Temel Mühendisliği: Temel Anlamı ve Çeşitleri
Barajlar, köprüler, binalar, yollar vb. Gibi pek çok yapı, inşaat mühendisleri tarafından çeşitli gereksinimlerimize cevap verecek şekilde yapılmıştır. Bütün bu yapılar yer üstünde ve görülebilir. Bunlara üst yapılar denir. Yapılar dayandıkları toprağa yük uygular. Üst yapılar doğrudan toprağa yerleştirilirse, toprak gerilir ve bunları güvenli bir şekilde destekleyemez. Yapının yükünü toprakta güvenli bir şekilde transfer etmek için yapının bir kısmı zeminin altına yerleştirilir.
Yapının bu kısmına alt yapı denir. Alt yapıya genellikle vakıf denir. Böylece yere bağlanan köprüler, binalar vb. Yapı elemanlarına temel denir. Herhangi bir yapının temeli çok önemlidir çünkü yapının güvenliği ve güvenilirliği temele bağlıdır.
Bir yapının yükü üst yapıdan alt yapıya, yani temeller sütunlar veya duvarlar tarafından iletilir. Temel, yükü toprağa, şekil 11.1'de gösterilen yüke dayanabilecek şekilde dağıtır.
Vakıf Çeşitleri:
Vakıflar genel olarak iki kategoriye ayrılır:
(i) Sığ temeller ve
(ii) Derin temeller
Sığ Temeller:
Sığ temeller, yükleri sığ derinliklerde toprağa iletenlerdir. Sığ derinlikteki toprak, üzerine yüklenebilecek yüke dayanacak kadar güçlü olduğunda sığ bir temel sağlanır. Sığ temeller için, D'nin temelin derinliğine, D'nin temelin genişliğine, B'nin 1'e eşit veya daha az olması. Yayılmış temel ve mat, sığ temellerdir.
Sığ temeller için.
Derin temeller, yükü daha derin toprağa taşıyanlardır. Sığ derinlikteki toprak bir yapıyı destekleyemediğinde ve daha büyük derinliklerde sert bir tabaka mevcut olduğunda derin temeller gerekir. Derin temeller için, temel derinliğinin temelin genişliğine oranı 1'den büyüktür. Kazık ve kesonlar derin temellerdir.
Derin temeller için
D / B> 1
Sığ Temel Türleri
Sığ temeller aşağıdaki tiplerdedir:
(i) Yayılmış temeli
(ii) Kayış temeli
(iii) Kombine taban
(iv) Mat veya sal temelleri
(v) Sürekli temel ayağı.
(i) Yayılmış temel:
Aynı zamanda ayrı bir sütun temeli olarak da adlandırılır. Bu, en yaygın temel çeşididir ve kare, dikdörtgen veya daire şeklinde olabilir - genellikle sütun şeklindedir. Betonarmedir. Bu, yapısal yükü belirli bir toprağa yayarken yayılmaya neden olur. Şekil 11.4, yayılma tabanlarını göstermektedir.
(ii) Kayış temeli:
İki kolonun izole yayılma ayakları bir kirişe bağlanırsa, buna kayış tabanı ve kirişe kayış ışını denir. Kayış kirişi, toprağa temas etmediğinden toprağa herhangi bir yük aktarmaz. Şekil 11.5, kayışın temelini gösterir.
(iii) Birleşik temeller:
İki veya daha fazla sütunu destekleyen bir yayılma alanı, birleşik temel olarak bilinir. Kombine bir temel genellikle iki veya üç sütun birbirine çok yakın yerleştirildiğinde yapılır. Birleşik sütunların şekli, her iki sütun da eşit yükler taşıyorsa dikdörtgen olabilir veya farklı yükler taşırlarsa trapez olabilir. Şekil 11.6, birleşik temeli göstermektedir.
(iv) Sürekli temel:
Ayrıca şerit temeli olarak da bilinir. Bir yük taşıma duvarı için sürekli bir temel sağlanır. Sürekli ayaklanma tuğladan yapılır. Sürekli temelin uzunluğu genellikle temelin genişliğinden çok daha büyüktür.
(v) Mat veya sal temelleri:
Paspas tabanı, bir yapının altındaki tüm alanı kaplayan ve duvarları ve sütunları çevreleyen birleşik temel türüdür. Genellikle mal için daha ekonomiktir Bir paspas yapısal olarak katıdır ve oturduğunda, yekpare bir tek parça olarak sabitlenir. Böylece diferansiyel yerleşme potansiyelini azaltır. Paspaslar genellikle toprak koşulları çok değişken olduğunda ve yapılar korunaklı temel için çok ağır olduğunda kullanılır.
Sığ Temel Derinliğini Etkileyen Faktörler:
Aşağıdaki faktörler, sığ temelin derinliğini etkiler:
(i) Üst tabakanın kalınlığı:
Bitkisel ve organik çürüyen materyalin iyi yüzdesine sahip toprakta temel yapılacaksa, bu organik maddenin kalınlığının altına yerleştirilmelidir. Bu tip organik topraklar, harici yük uygulamasında önemli miktarda değişiklik geçirdiğinden.
(ii) Yer donması:
Hava sıcaklığının uzun süre 0 ° C'nin altına düştüğü bölgelerde, toprak sıcaklığı benzer bir düzeye düşer ve dökülen su buza döner. Buna toprak dondurma denir. Yer donmasının, donma kabarması nedeniyle topraklarda inşa edilen temeller üzerinde, buz merceği denilen yeraltı buzunun oluşması nedeniyle yerin yukarı doğru hareket ettiği önemli etkileri vardır. Bu bölgelerde, yapıların zarar görmemesi için temeller donma derinliğinin altına yerleştirilmelidir.
(iii) Hacim değişiminin derinliği:
Bazı topraklar, siyah pamuklu topraklar gibi alternatif ıslanma ve kuruma nedeniyle hacim değişimlerinden geçer. Bu tür topraklarda, temel hacim değişim bölgesinin altına yerleştirilmelidir. Siyah pamuklu toprak durumunda hacim değişikliği bölgesi 1, 2 ila 3, 5 m arasında değişir.
Tablo 11.1, toprağın hacim değişikliğine duyarlılığını değerlendirmek için bir fikir vermektedir:
(iv) Oyma derinliği:
Suyun ovalama etkisine maruz kalan nehirlere veya akıntılara bitişik yapı için, temellerin konumu için ovalama derinliği akılda tutulmalıdır. Bu tür temellerin derinliği, potansiyel ovalama derinliğinin çok altında bir seviyede olmalıdır.
Hindistan'da Lacey'nin formülü normal ovalama derinliğini belirlemek için kullanılır
D L = 0, 47 (Q / F) 1/3
D L = normal temizleme derinliği
Q = m3 / sn cinsinden toplam deşarj
f - silt faktörü = 1.76 √m
m = parçacıkların ağırlıklı ortalama çapı mm cinsinden.
Toplam araştırma derinliği, farklı araştırmacılar tarafından önerilen korelasyon kullanılarak belirlenir.
Tablo 11.2, Seth'in toplam izci için önerilerini gösterir:
(v) Yeraltı suyu Seviyesi:
İnşaat zorluklarını önlemek ve temellere etki eden yükselme kuvvetlerini önlemek için mümkün olduğunca sığ temeller yer altı suyu seviyesinin üzerine yerleştirilir. Temelin yeraltı suyu seviyesinin üzerine yerleştirilmesiyle, su geçirmezlik gereksinimleri de önlenebilir.
(vi) Yeraltı hizmetleri ve kusurları:
Temellerin derinliğine karar verirken su temini hatları, kesik çizgiler vb. Gibi yeraltı tesisleri göz önünde bulundurulmalıdır. Vakfın bulunduğu yerin planlanmasında oyuklar, terkedilmiş mayınlar gibi yer altı kusurları da dikkate alınmalıdır. Vakıf yeraltı tesislerinde ve kusurlarında bulunmamalıdır.
(vii) Mülkiyet çizgisi ve bitişik yapılar:
Bir inşaat bitişik bir mülkiyet hattının yakınında yapılacaksa, vakıf anlaşmazlıklardan kaçınmak için vakıf bitişik mülkiyet hattına uzanmayacak şekilde yerleştirilmelidir. Mevcut bir yapının yanına yeni bir temel atılacaksa, yakın temelin alt kenarı, S'nin iki temel genişliğinden daha büyük olduğu eski temellerden en az 'S' uzaklığında olmalıdır. Yeni temelin derinliği, eski temelin alt kenarından (ortalama toprak için 30 ° ve yumuşak toprak için 45 ° C'de) çizilen çizginin, şekil 11.10'da gösterildiği gibi yeni temelin alt kenarını kesmeyecek şekilde olmalıdır.
(viii) Eğimli zemin:
Temel eğimli bir zemine yerleştirilecekse, temel derinliği, temelin 30 ° açıyla ve 90 cm'lik yatay bir mesafeden çizilen bir çizgi, şekilde gösterildiği gibi kesişmeyecek şekilde olmalıdır 11, 11.
(ix) Farklı seviyelerde vakıflar:
Bir yapının temellerinin tabanının farklı olduğu durumlarda, BIS aşağıdaki tavsiyelerde bulunur:
(a) Granül toprakta temel almak için, bitişik temellerin alt bitişik kenarları arasına çizilen bir çizgi, şekil 11.12'de gösterildiği gibi 2 H: 1 V'den daha dik bir eğime sahip olmamalıdır.
(a) Killi topraklarda temel almak için, üst tabanın alt bitişik kenarı ile alt tabanlamanın üst bitişik kenarı arasına çizilen bir çizgi, Şekil 11.13'te gösterildiği gibi 2H: 1 V'den daha dik bir eğime sahip olmamalıdır.
Derin Temel Türleri:
Derin temeller, bu temellerin taşıma kapasitesini, şeklini ve malzemesini elde ettiği mekanizmaya bağlı olarak farklı tiplerdedir:
(i) Kazık temeli
(ii) İskele kuruluşu
(iii) Peki ya da cassion vakfı.
(i) Kazık temeli:
Kazık temeli, yapının yükünü zemin yüzeyinin altında kayda değer bir derinlikte bazı sert tabakalara aktaran uzun ve ince bir yapı elemanıdır.
(ii) İskele kuruluşu:
İskeleler, yapının yükünü bulunduğu tüm toprak derinliği boyunca dağıtan büyük çaplı kazıklardır.
(iii) Peki ya da cassion vakfı:
Kuyu veya cassion, ağır yükleri desteklemek için zemine derin batmış büyük bir içi boş kutu veya kuyudur. Bu tür bir vakfın yük taşıma kapasitesi çok büyük. Yapının yükünü uç yatağı ve cilt sürtünmesi ile toprağa aktarır. Bu tür temeller genellikle köprülerde kullanılır.
