Jet Grout Nedir? Jet Grouting Yöntemi

Jet Grout Zemin İyileştirme Nedir?

Zeminin, bir delgi makinasıyla delinip, yüksek basınçlı çimento şerbetinin zemine püskürtülerek zeminle karıştırılması ile zemin malzemesi ve çimento karışımından silindir kolonlar imal edilmesi işlemi jet grout yöntemi olarak isimlendirilmektedir.

Zemin-çimento karışımı çimentolu bir kimyasal madde karışımıdır ve özellikle zemin kayma mukavemetinde ciddi artışlara neden olmaktadır. Yüksek basınçlı enjeksiyonla oluşturulan bu karışımların etkisini artırmak için uçucu kül ve sodyum sülfat gibi maddeler de karışıma eklenebilmektedir.

Kuyunun taban seviyesinden yukarı doğru uygulanan jet grout yöntemi oluşturduğumuz kolon priz almadan arada boşluk bırakmayacak şekilde yanına uygulanan diğer jet grout kolonlarıyla birlikte yeraltında duvarlar ve diyaframlar inşa edilebilir.

Jet grouting yöntemiyle oluşacak olan kolonların mekanik ve geometrik özellikleri uygulama yapılacak olan zemin parametrelerine, uygulamayı nasıl bir yöntemle yapılacağına bağlı olup ayrıca bu yöntemlerde ki değişken parametrelere ve yöntem özelliklerine de bağlıdır. (Zemin İyileştirme Nedir? Teknikleri Nelerdir?)

Jet Grout Avantajları

Jet grout yöntemi hemen hemen her türlü zayıf zeminde ve kum, kil, çakıl vb. doğal zeminlerin oluşturduğu zemin yapılarında uygulanabilirliği ile bunun yanında diğer iyileştirme metotlarına göre daha ekonomik, kalıcı, hızlı ve güvenilir bir çözüm sunmasıyla çokça tercih edilen bir zemin iyileştirme metodudur.

Jet grout yöntemi, hemen her tür zayıf zemin tiplerinde doğal zemin elemanlarının oluşturduğu kombinasyonlarda diğer iyileştirme yöntemlerinden daha hızlı, güvenilir, kalıcı ve ekonomik bir çözüm alternatifi olmaktadır.

Jet grouting yöntemi, zemin taşıma gücünü artırmakta, oturmaları, sıvılaşma riskini ve geçirimliliğini azaltmaktadır. En güncel zemin iyileştirme yöntemlerinden biridir ve ekonomik olması, hızlı uygulanabilmesi, çok yönlü olması vb. Jet Grout Yönteminin Avantajlarından dolayı kullanımı giderek daha fazla yaygınlaşmaktadır.

Jet grout yöntemi tüm zemin malzemeleri için uygulanabilmektedir (bazı istisnalar hariç). Hafif ve küçük ekipmanlara sahiptir. Aşındırma etkileri sayesinde klasik enjeksiyon yöntemine göre daha verimlidir. Ufak makinelerle istenilen yerde çalışma kolaylığı sağlamaktadır. Titreşim, gürültü yapmaz, kimyasal kullanmayarak çevreye zarar vermez ve mevcut yapıların yakınında çalışma imkanı sağlar. Yüksek riskli şantiyelerde güvenliği sağlar. Temel takviyelerinde deformasyon olmaz veya tolerans değerleri içirisinde olur. Planlamada çok kolaylık sağlar, malzeme miktarı, süre ve maliyet net bir şekilde öngörülebilir. Çok küçük bir enjeksiyon deliği (≈10 cm) ile büyük alanlarda (1 – 8 m²) zeminler iyileştirilebilir. İstenilen derinlikte başlanıp istenilen derinliklerde tamamlanabilir. Malzemelerin hazırlanması ve temini çok basittir. Jet Grout Yöntemi ile düşey kolonlar yapılabildiği gibi yatay ve eğimli kolonlarda yapılabilmektedir. Arazi şartlarına göre imalat süreleri %30 – %60 arasında kısaltılabilmektedir. Kolonların civarındaki işlem görmemiş zeminlerde %20 – %25 civarında SPT değerlerinin iyileştiği tespit edilmiştir (Kazık Temeller, Kullanım Alanları ve Kazık Temel Çeşitleri)

Jet Grout Yönteminin Avantajlarını maddeler halinde sıralamak istersek;

• Klasik enjeksiyon yöntemlerine göre daha hızlı ve ekonomiktir.
• Hemen hemen tüm zemin çeşitlerinde uygulanabilir.
• Mevcut yapılara zararlı yan etkilerinin olmayışı, basınçlı püskürtme sadece kendi yarıçapına etki ettiğinden yandaki yapılara zar vermez.
• Makinenin esnekliğinden dolayı farklı geometride enjeksiyonlar yapılabilir. Yatay eğilimli ve düşey yönde uygulaması uygundur.
• Su/çimento kullanıldığı için kimyasal enjeksiyon gibi çevreye zarar vermez.
• Ekipman boyutları sayesinde dar ve sıkışık ortamlarda rahatlıkla çalışabilmektedir.
• Enjeksiyon istenilen derinlikten başlanabilir ve istenilen derinlikte son verilebilir
• Titreşimsiz ve gürültüsüz bir yöntemdir.

Jet Grout Dezvantajları

Birçok avantajının yanında jet grouting yönteminin dezavantajarı da vardır. Kolonların kendi içlerinde çapları ve dayanımları değişmektedir. Zeminden zemine kolon çapları değişebilmektedir. Bu değişim hesaplamalarda göz önünde bulundurulmak zorundadır. İki ve üç akışkanlı sistemlerde daha karmaşık parçalar gerektiği için bakım ve onarım masrafları artabilmektedir. Ayrıca bu sistemlerde 10º-20º eğimden fazlasına izin verilmez. Tasarımda eski tecrübe ve literatürden yararlanıldığı için uygulamada da anlık müdahaleler gerekebilir ve tasarıma uygun olmayan durumlar ortaya çıkabilir. Çok yüksek basınçlarda zemin malzemelerinin çatlamalarına ve çevre binalarda oturmalara neden olabilir. Bu da kontrollerin sık olması gerekliliğini, daha tecrübeli eleman gerekliliğini, sık püskürtme ağzı kontrol gerekliliğini, yüksek basıncın kontorollü sönümlenmesi gerekliliği, sık bakım ve temizlik gerekliliğini doğurmaktadır. (Jet Grout Yükleme Deneyi Nasıl Yapılır?)

Jet Grout Yönteminin Dezavantajları;

• Yöntem hala gelişme aşamasındadır. Yöntemin yeni oluşu tasarımda yararlanılacak kurallar henüz kesinleşmemiştir. Bu nedenle daha çok tecrübe ve gözleme dayalı bir yöntemdir.
• Zemin içerisinde oluşacak kolonu belirlemek zordur. Bundan dolayı dikkatli bir şekilde yapılması gerekir ve bazı kontrol testleri yapılması gerekir.
• Zemin cinsine göre kolon çapları farklı olabilir.
• İki akışkanlı ve üç akışkanlı sistemlerde maksimum 10º-20º arasındaki değerlerde eğiklik oluşturulabilmektedir. Bu sınırlamanın oluşumundaki neden ise, zemindeki örselenen malzemenin püskürtülen hava ile dışarıya alınmasını sağlamaktır.

Jet Grout Yöntemi Nerelerde, Hangi Amaçlarla Kullanılır?

Jet grout yöntemi düzgün uygulandığında gerek üst yapıdan gerekse sismik tehlikelerden dolayı meydana gelen yükler, kolon-zemin birlikteliğiyle taşınmaktadır. Jet grout yöntemi zeminin taşıma kapasitesini, elastisite modülünü arttırır; geçirgenliği azaltacağından zeminin sıkışabilirliğini de azaltır böylece daha rijit bir zemin elde edilir. Elde edilen bu zemin sıvılaşma, oturma ve sismik tehlikelerden de korunmuş olur.

“Jet Grout Uygulama Alanları”

• Yapı temellerinin altında zeminlerin yükler altında basınç dayanımını ve yer değiştirme miktarını düzenlemek amacıyla,
• Döşemeler ve dolgular altında zeminin basınç dayanımını artırmak için,
• Sıvılaşma tehlikesine karşı, zemin kayma gerilmelerinin bir kısmınınkarşılanıp deprem etkisiyle oluşabilecek düşey ve yanal deplasmanların sınırlandırılması,
• Geçirimli zeminlerde ve yeraltı sus seviyesinin yüksek olduğu kazı alanlarında taşıyıcı elemanlar arasında batardo işlevi ile,
• Sıvılaşma problemlerinde zemin yatay ve düşey yer değiştirmelerin sınırlandırılması için yapı etrafında veya altında kapama elemanları olarak,
• Çeşitli durumlarda yanal itkilerin karşılanması,
• Kazı alanlarında kazıya gelecek yeraltı suyunun kontrolü için engel elemanı olarak,
• Şevlerde stabilitenin sağlanması amacıyla jet grout yöntemi uygulanmaktadır.

Jet Grout Yönteminde Kullanılan Ekipmanlar – Jet Grouting Ekipmanları

Jet grout kolon imalatında kullanılan ekipmanlar genel olarak;

• Sondaj makinesi,
• Enjeksiyon için pompa ünitesi,
• Çimento silosu,
• Su deposu,
• Karışım ünitesi ile santralin bulunduğu bir sistem kullanılır.

Jet Grout Yöntemleri

Jet 1 -Tek akışkanlı jet grout yöntemi

Jet 1 en basit jet grouting yöntemidir. Bir veya daha fazla değişen çaplarda (2 – 2,4 mm) püskürtme ağızlığı monitörün (püskürtme gövdesinin) etrafına yerleştirilmiştir. Jet-1 yönteminde daha önce belirlenen şekilde hazırlanan harç 400 atm basınç ile ağızdan püskürtülür. Yüksek basınca maruz kalan zemin kesilerek oluşan boşluklara harç dolmaktadır. Monitör tasarım derinliğinden yukarı yönde belirli hızlarda çekilirken aynı zamanda belirli hızlarda da kendi etrafında döndürülmekte ve jet grouting kolonu bu şekilde oluşturulmaktadır. Jet-1 Tek akışkanlı yöntem ile killi zeminlerde 600 – 800 mm, çakıllı zeminlerde de 1000 mm çaplarında kolonlar oluşabilmektedir.

Jet 2 -İki akışkanlı jet grout yöntemi

Jet 2 -İki akışkanlı jet grouting yönteminde çimento harcının bir hava jeti içerisinde püskürtülmesi ile zeminin parçalanması sağlanmaktadır. Monitör iç içe geçmiş iki üniteden oluşmakta ve en içteki ünite harç püskürtme, en dıştaki ünite ise hava püskürtme yapmaktadır. Bu hava etkisi ile daha fazla enerji üretilerek zemin parçalanmakta ve harç zemin malzemesi içerisinde daha uzak mesafelere ulaşabilmektedir. Jet-2 yönteminde püskürtülen harcın basıncı 400 – 500 bar mertebelerine ve hava basıncı 7 – 17 bar mertebelerine kadar ulaşabilmektedir. Bu sayede Jet-2 yönteminde kolon çapları 800 – 1400 mm çaplarında üretilebilmektedir. Kolon çapının bu derece artması, basınçlı havanın harç jeti ile yeraltı suyu arasında bir tampon bölge oluşturması ve daha geniş zemin hacimlerini etkilemesi, kesilen zeminden dolayı oluşan çalkantıyı yenmek için harcanan enerjinin azalması, kesilen zeminin uzaklaştırılmasının kolaylaşması sayesinde olmuştur.

Jet 3 -Üç akışkanlı jet grout yöntemi

Jet-3 Üç akışkanlı sistemde su, hava ve harç aynı anda püskürtülerek kaba daneli zeminleri karıştırma ve ince daneli zeminleri parçalama işlemleri beraber yapılmaktadır. Monitör birbiriyle etkileşimli üç adet borudan oluşmaktadır. Takım halindeki püskürtme ağızlığı (nozzle) monitör içinde iki farklı bölümde yer almaktadır. Monitörün üst kısmında takım halinde çalışan nozzle su ve havayı püskürterek zemin malzemesini parçalamakta ve alt kısmında ise nozzle düşük basınçlarla harç püskürtmektedir. Jet-3 yönteminde genelde su basıncı 400 – 600 bar arasında, hava basıncı 7 – 17 bar arasında ve harç ise 20 – 80 bar arasında püskürtülür. Bu metodda kolon çapları 1200 – 2000 mm çaplarına ulaşabilmektedir. Delme işlemleri monitör döndürülerek yapılmaktadır ve sert zeminlerde ise 20 – 80 bar arasında püskürtülür. Jet-3 yönteminde kolon çapları 1200 – 2000 mm çaplarına ulaşabilmektedir. Delme işlemleri monitör döndürülerek yapılmaktadır ve sert zeminlerde ise delme işlemi hem vurma hem de döndürme işlemi ile yapılabilmektedir

Jet 4 -Süper Jet Yöntemi

Süper jet yöntemi farklı bir sistem kullanmayıp üç akışkanlı sistemin tijlerinin daha yavaş döndürülmesi ve daha yavaş çekilmesine dayanan bir yöntemdir. Bu sayede gerektiğinde kolon çapları 5 m’lere kadar çıkabilmektedir.

Jet grouting sistemleri uygulama alanları kıyaslaması

Jet 1 (Tek akışkanlı sistem) Boşluklu zeminde geçirimsizlik perdeleri, Tünel çatı için zemin konsolidasyonu, Yumuşak zeminde derin hendeklerin takviyesi, Ankrajlar

Jet 2 (İki akışkanlı sistem) Zemin stabilizasyonu, Boşluklu zeminde temel takviyesi, Panel geçirimsizlik perdeleri, Yumuşak zeminde derin hendeklerin takviyesi

Jet 3 (Üç akışkanlı sistem) Temel takviyesi ve kazı desteği, Döşeme/yeraltı suyu kontrolü, Panel geçirimsizlik perdeleri Geçirimsizlik uygulamaları, Çoğu ince daneli zeminlerin stabilizasyonu

Kaynak: 
Mustafa ATICI-JET GROUTİNG, ENJEKSİYON VE TAŞ KOLON UYGULAMALARININ TAŞIMA GÜCÜ VE OTURMA DAVRANIŞLARININ SAYISAL YÖNTEMLERLE KARŞILAŞTIRILMASI
NUR AHMET GÜRLEYİK-İNCE DANELİ ZEMİNLERDE TEKİL JET KOLON TASARIMI
Hüseyin Dirican-Farklı Yapı Yükleri Altında Kazıklı Temel ve Jet Grout Uygulamasının Karşılaştırılması