Sıvılaşma (Zemin Sıvılaşması) Nedir?

Sıvılaşma için üç koşulun bir arada bulunması gerekir: gevşek granüler zemin, yüksek yeraltı suyu ve yeterli şiddette deprem sarsıntısı. Sarsıntı daneleri sıkışmaya zorlar, ancak su kısa sürede dışarı çıkamadığı için yük boşluk suyuna biner; efektif gerilme sıfıra yaklaştığında daneler arasındaki temas kuvveti kaybolur ve zemin sıvı gibi davranır.

Bina sahibi için sonuç somuttur: yapı yıkılmadan da kullanılamaz hâle gelebilir. Yüzeyde kum kaynamaları, binalarda ani ve farklı oturma, eğilme, hafif bodrum ve altyapı hatlarının yüzeye doğru kabarması, hafif eğimli arazilerde ise yanal yayılma bu sürecin tipik izleridir.

Risk nasıl hesaplanır?

Temel sondajlarında elde edilen SPT darbe sayıları, CPT uç direnci veya kayma dalgası hızı profili; ince dane oranı, yeraltı suyu seviyesi, birim hacim ağırlık ve tasarım deprem ivmesiyle birlikte değerlendirilir. Her tabaka için iki büyüklük karşılaştırılır: depremin o derinlikte oluşturacağı çevrimsel gerilme ile zeminin bu zorlamaya karşı direnci. Bu ikisinin oranı güvenlik sayısını verir; hesapta deprem büyüklüğüne bağlı düzeltme ve derinlikle değişen azaltma çarpanları da kullanılır. Sonuçlar derinlik boyunca çizilerek sıvılaşabilir tabakaların kalınlığı ve beklenen sıvılaşma sonrası oturma tahmin edilir. TBDY 2018 kapsamında sıvılaşma riski taşıyan sahalar ZF sınıfında değerlendirilir ve sahaya özel analiz gerektirir.

Hangi zeminler risklidir?

Genç alüvyon çökelleri, kontrolsüz serilmiş gevşek dolgular, kıyı ve dere yatağı çökelleri başlıca risk alanlarıdır. Plastisitesi yüksek killer genellikle sıvılaşmaz; düşük plastisiteli siltler ve killi kumlar ise ince dane oranı, doğal su içeriği ve kıvamına göre ayrıca incelenir. Yeraltı suyu derinde kalıyorsa gevşek kum bulunsa bile risk sınırlı olabilir.

Rapora ve tasarıma etkisi

Sıvılaşma değerlendirmesi temel tipi kararını doğrudan etkiler: riskli tabaka sığ ve ince ise kaldırma veya iyileştirme, kalın ve derin ise yükü sağlam tabakaya aktaran kazıklı temel çözümü öne çıkar. Rapor; güvenlik sayısının derinlikle değişimini, sıvılaşma sonrası beklenen yüzey oturmalarını, yanal yayılma olasılığını ve önerilen önlemi birlikte sunmalıdır. Zemin sınıfı ve tasarım spektrumu da bu bulguya göre belirlenir.

Pratikte

Risk tespit edildiğinde zemin iyileştirme yöntemleri (ör. jet grout, derin zemin karıştırma) ile derin temel çözümleri maliyet ve komşu yapılara etki açısından karşılaştırılır. "Bu parselde sıvılaşma var" ifadesi tek başına inşaat yapılamayacağı anlamına gelmez; belirleyici olan riskli tabakanın derinliği, kalınlığı ve üreteceği oturmadır. Bursa ovasındaki durum için alüvyon zeminlerde sıvılaşma riski yazımıza bakabilirsiniz.