Deprem güvenli konut için zemin etüdü

(Depreme Dayanıklı yapı için )

İnşa edilen konutların gelecekte ne gibi risklerle, tehlikelerle karşılaşabileceğini önceden görmek, bilmek ve Deprem gibi, Doğal afetler gibi olaylarda nasıl bir davranış biçimi göstereceklerini önceden bilme duygusu “ Zemin Etütlerinin önemini tartışılmaz bir araştırma konusu yapmıştır. Deprem Güvenli konutlar tanımında ilk aşama olarak, konutun veya diğer Mühendislik yapılarının üzerinde kurulacağı zemini tanıma görmek, üzerine yük bindiğinde nasıl bir davranış biçimi göstereceğini görmek, Deprem anında davranışını önceden hesaplamak ve konutu tasarlamak inşa etmek güvenli bina tanımının en önemli aşamasıdır.

Yapının zeminle olan etkileşimi, yani yapının kendisi, zeminin tapının temeliyle ilişkisi, yapının statik ve dinamik davranışları “ Deprem Güvenli Konut yapımında ” temel faktörlerdir. Yapının zemin üzerinde statik (durağan) haldeyken, yani bir sarsıntı yokken iyi davranabilir. Ama ne zaman Deprem hareketi başlar ve sismik dalga gelir, zemin ve dolayısıyla yapı statiklikten kurtulup dinamik hale geçer (sarsılır); Dinamik halde (deprem anında) yapıdaki ve zemindeki bütün zayıflıklar ortaya çıkar.

Türkiye’ deki en büyük ve ana sorunlardan biri budur. Yani ülkemizdeki yapılaşma sürecinde maalesef sistem, depreme güvenli konut yapımında, yer seçiminde, denetiminde, zemin etütlerinde sağlıklı, çağdaş uygulamaları sağlayamıyor. Aslında konuyla ilgili uzman ve malzeme sıkıntısı çeken bir ülke değiliz.

Zemin Etüdü nedir

Binanın üzerinde kurulacağı yerin;

— Derine doğru hangi birimlerden oluştuğunu, farklı zemin olup olmadığı

— Bu birimlerin, kalınlıklarını, derinliklerini, yayılımlarını,

— Deprem anında davranış biçimini, binaya etkisini,

— Yeraltı suyu durumunu, sıvılaşma olasılığının olup olmadığını,

— Deprem anında yayılan sismik dalgaların etkisi ile konutun / yapının maruz kalacağı düşey ve

Yatay kuvvetlerin neler olabileceğini,

— Üzerine yük bindiği zaman oturma katsayısını ve taşıma gücünü,

— Yoğunluk, Sismik hız, Elektrik özdirenç, İvme değerlerini vb. fiziksel parametrelerini içeren çalışmalar bütünüdür.

Neden Önemlidir, Nasıl Hazırlanmalıdır.

Yapının (konutun) üzerine oturduğu yerdeki zemini oluşturan litolojik birimlerin türü, tane boyu, toprak ya da kaya oluşu, kalınlığı suya doygunluğu, esneklik direnci, sarsıntıyı büyütüp / söndürmesi, titreşim ivmesi, yapı – deprem arasındaki en önemli etmendir.

Yapıların depremden etkilenme nedenlerini, deprem süresinin uzunluğu, bulunulan yere uzaklığı, yapının yapım özellikleri olarak sıralanır. Bu nedenle de aynı büyüklükte bir deprem, aynı uzaklıklarda, aynı büyüklükte ivme yaratmaz. Bunun nedeni ise yer koşullarına yani yerin / zeminin türü, suya doygunluk, taban kaya derinliği, egemen periyot, yer sarsıntı büyütmesi ve özellikle gevşek birimlerin olduğu yerlerde sıvılaşma olarak sıralanmıştır.

Depremin süresinin uzunluğu, odak merkezinin yüzeye yakın oluşu, o depremin yıkıcı özelliğini arttırır. Genellikle yere verilen yinelenmeli yükler yerin dayanımını azaltır. Yapı üzerindeki deprem yükü kalktıktan sonra, yapı salınıp eski konumuna geri dönüyorsa yapı esnek davranış içindedir ve depreme karşı güvenlidir denilebilir.

Depremin Üç Etkisi:

Yapılar / konutlar davranış olarak; esnek, yarı esnek ve yoğruk davranış durumu olarak üçe ayrılır.

Yapının ya da yerin esnek davranışı, üstündeki deprem yükü nedeniyle yapının eski durumuna bozularak geri dönmesidir. Bu durumdaki yapılara da depremden yıpranmış yapılar denir. Yoğruk durum ise; yer (zemin) ya da yapı üzerindeki deprem yükü kalktıktan sonra eski konumuna hiçbir şekilde geri dönmemesidir. Bu duruma kısaca yapının bütünüyle yıkılması, yer sıvılaşması ya da kayması denilir.

Yerin (Zeminin) Davranış Özellikleri:

Yapıların denge özellikleri dışında yerin özelliklerinden kaynaklanan yıkılma nedenlerine gelince, eğer yapı, kayalık sert yerlerde bulunuyorsa, bu yerden de yer salınım periyodu küçük olur. Böyle yerlerdeki çok katlı yapılara gelen yıkıcı yanal yük küçük, az katlı yapılara gelen yıkıcı yanal yük ise büyük gerçekleşir. Bu nedenle sert ve kayalık olan yerlerde en çok yıkım az katlı yapılarda görülüyor.

Yerin Salınımı:

Gevşek (yumuşak) zeminlerde yerin salınım periyodu büyüktür. Yer ivmesi ve zemin büyütmesi de büyüktür. Böyle zeminler üzerinde inşa edilmiş olan çok katlı yapılara gelen yıkıcı yanal yükte büyüktür.

Sismik Hızın Önemi:

Zeminde yayılan deprem enerjisinin, yayıldığı ortamdaki jeolojik birimlerin türüne değil sismik hızlarına bağlıdır. Depremin konutlarda ve zeminde yaratacağı hasarları tahmin için sismik dalgaların yayılacağı veya geçeceği ortamın sismik hız modelinin elde edilmesi gerekir. Bunun için yer içi jeolojik birimlerin sismik hızlarının saptanması zorunludur.

Deprem olduğunda binanın / konutun ve yerin nasıl davranacağını önceden öğrenmenin yolu, bina yapılmadan önce kurulacağı alan / zemin üzerinde yapılacak “ Jeofizik Zemin Araştırmaları ” yapmaktan geçmektedir. Jeofizik çalışmalar yerin düşey yapı ve yatay deprem yükü altında deprem dalgasına (yıkım gücüne) karşı nasıl davranacağını önceden belli eder. Jeofizik araştırmalar, Sismik, Elektrik – özdirenç, Mikrotrömer, ivmeölçer, deprem risk analizleri, radar, yerçekimi ivme ölçümlerinden ve delgiden (sondajdan) oluşur.
Sismik ölçüler, deprem dalgası yapıya geldiğinde yer (zemin) ve yapı nasıl esner ve karşı koyar onu belirler.Deprem olduğunda önce P, sonra S, en sonda R dalgaları ard arda gelir. P dalgası yorar, S dalgası yapıyı yıkar, R dalgası çökertir. İlk olarak binaya P dalgası gelir yapıyı yukarı doğru kaldırır ve sonra aşağı çeker. Bu sırada yapı kirişlerini zorlayarak yapıyı iter. Çok kısa bir sürede bu kez yapı yeraltına doğru çekilir. Bu sırada düşey yönde yamulur. Yer ve yapı güce karşı eksenel esneklik direnci (E – Young modülü) ile karşı koyar. Daha sonra bu kez S cisim dalgaları gelir. Bu dalgalar yapıyı makaslama devinimini yaptırarak, binayı bir sağa bir sola çalkalar. Bu sırada duvarlarda çapraz çatlaklar oluşur. Ayrıca kolon – kiriş bağları kopar yapı yıkılır. Yapı ve yer bu yıkıcı güce karşı (G – Kesme) esneklik direnci ile karşı koyar. En son R dalgaları bir öne, bir arkaya çember çizerek gelir. Binayı ve yeri önce öne iter, sonra geri çeker. Bu durumdan önce; yamulan, yıpranan bina, eğer depreme Güvenli (dayanıklı) yapılmamışsa çöker veya göçer.

Bina ve zemin buna E – eksenel ve K- sıkışmazlık esneklik dirençleri ile karşı koyar.

İşte tüm bu esneklik dirençleri (E, G, K), Sismik Jeofizik çalışmalarla daha deprem olmadan belirlenip, binanın (konutun) nasıl bir dirençle depreme karşı duracağı belirlenir.

İnanılmaz Hatalar:
Günümüzde hazırlanan zemin etüd raporlarında boş arsanın zemin emniyet gerilmesi hesaplanarak verilmektedir.Boş arsanın zemin emniyet gerilmesi olmaz.statik bir parametre olan zemin emniyet gerilmesi;temel tipine, temel derinliğine, temel genişliğine, binanın kat adetine, yüküne vb.kriterler bilinmeden hesaplanamaz.Marmara depreminde yıkılan sanayi tesislerinin hepsinin zemin etüd raporları vardı..eksiği neydi..?..tek eksikleri depremin dinamik parametrelerinin yerinde ölçülerek hesaplanmayışı..
Zemin etütlerinin tartışılmaz önemi budur. Jeofizik araştırmaları içermeyen, içermeden hazırlanan zemin etütlerinin gereği yoktur. Depremin dinamik parametrelerini (Jeofizik uygulamaları) içermeyen zemin etütlerine dayanılarak, Depreme dayanıklı, Deprem Güvenli Bina yapılamaz.