Jet Grout

Jet grout uygulamasında zemin iyileştirme makinesi, delgi takımını projede belirlenen derinliğe indirir ve ardından tij dönerek yukarı çekilirken, ucundaki küçük çaplı nozullardan çimento-su karışımını çok yüksek basınçla yatay doğrultuda püskürtür. Jet akımı zemin yapısını keser, parçalar ve çimento şerbetiyle karıştırır. Karışım priz aldığında zeminde belirli çap ve boylarda, zeminden çok daha dayanımlı ve daha az geçirimli kolonlar oluşur. Zemin iyileştirmesi bu kolonların tasarlanan düzende yan yana imal edilmesiyle sağlanır.

Jet grout ne zaman gerekir?

Jet grout, geniş bir zemin yelpazesinde uygulanabilmesi ve dar alanlarda çalışabilmesi nedeniyle en sık tercih edilen zemin iyileştirme yöntemlerinden biridir. Başlıca kullanım alanları şunlardır:

• Temel altı iyileştirme: Taşıma gücü düşük, fazla oturma yapabilecek zeminlerde radye veya münferit temellerin altında kolon grubu oluşturmak.
• Sıvılaşma önleme: Yeraltı suyu sığ, gevşek kum ve siltli kum tabakalarında zeminin rijitliğini ve dayanımını artırarak sıvılaşma potansiyelini azaltmak.
• İksa ve kazı desteği: Birbirini kesen (teğet veya kesişen) kolonlarla kazı perdesi oluşturmak; gerektiğinde donatı veya çelik profil ekleyerek taşıyıcı hâle getirmek.
• Su kesme perdesi ve taban tıkacı: Kazı çukuruna yeraltı suyu girişini azaltmak için geçirimsiz perde veya taban tabakası oluşturmak.
• Mevcut yapıların temel güçlendirmesi: Temel altına eğimli veya düşey kolonlarla yük aktarmak.
• Tünel, altyapı ve komşu yapı koruma: Kazı öncesi zemin bloğunu stabilize etmek.

Yöntem ve teknik esaslar

Tek, çift ve üçlü akışkan sistemleri

Tek akışkanlı sistemde enerji yalnızca şerbet jetinden gelir. Çift akışkanda şerbet jetini çevreleyen hava perdesi jetin etki mesafesini artırır. Üçlü akışkanda zemin önce su-hava jetiyle kesilir, şerbet ise daha alçak basınçla ayrı bir nozuldan verilir; bu sistem özellikle killi zeminlerde daha etkili sonuç verir.

Uygulama parametreleri

Jet grout kolonunun çapını ve dayanımını dört temel parametre belirler:

• Enjeksiyon basıncı: Şerbet (veya üçlü sistemde su) jetinin basıncı tipik olarak 300–500 bar mertebesindedir.
• Çekme hızı: Tijin birim zamanda yukarı çekilme miktarı; yavaş çekme, birim boya daha fazla enerji ve çimento verilmesi demektir.
• Dönme hızı: Tijin devir sayısı; çekme hızıyla birlikte jetin zemini ne kadar süre kestiğini belirler.
• Çimento dozajı ve su/çimento oranı: Şerbette su/çimento oranı genellikle 1 civarındadır; kolonun metresine düşen çimento miktarı zemin türüne ve hedef dayanıma göre belirlenir.

Bu değerler zemin türüne göre sahada ayarlanır; aynı parametrelerle kumda killi zemine göre daha büyük çap elde edilir. Parametreler sabit bir tablodan seçilmez, deneme kolonlarıyla doğrulanır.

Kolon çapını etkileyen etkenler

Uygulamada en sık görülen kolon çapları tipik olarak 60–120 cm aralığındadır; tek akışkanlı sistemde çaplar bu aralığın alt kısmında, çift ve üçlü akışkanda daha büyük olur. Çapı etkileyen başlıca etkenler:

• Zemin türü ve sıkılığı: Gevşek kumlarda jet daha kolay ilerler; sert kil ve sıkı çakılda çap küçülür.
• Sistem tipi ve nozul sayısı/çapı.
• Jet enerjisi: Basınç, debi, çekme ve dönme hızının birleşik etkisi.
• Yeraltı suyu ve engeller: Bloklu dolgular, eski temeller veya iri çakıl jetin gölgede kalmasına yol açar.

Deneme kolonu

Üretime geçmeden önce sahada, projedeki parametrelerle birkaç deneme kolonu imal edilir. Uygun durumlarda kolon başları açılarak çap ölçülür; ayrıca kolon ekseninden karot alınarak süreklilik ve dayanım kontrol edilir. Bu sonuçlara göre çekme hızı, basınç veya çimento miktarı revize edilir ve üretim parametreleri kesinleştirilir.

Karot ile doğrulama

İmalattan sonra, projede belirtilen sayıda kolonda karotlu sondaj (boy sondajı) yapılır. Alınan karotlarda kolonun sürekliliği, çimentolanmanın homojenliği ve karot kazanım oranı incelenir; numunelerden tek eksenli basınç dayanımı deneyleri yapılır. Sonuçlar projedeki tasarım dayanımıyla karşılaştırılır.

Kullanılan ekipman ve deneyler

• Paletli jet grout makinesi (delgi ve çekme ünitesi)
• Yüksek basınçlı enjeksiyon pompası
• Çimento silosu, karışım ve depolama ünitesi (mikser/ajitatör)
• Çift ve üçlü sistemlerde kompresör ve su pompası
• İmalat parametrelerini kolon bazında kaydeden veri kayıt sistemi

Kalite kontrol kapsamında şerbet yoğunluğu ölçümü, şerbet küp numuneleri, kolon başı açma, karot alma ve basınç dayanımı deneyleri yapılır. Kolon bütünlüğü için tahribatsız PIT deneyi de programa eklenebilir.

Jet grout uygulama süreci

1. 01

   Veri toplama

   Zemin etüdü raporu, temel planı ve yapı yükleri incelenir; gerekirse ek sondaj önerilir.

2. 02

   Tasarım

   Kolon çapı, boyu, aralığı ve hedef dayanımı hesaplanır; taşıma gücü, oturma ve gerekiyorsa sıvılaşma analizleri yapılır.

3. 03

   Aplikasyon

   Kolon yerleri projeye göre sahaya işaretlenir; yeraltı altyapısı kontrol edilir.

4. 04

   Deneme kolonları

   Seçilen parametrelerle deneme kolonları imal edilir, çap ve dayanım doğrulanır.

5. 05

   Üretim

   Kolonlar belirlenen sırayla imal edilir; taze kolonların yanındaki kolonlar için bekleme sırası planlanır.

6. 06

   Kayıt ve izleme

   Her kolonun derinliği, basıncı, çekme hızı ve çimento tüketimi kaydedilir; yüzeye çıkan artık (spoil) miktarı izlenir.

7. 07

   Doğrulama

   Karot, basınç dayanımı ve gerekiyorsa yükleme deneyleri yapılır.

8. 08

   Teslim

   İmalat kayıtları, deney sonuçları ve as-built plan raporlanır; kolon başları temel imalatı için hazırlanır.

Teslim edilen çıktılar

• Jet grout tasarım ve hesap raporu (kolon yerleşimi, çap, boy, hedef dayanım)
• Deneme kolonu raporu ve kesinleşen imalat parametreleri
• Kolon bazında imalat kayıt föyleri
• Karot logları, fotoğrafları ve basınç dayanımı sonuçları
• Yapıldığı gibi (as-built) kolon yerleşim planı

İlgili mevzuat ve standartlar

• TS EN 12716: Özel geoteknik işlerin uygulanması – jet grout. İmalat, kayıt ve kalite kontrol esaslarını tanımlar.
• TBDY 2018: Sıvılaşma değerlendirmesi ve temel zemini tasarım kuralları; ayrıntı için TBDY 2018.
• TS EN 1997 (Eurocode 7): Geoteknik tasarım ilkeleri.

Süre ve maliyeti etkileyen faktörler

Sık yapılan hatalar

• Kolon çapını deneme kolonu yapmadan "katalog değeri" olarak kabul etmek.
• Killi zeminde tek akışkanlı sistemle büyük çap beklemek.
• Kolon imalat kayıtlarını tutmamak veya yalnızca derinliği kaydetmek.
• Komşu yapıların yanında basınç ve artık çıkışını izlemeden çalışmak; kabarma riski oluşturmak.
• Karotu çok erken almak ve düşük sonuçları yanlış yorumlamak.
• Kesişmesi gereken perde kolonlarında aplikasyon hassasiyetini ihmal etmek.