir kinetik enerji kazanmasını sağlar. Su-çimento karışımının hızı 250m/sn değerlerine ulaşarak, enjeksiyon zemini yırtarak zeminle birleşerek çimentolu zemin yapısı -soilcrete- oluşur.

Jet grout’ un özelliklerini belirleyen parametreler; zemin cinsi, jet enjeksiyon tiji içerisindeki akışkan basıncı, jet enjeksiyon tiji içerisindeki akışkan debisi (nozzle çapı), enjeksiyon şerbetinin bileşimi, jet enjeksiyon tijinin çekme hızıdır.

6.2. Delme

Delgi sırasında kuyu ağzının yer altı su seviyesinin üzerinde olması çalışabilme açısından tercih edilir. Delme metodu zemin cinsine bağlı olarak seçilir. Delme işleminin kolaylaştırılması, uç takımın soğutulması ve zeminin enjeksiyona hazırlanması amacıyla delme sırasında değişik akışkanlar kullanılabilir. Bunlar su, hava, bentonit şerbeti veya grout olabilir.

Uç takımı olarak yumuşak karakterli zeminlerde genellikle kil bitleri, sert karakterde ise tricone bitler ve bloklu zeminde DTH elemanlar kullanılır. Bağlantı manşonlarında 600 - 700 bar basınca dayanıklı sızdırmazlık elemanları ve delgide 90 mm çapında tijler kullanılır.

6.3. Enjeksiyon

Projede belirtilen derinliğe ulaşıldığında delme ve akışkan basma işlemi durdurulur. Çelik bir bilye grout borusuna yollanarak groutun yönü ‘monitor’ diye adlandırılan ve delgi ucunun hemen arkasında bulunan 2.0mm – 2.5mm çapındaki 2-4 adet nozzle ’ları taşıyan takıma çevirilir.

Su/çimento oranının 0.7’nin altına inmeyecektir.

Yüksek basınçlı grout pompalanmaya başlanması ile enjeksiyon fazına geçilir. Takriben 250 m/sn hızlı grout, delici takımın rotasyon hareketi ile dairesel kesitli bir grout tabakası formunu alır. Delici takımın önceden belirlenmiş dönme hareketi sabit bir hızla çekme hareketi ile birleşince düşey kolon şeklinde bir yapı meydana gelir.

Zemine çimento enjeksiyonu istenilen, jet grout üst kotuna kadar yapılır. Enjeksiyonun kinetik enerjisinden zarar görmemek için, jet grout üst kotu her zaman yüzeyden 30cm aşağıda bırakılacaktır.

Oluşacak kesitlerin ebatları zemin özelliklerine bağlı olduğu gibi; dönüş hızı, çekme hızı, grout basıncı, grout debisi, nozzle çap ve adedine de bağlıdır.

Basınçlı enjeksiyon sırasında delici takımın etrafından dışarıya belli miktarda zemin materyali taşması uygun görülür. Bu durum, grout ile karıştırılan zemin içinde aşırı basınç oluşmadığına işaret eder. Aşırı basınç oluşması halinde zeminde kırılmalar ve kolonlarda süreksizlik gibi problemler meydana gelebilir.

7.İMALAT ÇEŞİTLERİ
7.1. JET1 Yöntemi
Bu yöntemde delgi/yüksek basınçlı enjeksiyon ekipmanı tek ve ortası delikli bir borudan oluşmaktadır. Bu yöntemde çimento/su karışımı 300 ila 600 kg/cm² yüksek basınç ile zemine yukarıda tarif edilen yöntem ile verilmektedir. Bu yöntem ile imal edilen jet grout kolonlar zemin cinsine göre 600mm – 1200mm arasında değişken çaplarda teşkil edilebilmektedir.

7.2. JET2 Yöntemi

Bu yöntemde delgi ile yüksek basınçlı enjeksiyon ekipmanı konsantrik iç içe iki ayrı borudan oluşmaktadır. Bu yöntemde çimento/su karışımı JET1 yönteminde olduğu şekilde içteki borunun ortasındaki delikten verilirken dıştaki boru ile içteki boru arasındaki boşluktan 8 ila 12 bar basınçlı hava zemine verilmektedir. Bu yöntem ile imal edilen jet grout kolonlar kinetik enerjinin sürtünme kayıpları azaltılarak JET1 yöntemine oranla %60 ila %80 daha büyük çaplı jet grout kolon teşkil edilebilmektedir.

8.MALZEMELER

8.1.Çimento

İmalatta, projede belirtilen cins portland çimentosu kullanılır.

8.2.Su

Enjeksiyon karışımında kullanılacak su, tortu ve yabancı katı maddelerden arındırılmış, çimentoya zarar vermeyecek kalitede su olacaktır.

9.MAKİNE VE EKİPMANLAR

Jet grout ekipmanı ve ilgili aksesuarları yukarıda tarif edilen JET1 ve JET2 yöntemlerinin her ikisini de yapabilecek kapasite ve nitelikte olacaktır. Seçilen ekipman gerektiğinde zeminin kabarmasına mani olmak veya istenen kazık çap ve mukavemetine ulaşmak üzere İşverenin talimatı doğrultusunda “prewashing” (ön yıkama) gerçekleştirilebilecek nitelikte olmalıdır. Jet grout ekipmanı aşağıdaki ekipmanlardan oluşacaktır.

9.1. Delgi makinesi: Uygulama projesinde öngörülen derinliğe kadar yukarıdaki yöntemlerden biri ile delgi yapabilecek ve jet grout kolon teşkil edebilecek kapasitede delgi makinesidir.

9.2. Pompa ünitesi: Jet grout enjeksiyon karışımını istenen çapta jet grout kolon teşkil edebilecek basıncı verebilecek pompadan oluşacak jet grout ünitesidir.

9.3. Mikser ünitesi: Jet grout enjeksiyon karışımını istenen karışım oranında elektronik olarak tartarak karıştıracak mikser ve dinlendiriciden oluşan, jet grout pompa ünitesini beslemeye yeterli kapasitede mikser ünitesidir.

9.4. Çimento silosu: Dökme çimento depolayabilen ve jet grout mikser ünitesini yeterli düzeyde besleyecek çimento silosu ve konveyörüdür.

9.5. Su tankı: 15-25 ton kapasiteli sağlam su tankı-havuzu ve su pompası olmalıdır.

9.6. Diğer ekipmanlar

8-12 bar basınçlı kompresör, kaynak makinesi ve elektrik kesintilerinin olması halinde 50KVA’ lık bir jeneratör bulundurulmalıdır

10.RAPORLAR VE JET GROUT KOLON FİŞLERİ

TS EN 12716 Standardına uygun olarak şantiyede Şantiye Günlük Çalışma raporu –E.No.7- veya Jet Grout Şantiyesi Günlük Çalışma Raporu -E.No7JG- doldurulur. Gerekirse JET GROUTING IMALAT RAPORU -E.No19- günlük şantiye çalışma raporu ekinde şantiye sorumlusunun imzası ile işverene ulaştıracaktır. Bu fişlerde aşağıdaki bilgiler yer alacaktır:

1. Delme-jet grout tarihi

2. Jet grout kolon referans numarası,

3. Jet grout kolon ağız kotu,

4. Kullanılan delgi uçları

5. Kullanılan nozzle ve delik çapları

6. Jet grout takımı çekme hızı

7. Delme ve jet grout kolon boyu

8. Zemin cinsi

9. Jet grout kolonunda kullanılan enjeksiyon su / çimento oranı

10. Jet grout kolonunda kullanılan çimento cinsi ve miktarı

11. Açıklamalar kısmında varsa diğer özel bilgiler yer alır.

11. İMALATLARIN KONTROLU

İmalatların kalite kontrolu YY.09 “Ölçme ve İmalat Kalite Kontrol İşleri”ne, kullanılan malzemelerin kalite kontrolu ise T06 “Malzeme Kabul Kriterleri”ne uygun olarak yapılacaktır.