Toprak Sıkıştırmanın Temelleri

Toprak sıkışması nedir?

Toprak sıkıştırma, inşaatın en kritik kısımlarından biridir, toprağa basınç uygulayarak toprağı yoğunlaştırma süreci aynı zamanda toprak yapısını gevşek, zayıf bir durumdan daha yoğun, daha güçlü bir duruma değiştirir. Toprak sıkıştırma, çeşitli özel sıkıştırma ekipmanlarıyla gerçekleştirilebilir . 

Toprağı neden sıkıştırmalıyız?

Toprak sıkıştırma, yerinde (doğal halde) veya kimyasal olarak modifiye edilmiş toprakların yük taşıma kapasitesini ve sertliğini artırmak için gereklidir. Sıkıştırma, birbirine geçen parçacıklar tarafından oluşturulan sürtünmeyi artırarak toprağın kayma mukavemetini artırır. Sertliği artırarak ve sıkıştırılmış toprak oluşturan boşlukları ortadan kaldırarak gelecekteki toprak çökmesini azaltır. Boşlukları gidermek, toprağın çökme veya büzülme veya şişme olasılığını azaltır ve zararlı büzülmeye ve şişmeye neden olabilecek su sızmasını azaltır. Büzülme/genleşme özellikleri kaldırım yapısına zarar verebilir ve kaldırım yapısının erken bozulmasına yol açabilir.

Uzun vadeli temel faydalar şunlardır:

• Yük kapasitesini artırın

• Yerleşimi azaltın

• Daha iyi stabilite

• Su sızıntısını azaltın

• Büzülmeyi azaltın

Şimdi, inşaat için toprağın taşınması gereken her yerde, temel toprak sıkıştırma ile başlar. Ve bu taşınabilir sıkıştırma çekiçleri, ileri ve geri titreşimli plakalar ve daha küçük hendek silindirleri, hendek dolgusu, bordürler ve oluklar, köprü destekleri, döşeme işleri ve kaldırım toprak sıkıştırma gibi dar alan çalışmaları için yaygın ekipmanlardır.

Toprak sıkışmasını etkileyen faktörler nelerdir?

Toprak tipi

Farklı toprak tipleri sıkıştırmaya farklı tepki verir. Topraklar parçacık boyutuna ve bazı toprak sınıflarında kritik nem içeriği değerlerine veya Attberg limitlerine göre sınıflandırılır. Çeşitli parçacıklar içeren iyi dereceli granüler topraklar inşaat uygulamalarında tercih edilir çünkü kolayca sıkıştırılabilir, boşlukları ortadan kaldırır ve birbirine geçen parçacıklar tarafından nem emilimine direnir, bu da toprağı daha büyük yüklere dayanabilen çok yoğun bir toprak haline getirir. Kötü dereceli topraklar dar bir parçacık boyutu aralığı içerir, bu da inşaat amaçları için iyi değildir çünkü toprak, birbirine geçmemiş parçacıklarla ilişkili kayma mukavemetinden yoksundur, bu nedenle sıkıştırılması kolay değildir.

Nem içeriği

Nem içeriği toprak sıkışmasında çok önemli bir rol oynar. Maksimum kuru yoğunluk yalnızca nem içeriği istenen seviyede olduğunda elde edilebilir. Bu nokta optimum nem seviyesi olarak bilinir. Toprak optimum nem içeriğinin altındaysa, bir su tankına bağlı bir fıskiye kullanılarak toprağa hesaplanmış miktarda su eklenmeli ve eşit bir nem içeriği elde etmek için bir greyderle toprakla karıştırılmalıdır.

Toprakta aşırı nem varsa, optimum nem seviyelerine ulaşmak için havalandırma ve kurutma yapılması önerilir.

Sıkıştırma ekipmanı

Seçtiğiniz sıkıştırma ekipmanının türü de sıkıştırılması gereken toprak türüne bağlı olarak biraz değişir. Aşağıdaki tablo, farklı toprak türleri için ekipman türünü belirlemek için bir referans olarak kullanılabilir.

Kaldırma kalınlığı

Toprak sıkıştırma bazen istenen toplam kalınlığa ulaşılana kadar birden fazla toprak katmanının veya birden fazla toprak katmanının sıkıştırılmasını içerir. Her kaldırma, altındaki kaldırma kadar kararlıdır, bu nedenle her katmanın sıkıştırılması kritiktir ve izlenmelidir. Çok küçük veya çok büyük katmanlar arasındaki dengeyi bulmak için doğru kaldırma kalınlığını belirlemek önemlidir. Çok büyük bir kaldırma, zayıf sıkıştırmaya neden olabilir ve kararlılığı etkileyebilirken, çok küçük bir kaldırma aşırı maliyete ve zamana yol açabilir. Kaldırma kalınlığı genellikle spesifikasyona bağlı olarak 8 ila 14 inç arasındadır.

Temas basıncı

Toprak ile sıkıştırma ekipmanı arasındaki temas basıncı da önemlidir. Temas basıncı, sıkıştırma ekipmanının toplam ağırlığından ve ekipmanın temas ettiği toprak alanından etkilenir. Temas basıncı ne kadar yüksekse, elde edilen sıkıştırma derecesi de o kadar yüksek olur.

Sıkıştırmayı etkileyen birçok faktör vardır, ancak en temel faktör sıkıştırılan toprağın türü ve su tutma kapasitesidir. Toprağın sıkıştırmaya uygun olup olmadığını görmek için test edilmesi gerekir.

Toprak sıkıştırma testi nasıl yapılır?

Sıkıştırma derecesini belirlemek için kullanılabilecek birkaç sıkıştırma test yöntemi vardır. Başlangıçta var olan koşulları anlamak için proje sahasında ön saha testi yapmak önemlidir. Balon yoğunluk ölçer veya Shelby tüpü kullanarak kum konisi testi uygulanabilir seçeneklerdir, ancak bir sahanın sıkıştırılmasını test etmek için en yaygın olarak nükleer yoğunluk ölçer kullanılır. Laboratuvar yöntemleri genellikle toprak yoğunluğunu elde etmek için toprağı 25°C'de kalıplara sıkıştırmayı içerir. Örneğin, bir nem yoğunluğu testi, belirli bir hacimdeki bir kalıpta standart bir ağırlık kullanılarak belirli bir yükseklikten toprağın sıkıştırılmasını belirtir. Bu gereklilikler, kontrollü ve tekrarlanabilir sıkıştırma kuvvetlerini kolaylaştırır ve toprağın maksimum yoğunluğunu ve optimum nem içeriğini sağlar.

Toprak nasıl sıkıştırılır?

Toprak sıkışması, statik veya dinamik kuvvetler ve toprağın manipülasyonları ile elde edilir. Statik kuvvetler, makinenin kendi ağırlığını kullanarak sürekli aşağı doğru basınç uygular ve toprağın üst kısmını sıkıştırarak sıkışmayı artırır. Dinamik kuvvetler, titreşimler veya düşen ağırlıklar biçimindeki hareketi, makinenin statik yüküyle birleştirerek toprağın yoğunluğunu artırır. Toprağı daha derin bir seviyede sıkıştırmaya yardımcı olmak için yoğurma ve kesme yoluyla çalışır.

BISON, kohesif (kil gibi) veya granüler (çakıl gibi) olsun, gevşek toprağı sıkıştırmak için özel olarak tasarlanmış ekipmanlara sahiptir ve daha güçlü, daha kompakt bir toprak oluşturur. Ekipmanlar, el sıkıştırıcılarından çok büyük, çok ağır silindirlere kadar uzanır. Bu cihazlar BISON hafif inşaat ekipmanı tedarikçilerinde bulunabilir .