Yapılarda Don Derinliği – Zemin Donma Yüksekliği- Seviyesi

Don derinliği, iklime bağlı olarak değişen ve tabii zemin kotundan aşağı ölçülen toprağın donma derinliğidir.

Yapıların projelendirilmesi ve tasarımında, zeminde oluşan donma ve çözülmenin, yapının zemininde oluşturacağı olumsuz etki ve değişimler hesaba katılmalıdır. Ayrıca donma ve çözülme döngüleri betonarme elemanlar üzerinde de birçok olumsuz etkiye sebep olmaktadır. Dolayısıyla özellikle yüzeysel temel derinliğinin belirlenmesinde don derinliğinin göz önünde bulundurulması oldukça önemlidir.

Zemindeki donma-çözülme olayları, temeller, istinat yapıları, köprü ayakları ve ulaşım yapıları gibi yapının yerin altındaki elemanlarını gerilmelere maruz bırakmaktadır. Bu nedenle temel derinliği seçimi, zemin özellikleri, yer altı su seviyesi (YASS) ve yerel don derinliği göz önüne alınarak saptanmalıdır.

Don kabarmasının zararlı etkilerini azaltabilmek için temelin, en az don derinliğinin altına inşa edilmesi sıklıkla tercih edilen bir yöntemdir. Bu amaçla bölgelere ait don derinliklerinin bilinmesi gerekmektedir.

Ülkemiz güncel yapı yönetmeliklerinde (TBDY, 2018; DBYBHY, 2007 (eski); TS500, 2000) don derinliği ve bu konuda alınacak önlemler ile ilgili bir açıklama bulunmamaktadır.  Eski deprem yönetmeliklerimizden 1975 – Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (ABYYHY)’te, “Temel derinliği, yerel don derinliği göz önüne alınacağı”, 1997’de yayınlanan ABYYHY’te “Temel derinliği, don derinliğinin altında olmak üzere, en az 80 cm olacağı” belirtilmiş olsa da, binalar için açıklanmış don derinliği haritası olmayıp tamamen tasarımcıların inisiyatifine bırakılmıştır.

Türkiye Don Derinliği Haritası

Türkiye’nin bazı bölgeleri kışın uzun süre don etkisine maruz kalmaktadır. Bu bağlamda ilgili etkilerin göz önüne alınması açısından Türkiye’de sadece esnek ulaşım yapıları için KGM tarafından sınırlı meteorolojik verilerle hazırlanmış donma derinliği haritası kullanılmaktadır. Aşağıda verilen harita üzerinden ilgili derinlikler yaklaşık olarak elde edilmektedir. (Haritaya tıklayarak büyütebilirsiniz)

don derinliği haritası
Türkiye Don Derinliği Haritası (Türkiye Don İndeksi ve Don Penetrasyon Derinliği Haritası)



Yakın zamanda yapılan bir çalışmayla ise zeminde meydana gelen donma-çözülme olaylarının bina temellerinde oluşturacağı hasarı minimum düzeye indirmek amacıyla, Türkiye’deki tüm iller için don penetrasyon derinliği belirlenmiştir. (YEDEK, 2020) Bu çalışmada don derinliğinin belirlenmesi amacıyla değiştirilmiş bir yöntem olan Berggren (ModBerggren) yöntemi kullanılmıştır ve illerin son 80 yılın değişen sıcaklık değerleri dikkate alınmıştır. Her il için, 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde yer alan zemin sınıfları dikkate alınmış ve her zemin sınıfına ait parametrik veriler önceki çalışmalarda yer alan değerler göz önünde bulundurularak yönteme dâhil edilmiştir. İlgili çalışmaya göre iller bazında zemin özelliklerinin de hesaba katılmasıyla elde edilen don derinlikleri listesi aşağıdaki şekildedir.

Türkiye’deki Tüm İllerin Zemin Sınıflarına Göre Don Derinlikleri (m)

İller ZA ZB ZC ZD ZE
Ağrı 1,97 2,30 2,96 3,02 3,06
Ardahan 1,61 2,00 2,76 2,86 2,89
Bingöl 1,12 1,35 2,33 2,37 2,43
Bitlis 1,25 1,58 2,43 2,50 2,69
Elazığ 0,99 1,18 2,07 2,17 2,30
Erzincan 1,97 1,61 2,43 2,56 2,69
Erzurum 1,94 2,30 2,96 3,02 3,06
Hakkari 1,18 1,61 2,43 2,56 2,63
Iğdır 1,22 1,61 2,40 2,50 2,60
Kars 1,68 2,10 2,79 2,89 2,92
Malatya 0,99 1,02 1,81 2,00 2,04
Muş 1,41 1,84 2,60 2,69 2,79
Tunceli 1,05 1,38 2,20 2,43 2,46
Van 1,45 1,81 2,63 2,83 2,83
Edirne* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Kırklareli* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Tekirdağ* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
İstanbul* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Kocaeli* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Bursa* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Balıkesir* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Çanakkale* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
İzmir* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Aydın* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Muğla* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Antalya* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Manisa* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Uşak 1,15 1,30 1,80 1,87 1,90
Denizli* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Burdur* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Kütahya 2,20 1,31 2,10 2,33 2,33
Afyonkarahisar 1,28 1,35 2,40 2,43 2,50
Isparta 1,84 1,25 1,87 3,15 2,10
Bilecik* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Sakarya* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Yalova* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Düzce* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Bolu 1,25 1,25 2,46 2,73 2,50
Aksaray 1,02 1,28 2,07 2,63 2,76
Ankara 0,99 1,15 2,04 2,73 2,23
Çankırı 1,15 1,41 2,30 2,66 2,50
Eskişehir 1,22 1,38 2,23 2,66 2,46
Karaman 1,02 1,28 2,30 2,60 2,79
Kayseri 1,51 1,87 2,66 2,00 2,10
Kırıkkale 1,02 1,02 1,94 2,99 2,14
Kırşehir 1,08 1,25 2,17 2,60 2,69
Konya 1,25 1,25 2,27 2,56 2,83
Nevşehir 1,12 1,28 2,27 2,60 2,79
Niğde 1,12 1,31 2,27 2,60 2,79
Sivas 1,68 1,94 2,66 1,81 1,97
Yozgat 1,35 1,77 2,53 2,89 2,73
Mersin* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Adana* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Osmaniye* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Hatay* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Kahramanmaraş* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Gaziantep* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Kilis* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Şanlıurfa* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Mardin* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Şırnak* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Batman 1,02 0,99 1,58 1,74 1,91
Artvin* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Rize* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Trabzon* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Giresun* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Ordu* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Samsun* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Sinop* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Kastamonu 1,35 1,64 2,56 2,56 2,63
Bartın* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Zonguldak* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Karabük* 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Gümüşhane 1,31 1,68 2,43 2,63 2,69
Bayburt 1,97 2,30 3,00 3,02 3,06
Siirt 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Diyarbakır 1,15 0,99 1,51 1,71 1,84
Adıyaman 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Tokat 0,99 1,02 1,74 1,84 2,04
Amasya 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
Çorum 2,40 1,61 2,46 2,53 2,66
*Yıl içerisinde hava sıcaklığının 0°C’nin altına inmediği illerde don derinliğinin dikkate alınması söz konusu değildir. Bu sebeple bu illere ait veriler KGM tarafından yapılan çalışma sonucu elde edilen harita göz önünde bulundurularak 40 cm olarak kabul edilmiştir. Değerler, harita üzerinde özellikle küçük yüzey alana sahip olan illerde net olarak görünmemesi sebebiyle tablo halinde verilmiştir. (Seda YEDEK-YAPILARDA DON DERİNLİĞİNİN İNCELENMESİ)

Donma ve Çözülmenin Yapı Üzerindeki Olumsuz Etkilerine Karşı Nasıl Önlem Alınmaldır?

ISO 13793 (2001), her türlü zeminin don yükselmesine karşı duyarlı olmadığını öngören bina temellerinin tasarımı ile ilgili bir standarttır. Donma tehlikesine karşı alınabilecek çeşitli önlemler bu standartta belirtilmiştir. Önlemlerden birincisi, donma derinliğinin altında olacak şekilde temellerin yeterince derin inşa edilmesidir. İkinci bir önlem ise; donmaya duyarlı zemini, don nüfuz etme derinliğinin altında bir derinliğe kadar çıkarmak ve temelleri inşa etmeden önce donmaya karşı duyarlı olmayan bir malzeme ile değiştirmek olarak sunulmuştur. Donmayı engellemek için üçüncü önlem ise, temellerin izole edilmesidir. ISO 13793’a göre, soğuk iklimlerde ikinci seçenek, daha sığ temellere izin verdiği için genellikle en ekonomik olanıdır.

Mevsimsel donma ve çözülmenin yapı üzerindeki olumsuz etkilerini önlemek veya en aza indirmek, toprağın yapı özelliklerini iyileştirmek, daha rasyonel temel türleri ve yöntemleri hakkında aşağıdaki öneriler sunulabilir;

  • Temel derinliği, donma derinliğinin altında ve yeterince derin olarak inşa edilebilir,
  • Temel altına gelen toprağın donmaya duyarlı olmayan bir malzeme ile değiştirilebilir veya yalıtım malzemelerinin temel altına donmayı önleyecek şekilde yerleştirilebilir,
  • Bodrum katta sıcak su boruları ile yerel ısınma sağlanabilir,
  • Yeraltı suyu seviyesi olası donma ihtimaline karşı tahliye edilebilir,
  • Dona karşı etkili temel tasarımlarının uygulanabilir (kazık temeller, eğimli kenarlı prefabrik ve monolitik beton temel ve destekleyici ankraj üniteleri vs.).
  • Hidrofobik zemin tabakasının temel yüzeyine uygulanabilir,.
  • Temelin donmaya karşı dayanıklı olmayan zeminlerle doldurulması.



Kaynaklar;
Seda YEDEK-YAPILARDA DON DERİNLİĞİNİN İNCELENMESİ
Güngör, A.G., Sağlık, A., (2008). Karayolları esnek üstyapılar proje planlama kılavuzu. Karayolları Genel Müdürlüğü, Araştırma Dairesi. Ulaştırma Bakanlığı, Teknik Araştırma Daire Başkanlığı, Ankara.
TS EN ISO 13793- Binaların ısıl performansı - Buzun genleşme etkisini önlemek için temellerin ısıl tasarımı
TDY, 2007. Deprem bölgelerinde inşa edilecek binaların kodları. TC Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi Başkanlığı.
TBDY, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Ankara. Afet ve Acil Durum Yönetimi.
TS500, 2000. TS 500 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Ankara Türkiye.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir