Koni Penetrasyon Deneyi

02.09.2018
Koni Penetrasyon

Arazi deneyleri içinde oldukça yaygın olarak kullanılan Koni Penetrasyon Deneyi (CPT), Hollanda‟da kazık çakılacak taşıyıcı nitelikteki sıkı, ayrık daneli zeminlerin derinliklerinin belirlenmesi amacıyla ilk olarak kullanılmış ve geliştirilmiştir. Önceleri Batı Avrupa‟da kullanılan deney, daha sonra ABD‟ye ve dünyaya yayılmış, en yaygın olarak kullanılan penetrasyon deneyi haline gelmiştir. Uygulamada sondajlardan daha hızlı ve ucuzdur. Özellikle sürtünme kazıklarının tasarımında iyi sonuçlar vermektedir. Mekanik, elektronik, piyezokon ve sismik türleri mevcuttur.

CPT, derinlikle beraber sürekli data sağlaması ve hızlı bir deney olması sebebiyle günümüzde zemin etütleri ve temel mühendisliği değerlendirmelerinde son derece yaygın olan bir deneydir. Ülkemizde ise CPT 1970‟li yıllardan itibaren yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır.

CPT çok yumuşak killerden sıkı kumlara kadar tüm zemin grubu için uygun olmakla beraber, çakıllar ve kayaç içeren malzemeler için uygun değildir. CPT‟nin zemin araştırmalarındaki rolünü aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

* Zemin tabakalaşması ve tabakaları belirlemek (tabaka sıralanması ve tabakaların kalınlıkları, tabakaların fiziksel ve mekanik özellikleri, zemin cinsi vb.)

* Yeraltı suyu durumu

* Zemin tabakalarına ait geoteknik parametlerin tayini (Dr , ϕ, cu, k vb.)

* Geoteknik dizayn için direkt sonuçlara ulaşmak (sığ temellerin ve kazıklı temellerin taşıma gücü ve oturma miktarlarının tespiti, siltli ve kumlu zeminlerde sıvılaşma, uygulanan zemin iyileştirmenin kontrolü vb.).

Koni Penetrasyon Deneyi; Mekanik CPT, Elektronik CPT, Piyezokon CPTu ve en gelişmiş CPT türü olan sismik SCPTu olmak üzere dört ana gruba ayrılır.

Mekanik CPT: Mekanik koni penetrasyon aletinde, 35.7 mm çapında (kesit alanı 1000 mm2 ) 60° konik bir uç ve aynı çapta 133.7 mm boyda (1500 mm2 alanında) çevre sürtünmesini ayrı olarak ölçmek üzere silindirik gömlek vardır. Konik uç kısım ile gömlek birbirlerinden ayrı hareket edebilir. İlk olarak konik uç 200 mm kadar 20 mm/s hızda statik kuvvet uygulanarak ilerletilir, bu sırada uç direnci qc ölçülür. Daha sonra gömlek biraz daha itilerek, sürtünme kolunun konik uç ile teması sağlanır ve birlikte zemine penetrasyonu sağlanır. Bu durumda okunan toplam okuma, uç direnci ile sürtünme direncinin toplamına eşittir. Çevre sürtünmesi, toplam okumadan uç direncinin çıkartılması ile bulunur.

Elektronik CPT: Elektronik CPT türündeki penetrometrenin ucu tijlerin içinden geçen kablolara bağlıdır. Uç ve sürtünme dirençleri ise ayrı data toplama ünitesinde sürekli olarak alınır. Toplam ve uç okumaları alınırken, mekanik CPT‟de olduğu gibi deney durdurulmaz. Yalnıza tij eklenirken deneye ara verilir.

Piyezokon (CPTu): İlerleyen teknoloji ile birlikte elektronik CPT aletlerine boşluk suyu ölçen aygıt da eklenmiş ve bu yeni elektronik CPT aletine piyezokon adı verilmiştir.

Sismik SCPTu: Gelişen teknoloji ile hız alıcılarının CPT sondasına monte edilmesi ile sismik ölçümler yapılabilen sismik CPT (SCPTu) aleti geliştirilmiştir. Yüzeyde oluşturulan ses dalgalarını, ölçüm aletinin istenilen derinlikte algılaması ve her 1 m aralıkta ölçüm yapması ile elde edilen kayma dalgası hızları (Vs) ile zeminlerin sıvılaşma ve deprem durumdaki davranışı hakkında bilgi sahibi olunabilir.

Deney ekipmanları ve Uygulama kriterleri

CPT, penetrasyon direncini ölçmek için, 60° uç açısı, 10 cm² uç alanı ve 35.5 mm çapa sahip konik uca, yaklaşık 16.4 cm çevre yüksekliği ve 150 cm² kesit alanına sahip sürtünme ceketine sahip sondanın sabit bir hızla zemin içine itilerek uygulanan bir arazi deneyidir. Sondanın zemine penetrasyon hızı ortalama 2 cm/sn civarındadır. Sonda zemine itilirken, uç direnci (qc), çevre sürtünmesi (fs), eğim ölçümü, Piyezokon CPTu türü kullanıldığında boşluk suyu basıncı (u), sismik SCPTu türü kullanıldığında ise kayma dalgası hızı (Vs) ölçümü yapılabilmektedir. Bu okumalar 5 cm aralıklar ile boşluk suyu ölçülebilen CPTu uygulanması durumunda ise 2 cm aralıklar ile yapılabilmektedir. Koni uç direnci (qc) 10cm² 'lik uç alanında, çevre sürtünmesi (fs) 150cm² 'lik yanal yüzeyde ölçülür. Çelik borular ve tijler 1 metre boyundadır.


:

:

Lifli Beton

Betonun zayıf yönlerinden biri olan çekme vb. gerilmelerine karşı direnci ve ...

Yeşil Çatı

Yeşil çatılar, ilave ağırlığa dayanma gücü olan; su, su buharı ve kökler ...

Demiryolu Tren

Demiryolu köprüleri tasarım olarak karayolu köprülerine benzer temel parçal...

Sıvılaşma

Bir zemin kütlesinin statik kayma gerilmesinin, sıvılaşmış haldeki zeminin...

Nano Teknoloji

Nano ölçek kavramı boyutları 1-100 nm (1nm=10-9 m, yani metrenin mily...