Sıvılaşma Nedir?
Zemin sıvılaşması (liquefaction); gevşek, suya doygun kum ve siltli zeminlerde deprem sırasında meydana gelen ve zeminin ani olarak taşıma kapasitesini yitirip sıvı gibi davranmaya başladığı bir zemin mühendisliği fenomenidir. 1964 Niigata, 1989 Loma Prieta ve 1999 Kocaeli/İzmit depremleri en bilinen sıvılaşma örnekleri arasındadır.
1999 Kocaeli Depremi: Gölcük ve çevre ilçelerde yüzlerce bina sıvılaşma nedeniyle yerinden çıkarak hasara uğramıştır. Kıyı dolgu alanları ve alüvyon zemin üzerindeki yapılar en çok etkilenenlerdir.
Sıvılaşma Nasıl Oluşur?
Deprem sırasında zemine etkiyen döngüsel kayma gerilmeleri, suya doygun kum taneleri arasındaki boşluk suyu basıncını artırır. Boşluk suyu basıncı efektif gerilmeye eşit olduğunda zemin dayanımını tamamen yitirir.
Hangi Zeminler Risk Altındadır?
- Gevşek kum ve siltli kumlar: N-SPT < 15 olan zeminler yüksek risk taşır
- Suya doygun zeminler: Yeraltısuyu seviyesi yüzeyden 10 m'den az
- Kıyı dolgu alanları: Deniz, göl, nehir dolgularında yüksek risk
- Yeni dolgu zeminler: Doğal konsolidasyon tamamlanmamış zeminler
- İnce silt karışımlı kumlar: Plastik olmayan silt içeren kum zeminler
Sıvılaşma Potansiyeli Analizi
TBDY-2018 kapsamında sıvılaşma analizi için Idriss-Boulanger (2014) yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Analiz, (N1)60 değeri ile kritik döngüsel gerilme oranı (CSR) ve döngüsel direnç oranı (CRR) karşılaştırmasına dayanır.
| Güvenlik Faktörü (FS) | Yorum | Önlem |
|---|---|---|
| FS > 1.5 | Sıvılaşma yok | Standart temel |
| 1.2 < FS < 1.5 | Düşük risk | İzleme önerilir |
| 1.0 < FS < 1.2 | Orta risk | Zemin iyileştirmesi |
| FS < 1.0 | Yüksek risk | Zorunlu iyileştirme veya derin temel |
Sıvılaşmayı Önleme Yöntemleri
1. Zemin Sıkıştırma
Gevşek kum zeminlerde dinamik kompaksiyon veya vibro-kompaksiyon ile zemin sıkıştırılarak N değeri artırılır.
2. Jet Grout veya DSM
Yüksek basınçlı çimento enjeksiyonu ile zemin-çimento karışımı kolonlar oluşturularak drenaj ve sertleştirme sağlanır.
3. Fore Kazık (Derin Temel)
Sıvılaşma potansiyeli olan tabaka altındaki sağlam zemine dayanan fore kazıklarla yapı yükü iletilir.
4. Drenaj Sistemleri
Taşkın kumlu zeminlerde boşluk suyu basıncını azaltmak için drenaj bacaları tasarlanabilir.