Yapı Zeminleri

Tanımı

Üzerine gelen yapı yüklerini kendi doğal yapısını bozmadan, emniyetli olarak taşıyıp kendinden aşağıda kalan tabakalara belli bir düzen içerisinde aktaran zeminlerdir.

Hangi Zeminlere Yapı Yapılmaz?

Yasal gerekçelerle yapılaşmaya kapatılmış bölgelerde bina inşa edilemez. Ayrıca, yapı güvenliğini tehdit eden zeminlerde ancak gerekli sağlamlaştırma veya uygun temel sistemi uygulandıktan sonra inşaata izin verilir. Aşağıdaki durumlarda yapı yapılmaz:

Yapılaşmaya yasaklı alanlarda
Afet bölgesi ilan edilmiş (çığ, heyelan vb.) yerlerde
Üzerinden 30 yıl geçmemiş yapay dolgu alanlarda, özel zemin iyileştirmesi ya da uygun temel sistemi uygulanmadan

Zeminlerin Oluşumu

Zeminler, yer kabuğundaki kayaçların ayrışması sonucu meydana gelir. Isı değişimleri, yağış, rüzgâr, su etkisi ve basınç gibi faktörler kayaçları parçalayarak çeşitli zemin türlerini oluşturur. Kayalar ayrıştıktan sonra;

Su ile çökelir,
Basınçla sıkışır,
Akarsularla taşınarak sınıflanır.

Bu süreçler sonunda kil, kum, çakıl, marn gibi zeminler oluşur. Tropikal iklimlerde sürekli yağış, kayaçlardan erimeyen alüminyum ve demir oksitleri geride bırakır; bunlar laterit adını alır.

Till: Buzul çağında oluşan, kil, kum ve çakıl karışımı zeminlerdir.
Lös: Rüzgârla taşınan tozlu zeminlerdir.

Zemin Cinsleri ve Tarifleri

Kazılacak zeminin cinsleri, teşekkül ve kazı güçlüğü bakımından aşağıda yazılı dört ana sınıfa ayrılır:

Toprak Zeminler

Yumuşak Toprak: Bel küreği ve kürekle kazılabilen gevşek toprak, bitkisel toprak, gevşek kum ve benzeri zeminler
Sert Toprak: Kazmanın yassı ve ara sıra sivri ucu ile kazılan toprak, kumlu kil, gevşek kil, killi kum, çakıllı, kürekle atılabilen taşlı toprak ve benzeri zeminler

Küskülük Zeminler

Yumuşak küskülük: Kazmanın sivri ucu ve ara sıra küskü, kama ve tokmak ile kazılan toprak, sert kil, yumuşak marn, sıkışık, gravye, parçalanıp el ile atılabilen 0.100 m³e kadar büyüklükteki her cins blok taşlar, kazı güçlüğü benzerliğinden dolayı, çamur ve benzeri zeminler
Sert küskülük: Kazıcılar, sert küskülük zeminleri kazmanın sivri ucunu, küsküyü, kamayı, tokmağı ve kırıcı tabancayı kullanarak işler. Bu zeminler; çürük ya da çatlamış kayalardan, yumuşak gravyeden, şistten, taşlanmış marn ve kil tabakalarından, ayrıca 0.100–0.400 m³ hacminde olup parçalanarak elle atılabilen her türlü blok taşlardan oluşur.

Kaya Zeminler

Yumuşak kaya:

Küskü, kırıcı tabanca veya patlayıcı madde kullanılarak kazılan tabaklaşmış; kalker, marnlı kalker, şist, gre, gevşek konglomera, alçı taşı, volkanik tüfler (bazalt tüfleri hariç) 0.400 m³ten büyük aynı cins blok taşlar ve benzeri zeminler

Sert kaya:

Patlayıcı madde kullanılarak atılan, kırıcı tabanca ile parçalanıp sökülen kalın tabaka ve kitle hâlinde sert gre, kesif kalker, andezit, trakit, serpantin, betonlaşmış konglomera, bazalt tüfleri, mermer, 0.400 m³ten büyük aynı cins blok tatlar ve benzeri zeminler

Çok Sert kaya:

Fazla miktarda patlayıcı madde kullanarak atılan, kırıcı tabanca ile parçalanıp sökülen, granit ve benzeri, bazalt, porfir, kuvarsit 0.400 m³ten büyük, aynı cins blok taşlar ve benzer zeminler

Batak ve Balçık Zeminler

Su muhtevası yüksek olan ve bu suyu kolay bırakmayan genellikle yapışkan nitelikteki zeminlerdir.

Yapılanma şekline göre

Kaba daneli veya kohezyonsuz zeminler
İnce daneli veya kohezyonlu zeminler
Organik zeminler (Turba)

Dane boyutuna göre

Boyut olarak değişik sınıflandırmalar yapılmakta olup bunlar içerisinde en pratik ve akılda tutulması kolay olan MIT sınıflamasıdır. Bu sınıflamaya göre

Kaya: 60 mm’den daha büyük zeminler
Çakıl: 60 mm ile 2 mm arasında olan zeminler
İri kum: 2 mm ile 0,6 mm arasındaki zeminler
Orta kum: 0,6 mm ile 0,2 mm arasındaki zeminler
İnce kum: 0,2 mm ile 0,06 mm arasındaki zeminler
Silt (iri-orta-ince): 0,06 mm ile 0,002 mm arasındaki zeminler
Kil: 0,002 mm’den daha küçük boyutlu zeminler.

Killerin en küçük boyutlu olanlarına kil kolloidleri denilmektedir. Arazide bazı pratik tecrübelerle zeminlerin cinsi hakkında bir fikir edinmek mümkündür.

İnce kum ıslak veya kuru toprak durumunda iken hafif bir yapışma özelliği gösterir. Bu tip zeminler parmaklar arasında ezilebilir, daneler gözle görülebilir.
- Silt: Islak bir silt parçasına el içinde yatay olarak sarsma uygulanırsa bünyesindeki su yüzeye çıkar, parmakla bastırıldığında su kaybolur.
- Kil: Islak durumda iken yağlı ve kaygan bir durum gösterir, parmaklara yapışır. Kuru iken daha sert bir yapı gösterir.
- Organik zemin: Kaba, koyu renkli, lifli dokusu ve çürümüş bitki kokusu ile tanınırlar. Zemin ıslatıldığında bu koku artar.

Resim 1. Değişik zeminlerin taramalarla gösterilişi

Doğal olarak, yukarıda belirtilen zemin cinsleri dışında birden fazla zemin karışımından oluşmuş zeminler de vardır. Bu zeminlerin, isimlendirilmesinde kendisini oluşturan zeminlerin oranları etkili olmaktadır. İsimlendirme zemin sınıflandırmaları ile yapılmakta olup değişik zemin sınıflandırılmaları yapılmaktadır.

Çeşitleri

Sağlam zeminler:

Taşıma gücü yüksek, kazılması güç, yapı için elverişli zeminlerdir.

Orta sağlam zeminler:

Yük taşıma gücü çok fazla olmayan, el aletleri ile kazılabilen, küçük ve orta büyüklükteki yapılar için elverişli zeminlerdir.

Çürük zeminler:

Yük taşıma gücü olmayan, akıcı, balçık türü, üzerine gerekli sağlamlaştırmalar yapılarak belli bir dayanım kazandırıldıktan sonra yapı yapılabilen zeminlerdir.

Özellikleri

Zemin içerisinde daneciklerin oluşturduğu kuvvetler zeminin özelliğini doğrudan etkilemektedir.

Buna göre bütün zeminler iki grupta toplanabilir:

Sadece daneciklerin ağırlıklarının rol oynadığı zeminler
Yüzeysel ya da danecikler arası kuvvetlerin rol oynadığı zeminler

Yukarıda belirtilen iki ana grubu ayıran danecik boyutu 0,002 mm’dir. 0,002 mm boyutunun üzerindeki zeminleri ayrık daneli veya kohezyonsuz zeminler olarak adlandırırız. Bu zeminler çok az yapışkanlık gösterir; bazı durumlarda bu özelliği ihmal edebiliriz. Zemin danelerini gözle ayırt edebilir, elle hissedebiliriz.

Kolloidal boyuttan (0.002 mm’den daha küçük) daha küçük boyuttaki zeminlerde suyla etkileşimde tanecikler arası adezyon kuvveti etkili olur. Bunlar kohezyonlu zeminler olarak isimlendirilir. Bu tip zeminler kurutuldukları zaman sert bir yapı gösterirler ve kırılganlıkları artar. Islak durumda iken toz hâline getirilemez, çok değişken bir davranış sergilerler. Değişkenliğin derecesi ve etkilerini belirlemek için kil parçacıklarının kimyasal yapısını incelemek gerekir.

Yapı zeminlerinin özelliklerini belirlemek için dane şekli ve yapısı, şekil değiştirme, sıkışma, geçirgenlik, yapışma, sudan etkilenme, boşluk oranı, yoğunluk gibi yeteneklerinin karşılaştırılması gerekir. Böyle bir karşılaştırmada kaba ve ince daneli zeminleri temsil edebilecek örnekler seçilir.

Yapı Zeminini İnceleme Metotları

Gözlem Yapma

Yapı alanında zemin hakkında çevre, topoğrafik yapı, dane şekli, görünüm, komşu arsalar, mevcut yollar ve heyelan gibi yönlerden bilgi edinilmesidir.

Muayene Çukurları Açma

Yapı alanında, belli aralıklarda ve değişen derinliklerde çukurlar açılarak içerisindeki zeminin incelenmesi ve fikir edinilmesidir.

Sorgulama

Zemin hakkında , yapı alanı çevresindeki farklı zamanlarda ve büyüklüklerde inşa edilmiş yapıları inceleriz. Bu yapılarda oluşan yıpranmaları, binaya yakın çökme ve kaymaları gözlemleriz. Ayrıca, yapıları kullanan kişilerden veya yerel yönetimlerden bilgi toplarız.

Sondaj

Özellikle çok büyük boyutlu deprem bölgelerinde yer alan, yapımında ileri teknoloji gerektiren nehir yataklarında, birikmiş ve yer altı sularına yakın alanlarda, değişken yapı gösteren tabakalı veya sağlam kayalı yerlerde sondajlar yapılarak zemin yapısının incelenmesidir.

Kaynak:

Milli Eğitim Bakanlığı(2011). İnşaat Teknolojisi. Zeminin Yapısı. 04.03.2025 tarihinde https://megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/moduller_pdf/Zeminin%20Yap%C4%B1s%C4%B1.pdf adresinden alınmıştır.

Zemin