Standart Penetrasyon Deneyi-SPT

Standart Penatrasyon Deneyi (SPT) geoteknik mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan en eski arazi deneylerinden biridir.

Diğer arazi deneyleri ile karşılaştırıldığında Standart Penatrasyon Deneyi‘nin bazı üstünlükleri bulunmaktadır. Bu deneyde kullanılan mekanik ekipman (tij, numune alıcı, tokmak vs.) genel olarak daha basit ve dayanıklıdır. SPT, sondaj işlemi sırasında kuyu içinde kolayca uygulanabildiğinden maliyeti daha düşüktür. Deneyin önemli üstünlüklerinden biri de Standart Penatrasyon Deneyi‘nin yapılan sondaj çukurlarından numune alınabilmesidir. Aynca, bu deney, bütün zemin gruplannda ve yeraltı su seviyesi altında uygulanabilmektedir. Bahsedilen avantajlannın tümünü, başka bir arazi deneyinde bulmak mümkün değildir. (Nixon, 1982).




Standart Penatrasyon Deneyi dünyanın birçok ülkesinde olduğu gibi Türkiye’de de geoteknik incelemelerinde yaygın şekilde kullanılan bir arazi deneyidir. SPT, ülkemizde sıklıkla karşılaşılan zeminler aşırı konsolide olmuş katı-sert killer, kumlar ve çakıllı kumlar olduğu için, hemen hemen her zemin inceleme programının ana öğelerinden biri olarak karşımıza çıkmaktadır (Durgunoğlu ve Toğrol, 1974). Bu deney, yumuşak killer ve gevşek kumlardan, sert killer ve çok sıkı kumlara kadar çeşitli zemin türlerinde uygulanabilmektedir.

Standart Penatrasyon Deneyi, ön incelemeler için olduğu kadar tasarım aşamasında da kullanılmaktadır. SPT-N ile zemin özellikleri, temel tasarımı ve sıvılaşma riski arasında bir çok yararlı korelasyonlar bulunmaktadır.

Son yıllarda bazı mühendisler, ölçülen SPT-N arazi değerleri için, farklı tipdeki tokmakları kullanmanın etkileri, jeolojik gerilme etkileri, tij tipi ve boyu, sondaj kuyusu gibi etkisi daha az olan diğer faktörleri içeren çeşitli “düzeltmeler” geliştirmişlerdir. SPT’de uygulanan enerjinin miktarı ve tokmağın düşürülme biçimi gibi işlemler sırasında oluşabilecek hatalar, farklı değerlendirmelere sebep olabilmektedir. Bu yüzden çakma sırasında tokmağın tipi ve düşürülme yöntemine bağlı olarak üretilen enerji miktannın standart hale getirilmesi gerekmektedir.

SPT, temiz ince-orta kumlar, çok ince çakıllı kumlar ve az siltlı kumlann mühendislik özelliklerinin tahmini için  yararlı olan bir deney türü olup bu zeminlerde daha uygun sonuçlar verirken, zemindeki kaba dane oranı arttıkça özellikle iri çakıl bulunması durumunda elde edilen sonuçlar yanıltıcı olabilmektedir. Bununla beraber, deney silt ve killerin mühendislik özelliklerinin tahminde de kullanılmaktadır.




Örselenmemiş numuneler almanın zor olduğu ayrık daneli zeminlerin özelliklerim tahmin etmede Standart Penatrasyon Deneyi yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. SPT, kumlar ve siltler için arazideki efektif kayma mukavemeti açısını (Φ’), relatif sıkılığım (Dr) ve rezidüel drenajsız kayma mukavemetini (Sr) tahmin etmekte kullanılabilmektedir.

Killi zeminlerde ise SPT-N ile serbest basınç mukavemeti (qu), drenajsız kayma mukavemeti (Su), hacimsel sıkışma katsayısı (mv) arasında ilişkiler geliştirilmiştir. Çeşitli zeminler için dinamik kayma modülü (Gs), elastisite modülü (Es) ve kayma dalgası hızını (vs) veren korelasyonlar mevcuttur. Ayrıca Standart Penatrasyon Deneyi, ayrık daneli zeminlerin sıvılaşma potansiyelini, sığ ve derin temellerin taşıma gücünü ve oturmalarını tahmin etmekte kullanılmaktadır. Hem oturma hem de taşıma gücü doğrudan SPT direncine bağlı olarak tahmin edilebilir. SPT-N değerine dayanarak sert killerdeki sürtünme kazıklarının taşıma kapasitesi hakkında kabaca fikir edinmek mümkündür. Standart Penatrasyon Deneyi ile tahmin edilen kilin kayma mukavemetinden statik kazık formüllleri ile kil zeminlerdeki sürtünme kazıklarının birim uç mukavemeti ve birim çevre sürtünmesi tayin edilebilir.

Standard-Penetration



Standart Penetrasyon Deneyinin Yapılışı

Dinamik karakterli bu deneyin en önemli özelliği, kumlu zemine girişine gösterilen direnci ölçme yanında örselenmemiş numune elde edilebilmesidir. Deney, 63.5 kg ağırlıkta tokmağın 762 mm yükseklikten düşürülerek ucu sertleştirilmiş çelikten kaşığı zemine 305 mm çakmak için gereken vuruşların (N) sayılmasıdır. Deney Türkiye’de en çok uygulanan arazi deneyi olarak ön plana çıkmış olmakla birlikte önemli hatalara açıktır. Bu hatalar arasında düşüşün gerekli enerjiyi sağlamayacak biçimde yapılması, penetrasyon kaşığının çarığının hasarlı olması, operatör ön yargılarının sayıma yansıması gösterilebilir. Deney simit tipi şahmerdan (donut) ile yapılmamışsa bu husus sondaj kaydına geçirilmelidir. Kumlar İçin geliştirilmiş deney, killerin kıvamı hakkında bilgi edinmek için her 1.5 m’de yapılmalıdır. Sondaj çubuklarının ağırlığının aşırı artması nedeni ile SPT deney uygulama derinliği 30 m, tercihen 20 m’yi geçmemelidir.

Deneyin en sakıncalı yanı ise, ortalama çapı 20 mm’den büyük çakıllı veya taş içeren zeminlerde uygulanması durumunda doğmaktadır. Tümüyle yanıltıcı sonuçlar verebilen bu uygulamadan kaçınmak gerekir. Bu sorunu ortadan kaldırmada, çakıllı zeminler için önerilen uç kullanılmalıdır.




 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Facebook'ta Takip Etmek İster misiniz?