Zemin İyileştirme Yöntemleri - Vibroflotasyon Yöntemi

Vibroflotasyon zemin içerisine yerleştirilen bir vibratörden kaynaklanan yatay titreşimler sonucu granüler zeminlerin sıkıştırılmasını sağlamaktadır. Dolayısıyla granüler zeminlerin başlangıçtaki boşluk oranları ve sıkışabilirlikleri azalmaktadır.

Diğer yandan içsel sürtünme açıları, taşıma gücü ve sıvılaşmaya karşı olan dirençleri de artmaktadır.

İnceler yüzdesinin vibroflotasyonla elde edilen penetrasyon direnci artımına etkisi (Saito,1977)

Vibroflot, titreşim oluşturacak sondanın tabanındaki düşey eksen üzerine kurulu olan eksantrik bir ağırlıktan oluşmaktadır. Titreşim hareketi yatay olup düşey bir eksen etrafında devirsel hareket söz konusudur. Bu sayede oluşan enerji zemine ya vibratör sondasının bütün uzunluğu boyunca ya da sadece vibratörün ucundan aktarılır. Bu enerji miktarı sondanın yerleştirildiği derinliğe bağlı olmaksızın sabittir.

Vibroflotasyon tekniği yeraltı su seviyesi altındaki çok gevşek kum malzemelerin sıkıştırılması için çok uygundur. Fakat kil bantlarının, aşırı miktarda ince daneli malzeme ve organik madde bulunması bu teknikten alınabilecek verimi önemli ölçüde düşürmektedir. Dolayısıyla granüler malzeme içerisinde inceler oranı % 20’yi aşmamalı ve bunun da en fazla %3’ü aktif kil olmalıdır.

Vibroflotasyon yöntemiyle sıkılaştırmaya uygun zeminlerin dane çapı dağılımı (Brown, 1977)

Vibroflotun zemin içerisine sokulması esnasında genellikle su jeti ve basınçlı havadan yararlanılmakta dolayısıyla sondaj duvarları da bu sayede desteklenmiş olmaktadır. Granüler zeminlerin sıkıştırılması hem vibroflotun zemin içerisine sokulması hem de yavaşça yukarıya çekilmesi esnasında gerçekleşmektedir. Bu durum ise yüzeyde koni şeklinde bir çöküntüye neden olmaktadır. Bu çöküntü daha sonra granüler bir malzeme ile doldurulmalıdır. Bu yöntemle elde edilecek sıkıştırma derecesi birkaç faktöre bağlıdır (Brown, 1977): kullanılan ekipmanın tipi, vibroflot merkezlerine ilişkin karelaj ve aralıkları, vibroflotun geri çekilme yöntemi, geri dolgu malzemenin yapısı ve işçilik kalitesi. Vibroflot etrafında sıkıştırılan zeminin çapı 2.4 ile 3 m arasında değişmektedir. Genellikle üçgensel bir karelaj seçilmekte fakat vibroflot merkezleri aralıkları arazi koşullarına ve istenilen taşıma gücüne bağlı olmaktadır.

Sömeller için tipik vibroflotasyon karelajları (Brown, 1977)

Granüler zeminlerde herhangi bir derinliğe yerleştirilen vibroflotun sağlayacağı sıkıştırmanın çoğu başlangıçtan itibaren 2 ile 5 dakika arasında gerçekleşmektedir. Dolayısıyla daha yüksek bir sıkıştırma derecesi elde etmek için titreşim zamanını aşırı miktarda artırmak ekonomik görülmemektedir. Vibroflotun yukarıya çekilme hızı geri dolgu malzemenin yerleştirilmesine göre belirlenmelidir. Eğer vibroflot aşamalı olarak küçük miktarlarda yukarıya çekilirse azami yoğunluklar elde edilebilir. Sıkıştırılacak kumla aynı olabileceği gibi kullanılacak granüler malzemenin yapısına gelince Brown (1977) bir uygunluk sayısı, Sn, tanımlamıştır:

Burada D50, D20 ve D10 sırasıyla malzemenin % 50, 20 ve 10’unun küçük olduğu mm cinsinden dane çaplarıdır. Bu sayı sonda etrafındaki geri dolgu malzemenin oturma hızına bağlıdır. Uygunluk sayısının 10’dan küçük olması durumunda, geri dolgu malzemesi çok iyi, 50’den büyük olması durumunda ise uygun değildir.