Betonlu toprak kompozit temel tasarımında, betonlu toprağın mukavemeti nasıl belirlenir?

Thread Content

Betonlu toprak karışımı kazıklarla oluşturulan kompozit zeminlerin tasarımında, standartlara göre betonlu toprağın mukavemeti laboratuvar ortamında yapılan oranlama deneyleriyle belirlenmelidir. Ancak çoğu durumda tasarım, laboratuvar verileri olmaksızın yapılır ve bir sonraki tasarım hesaplamalarına geçilebilmesi için öncelikle bir güçlendirici elemanın basınç mukavemetine dair bir tahmin değeri belirlenmelidir. Bu değerin nasıl uygun şekilde belirleneceği, hem tasarımcıları zorlayan bir sorundur hem de Zhongzhi platformunda kullanıcıların sıkça sorduğu bir konudur. Burada ilgili bilgilere dayanarak aşağıdaki yanıt verilmektedir. Saha araştırma verilerine göre, sertleştirici malzeme olarak çimento kullanıldığında ve diğer koşullar aynı kaldığında, aynı toprak tabakasında çimentonun oranı farklı olduğunda çimento-toprak bileşiğinin mukavemeti de farklılık gösterir. Proje için 32,5 sınıfı çimento kullanılabilir ve çimento oranı %7–12 arasında olmalıdır. Çimento oranı %10’dan fazla olduğunda, çimento toprağının mukavemeti 0,3 MPa–2 MPa’nın üzerine çıkabilir. Genellikle çimento oranı αw olarak %12–20 arasında kullanılır. Profil çelikli betonlu zemin kazıkları (duvarlar) için ise su-bağlayıcı oranının yüksek olması nedeniyle (1,5–2,0), betonlu zeminin mukavemetini sağlamak amacıyla en az 42,5 sınıfında çimento kullanılmalı ve oranı da %20’den az olmamalıdır. Betonlu toprağın basınç mukavemeti, kullanılan çimento oranının artmasıyla birlikte artar; ancak zeminin özellikleri ve inşaat koşullarındaki farklılıklar nedeniyle, çimento oranındaki artış ile betonlu toprağın mukavemetindeki artış yüzdesi tam olarak örtüşmez. Çimento mukavemeti, çimento toprağının mukavemetini doğrudan etkiler; çimento mukavemet sınıfı 10 MPa arttığında, çimento toprağının mukavemeti fcu yaklaşık %20–30 oranında artar. Genel mühendislik deneyimlerine göre, eğer sağlayıcı malzeme yapışkan toprak ise ve laboratuvar ortamında elde edilmiş karışım verileri yoksa, kazık gövdesinin sınırsız basınç mukavemeti değeri fcu olarak tahmin amacıyla %12–15 oranında çimento kullanıldığında 1,0–1,6 MPa değeri esas alınabilir. Betonlu toprağın mukavemeti, yaşlanma süresi arttıkça artar; 28 günü aştıktan sonra bile mukavemetde belirgin bir artış görülür. Maliyetleri düşürmek amacıyla, hem yurt içinde hem de yurt dışında yük taşıyan karıştırılmış kazık numuneleri için standart yaşlanma süresi 90 gün olarak alınmaktadır. Yatay yükleri taşıyarak destek görevi gören karıştırılmış kazıklar için, kazı süresinin etkisi dikkate alındığında, çimento toprağı mukavemet standardı olarak 28 gün yaşlılık süresi esas alınabilir. Basınç mukavemeti testlerinden anlaşıldığı üzere, diğer koşullar aynı kaldığında, farklı yaşlardaki çimento toprağının basınç mukavemetleri arasındaki ilişki genellikle doğrusal olup, ampirik ilişki formülleri şu şekildedir: fcu7＝（0,47～0,63）fcu28, fcu14＝（0,62～0,80）fcu28, fcu60＝（1,15～1,46）fcu28, fcu90＝（1,43～1,80）fcu28, fcu90＝（2,37～3,73）fcu7, fcu90＝（1,73～2,82）fcu14. Yukarıdaki formüllerde fcu7, fcu14, fcu28, fcu60, fcu90 sırasıyla 7g, 14g, 28g, 60g ve 90g yaşlarındaki çimento toprağının basınç mukavemetlerini ifade etmektedir. Yaş üç ayı aştığında, betonlu toprağın mukavemeti yavaş bir şekilde artar. 180 gün sonundaki betonun mukavemeti, 90 gün sonundakinin 1,25 katıdır ve 180 gün sonra bile betonun mukavemetindeki artış devam etmektedir.