Çoklu Tehlike Yaklaşımı ile İstanbul Mikrobölgeleme Çalışmaları (2)

Jeoteknik Çalışmalar

Sondajlar

Proje kapsamında delinen sondajlar;

1) Zemin sondajları,

2) Kaya sondajları,

3) Zemin yapısı ve stratigrafi amaçlı sondajlar,

4) Sıvılaşma sondajları,

5) PS Logging sondajları,

6) Duraylılık sondajları olarak gruplandırılmaktadır. Proje alanı, sondaj için bir temel olarak kullanmak, jeofizik ölçmeler ve haritalama için 250x250m boyutunda gridlere bölünmektedir.

Zemin Sondajları

Zemin Sondajlarının Sıklığı

Aynı zemin özelliğinin yer aldığı alanlarda ki gridlerde bir tane normal sondaj bulunmaktadır. Buna rağmen, geniş alanlarda dahi litoloji aynı şekilde devam ettiği durumlarda, sondaj mesafeleri makul veri toplamak ve alansal gösterimden dolayı yoğunlukta ayarlanmıştır.

Bir grid için tek sondajdan daha fazla sondaj gömülü vadiler, kanal yapı geometrileri tespiti, sıvılaşma potansiyelinin yaygın olduğu ve temel kaya topografyasının detaylı bulunmasının gerekli olduğu yerlerde planlanmıştır.

Zemin Sondajlarının Derinliği

Normal zemin sondajları için derinlik 30m. olarak belirlenmiştir. Temel kaya özelliğinin belirlenmesi ve/veya topografyasının belirlenmesinin gerekli olduğu durumlarda, zemin sondajları bu şekilde temel kayaya ulaşması planlanmıştır.

30m den az zemin ortam kalınlığı olması durumunda

a) Eğer kaya ayrışmamış ise ve RQD oranı %50 den fazla ise temel kayada takriben 5m daha ilerlenir ve sodaj işlemi durdurulur.

b) Eğer kaya ayrışmış ise veya RQD oranı %50 den az ise sondaj işlemi 30 metreye kadar inilir ve ayrışmış kayada en az 5m daha ilerlenir.

Zemin kalınlığının 30m. den kalın olduğu gömülü vadiler ve kalın alüvyon birikmelerinin olduğu kıyı düzlüklerinde, sondaj derinliği temel kaya morfolojisinin aydınlatılması için en yakın sondajın derinliği belirlenmiştir.

Kaya Sondajları

Kaya Sondajlarının Sıklığı

“Kaya” özelliği taşıyan birimlerin yer aldığı alanlarda, kayaçların homojen ya da heterojen özellikli oluşuna ve yüzeylemelerinin büyüklüklerine göre genellikle 1km²’de 4-6 adet normal sondaj planlanmıştır. Yeterli yüzeylemeye sahip olup geniş alanlar kaplayan ve tekdüze özellikler sergileyen kayalar için daha seyrek, yanal yönde kısa uzaklıklarda önemli jeomekanik özellik ve/veya yüzeysel kalınlık farklılığı göstermesi beklenen kayalarda ise daha sık sondaj planlanmıştır. Ayrışmış kayaların yüzeylediği alanlarda, iki gridde bir tane ya da ayrışmanın derecesi, derinliği ve yüzeylemesinin yaygınlığı dikkate alınarak daha sık ya da seyrek sondajlar planlanmıştır.

Kaya Sondajlarının Derinliği

Proje kapsamında yapılan sondajlardan, zemin sondajları ve ayrışmış kaya sondajlarının min 30m. derinlikte açılması öngörülürken, Sert kaya özelliğinde olup, tekdüze fiziksel özellikler taşıyan birimlerde (kaya sondajları) ise sondaj derinlikleri ortalama 10-15m. olarak planlanmıştır.

Yapısal ve Stratigrafi amaçlı Sondajlar

Proje alanının jeolojik özelliklerini aydınlatacak ve proje çalışmalarına temel oluşturacak büyük ölçekli jeoloji haritalarının yapımı sırasında karşılaşılan jeolojik sorunların çözümüne katkıda bulunacak jeolojik verilerin sağlanması için, gerekli hallerde yapısal ve stratigrafik amaçlı sondajlar planlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Bu tür sondajların sıklık ve derinliklerinin saptanmasında, çözümü amaçlanan jeolojik sorunlar yönlendirici olmuştur.

Sıvılaşma Sondajları

Sıvılaşma sondajları sondaj ve laboratuar testlerine göre sıvılaşma potansiyeli olduğu anlaşılan alanlarda yapılmaktadır.

Sıvılaşma Sondajlarının Sıklığı

Her bir gridde 1 tane normal sondaja ek olarak sıvılaşma potansiyelinin yüksek olduğu zeminlerde izin verilen boyutlarda 1-3 sıvılaşma sondajı uygulanmıştır.

Sıvılaşma Sondajlarının Derinliği

20 metre derinliğindeki zemin sondajlarında sıvılaşma potansiyeli tahmin edilmektedir.

Zemin ortam kalınlığının 20 metreden fazla olması durumunda, sondaj işlemi temel kaya tipi ve muhtevası hakkında çok mühim ek ve tamamlayıcı veri olmadan sondaj bitirilmektedir. Aksi taktirde sondaj işlemi bahsedilen veri elde edilene kadar ilerlenmektedir.

Zemin ortam kalınlığının 20 metreden az olması durumunda, temel kaya yüksek derecede uyumlu olduğunda sondaj işlemi en fazla 2-3 m temel kayadaki ilerlemenin ardından bitirilmektedir. Sıvılaşma sahasının sınırını bulmak için yapılan sondajlar kaya ortamını kestiğinde derinliğe bakılmaksızın bitirilmektedir. Böylece sıvılaşma sahasının alansal yayılımı bulunmaktadır.

PS Logging Amaçlı Sondajlar

Proje sahasında P ve S dalga hızlarını belirlemek için PS Logging amaçlı sondaj kuyuları açılmıştır. Her 1 km2 alan için 1 sondaj kuyusu hazırlanmıştır. Sondaj kuyularının yerlerinin belirlenmesinde birimin ölçülecek mekanik özellikleri ve kaya stratigrafisi özellikleri dikkate alınmıştır. Zemin sondajları en az 35 m derinlikte ve 4-5 metre prob aracı uzunluğu da dahil 30 metreden fazla zemin kalınlığı olacak şekilde yapılmaktadır. Sağlam kayalarda PS Logging amaçlı sondaj kuyuları 20 metre olarak öngörülmüştür. Ayrışmış kayaları kesen 35 metreden daha derin olmayan kuyuların olması durumunda sert kayaya ulaşıncaya kadar devam edilmiştir.

Duraylılık Sondajları

Saha gözlemleri ve hava fotoğrafları analizi kayması muhtemel düzlemin mekanik özellikleri ve kayan birimler heyelan analizinde, kaya devrilmesinde ve duraylılık risklerini belirlemek için kullanılmıştır. Bu çeşit sondajların sıklığı ve derinliği, kayan düzlemin derinliği ve enine bağlı farklılıklar sergilemektedir.

Saha Testleri

SPT (Standart Penetrasyon Testi), CPT (Konik Penetrasyon Testi) ve SPT enerji ölçümleri çalışma sahasında yapılmıştır. Bu üç ölçüm içinde CPT ve Enerji ölçüm testi zemin ortamda yapılmıştır. SPT zemin ortamlar ile beraber aynı zamanda zemin özelliği gösteren kaya ortamlarda da yapılmıştır. Bu testler aşağıdaki başlıklar altında toplanmıştır.

SPT (Standart Penetrasyon Testi)

Amaç zeminlerin sağlamlık ve kıvamlarını anlamak, laboratuar ortamında test etmek ve örselenmemiş numune almak için yapılmaktadır. Örselenmemiş numune SPT tüpünden alınmakta bundan sonra hava geçirmeyen kapaklı kavanoz içine konmakta ve etiketlenmekte ve sağlam çantaların içine yerleştirilerek atmosferik etkenlerden etkilenmeden laboratuar ortamına taşınmaktadır.

CPT – CPTU

CPT (Konik Penetrasyon Testi) zeminlerin konik uç direncini ölçen bir saha testidir. Zeminlerin bir geoteknik özelliği konik uç direnci cinsinden CPT sonuçları değerlendirilebilir. CPT sıvılaşma tehlikesi analizi amacıyla yapılmıştır. Bütün alanın normal sondaj işlerinden sonra, potansiyel sıvılaşabilir alanlar SPT sonuçlarına göre elde edilen sıvılaşma süseptibilitesi geçici hesaplarından seçilir. CPT testleri sıvılaşma olasılığı yüksek, zeminin penetrasyona müsaade edecek yumuşaklıkta olduğu sondaj noktaları yakınlarında uygulanmıştır. Bu deneyin yapılması son derece basit bir esasa dayanır. Temel olarak, silindir şeklindeki çelik bir sonda’nın 2cm/sn hızla zemine itilmesi, bu esnada sonda’nın üzerindeki algılayıcılarla, uç direnci(qc), çevre sürtünmesi(fc) ve boşluk suyu basıncı(U) ölçülerek, CPT makinasına bağlı bir veri bilgisayarı ve bu bilgisayar içerisindeki bir programa kaydedilmesi olarak tanımlanabilir. Toplam 377 Anadolu ve 636 tane Avrupa tarafında CPT ölçümü alınmıştır.

Laboratuar Testleri

Mikrobölgeleme alanı içerisinde yer alan, zemin özelliği taşıyan litolojilerin mühendislik parametrelerini tespit etmek amacı ile zemin mekaniği deneyleri yapılmıştır. Laboratuar testleri tablolar halinde belgelenmiştir.

Hidrojeolojik Özellikler

Proje alanının hidrojeoloji haritasını hazırlama ve hidrojeolojik değerlendirme, irdeleme ve yorumlama çalışmaları bu bölümde verilmiştir. İzlenen metodoloji; öncelikle bölgeye ait mevcut jeolojik bilgiye jeohidrolik ve hidrojeolojik anlam kazandırılarak hidrojeolojik harita ve kesitlerin hazırlanması, bölgesel meteorolojik analiz yapılarak yıliçi yağışlı ve kurak dönemlerin saptanması, bölgede açılan zemin sondajlarında ölçülen yeraltı su düzeyi verilerinin ayıklanarak yeraltı su düzeyi eş derinlik ve eş kot eğrilerinin çizilmesi, böylece ulaşılan tüm hidrojeolojik bilgi birikiminin Proje amacına yönelik olarak irdelenip yorumlanması şeklindedir.

Proje alanının hidrojeolojik özelliklerine yönelik değerlendirme, irdeleme ve yorumlamalar için gerçekleştirilmesi, bölgeyi oluşturan formasyonlar ve üyeleri ile bunları meydana getiren litolojik birimlerin jeohidrolik ortam olarak karakterleri, yani yeraltısuyu geçirebilme ve iletebilme nitelikleri (boşluk varlığı, boşluk boyutları, boşluklararası ilişki varlığı ve derecesi) araştırılmış ve ana jeohidrolik ortam türleri tanımlanmıştır.

Çalışmalarda; 1/2.000 ölçek ayrıntılı jeolojik veri tabanına dayanan 1/5.000 ve 1/25.000 ölçekli jeoloji haritaları,1/12.500 ve 1/25.000 ölçekli jeoloji kesitleri, açılmış olan binlerce zemin sondajı kuyusunun logları ve ek jeoloji raporu kullanılmıştır. Böylece, jeohidrolik ortam farklılıklarının esas olduğu hidrojeoloji haritası hazırlanmış, jeolojik kesitler hidrojeoloji kesitlerine dönüştürülerek hidrojeolojik ortam (yeraltısuyu depolama alanları) türleri, yerleri ve bazı genel özellikleri tanımlanmış, binlerce zemin sondaj kuyusunda ölçülmüş olan yeraltı su düzeyi varlığına ve derinliğine anlam kazandırılmış, yeraltısuyu akış yönleri belirlenmiş, yeraltısuyu eş derinlik ve yeraltısuyu eş kot (eş yeraltı su düzeyi) haritaları hazırlanmıştır.