TMMOB JEOLOJİ MÜHENDİSLERİ ODASI – 2020 raporudur.

Presiyometre Deneyi Nedir Nasıl Yapılır - TMMOB JEOLOJİ MÜHENDİSLERİ ODASI YAYINIDIR - Raporu PDF olarak indirmek için linke tıklayınız lütfen.

MENARD PRESİYOMETRESİ DENEYİ UYGULAMADA YAPILAN HATALAR ve DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR

Ülkemizde son yıllarda jeoteknik amaçlı yapılan etüt ve projelerde zeminlerin dayanım ve deformasyon modülü parametrelerinin belirlenmesinde özellikle temel tasarımında taşıma gücü ve oturma hesaplarında arazide presiyometre deneyine talep önemli oranda artmıştır. Özellikle zeminlere ait deformasyon modülünün (laboratuvar ortamında yapılan deneyler hariç) genelde ampirik (görgül) yaklaşımlar ile seçildiği bilinmektedir. Bu önemli jeoteknik tasarım parametresinin, iki veya üç boyutlu sonlu elemanlar ile yapılan hesaplamalarda da yaygın bir kullanımının olması, bu değerin doğal zemin ortamına en yakın koşullarda tespit edilmesi gerekliliğini ortaya çıkartmaktadır. Ülkemizde sıkça karşılaşılan toprak zemin-ayrışmış kaya kütlesi geçişlerinin olduğu ortamlarda SPT arazi deneyinin yapılamaması, örselenmemiş zemin numunesi alınamaması veya zorluğu gerçeği de göz önüne alındığında, deformasyon modülünün arazide yerinde (in-situ) presiyometre deneyi ile tespit edilmesi en iyi yaklaşımlardan biridir. Bu metinde Menard tipi (kuyu) presiyometre deneyi uygulamalarında sık karşılaşılan sorunlara ve uygulayıcılar tarafından yapılan hatalara da dikkat çekilerek, ilgili konulara ilişkin çözüm önerilerinde bulunulmaya çalışılmıştır. Bu bilgi notu, konu ile ilgili çeşitli kitap ve makalelerden derlenmiş, ticari bir amacı olmayıp bu konuda çalışan meslektaşlarımızı bilgilendirmek amacıyla TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Jeoteknik/Mühendislik Jeolojisi Komisyonu tarafından hazırlanmıştır.

Menard Presiyometre deneyi hangi tür zeminlerde yapılır?

Menard presiyometre deneyi çok yumuşak veya yumuşak zeminlerden, zayıf kayalara kadar olan zemin birimlerinde uygulanabilmektedir. Ülkemizde yaygın bir şekilde kullanılan G tipi Menard presiyometresiyle maksimum 80 bar’a kadar basınç uygulaması yapabilmektedir.

Presiyometre deneyi ile toprak zemin ve zayıf kayaçların deformasyon modülünün derinliğe bağlı değişimi sağlıklı biçimde ölçülür.

Presiyometre deneyi sürecinde, yapılan basınç ve hacim okumalarından iki temel parametre elde edilir. EM (Menard modülü), diğeri ise pL değeri olarak ifade edilir (TS EN ISO 22476-4:2013 standardında gösterim pLM şeklindedir). Elde edilen bu değerler ile sığ ve derin temellerin taşıma gücü ve temellerdeki oturmalar hesaplanır (Menard, 1956). EM zeminin deformasyon modülünün göstergesi olup EM ’nin Elastisite modülü olarak değil Presiyometre modülü olarak ifade edilmesi daha doğru olacaktır. Özellikle zayıf kayaç, çakıllı ve bloklu zeminler ile kohezyonsuz zeminler gibi hem örselenmemiş zemin örneği almanın zor olduğu, hem de diğer arazi deneyleri yapılmasının olanaksız ya da sonuçlarının anlamsız olduğu ortamlarda presiyometre deney sonuçları kullanılabilir. Değişik tipteki presiyometre cihazları ile presiyometre deneyinin hangi tür zeminlerde yapılabileceği aşağıdaki tablolarda yer almaktadır. Örselenmemiş numune alınamayan zeminlerde presiyometre deneyi opsiyonel olarak yapılmalıdır.

Sondajın yeri ve kuyuda yapılacak presiyometre deneyinin sayısı nasıl belirlenmeli? • Sondajların dizilimi ve sıklığı ile ilgili kriterler jeolojik koşulların karmaşık olup olmaması ile inşa edilecek yapının türüne ve topoğrafik konuma göre denetlenmektedir. • Pratik olarak, bir sahada ilk yapılacak şey uygun bir lokasyonda bir adet pilot karotlu sondaj yapılarak, öncelikle o sahada jeolojik koşulların derinliğe göre değişimi (stratigrafisi) hakkında ön bilgi edinilmelidir. Bu normalde SPT deneyi için açılan kuyular veya UD numunelerinden kısmen belirlenebilir. Fakat projenin önemine göre arazideki zemin koşullarının tam olarak belirlenmesi gerektiğinde bu yönteme ihtiyaç duyulabilir. • Sondaj derinlikleri için yapı yüklerinden kaynaklanan gerilme artışının doğal gerilmelere göreceli olarak ihmal edilemeyeceği düzeyde olduğu derinlikler dikkate alınır. • Presiyometre deneylerinin yapılacağı sondaj kuyularının yeri, sayısı ve derinliği projenin tipi, boyutu, araştırma bütçesi ve yapıdan gelecek yüklerin yoğun olduğu ve yapı için kritik olan noktalar göz önünde bulundurularak planlanır. Öncelikle gerilmelerin yüksek olduğu lokasyonlarda deneyler yapılacağı için üst yapı proje müellifinden proje ile ilgili temel gerilme dağılımı grafiği talep edilmelidir. • Yapılacak araştırmanın niteliğine bakılmaksızın, derinliğin bir fonksiyonu olan zemin direnç parametrelerindeki değişimlerinin daha ayrıntılı olarak kayıt edilebilmesi için mümkünse deneyler sistematik olarak her metrede bir kez tekrarlanmalıdır. Temel için daha önce öngörülen derinlik ne olursa olsun, zemin düzeyinden itibaren sürekli presiyometre deneyinin yapılmasına gerekli önem verilmelidir. Kuyularda çok uzun aralıklarla yapılacak deneylerde zemin içerisinde oturmaya neden olabilecek sorunlu zemin tabakaları gözden kaçırılabilir. Zemin homojen ise bu aralık 2 m veya maksimum 3 m’ye kadar çıkarılabilir. Buna sahadaki sorumlu Jeoloji Mühendisi zemin birimlerindeki değişimi göz önüne alarak karar vermelidir. • Zemin birimlerinin homojen olduğu sahalarda deney aralıkları arttırılabilir. Eğer karot alınmışsa, karotlara bakılarak litolojik birim değişimlerinin gözlemlendiği yerlerde, sorumlu jeoloji mühendis tarafından presiyometre deney sayısı arttırılabilir. Sırf deney yapmak için deney aralıklarının uzun tutulup, bir kuyuda 2 veya 3 tane presiyometre deneyi yapmak, problemli birimlerin özelliklerinin belirlenmeden atlanmasına neden olabilecektir. Bu hususa dikkat edilmelidir.

Genel kural olarak presiyometre deneyi sondaj çalışmalarından hemen sonra yapılmalıdır. Kendini tutabilen zeminlerde bu süre uzatılabilir. Öncelikle aşırı, yumuşak killerde ve düşük kohezyonlu zeminlerde sondaj kuyusunun açılmasından sonra ölçüm hızla yapılmadığında gerilme boşalması ile kuyuda kapanma (genişleme) olabileceği unutulmamalıdır. • Hazırlanan sondaj şartnamelerinde çalışma sahasında önceden belirli aralıklarla yapılması istenen presiyometre deneyleri sahada bulunan kontrol mühendisi tarafından harfiyen uygulanmaya çalışılmaktadır. Herhangi bir seviyede değişik nedenlerden dolayı deneyin yapılamaması durumunda, bu durum bir sonraki seviyeye kadar deney yapılamaması anlamı taşımaktadır. Burada amaç zemin hakkında kesintisiz bilgi edinmek olduğundan deney yapılamayan seviyenin alt kotlarında uygun seviye bulunana kadar araştırma yapılmasına olanak sağlanmalıdır.

Deney yapılacak kuyuda kuyunun genişlemesine (dilation) neden olmayacak zemin tipine uygun hangi yöntemle delgi yapılmalı?

Presiyometre deneyi kuyu içinde gerçekleştirilen yerinde (in-situ) bir deneydir. Yanlış seçilen bir sondaj delgi tekniği zemin veya kaya kütlesini aşırı derecede örseleyecek ve dolayısıyla yapılan arazi deneyinin sonuçlarını geçersiz kılacaktır. Yanlış sondaj tekniğinde örseleme miktarı arttıkça, sondaj çeperi etrafında oluşan “örselenen bölge” kalınlığı da artacaktır. Bu nedenle deney yapılan zeminin örselenme düzeyi/miktarı önem arz eder. Presiyometre deneyi aynı zamanda kuyu çapı genişliğine hassas bir deney olduğundan, deney yapılan seviyede kuyu genişlemesinin belli bir boyutta olması gerekir. Deneyin yapılacağı kuyuda, delgi çapının presiyometre probunun çapına oranının 1.10’dan küçük olması koşulu sağlanmalıdır. Bu amaçla kuyu açımında belirlenecek delgi yöntemi (sondaj delgi tekniği) önem kazanmaktadır. Başarılı bir Menard presiyometre deneyi için sondaj kuyusunun uygun çapta ve zemine en az örselemeyi yapacak sondaj delgi tekniği seçilerek açılması gerekir. Kuyu çapının uygun olmaması nedeniyle deney sonrasında çizilen deney eğrilerinin çoğunun başarılı olmayacağı literatürde belirtilmektedir. Presiyometre deneyinden elde edilen deformasyon modülü, EM ve limit basınç, pL değerlerinin farklı sondaj açma teknikleri uygulanmasıyla gösterdiği değişim bilinmektedir. Combrieu ve Canepa (2001) sondaj sırasında oluşan örselemenin presiyometre deneyinden elde edilen deformasyon modülünün ve limit basıncın değerini azalttığını deneysel olarak göstermişlerdir. Işık ve diğ. (2008) ise aynı etkiyi sayısal analizlerle göstermişlerdir. Presiyometre deneyi için en uygun delgi Auger (sürekli burgu ile sondaj) ile yapılan delgi yöntemidir. Kullanılan prob tipine göre farklı çaplarda delgi yapılması gerektiğinden en ideali 76 mm çaplı Auger ile kuyu açıp buna uygun olan çapta probu kuyuya indirerek deneyin yapılmasıdır. 66 mm çaplı Auger; malzemenin zayıf olması ve aşırı zorlamalara uygun olmaması nedeniyle ülkemizde tercih edilmemektedir. Bu yöntemin uygulanabilirliği, sığ derinlikler ile desteksiz ayakta kalabilecek zeminlerle sınırlıdır. Auger yöntemiyle zorlanan zeminlerde örneğin sıkı-orta sıkı çimentolu zayıf kayalarda diğer tip delgi yöntemleri denebilir. Burada zeminin su ile sürekli aşınıp kuyu genişlemesini önlemek amacıyla deney aralıkları kısa tutulabilir veya aşınmış kesici uçlar tercih edilebilir.

Presiyometre deney metodunun sonuçları, sondanın indirilmesi ve kuyunun açılması sırasındaki örselenmenin derecesine bağlıdır. Örselenme, hiçbir zaman tam olarak önlenemez ancak en aza düşürülmeye çalışılmalıdır. Örselenme, özellikle “çok yumuşak killerde” ve “kohezyonsuz zeminlerde” kayda değer ölçülerdedir. Sondaj açımının sulu sistemle yapılması durumunda zemin parçacıklarının ve su sirkülasyonun geçişi sırasında kuyu kenarlarının aşınmasına veya genişlemesine uygun bir zemin tipi varsa kuyu derinliklerini fazla arttırmadan deney işlemine geçilmelidir. Kuyunun açılması ile deneyin yapılması arasında geçen süre mümkün olduğu kadar kısa tutulmalıdır. Aksi taktirde kuyu kenarlarında çözülme meydana gelebilir. Bununla beraber, su tablasının üzerinde en uygun zemin tipinde susuz açılmış kuyularda 24 saatlik gecikme toleransla karşılanabilir.

Deney sonuçları yorumlanırken, sondaj sırasındaki koşullar da dikkate alınmalıdır.Kuyu açımı sırasında delgi tipi seçilirken, deney boşluğunun duvarının da olabildiğince pürüzsüz olmasına ve delgi çapının da (DH) kuyu boyunca olabildiğince sabit olmasına dikkat edilmelidir. Matkap ucunun bozulması kuyu duvarlarında titreşim ve eksantrik yüklemeye neden olabilir.

Düzeltilmiş basınç-hacim eğrisinin şekli ile belirli bir deney için sondaj delgi oluşumu kalitesi arasındaki ilişki aşağıdaki Şekil-4’te ortaya konmuştur. Düzeltilmiş basınç-hacim eğrilerinin incelenmesi, genellikle kabul edilebilir bir sondaj çapı boyutu oluşup oluşmadığını gösterir. Aşağıdaki Şekil-4 MPM testlerinden elde edilen üç eğri tipini göstermektedir. Şekilde, yetersiz sondaj çapı, kabul edilebilir seviyede sondaj çapı ve geniş sondaj çapı koşullarında elde edilen Menard Presiyometre eğrileri gösterilmiştir. Yetersiz sondaj çapı durumunda presiyometre probunu deney seviyesine iterken oluşan deformasyon nedeniyle deney sırasında elastik aşama görülememektedir. Ayrıca, aşırı geniş sondaj çapı durumunda ise Menard probunun zemine temas edebilmesi için oldukça fazla genişletilmesi gerektiğinden hacim yetersizliği nedeniyle plastik aşama görülememektedir. Deneyde amaç arazide örselenmemiş zemin davranışını incelemek olduğundan, sondaj kuyusunun kenarları mümkün olduğunca bozulmamalıdır. Presiyometre deneyi yapılırken deneyin yapılacağı kuyunun kendi kendini tutabilmesi gerekir. Kuyu içinden sondaj takımının çekilmesiyle çöken kuyularda presiyometre deneyi yapılamaz. Bunun haricinde kendini tutan tüm zeminlerde deney yapılabilir.

Sondaj suyundan başka bir sıvı kullanılmalı mı?

Kuyunun açımında kuyu çeperlerinin özelliklerini değiştirecek kimyasal maddelerin kullanılması önerilmez. Bu nedenle sondajın mümkünse su dışında herhangi bir enjeksiyon solüsyonu ile birlikte yapılmaması gerekir. Fakat bazı zemin tiplerinde kuyu açılırken sondajda bentonit veya benzeri maddelerin kullanılmasıyla hazırlanan çamurun literatürde ikinci seçenek olarak veya belli koşullarda kullanılması önerilmektedir (Bknz. Çizelge 7 ve 8).

Deney yapılacak kuyuda kuyunun delgi çapı ne olmalıdır?

Sondaj kuyusu, zemin türüne göre mümkünse yalnız presiyometre deneyi için tasarlanmalıdır.

Kılavuz olarak, sondaj kuyu çapının, prob çapına oranı 1.1’den büyük olmamalıdır (Mair and Wood,
1987). ASTM’ye göre, oranın 1.03-1.20 arasında olması tavsiye edilir (1.03D ve Gambin, 1984). GOST (Rusya Standardı, 20276-2012) ’da, 76-127 mm çaplı problar, kuyu çapının
prob çapından 2 mm’den daha büyük olmaması tavsiye edilmektedir. Böylece proba bağlı olarak
oranın 1.02 ve 1.03 arasında değişeceğine atıfta bulunmuştur. ISRM tarafından tavsiye edilen
prosedürde ise sondaj çapı prob çapından 0.5-3.0 mm daha geniş olarak tanımlanmıştır.

Deneyin çıplak probla mı veya prob üzerine geçirilecek yarıklı muhafaza borusuyla birlikte mi
yapılacağına ilişkin değerlendirmelere göre sondaj kuyusu çapı ve kullanılacak kesici tipi ve çapı
belirlenmelidir.

Yıkıntı yapan kuyularda Wireline takımı ile ilerleme kolaylık sağlar. Wireline takımın kullanıldığı sondajlarda, takımı her seferinde dışarı almak zor olduğundan Wireline takımı içerisinden geçen bir karotiyer ile bir miktar ilerleme sağlanarak deneyi gerçekleştirmek bir başka çözüm yöntemi olabilir. Daha sonrasında yine wireline ile ilerleme sağlanır.

Zemin cinsine uygun kılıf türünün seçilmesi

Zemin cinsini arazide yapılan karotlu sondajlardan veya SPT deney sonuçlarından tahmin ederek, uygun kılıf türünü seçmek gereklidir. Seçilen malzeme türleri zeminin yapısını bozmamalıdır. Kullanılan malzemeler zeminin niteliğine bağlıdır.
Yumuşak zeminlerde kullanılacak kılıfın direnci çok büyük seçilirse ölçümlerin hassaslığı önemli derecede azalır. Sert zeminlerde ise düşük dirençli kılıflar kullanılması onların patlamasına neden olabilir.
Öncelikle kuyu içindeki istenilen derinlikte deney yapılabilmesi için hem kuyudaki olası problemleri göz önüne alarak, hem de zemin cinsini tahmin ederek, kılıf türünü seçmek gerekmektedir.

Presiyometre probu kılıf (probe covers) çeşitleri :
1) Kauçuk kılıflar/rubber cover: Herhangi bir güçlendirmesi yok. 3 mm ve 4mm kalınlıkta
2) Takviyeli yapı (standard kanvas cover)/reinforced mesh: İçerisinde Kanvas iplikle güçlendirilmiş
3) Metalik yapı/metalic mesh/steel canvas cover : İçerisinde metal şeritlerle güçlendirilmiş
4) Metalik şeritler (balık sırtı)/metalic strips/metal cover: Çin feneri olarak adlandırılır. Bu tip; boydan boya birbiri içine geçmeli metal şeritlerle örtülmüş 1.5 mm kalınlıkta lastikten yapılmıştır.
5) Oluklu-Yarıklı muhafaza/slotted tube: Probun patlama riski olan zeminlerde kullanılır.

Yukarıda ilk 4 gruba giren kauçuk kaplamalı, takviyeli, metalik ve metalik şeritlerden oluşan kılıflar, genelde zemin ortamının mukavemet özellikleri, homojenliği, farklı kalınlıkta tabakaların varlığı vb. zemin ile ilgili özellikler, kuyunun açılış yöntemi ve kuyu duvarının stabilitesi gibi birçok etmene bağlı olarak seçilir. Çok yumuşak bir kilde çok rijit bir probla test yapılırsa gerilme homojen bir şekilde dağılmaz dolayısıyla çok yumuşak zeminlerde yumuşak tipli probların kullanılması gerekir. Zeminin deformasyon modülü ile zemine gerilme uygulamakta kullanılan sistemin modülün oranının belirli bir değeri geçmemesi gerekir.
5. gruba giren yarıklı muhafaza, probun dış kılıfının patlama riski yüksek olduğu keskin köşeli parçalar içeren zeminlerde; kum-çakıl vb. heterojen zeminler ile ayrışmış kaya ortamlarında kullanılır. 44 mm veya 60 mm çaplı prob sırası ile 63 mm veya 75 mm çaplı yarıklı metal muhafaza borusu içinde (slotted tube) deney derinliğine indirilerek yapılır. Bu durum düzeltme yapılsa da deney sonuçlarını bir miktar etkiler çünkü çeliğin rijitliği zemine göre çok fazladır.
En yaygın kullanılan prop tipi 2. gruptaki Kanvas tipi iplikle güçlendirilmiş prob tipidir. Fakat çok yumuşak killerde bunun da tercih edilmemesi gerekir. Çok yumuşak killerde presiyometre deneyi yapmak yerine örselenmemiş örnek almak veya yerinde veyn deneyi yapmak daha pratik olacaktır.

Presiyometre deneyi kaç metre derinliğe kadar yapılır?

Presiyometre deneyinin kaç metre derinliğe kadar yapılabileceğine veya bu konuya ilişkin ilgili
literatürde bir açıklama yoktur. Bu tip derin deney gereksinimleri genellikle tünel güzergahı
araştırma projelerinde ortaya çıkmaktadır. Tünel açımında güzergah üzerindeki zemine ilişkin
parametrelerin tespiti için projeci tarafından tünel kotuna kadar yapılan derin sondajlarda yerinde
(in-situ) deney olarak presiyometre deneyi istenmektedir.
Derin kuyularda yapılan deneylerde en önemli sorun deney sonunda sistemdeki suyun geri
alınmasıdır. Derinlik arttıkça merkez hücredeki su basınçları artmaktadır. Dolayısıyla gerekli
diferansiyel basınç farkı da (ölçüm hücresi ve koruyucu hücrelerin göstergeleri arasındaki fark)
artmaktadır. Aşağıdaki tabloda bu durum görülebilir. Deney sonunda suyu geri alabilmek için prob
içerisinde deney yapılan seviyedeki hidrostatik basınçtan daha yüksek bir gaz basıncı bırakılmalıdır
ki prob içerisindeki su, gaz tarafından yukarı doğru çıkartılabilsin

Cihaz üzerindeki panelde diferansiyel basınç farkı ile ilgili derinlik tablosu 30 metreye kadar
verilmiştir. Eğer 30 metreden daha derinde deney yapmak istenirse cihaz üzerinde birtakım
değişiklikler yapmak gerekir (örneğin, diferansiyel yayını değiştirmek gibi). Bu nedenle Menard presiyometresi cihazı alınırken, cihaza 3 bar regülatör yayı takılıdır. Diğer yaylar cihaz satın alınırken satıcıdan talep edilmelidir. Bu detayı bilmeyen kullanıcılar cihaz üzerindeki takılı yayla örneğin 30
metreden daha derinde deney yapmak istediklerinde bu basınç farkını oluşturamazlar.

Presiyometre cihazını üreten firma tarafından iletim hortumu 25, 33, 50 m ve 100 m olarak
seçenekli olarak satılmaktadır. Bununla birlikte presiyometre hortumunun 160 metreye kadar
uzatılabileceği açıklaması literatürde mevcuttur [Kaynak: Menard pressuremeter (G Type)
operation instructions 2007 edition].

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) ekinde yer alan, Madde 16 A.1.4.“Sondaj
Derinlikleri; Sondaj derinliği, bina temelleri için temel tabanından başlayarak yapı genişliğinin en
az 1,5 katı veya net temel basıncından kaynaklanan zemindeki gerilme artışının (Δσ) zeminin kendi
ağırlığından kaynaklanan efektif gerilmenin (σ’vo) %10’una eşit olduğu derinlikten (Δσ=0,10·σ’vo)
daha elverişsizi olacak şekilde seçilecektir” denmektedir. Bu madde gereğince zemindeki net temel
basıncından kaynaklanan gerilme artışları, Boussinesq Yöntemi, Westergaard Yöntemi ve Yaklaşık
Yönteme (1/2) göre Jeoloji Mühendisleri Odası web sitesinde yer alan hesap cetveline göre
hesaplanıp, kuyu derinlikleri yukarıdaki Madde de belirtildiği gibi belirlenebilir.

Deneyde maksimum basınç ne olmalıdır?

Deney yapılan birim (toprak zemin + zayıf kaya) presiyometrenin kapasitesinin üzerinde bir limit basınca, pL, sahipse deneye kaç bar basınca kadar devam edilmelidir?
Örnek: Bilindiği üzere konut tipi yapılarda her kat için metrekareye 1.2-1.5 ton yapı yükü geldiği kabul edilmektedir (ölü yükler ve hareketli yükler dahil).
1 katın oluşturacağı gerilim 1.5 ton/m2 = 0.15 kgf/cm2 5 katın oluşturacağı gerilim 5x1.5=7.5 ton/m2 = 0.75 kgf/cm2 25 katın oluşturacağı gerilim 25x1.5=37.5 ton/m2 = 3.75 kgf/cm2 ’dir.
Bu durumda ilgili birimde maksimum deney basıncı 20 kgf/cm2 olarak belirlenirse bu proje yüklerinin en büyüğünü içerecek şekilde çalışılmış olur. Bu yüke ulaşıldığında elastik safhadan plastik safhaya geçilmemiş olabilir. Zeminin tek eksenli basınç mukavemeti/dayanımı değeri göz önüne alınarak yapılan sondajdan elde edilen karotların elle kontrolünden veya cep penetrometresi ile SPT numuneleri üzerinde kabaca test edilebilir. Örneğin basınç maksimum 30 kgf/cm2 ’ye çıkılırsa deneyde plastik safhaya geçilebilme olasılığı var denenebilir. Limit basıncı (pL*-pLn) tahmin edebilmek için plastik safhada iki veya daha fazla ölçüm almış olmak gerekmektedir.

Grafikte eğride elastik safhada herhangi bir kırılma olmadığı halde son basınç değeri limit basınç değeri olarak verilebilir mi?
Presiyometre deneyinde denenen ortamın sert - aşırı konsolide kil, ayrışmış kaya ve kaya vb. sağlam yapılı bir zemin olması durumunda, deformasyonlar az olacağı için cihazın hacim kapasitesi veya basınç kapasitesi limitlerine ulaşılana kadar zeminde yenilme olmaz. Plastik safhaya hiç geçilmez, elastik safhada kalındı ise limit basınç belirlenemez. Limit basıncın değeri olarak çıkılan en son basınç değeri limit basınç değeri olarak kabul edilebilir veya aşağıdaki iki husus dikkate alınarak tespit edilmelidir.
• Akma basıncı veya elastik safhanın sonu, limit basıncın 2/3’ü veya yarısına eşittir (1/2 < pf/pL < 2/3).
• Bazı zemin birimlerinin özelliklerine göre Presiyometre modülü, EM ile limit basınç oranı, pL, arasında belirli bir oran vardır. Bu oran aşırı konsolide olmuş sert zeminlerde 12 ile 30 arasında (12<(EM/pL)<30), normal konsolide zeminlerde ise 5 ile 8 arasında (5<(EM/pL)<8) değişmektedir. Bu tablolardan limit basınç tahmin edilebilir, ancak bunun kaba bir tahmin olduğu unutulmamalıdır.

PMT ölçümlerini kullanarak zeminleri sınıflandırmak için limit basınç PLm ve EM ⁄ PLm oranı gereklidir. Çizelge-15'te gösterildiği gibi, basınç sınırının aynı değeri farklı zeminlere karşılık gelebilir. Bu nedenle, Çizelge-16'da verilen ikinci bir kriter gereklidir.

Deney prosedürü nasıl olmalıdır?

Uygulamada çok sayıda farklı deney prosedürü kullanılmaktadır. Bu prosedür TS EN ISO 22476-4’te de tanımlanmıştır.
Deney öncesi deney zonundaki toplam basınç artışı belirlenir. Prensip olarak düzgün bir grafik elde edebilmek için limit basınca 8-12 yükleme aşamasında (Baguelin, 1978) ulaşmak gerekmektedir. Ölçme hücresine eşit aralıklarla arttırılan basınçlar uygulanır. Uygulanan bu basınçlar 1 dakika aralıklarla uygulanır ve bu sürenin sonunda basınç stabilize olduktan sonra hacim genişlemesi/deformasyon okumaları alınır (ilk 15, 30, 60 saniyelerdeki okumalar kayıt edilir). Sünme eğrisi çizilmeyecekse 15 sn okuması alınmak zorunlu değildir. Daha sonra 2. aşamaya geçilir. Prensip olarak limit basınca (nihai yenilme basıncı) 8-12 yükleme aşamasında ulaşmak gerekiyor. Daha uzun sürede ulaşılırsa ne olur? diye bir soru sorulabilir. Laboratuvarda suya doygun killerde yapılan deneyin drenajsız olması gerekmektedir. Laboratuvarda üç eksenli drenajsız bir deneyde yaklaşık olarak 15 dakika içinde numunenin yenilmesini sağlamak gerekir buna göre yükleme hızı; örneğin 1 mm/s seçilir. Deney daha uzun sürerse, suya doygun killerde deney aşamasında kısmi bir drenaj oluşabilir ve elde edilen limit basınç değeri drenajsız koşulları yansıtmaz.

İngiltere pratiğinde, 15, 30, 60 ve 120 sn sonra hacimdeki değişiklikleri kaydedilir.Yani her bir basınç adımı altında iki dakika beklenir.
İlk aşamada arazi okumaları (V ve P), düzetilmiş okumalar (Vcor ve Pcor) [cor: corrected/düzeltilmiş], sünme eğrisi (ΔV60/30) ve basınç kaybı (Pc) grafikleri çizilir.
Yukarıda verilen grafikte x ekseni basınç, y ekseni hacim olarak belirlenmiştir. İngiliz pratiğinde ise eksenleri tersine çevirerek grafik çizilmektedir.
Düzetilmiş hacim ve basınç okumalarından, elastik safha ile plastik safha ayrımı, sünme eğrisi yardımı ile kolaylıkla tespit edilmektedir. Yukarıda verilen grafik üzerinde çeşitli aşamalar gösterilmiştir.
Menard presiyometre deneyi önceden açılmış kuyu içerisinde yapıldığından P0 değeri sükünetteki yanal zemin basıncı değerini temsil etmez. Sondaj yapıldığında zemin kaldırıldığından yanal zemin basınçları doğal dengedeki halinden bozularak aktif duruma yaklaşır. Bu temas anındaki po , bozulmuş durumdaki denge basıncını vermekte, doğal denge durumundaki yanal zemin basıncını vermemektedir. Kendi delen (SBP-Self boring) presiyometre deneyinde ise zeminde doğal halden neredeyse hiç gerilme azalımı olmadığı için po basıncı gerçek yanal zemin gerilmesine eşit olacaktır.

Deneyde basınç artışları nasıl olmalıdır?

Deneyler sırasında eşit zaman (60 saniye) aralıklarında eşit basınç artışları verilmeli ve düzgün bir deney grafiği elde edebilmek için deney sırasında en az 8-12 basınç aşaması uygulanmalıdır (Baguelin, 1978).
Limit basınç ilk önce beklenen limit basıncı bilinen bir zemin parametresiyle ilişkilendirilerek veya önceden ya da komşu kuyularda yapılan SPT darbe sayıları gözden geçirilerek kabaca tahmin edilebilir. Örneğin deneyde maksimum 20 bar bir basınç uygulanacaksa bunu 10’a bölüp yaklaşık uygulamanız gereken basınç aralığı çıkar (örneğimizde 2 bar). Deneyin başlangıcında basınç artışları düşük örneğin 1 bar olabilir, prob kuyu çeperine değdiğinde basınç artışları arttırılabilir. Aralıklar arasındaki rampa artış süresi, basınç artış büyüklüğü ile orantılı olarak 15 ila 30 saniyedir.
Sondaj delgisinin ideal olarak açıldığı düşünüldüğünde, deneylerde zemin/zayıf kaya birimi yenilene kadar yüklemeye devam edilmelidir. Buna cihazın hacim kapasitesi (60 mm prob için 750 cc) veya basınç kapasitesine (yaklaşık 40 bar) ulaşılana kadar, her artış için tekrar edilir.
Basınç artışları verilirken eşit zaman aralıklarında basınçların düzgün olarak verilememesi, okuma hatalarına dolayısıyla hatalı çizimlere neden olur.

Basınç artışları verilirken zeminin durumu göz önünde bulundurularak örneğin zayıf zeminlerde basınç artışları çok düşük miktarlarda (0.5-1 bar) olup, bu artışları genellikle kronometreyi durdurmadan 5-10 saniye içerisinde vermek ideal olanıdır. Basınç artışlarının fazla olduğu zeminlerde deney yaparken kronometre durdurulabilir. Basınç artışı verildikten sonra hemen kronometreye basılarak çalıştırılır, 60 saniye sonra son okuma alınıp durdurulabilir. Basınç artışı tekrarlanarak kronometreye tekrar basılır ve işleme bu şekilde devam edilir. Fark basıncını bozmamak için, basınç ayarına ulaşıldıktan sonra basıncı düşürmemek önemlidir.
Basınç ve hacim için önerilen sınır değer kombinasyonuna ulaşıldığında ise test durdurulur.

Basınç artışları verilirken özen gösterilmeli, basınç artışı belirlenen değeri geçtiğinde geri
almak/düşürmek için çalışılmamalıdır. Bu durumda, deney föyüne cihazda okunan basınç değeri
kaydedilmeli ve hesaplamalarda bu basınç değeri kullanılmalıdır. Aynı zamanda basınç artışlarının
sabit tutulması gereken süre içerisinde basıncın yükselmesine izin verilmemelidir.

Proje uygulayıcıları tarafından yapılan hatalardan biri de presiyometre ölçümlerinin yapı temel
tabanı üzerinde yer alan katmanlarda yapılmadan temel alt kotundan başlatılmasıdır.
Temel seviyesinin üzerindeki taralı bölgedeki ölçüm değerlerinin kullanılmasında amaç, zemin
yenilmesi sırasında yenilme kamasının bu kısmı içermesindendir (Şekil-13).
Bu nedenle homojen zeminlerde temel tabanı üzerindeki presiyometre verileri mutlaka
kullanılmalıdır.

Deney kalibrasyonu yapılacak mı? Hangi sıklıkta yapılacak?

Kullanıcıların basınç ve hacim kalibrasyonlarını yanlış-eksik yapması veya hiç yapmaması, kalibrasyon yapmayı bilmemesi, hatta kalibrasyonun işlevini yeterince bilmemesi veya bir başka cihazla yapılan kalibrasyon değerlerinin yaptıkları deneylerde kullanılması, uygulamada kalibrasyon konusunda yapılan en yaygın hatalardır. Eğer kalibrasyon işlemleri eksik veya yanlış yapılırsa presiyometre deney sonuçlarının güvenilirliği kalmaz.
Presiyometre deney ekipmanları her arazi çalışması öncesi, yaklaşık arka arkaya yapılan 20 testten sonra sonda lastiğinin esnemesi göz önüne alınarak, probun mebran ve kılıfının her değişiminde, iletim hortumları yenilendiğinde, aşırı sıcaklık değişiminde, kullanılan suya antifiriz ilave edildiğinde basınç kaybı ve hacim kayıplarını gidermek için mutlaka kalibre edilmelidir. Kullanılan suya antifiriz ilave edildiğinde kullanılan antifirizin özelliği önemlidir. Sıcaklığın 0˚C’nin altında olduğu ortamlarda deney yapılması gerektiğinde antifiriz olarak cam temizleme suyu kullanılması tavsiye edilir. Ancak bu sıvı, boru ve ek parçaları tıkayabilecek birikintilere neden olabileceği için zorunlu olmadıkça
kullanılması tavsiye edilmez.
Kalibrasyon işlemine başlamadan önce birtakım ön hazırlık işlemlerinin yapılması gerekir.
Bunlardan en önemlisi su devrelerin doluluğu ve doygunluğunun sağlanmasıdır. Operasyonun ilk
aşaması, kontrol ünitesinin ve iletim borusunun (siyah renkli) su ile doldurulması ve
doyurulmasından oluşur. Bu işlem zemin seviyesinde yapılır. Volumetredeki su içerisinde hava
kabarcıklarının olmaması ve hortumun kontrol ünitesindeki soketlerine takılması gerekir. Cihazdan
basınç vanası ile hafifçe basınc verilir. Hortumdan (siyah renkli) su akışının sürekli geldiği ve kesikli
şekilde akmadığından emin olduktan sonra 10 Nolu valf kapatılır (closed). Hortumun ucu proba
bağlanır (Şekil-14b). Daha sonra probun içerisini sistemdeki su gidişini açarak su ile doldurulur.
Proba 300 cc su enjekte ettikten sonra hortum probdan ayırılır. Probun orta kısmını (su hücresi)
özellikle iç bileziklerin olduğu yerleri iki elle hafifçe sıkıp bırakarak su içindeki hava kabarcıklarının
çıkmasını sağlanır veya diğer bir yöntemle aşağıda açıklandığı gibi hava çıkışı sağlanır.

Su devrelerinin doluluğu ve doygunluğu deney öncesi birkaç defa basınç artışı ve boşaltması sonrası
büyük oranda azalır. Fakat su devresinde hava kalmaması için Şekil-14’de gösterilen merkez/su
hücresine bağlı 11 nolu bağlantı yerindeki somunu [12 nolu kör tapa] gevşeterek sürekli su akışının
gelişi görülür ve somun tekrar sıkılır. Yüksek basınçlara çıkılacaksa hortum ve prob tüm havadan
arındırılmış olmalıdır. Bu amaçla deney öncesi probu honlanmış (iç kısmı pürüzsüz/dikişsiz olan)
çelik boru içerisine yerleştirip istenilen basınca çıkıp kontrol edilir. Aksi taktirde yüksek basınçlarda
sistem içerisinde hava varsa ve su gidişi çok az ise su düşüşü yerine volumetrede su yükselişleri
görülebilir.
Aşağıdaki her olaydan sonra su devrelerinin doluluğu ve doygunluğunun kontrolü yapılmalıdır:
1) Eğer su devresinde bir vakum oluşuyorsa, örneğin, eğer prob çok derine indiriliyorsa ve kuyu
kuru ise,
2) Sistemdeki basınç aniden serbest kalırsa. Örneğin, yüksek basınçlı deneylerden sonra,
3) Uzun süren deneyler gibi özel amaçlı deneylerden sonra, böyle bir olay meydana gelebilir.

Bütün bu işlemlerden sonra su seviyesi düşeceği için volumetredeki su seviyesi görüş tüpündeki kırmızı renkli bölgeye gelinceye kadar (“0” seviyesi) doldurulmalıdır. Küçük huniyi kontrol panelinin üzerindeki giriş 13'e bağlayınız ve kelebek vana 2 'yi "Su" ya çeviriniz. Gaz devresini suyla doldurmaktan kaçınmak için seviyenin yükselmesine izin vermeyiniz. Volumetreyi doldurmak için temiz su veya soğuk havalarda cam suyu antifriz solüsyonu kullanınız. Kontrol panelini boşaltmak için doldurma hunisini çıkış 12'ye bağlayınız. Valf 2 'yi "Su" konumuna çeviriniz. Kontrol panelindeki volumetredeki su yerçekimi ile boşalır.

Diferansiyel Valfi İle İlgili Sorunlar ve Giderme Yolları :
Aşağıdaki işlemlerde gerekli düzeltici eylemleri gerçekleştirirken, teknik bir servisten yardım alınız.
Sorun: Fark basıncı korunmuyor.
1. Diferansiyel basınç valfının temiz olduğundan emin olunuz.
2. Valf’in sızdırmadığından emin olunuz.
3. 2 Nolu kelebek valfin işlevini yerine getirip getirmediğini kontrol ediniz.
Sorun: Ayarlanan basınç, kilitlemeden sonra ve kontrol düğmesi pozisyonunda değişiklik yapılmadan artmaya devam ediyor.
Muhtemel neden:
Basınç regülatörü grubunun temizlenmesi ve contasının değiştirilmesi gerekir.
Sorun: Testten sonra su sıfıra dönmüyor.
Muhtemel neden:
1. Hortumları kontrol ediniz.
2. Probun iç lastiğini ve iç bilezikleri kontrol ediniz.
3. 2 Nolu valfin işlevini yerine getirip getirmediğini kontrol ediniz.

Sorun: Gaz devresine su girdi.
1. Diferansiyel valf ve basınç regülatörü dahil olmak üzere gaz devresini tamamen boşaltın.

Sorun: Bir vana sızdırıyor
1. BTR 5/64 anahtar ile düğmeyi vanadan çıkarın ve pulu 8 mm düz anahtarla hafifçe sıkınız.
2. Gerekirse, valfin kendisini değiştiriniz.
3. Değiştirme hassas bir işlemdir ve uygun aletler gerektirir.
Sorun: Kirli, kırık veya çatlak görüş tüpü
Görüş borusunun önündeki şeffaf polikarbonat koruma şeridini çıkarınız, görüş borusunun
bağlantıda olduğu alt ve üst somunları sökünüz, arızalı ise görüş borusunu hafif şekilde arkasına
parmağınızı sokup esneterek çıkarınız ve kontrol paneli kutusunda saklanan yedek şeffaf görüş
borusu ile değiştiriniz. Eğer kirli ise içini temiz pamuklu bir bez ile ucunu çekerek temizleyiniz. Ters
sırada yeniden monte ediniz. Somunları aşırı sıkmayınız. Sızdırmazlığını cihaz ile probu kalibrasyon
borusu içerisine yerleştirip yüksek basınçta kontrol ediniz.

Basınç Kaybı Testi (Pressure Loss Test) :
Sondanın lastik kısmının düşük bir direnci vardır. Bu direncin deneyin yapıldığı zemine verilen
basınç içine dahil edilmemesi gerekir. Mebran ve mebran kılıfının direncinin aşılması için harcanan
basıncın bulunması işlemine “mebran düzeltmesi” veya “mebran direnci hesaplaması” adı verilir.
Prob, 25 kPa'lık artışlarla şişirilir.

Kullanıcıların yaptıkları diğer hatalardan biri de deneyde yarıklı muhafaza borusu kullandıkları
zaman basınç kalibrasyonu düzeltmesini açıkta şişirdikleri çıplak proba göre yapmalarıdır. Eğer
deneyde yarıklı muhafaza borusu (slotted tube) kullanılacak ise, prob yarıklı muhafaza borusu
içerisine konarak kalibrasyon işlemi yapılır. Bu durumda yarıklı muhafaza borusunun yüzeyde
deney süresince dik tutulması ve bir yere yaslanmaması gerekir. Bir diğer önemli konu da probun
yarıklı muhafaza içerisine konacağı zaman kauçuk olan merkezleyici alt ve üst tampon parçalarının yerleştirilmesi gerekmektedir. Sadece alt tampon parçasının konup üst parçasının konmaması durumunda tijle bağlantı sırasında kablodan çekilmesiyle probun yukarı doğru hareket etme olasılığı vardır.

Membranın sertliği/direncini bulmak için yapılan kalibrasyonda, prob dikey bir kuyudaki konumu ile aynı olması mantığıyla yüzeyde düşey olarak kontrol ünitesi yanında yer alır. Yatay şekilde zemine bırakılarak (yatırılarak) kalibrasyon yapılması halinde, probun kendi ağırlığı mebran ve kılıfın davranışını değiştirebilir.