Jet-grouting, derin zemin karıştırma ve taş kolon uygulamalarının 2D sonlu elemanlar analizi ile karşılaştırılması

Abstract

Artan kentleşme ve sanayileşmeye bağlı olarak, dünya üzerindeki yapı miktarı hızla artmaktadır. Bu durum, geoteknik açıdan elverişli zemin miktarının azalmasına ve geoteknik açıdan elverişsiz zeminlerde yapılaşmanın artmasına yol açmaktadır. Bu tür zeminlerde taşıma gücü yetersizliği, aşırı oturma, sıvılaşma potansiyeli veya stabilite sorunları gibi problemler ortaya çıkabilmektedir. Bu problemlerin çözümü için zemin iyileştirme yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, geoteknik açıdan elverişsiz zeminlerde yaygın olarak kullanılan jet grouting, derin zemin karıştırma ve taş kolon zemin iyileştirme yöntemlerinin birbirleriyle karşılaştırılması amaçlanmıştır. Aynı çalışma sahası için kolon çapının, D, 0,60-0,80 m ; kolonlar arası mesafenin, s, 1,5-2,0-2,5 m; kolon uzunluklarının, L, 10-15-20 m olarak değişkenlik gösteren durumlar drenajsız ve drenajlı koşullarda olmak üzere Plaxis 2D sonlu elemanlar programıyla analiz edilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, jet grouting yöntemi, diğer iki yönteme kıyasla drenajsız ve drenajlı durumlardaki oturma davranışlarında en önemli iyileşmeyi sağlamıştır. Derin zemin karıştırma yöntemi ise jet grouting yöntemine yakın bir performans gösterirken, Taş kolon yöntemi ise her iki durumda da zemin iyileştirme açısından yetersiz kalmıştır. Bu çalışma ile birlikte geoteknik açıdan elverişsiz zeminlerde zemin iyileştirme yöntemlerinin birbirleriyle karşılaştırılmasıyla elde edilen bulgular, bu tür zeminlerde yapılaşma için rehber oluşturulması ve daha güvenli zemin iyileştirme uygulamalarının geliştirilmesi için kullanılabilirliği amaçlanmıştır.

Due to increasing urbanization and industrialization, the number of structures on earth is rapidly increasing. This leads to a decrease in the amount of geotechnically suitable soil and an increase in construction on geotechnically unsuitable soil. In such soils, problems such as insufficient bearing capacity, excessive settlement, liquefaction potential, or stability problems can occur. Ground improvement methods are needed to solve these problems. This study aims to compare the jet grouting, deep soil mixing, and stone column ground improvement methods, which are widely used in geotechnically unsuitable soils. The same working area was analyzed with the Plaxis 2D finite element program for cases where the column diameter, D, varies between 0.60-0.80 m and the spacing between columns, s, is 1.5-2.0-2.5 m, and the column lengths, L, are 10-15-20 m, for both drained and undrained conditions. According to the findings, the jet grouting method provided the most significant improvement in settlement behavior under both drained and undrained conditions compared to the other two methods. The deep soil mixing method performed similarly to the jet grouting method, while the stone column method was inadequate for ground improvement in both cases. The findings of this study, which compares ground improvement methods in geotechnically unsuitable soils, can be used to develop guidelines for construction on such soils and to improve the safety of ground improvement applications.