Kompaksiyon Deneyi ( Sıkıştırma Deneyi ) Zemin Sıkışması (Kompaksiyon)

KOMPAKSİYON (SIKIŞTIRMA) DENEYİ

İnşaat mühendisliğinde inşaat sahasının kotunu yükseltmek, inşaat alanındaki tabi zeminin yerine daha iyi özelliklere sahip zeminin konulması ve karayolu-havaalanı kaplama altı düzenlenmesi v.b. amaçlarla toprak dolgular yapılmaktadır. Başka bir bölgeden alınıp inşaat alanına dökülen bu zeminlerin doğrudan, gelişigüzel dolgu sahasına dökülmesi elde edilecek dolgu tabakasında yüksek boşluk oranı, su geçirimliliği, sıkışabilirlik ve düşük mukavemete sebep olacaktır ve dolgu tabakası homojen olmayan bir dağılım gösterecektir. Bu şekilde oluşturulan bir dolgu tabakası hesaplarda istenilen özelliklere sahip olamayacağı için dolgu oluşturulurken sıkıştırma işlemi yapılması gereği ortaya çıkmıştır.
2.KOMPAKSİYON TEORİSİ

Kompaksiyon; zeminin tabaka tabaka serilerek, silindirleme, vibrasyon, tokmaklama gibi işlemlerle zemin danelerinin birbirine yaklaştırılması ve aralarındaki hava boşluklarının azaltılması sonucu daha sıkı bir yerleşime sahip olmalarını sağlayan mekanik işlemler olarak tanımlanabilir. Danelerin birbirine yaklaşabilmesi için uygulanan yüklerin yanında zemin içindeki su miktarının da önemi vardır. Zeminin su içeriği yükseldikçe boşluklardaki havanın bir kısmı hapsedileceği için oluşan basınç artışı kompaksiyonu zorlaştırmaktadır. Zemin tamamen suya doygun ise hidrostatik basınçtan dolayı kompaksiyon mümkün olmayacaktır. Zemin içinde yeterli su bulunduğu zaman daneler arasındaki sürtünme azalacak ve yağlanma etkisi ortaya çıkacaktır. Böylece danelerin birbirine yaklaşması ve hareket etmeleri kolaylaşacaktır.
Zemin içindeki su miktarının anlatılan bu iki etkisi de göz önüne alınarak zeminin en iyi ve kolay sıkışabileceği bir su içeriği belirlenmelidir. Bu su içeriğine optimum su muhtevası denir. Optimum su muhtevası deneysel olarak belirlenir.
3.KOMPAKSİYON DENEYİ
Uygulanan belli bir sıkıştırma enerjisi ile elde edilecek sıkılık derecesinin su muhtevasına bağlı olarak değişimi, dolguda kullanılacak zemin için deneysel olarak saptanmalıdır. Proktor deneyi olarak bilinen deney yöntemi 1930’lu yıllarda R.R.Proctor tarafından geliştirilmiş ve günümüzde standart deney olarak kabul edilmiştir. Deney; değişik su muhtevalarında zemin numunelerinin, standart boyutlarda bir kalıp içinde, belirli sayıda tabakalar halinde ve üzerine belirli bir enerji uygulanarak sıkıştırılması esasına dayanır.
3.1. Kullanılan cihazlar
Metal kalıp : İç çapı 105 mm, iç yüksekliği 115,5 mm olan, 1000 cm3 hacminde, silindir biçiminde,
Kolayca çıkarılabilen bir taban plakası ile 5 cm yüksekliği olan bir yakası bulunan
Metal tokmak : 50 mm çapında dairesel bir tabanı olan, 2,5 kg ağırlığında,
(Tokmağın, serbest düşüşünü 30,5 cm’ye ayarlayabilen bir düzeni olmalıdır.
Terazi : 1 g hassasiyetti,

Zemin Sıkışması (Kompaksiyon)

Zemin Sıkışması (Kompaksiyon) Kompaksiyon ile konsolidasyon arasındaki farkın tain olarak anlaşılması gerekir.Konsolidasyon, devamlı basınç altında kohezyonlu zeminin boşluklarındaki suyun tedrici olarak dışarı atılması ve neticede hacimde bir azalmanın meydana gelmesidir. Konsolidasyon ise yalnız havanın dışarı atılması ile zemin tanelerinin birbirine yaklaşmasıdır Bu silindiraj, vibrasyon ve tokmaklama şekliyle ve neticede hava boşluklarının hacmim azaltarak. zeminin birim hacim ağırlığını arttırır.
Barajlar, istinat duvarları, uçak pistleri vb birçok toprak inşaatlar insan yapısı sıkıştırılmış dolgu gerektirir. Bir zemini sıkıştırıp daha yoğun hale getirmekle gelecekteki oturmaların azalması, kayma direncinin artması ve geçirgenliğin azalması sağlanmış olur.

Zemin mühendisliğinde sıkıştırma; bir zeminin porozitesini azaltmak, yoğunluğunu yükseltmek gerekçesiyle genellikle dinamik yük ile zemin taneleri birbirlerine yaklaştırmak ve kısmen üniformluğunu sağlamak anlamına gelir.
Zemin cinsine göre farklı sıkıştırma uygulamak gerekir.Geçirimsiz zeminlerin diğer bir deyimle, geçirimsizliği sağlayacak ölçüde ince malzeme bulunduran zeminlerin laboratuarda sıkıştırılmasında ve arazi sıkıştırma denetiminde standart proktor deneyi temel olarak alınır.Oysa geçirimli zeminlerin laboratuarda sıkıştırılmasında ve arazi sıkıştırma denetiminde bağıl birim hacim ağırlık deneyi temel olarak alınır
Sıkışmanın temel ilkelerinin tam olarak anlaşılmasına karşın suyun özellikle ince daneli zeminlerde önemli bir etken olduğu bilinmektedir. Kum bir zemine su eklenmesi durumunda, taneciklerin çevresinde bir su filmi oluşur Daha çok su eklenmesi film tabakasını kalınlaştırır. Bu genellikle kayganlık olarak tanımlanır. Belirli bir noktaya dek eklenen su, özellikle ince taneli zeminlerde zemin boşluklarındaki su o ölçüdeki hava ile yer değiştirir Ancak belli bir doygunluk yüzdesinden sonra eklenen su zemin tanelerinin doldurması gereken boşlukları doldurur Büyük ölçüde hava yeri doldurulmadan kalır ve eklenen su tanelerin arasını açar.Bu nedenle zemin yoğunluğunda azalma olur.
Laboratuvarda sıkışma deneyinin amacı; verilen bir zemin için belli bir sıkıştırma enerjisinde en büyük sıkışmayı "en büyük kuru birim hacim ağırlığı" sağlayacak belirli ölçüdeki su içeriğinin "optimum su içeriğinin" saptanmasıdır.Böylece zemin bu optimum su içeriğinde yerinde (arazide) sıkıştırıldığında beklenen sıkılık elde edilir.Ama bu amacın gerçekleşmesi için laboratuarda elde edilen sıkışma derecesinin, yerinde kullanılan yöntemlerle elde edilen sıkışma derecesine kıyaslanabilir olması gerekir.
Başlangıçta yerinde kullanılan sıkıştırma araçlarının küçük olması ve küçük yoğunluk elde edilmesi laboratuarda kullanılan sıkıştırma yöntemlerinin küçük enerji ile yapılmasını yeterli kılıyordu.Oysa yerel (arazi) sıkıştırma araçlarının ve yöntemlerinin gelişmesi ile sıkışmada yüksek yoğunluk elde edilmesi, laboratuarda sıkışma enerjisinin yükseltilmesini zorunlu kıldı.Genellikle, sıradan temel ve dolgu projelendirmelerinde yerinde sıkıştırma enerjisinin benzerini elde etmek için laboratuarda standart sıkıştırma (proktor) deneyi kullanılır.