Ana Sayfa Bilgi Bankası

30 Aralık 2010 Perşembe

Jeosentetikler

JEOSENTETİKLER


1- GİRİŞ :

Polimer ürünleri günlük yaşantımızda polimer sanayiindeki gelişmelere paralel olarak geniş bir kullanım alanına sahiptir. İnşaat işlerinde ise genel olarak jeosentetikler olarak adlandırılan polimer ürünlerinin jeotekstil , jeomambran , jeoağ(jeomat) , jeoızgara(jeogrid) birleşik jeosentetikler adı altında inşaat sektöründe yaygın bir şekilde kullanım alanına girdiği gözlenmektedir. 
Yurdumuzda yeni tanınan bu malzemeler, özellikle Avrupa ve Amerika da 50’li yıllardan beri gittikçe artan bir şekilde ve başarıyla kullanılmaktadır. Her yeni malzeme de olduğu gibi bu tür malzemelerin de geleneksel malzemelerin yerini alabilmesi için uzun bir süre geçmesi gerekmiştir. Geleneksel malzemelerle karşılaştırıldığında geçmişe dayalı bilgi,gözlem,deney eksikliği bu malzemelerin başlangıçtaki en büyük handikabı olmuştur. Ancak yıllar boyunca bu malzemeler üzerinde yapılan gözlemler ve incelemelerin bu tür malzemelere karşı duyulan tedirginliği büyük ölçüde ortadan kaldırdığını söylemek mümkündür. 
Yurdumuzda da bu tür malzemeleri üreten veya pazarlayan firma sayılarındaki artış bu tür malzemelerin yurdumuzda da yaygın bir kullanıma sahip olmaya başladığının bir göstergesidir. 



2- JEOTEKSTİL 

2.1Tanım :
Jeotekstil ; temel , zemin , kaya ve toprak malzeme de kullanılan geçirgen tekstil ürünü olup sentetik yapılı ürünlerin bütünü veya sistemidir. 

2.2Jeotekstil Yapım Malzemeleri :

Jeotekstil yapımında pek çok hammadde kullanılır. Bunların belli başlıları arasında alifatik poliamid (naylon ) ; cam , mineral veya karbon fiberleri ; çelik çubuk ; aromatik polyester veya poliamidler ; kompozit malzemeleri sayabiliriz.
Bunlardan yaygın şekilde kullanılan 3 grubun özelliklerini bilmek uygun jeotekstil seçimi konusunda önemlidir. 

2.3Özellikler : 

Jeotekstil özellikleri , yapıldığın da fiberin özelliklerine ve yapım özelliklerine bağlıdır. Kısaca jeotekstilin özellikleri düşünüldüğünde bu malzemelerin yapıldığı fiberlerin hammadde özellikleri göz önüne alınmalıdır. Buna göre jeotekstilin özellikleri aşağıda verilen alt kategorilere ayrılabilirler. Bunlar ;

a)Malzeme ve Fiber Özellikleri ,
b)Fiziko-Kimyasal Dayanıklılık ,
c)Geometrik Görünüş ,
d)Fiziko-Mekanik Özellikler ,
e)Hidrolik Özelliklerdir.





2.4Jeotekstil Sınıflandırma Yöntemleri
Jeotekstiller çeşitli yöntemler kullanılarak sınıflandırılabilir. Bunların başlıcaları yapım tekniği ; polimer bileşimi ( PA, PP Jeotekstil gibi ); ağırlık/kalınlık ; mühendislik fonksiyonları ; mekanik,fiziksel ve hidrolik özelliklerdir. 
Yapım tekniklerine göre sınıflandırma da genel anlamda iki ana sınıf düşünülür ; örgülü ve örgüsüz ürünlerdir. Bu tiplerde kendi aralarında yapıldıkları fiberlerin veya ipliklerin cinsine göre alt gruplara ayrılabilirler. Aslında örgüsüz tiplerde fiberlerin birbirlerine bağlanma prosesi ; örgülü ürünlerde de örme teknikleri de bağlayıcı parametrelerdir. Bu nedenle bu parametreleri de içeren ve en doğru sınıflandırma sistemi olarak düşünülen CFG ( Comite Françaıs Des Geotextiles ) sınıflandırmasıdır.
Mekanik özellikler hem jeotekstil üretim yönünde, hemde bu yöne dik olarak ölçülür. Ölçülen özellikler çekme dayanımı ( kN/m ) , kopma uzaması ( % ) ve yırtılma dayanımıdır. ( kN )
Hidrolik özellikler , geçirgenliğin , daha açık bir ifadeyle yüzeye dik geçirgenliğin ( permittivity ) ( S-1 ) ve yüzey boyunca geçirgenliği ( transmissivity ) ( m2/s ) bulunmasıyla belirlenir.
Filtrasyon özelliği ise filtrasyon çapı olarak ifade edilen O95 ( Malzemenin %95’inin geçeceği göz açıklığının mikron değeri ) gözenekliliğin belirlenmesiyle bulunur. 

2.5 Jeotekstilin Fonksiyonları ve Kullanım Alanları

Jeotekstil üstün tarafı aynı zamanda pek çok fonksiyonu üstlenmesi yanında bu malzemelerin mekanik ve kimyasal dayanıklılığa sahip olma , yerleştirme kolaylığı ve maliyet gibi avantajlara da sahip olmasıdır.
Jeotekstilin en büyük özelliği iki ayrı tip zemini ayırmakta kullanılan sürekli yüzeyidir. Jeotekstilin fiber içeren yapısı yoğunlaşmış kuvvetleri yaymayı olanaklı kılar. Ayrıca, zemin kütlesi içinde yayılmış çekme kuvvetlerine karşı koyar ve takviye elemanı olarak görev üstlenir. Jeotekstil filtre özellikleri nedeniyle kirlilik amaçları için kullanılabilir. Katı parçacıkların geçişini engellerken , sıvı ( su ) ve gaza ( hava ) karşı yeteri kadar geçirimli kalır. Belirli koşullarda bu ürünler önemli miktarda suyu , yüzeyi boyunca taşıyabilir ve bu nedenle dren elemanı alarak davranış gösterebilir. Kısaca söylemek gerekirse jeotekstil hidrolik ve mekanik düzeyde fonksiyonlara sahiptir. Üstlendiği 4 temel fonksiyon ise ; 
a)Drenaj
b)Filtrasyon
c)Ayırma
d)Takviye ( Güçlendirme )
Jeotekstilin kullanım yerleri ;
·Temelin hızlı bir şekilde pekiştirilmesinde düzey filtrelerde
·Barajlarda sızma sularına karşı drenaj bölmesi olarak
·Biriken suları boruya iletilmesinde drenaj bölmesi olarak
·Depo ve kanallarda 
·Erozyona karşı korumada 
·Drenaj borularında filtre olarak
·Su yapılarının kıyılarına dalga ve akıntıya karşı koruyan taş kaplamaların altında filtre olarak
·Karışma eğilimi olan iki malzemeyi ayırmada sayılabilir.

3. JEOMAMBRAN


3.1Tanımı , Yapım malzemeleri ve Üretim :
Geçirimsiz veya daha doğru şekliyle geçirimsiz olarak kabul edilen jeosentetiklere jeomambran adı verilir. Jeomambran , sentetik ( termoplastik ) ve bitümlü ürünlerden yapılır. Bu sentetik malzemeler arasında en çok kullanılanlar ;
a)Yüksek yoğunluklu polietilen ( HDPE ) ,
b)Düşük yoğunluklu polietilen ( LDPE ) ,
c)Polinivilklorür ( PVC ) ,
d)Etilen kopolimer bitüm ( ECM ) ,
e)Klorlu polietilen ( CPE ) ‘dır.
Jeomambran üretiminde genelde üç ayrı teknik uygulanır. Güçlendirilmemiş jeomambranlar ; polimerlerden çeşitli teknikler kullanılarak , haddelenerek veya kalıptan çekilerek elde edilir. Güçlendirilmiş mambranlar ise sentetik ürün veya jeomambranlar bitümlü polimer karışımları ile kaplanır veya emdirilir.
Güçlendirilmiş lamine edilmiş jeomambranlar da jeomambran , sentetik ürünlerde haddeden geçirilerek veya kaplanarak birleştirilir. Son iki grup ilginç yapıları nedeniyle daha ayrıntılı incelenmelidir.
·Güçlendirilmiş Bitümlü Mambran :
Güçlendirilmiş bitümlü mambranlar her biri kendi özel fonksiyonuna bağlı farklı elementlerden yapılır. Bu fonksiyonlar ya üretim prosesinde, ya da kullanım sırasında ortaya çıkar. Şekil 3.1.
Güçlendirilmiş mambranın temeli , bitümlü karışım emdirilmiş polietilen veya polyester mambrandır.
Kullanılan üretim prosesine bağlı olarak ya alt tabaka ya da filler olarak cam mambran ve/veya polyester film bulunmasıda mümkündür. Polyester film ayrıca bitkilerin ve köklerin mambranın içine girişini bir bariyer olarak engeller. Pek çok güçlendirilmiş mambran uygulamalarında birkaç milimetre kalınlığındaki bitümlü karışım tabakaları güçlendirme tabakasının her iki tarafına uygulanabilir.


En üst tabakanın kompozisyonu uygulamanın gereklerine göre değişir. Üst tabakada yapışmayı engellemek ve pürüzlülüğün temini amacıyla kum ; ultra-viole ışığına karşı koruma için arduvaz tanecikleri kullanılır. Örgüsüz malzeme ( Koruyucu Tabaka ) örneğin , delinmeye karşı koruma gibi mekanik dayanımı iyileştirir. Film tabaka ise kök büyümelerine karşı bariyer olarak ve kimyasal dayanıklılık için kullanılır.
·Jeotekstilin Laminasyonu ve Kaplaması :
Jeotekstil uygulamaları için sentetik veya mambran sızdırmaz film tabakası ile donatılabilir. Filmi yalnızca ürünün alt tabakasına uygulamanın yanında, pek çok sayıda ürün ( ve/veya mambranlar ) arasına film uygulanarak lamine edilebilir ( tabaklandırılabilir ). Film, tabakaları bir arada tutar ve filmin ergime noktaları birbirine yakınsa malzemeler bir arada daha iyi tutulur.
3.1Fonksiyon ve Özellikler :
Bu malzemelerin en büyük özelliği sentetik yalıtım sağlayarak suyun zemin içine girişini engellemek ve zemini korumaktır. Bu malzemeler geleneksel kil , beton veya asfalt yalıtkanlara alternatif olarak düşünülebilir. 0,5-3 mm kalınlığındaki polimer veya kopolimer paneller birleştirilerek sıvılara karşı sürekli bariyer oluşturabilir.
Jeomambranla jeotekstiller arasındaki temel fark jeotekstilin kumla hemen aynı geçirgenliğe sahip olmasına karşın , jeomambranlar çok düşük geçirgenliğe sahiptir. Genel anlamda jeomambranlar ham gazlara , hemde akışkanlara karşı geçirimsiz olarak göz önüne alınmalıdır. Zaten komşu zemin tabakaları veya zemin ile akışkan arasında ideal su veya gaz tutucu bariyer olma özelliği bu durum sonucudur. 
Jeomambranlar narin malzemelerdir. Eğer yeteri kadar mekaniksel koruma sağlanmamışsa özellikle ince mambranlar gerek yalıtım sisteminin yapımı süresince gerekse yapı bittikten sonra kolayca zarar görebilir. Bu nedenle mambranlar la birlikte jeotekstil kullanılarak yalıtım sisteminin zarar görmesi büyük ölçüde azaltılabilir. Olası hasarlara örnek olarak keskin köşeli kayalar nedeniyle oluşabilecek yırtılmaları, su derinliği veya aşırı basınç nedeniyle alt tabakasındaki deliklerin veya çatlakların karşısında oluşacak patlama gerilmelerini ve aşınma nedeniyle eskimeyi sayabiliriz.
Bu durumda jeomambranlar en azında aşağıdaki özellikleri taşımalıdır. 
a)Yerleştirilirken çekme kuvvetlerine dayanabilmek ve inşaat süresince küçük kazalardan zarar görmemek kendini destekleyen sistemden dolayı üzerine gelen deformasyon kuvvetlerine uyum sağlamak , su basıncı altında çatlakların üzerinde köprü oluşturabilmek için yeterli miktarda çekme dayanımına sahip olmalıdır.
b)Suda veya temas sıvılarında bulunabilecek elementlere veya bileşiklere karşı kimyasal dayanıklılığa sahip olmalıdır.
c)Önceden tahmin edilebilir bir ömür süresi olmalıdır. Diğer bir deyişle öngörülen sürede dayanımdaki kayıp , oksidasyon , plastiklik kaybı gibi nedenlerle kırılgan olmamalı ve bulunduğu ortama uyum sağlamalıdır.
Jeomambran esaslı güvenilir bir kaplama aşağıdaki beklentilere de cevap vermelidir. 
a)Uygulandığı yapıya sürekli olarak yerleşecek şekilde mambranın serilmesi mümkün olmalı.
b)Mümkün olabildiğince uzun ve geniş rulo kullanılarak güvenilir bir şekilde uygulama yerinde kaynak edilip birleştirilebilmeli , ayrıca basit fakat güvenilir test prosedürleriyle kaynakta birleştirilmiş ek yerleri kontrol edilmelidir.
c)Mambranın altında olası kaçaklar nedeniyle oluşabilecek sıvıyı uzaklaştırmak ve basıncı hafifletmek mümkün olmalıdır.

3.1Tasarım ( Dizayn )
3.1.1Genel
Yapı için jeomambranlar tasarımlanırken bir çok limit göz önüne alınmalıdır. Limit durumlar yapının davranışlarını tanımlar ve yalnızca gerekli fonksiyonları yerine getirdiği zaman kabul edilebilir.
Gerek yapım aşamasında gerekse kullanım süresince jeomambran üzerine gelen yüklere dayanmalı ve fonksiyonunu yitirmemelidir. Jeomambranın seçilmesinde temel kriterlerden biri bu malzemenin üstüne gelen yükten daha fazla bir dayanıma sahip olmasıdır. Tasarımlamada emniyet payı göz önüne alınmalıdır. Tasarım hesaplarında rol oynayan temel parametreler ‘’temel değişkenler’’ olarak adlandırılır. Temel değişkenler iki gruba ayrılır. Bunlar dayanım ve yüklerdir. Malzeme davranışları yetersiz görüldüğünde problemin çözümünde aşağıdaki yollardan biri kullanılabilir.
a)Yük düzeyi azaltılabilir.
b)Malzemenin dayanımı arttırılabilir.
c)Bir diğer malzeme seçilir.
Yukarıda sözü edilen limit durumlar iki sınıfa ayrılabilir. Bunlar, malzeme üstündeki yüklerin jeomambran yapımında kullanılan hammadden bağımsız olduğu durum ile jeomambranların yapıldığı malzemeye bağlı olduğu durumdur. Örneğin jeomambran su depolama amacıyla bir yapıda kullanılıyorsa, mambran dalga kırılma etki etkisine maruz kalabilir. O zaman dalga yüksekliği ve şev eğimi jeomambrana gelecek yükleri belirleyen sınırlı koşullardır. Bu örnekte yük, kullanılan hammadden bağımsızdır. 
Eğer jeomambran çevresel tehlikeli madde depolama yapılarında kullanılıyorsa, depolama alanındaki bu maddeler mambranın kalitesini olumsuz yönde etkileyebilir. Bu durumda jeomambran bozulmaya karşı yeteri dayanıklılıkta olmalıdır. Bu durumda yük, depolanan maddelerin ve jeomambranın yapıldığı hammaddenin karşılıklı etkileşimine bağlıdır. Bu örnekte yük jeomambranın yapıldığı malzemeye bağlıdır. Çeşitli sınır koşullar ve kabul edilebilir yükler, hidrolik yükler ve gaz basıncı, zemin mekaniği ile ilgili yükler, biyolojik etkiler, iklimsel etkiler, kimyasal bozulmalar başlıkları altında incelenebilir.
3.1.2Hidrolik Yükler ve Gaz Basıncı
Genellikle üç çeşit hidrolik yük söz konusudur. Bunlar dalga, akıntı ve statik yük farklılıklarıdır.
3.3.2.1 Dalga ( Dinamik Yükler )
Dalga kırılması kısa ve lokal yüklere neden olur. Yükün boyutu dalga yüksekliğine ve yamaç eğimine bağlıdır.
Kaplanmamış jeomambranın üzerine yük direk olarak mambrana yakın tabakalarla iletilir. Bu, genellikle malzemede çekme gerilmelerine yol açar. Bunun etki derecesi jeomambranın sağlamlığına ve mambranın altındaki zeminin elastikliğine bağlıdır.
Kaplanmış jeomambranın üzerine ise dalga kırılma kuvveti yumuşatılmış olarak iletilir. Balast tabakası olarak kullanılacak malzeme jeomambran üzerinde noktasal yüklere neden olmamalıdır.
Eğer jeomambranın ağırlığı yetersizse veya kullanılan balast yeterli değilse dalga etkisiyle jeomambranın alt ve üst tarafları arasındaki yük farklılıkları filmin hareketine neden olur. Genel olarak mambran dinamik yüklerin etkisi altında sabit kalmalıdır. Bu durum alt tabakanın stabilitesi için özel bir önem taşır. Yükteki değişimler alt tabakaya iletilirse yamaç üzerinde mikro-kararsızlığa yol açar.
3.3.2.2Akıntı
Eğer su katı parçacıklar içeriyorsa ve jeomambran kaplanmamışsa yani balast yoksa yüksek akım hızlarında jeomambran erozyona uğrayabilir.
Eğer kaplama tabakası kullanılmış ise jeomambran direk olarak etkilenmeyecektir.
Akıntılar ve anaforlar mambran altında ve üstünde yük farklılıklarına neden olabilir. O zaman mambran alt tabakadan (özellikle kenarlarda) yukarı doğru kaldırabilir. Bu olay yeteri miktarda balast kullanılarak engellenebilir.
3.3.2.3Statik Yük Farklılıkları
Eğer jeomambran altında ve üstünde farklı su seviyeleri (veya gaz basınçları) varsa statik yük farklılıkları oluşabilir. Bunun sonucu olarakta mambran zeminden kalkıp ayrılabilir. Bu olayda yeteri miktarda balast kullanımıyla önlenebilir. Buna ilaveten mambranı veya herhangi kaplama tabakasını kaymadan koruyabilmek için sürtünmeye karşı yeteri kadar direnim sağlanmalıdır.
3.3.2.4Gaz Basıncı 
Pek çok nedenle jeomambran altında gaz olabilir. Buna örnek olarak turbalı zeminleri verebiliriz. Bu gazla yapıda arzu edilmeyen yüklere yol açabilir. Örneğin , jeomambranla kaplanmış depoda yapım süresince kuru çalışma ortamını olanaklı kılmak için yer altı su seviyesi düşürüldüğünde bu olayla karşılaşılabilir. Yapım işi bitirildiğinde ve yer altı su seviyesinin tekrar yükselmesine izin verildiği zaman bu su zeminin içindeki gazları itecektir. Eğer gazlar kaçmazsa , yeraltı suyu ve jeomambran arasında basınç oluşturulacaktır. Eğer mambran 
üzerine yeteri miktarda balast serilmemişse bu gazlar etkisiyle zeminden yukarı itilecektir.
Eğer , gazlar depolama alanının yatağında geçirimsizlik (bariyer) oluşturan jeomambranın altında toplanırsa yukarıda sözü edilen problem ortaya çıkabilir. Bu nedenle eğer gerekiyorsa gazların kaçması için tasarımlamada gazlara karşı geçirimli mambran ve/veya depolama alnının orta kısmının yan taraflara doğru eğimli olmasına izin verilebilir. 
Gazlar hijyenik amaçlı dolgularda örtü olarak kullanıldığı zamanda problemlere yol açabilir. Kimyasal / biyolojik prosesler gazların oluşmasına neden olur. Bu gazların mambranın altından , çok büyük boyutta basınç oluşturmasına yol açmadan kaçmasına izin verilmelidir.

3.3.2Zemin İle İlgili Yükler
Zeminde çeşitli mekanik etkilerdeki değişimin sonucu olarak işletmede üç ayrı durum olabilir ;
a)Jeomambrana dik yükler ,
b)Jeomambranın içindeki yükler , örneğin çekme kuvvetleri.
c)Jeomambran düzlemi boyunca yükler , örneğin kayma kuvvetleri.
3.3.3.1 Jeomambrana dik yükler
Bu yükler su toplama alanının içeriğinden ya da mambranı örten balast nedeniyle jeomambran üzerine taşınabilir. Mambran alt tabakasıyla desteklenir. Balast olarak adlandırılan safhalar üç türlü olabilir.
a)Balast sıvıdır.
b)Balast katı malzemedir.
c)Balast katı ve sıvı malzeme karışımıdır.
Verilen bir yükte mambranın yakınına kadar uzanan malzemenin cinsi ve derecelenmesi mambran davranışlarını belirleyecektir.
Jeomambrana direk temas eden malzemeler ne kadar pürüzlü ve keskinse mambranın kesilmeside o oranda artacaktır.
Yüklerin ve karşı etkilerin jeomambran içindeki davranışlarını teorik hesaplamalarla elde etmek mümkün değildir. Özel mambran çeşitlerinin dayanıklılığını belirlemek için en uygun yol bunları söz konusu yükler altında bırakacak şekilde test prosedürleri uygulamaktır. Bu amaçla çeşitli test yöntemleri geliştirilmiştir.
Ancak belirli bir jeomambran ve belirli bir derecelenmeye sahip pürüzlü malzeme durumunda , delinmeye karşı dayanıklılık jeomambranın kalınlığı arttırılarak sağlanır.
Bazı durumlarda mambranın delinmeye karşı dayanıklılığı koruyucu film uygulamasıyla arttırılabilir. Ancak pek çok durumda mambranın altına veya gerekirse her iki yanına ince malzeme tabakası uygulanarak daha kesin dizayn yaklaşımları düşünülebilir. Burada ince malzemeden kasıt kum veya maksimum tane boyutu 5 mm’den küçük olan malzemedir.
3.3.2.2Jeomambran içindeki yükler
Jeomambran içindeki yüklerin temel nedeni zemin alt tabakasındaki farklı oturmalardan kaynaklanır. Bununda (mambranın zeminle temasta olduğu düşünüldüğünde) jeomambranda deformasyona neden olabileceği açıktır. Mambran deformasyonunda sonuçta malzemede çekme gerilmelerine yol açar. Temel tabakasında oturma olduğundan jeomambran bu hareketlere karşı koyacak yeterlilikte olmalıdır.
3.3.2.3Kaplama Malzemesinin Mambran Üzerinde Hareketi
Genellikle jeomambran üzerine kaplama tabakası yerleştirilir. Bu durumda mambranın pürüzsüzlüğü kaplama malzemesinin hareketine yol açabilir. Diğer bir olgu olarak sürtünme kuvvetlerinin kaplama tabakasına iletilmesi büyük deformasyonların jeomambranda oluşmasına neden olabilir. Böylece yapının geometrisi değişir veya kaplama tabakası nedeniyle zarar oluşabilir. Genel olarak kaplama malzemesinin hareketi istenmiyorsa; kaplama tabakası ve jeomambran arasındaki sürtünme kuvvetleri kaplama tabakasının ağırlığından dolayı mambran boyunca uyguladığı kuvvetlerin bileşeninden büyük olacak şekilde dizayn yapılmalıdır.
3.3.3Biyolojik Etkiler
Jeomambran gibi bariyer tabakalar, agresif çevre koşullarına ve çeşitli biçimde ortaya çıkan olumsuz tesirlere karşı dayanıklı olmalıdır. Malzemeler bu olumsuz tesirlere karşı geliştirilmiş çeşitli yöntemlerle test edilirler.
a)Mikroorganizmalar
b)Bitki Örtüsü
c)Yosun
d)Kemirgen Hayvanlar
e)Kuşlar
f)Diğer Memeliler

3.3.2İklim Etkileri
Rüzgar , güneş ışığı , yağış ve sıcaklık olayları nedeniyle iklimsel etkiler gözükebilir.
3.3.3Kimyasal Bozulma
Kimyasal yüklerde rol oynayan faktörleri ,
a)Etkinin çeşidi
b)Konsantrasyon
c)Sıcaklık
d)Yükleme Süresi
e)Gerilme
f)Malzeme cinsi olarak sayabiliriz.
Bozulma olayında jeomambran yapımında kullanılan termoplastiklerin ve bitümlerin yapısal özellikleri büyük rol oynar. Sıvı ve gazlar ile mambran arasında temas bu ikisi arasında karşılıklı etkileşime yol açar. Moleküler , mambranın moleküler yapısı içine girip ona etkiyebilir. Bu durumda malzeme şişip-kabarabilir , çözülebilir veya kimyasallarla bozulabilir.
3.4 Kullanım Yerleri
Akışkan sızıntısına karışı yalıtım malzemesi olarak kullanıldığı uygulama alanları arasında taşıma kanalları ve tekne geçitleri , rezervuarlar ve su depoları (örneğin eğlence amaçlı havuzlar , yangın için su depolamak gibi) , yer altı su seviyesi altındaki hendeklerde , sulama kanallarında , depolama bentleri ve barajları , yer altı su seviyesi altındaki yol kesimlerinin (viyadük,tünel) sayabiliriz. Bundan başka bu malzemeler kentsel , kimyasal veya katı katkılar , maden ziftleri , uçucu kül , jips , gübre , ve kirletilmiş toprak gibi katı ürünlerin geçici veya kalıcı depolanmasında , üst kaplamada , petrol istasyonları gibi alanlarda kirletici maddelere karşı ara madde oluşturur. Bir başka deyişle iki ortam arasında oluşturulan bu bariyer bu ortamların birbirine karışmasını engeller.
Bu örneklerde jeomambranın , jeotekstille kullanımı sıklıkla gözükür. Bu durumda jeotekstil koruma , drenaj , takviye gibi fonksiyonları üstlenmektedir. 
3.4.1.Zararlı Atık Depolama Havuzu :
Jeomambranın yukarıda sayılan kullanım yerleri örnek olarak şekil 3.2 ‘de görülen zararlı atık depolama havuzunu verebiliriz. Bu sistemlerde düşük geçirgenli mineral bariyerlerin üzerinde sentetik kaplama (jeomambran) kullanılabilir. Bundan amaç kirli atık alanının tabanını yalıtmaktır. Burada jeomambran, üstüne yerleştirilen mambran koruyucu jeosentetik (örneğin yüksek yoğunluklu örgülü jeotekstil) bu malzemeyi gerek inşa sırasında, gerekse yerleştiği yerde granüler drenaj malzemelerinin yırtılma gibi fiziksel zararlarına karşı korur. Drenaj tabakasının üstüne ve doğal zeminle düşük geçirgenlikli mineral bariyer arasına konan jeotekstil ayırıcı katman fonksiyonunu üstlenir. Bu sistemde jeomambranın üstüne kum yerine, jeotekstil kullanılarak hem depolama hacminde artış, hem de süratli bir inşaat yapımı olarak kullanılır.

3.4.2. Sıvı Depolama Rezervuarları :
Şekil-3.3 ‘de çeşitli depolama rezervuarlarına ait dizayn örnekleri verilmektedir. Bu örneklerde jeomambran ya da direk olarak atık su ile temasta olmakta ya da çifte korumalı sistemlerin arasına konan jeotekstil birinci katmandan olabilecek sızıntıları drene eder. Tek katlı sistemde jeomambranın altına konan jeotekstil hem jeomambran koruyucu, hemde yeraltından gelen sızıntıları drene amacıyla kullanılır.
Jeosentetik uygulamalarında kullanılan ağ yapısı jeotekstil ve/veya jeomambranları içeren bileşik sistemin bir parçası olur.
Jeotekstil ve jeomambran arasına yerleştirilmiş jeoağ, toprak dolgudan sızan suyu toplama sisteminin parçası olur. Çakıllı klasik sistemle karşılaştırıldığında, sistemin oluşturulması daha kolay ve güvenilirdir. Bu tip sistemlerin depolama kapasitesinde artışa neden olan daha dik yamaçların inşaasına izin vermesi diğer önemli bir avantajdır. Sızıntı yakalama sistemi iki jeomambran arasına jeoağ yerleştirilerek oluşturulur. Ağ yapısı normal kum drenaj tabakalarına göre daha yüksek taşıma kapasitesine sahiptir.
3.4.3. Barajlar :
Barajların gerekli fonksiyonu su tutmak olduğu için barajlarda jeomambran kullanımı uygun olabilir. Jeomambranların barajlardaki olası kullanım yerleri Şekil-3.4’de gösterilmiştir. Şekil-3.4 (a) durumundaki gibi jeomambran kullanımı hali hazırda pek çok barajda uygulanmaktadır. Kaçakları en aza indirmek gerekli olduğu zaman çifte kaplama kullanılabilir Şekil-3.4 (b). Bu durumda, rezervuarda ayrıca kaplanacak veya en azından barajın komşu çevresi içinde geniş bir alan kaplanacaktır. Geçirimsiz zemin üstündeki rezervuardan su kaçağını en aza indirmek için rezervuara çifte kaplama ve memba yüzeyine tek jeomambran uygulanarak düşük geçirgenlikli zeminin üzerine direk olarak yerleştirilebilir. Şekil-3.4 (c)’de bu durum görülmektedir. Birbiriyle temasta olan jeomambran ve düşük geçirgenlikli zemin tabakaları kompozit kaplamayı oluşturur. Eğer jeomambran üzerinde herhangi bir delik varsa, kompozit kaplamadan olası su kaçağı oranı geçirimsiz zemin üzerine yerleştirilmiş jeomambran içinden kaçan su oranından çok daha azdır. Kompozit kaplamalar atık boşaltma dolgularında sıksık
Kullanılır. Jeomambran örtüsü (blanketi) baraj altında oluşacak kaçakları en aza indirmek için kullanılabilir Şekil-3.4 (d). Eğer blanket zayıf veya muhtemel çökme alanları (örneğin karstik formasyon) içeren zeminler üzerinde oluşturulmuşsa jeosentetik (jeogrid veya yüksek dayanımlı ve modüllü jeotekstil) ile güçlendirilmiş zemin tabakası jeomambranın altında kullanılabilir Şekil-3.4 (e). Jeosentetik dikey çekirdek hendeği (cut off) yapım (Şekil-3.4 f) ya, sondaj çamuru kullanılarak çukurlar açmayı ve ardından özel tekniklerle bağlanmış jeomambran panellerin gömülmesini, ya da rijit sentetik plaka örtülerinin genellikle koruyucu çelik mandrel kullanılarak zeminin içine döşenmesini gerektirir. Barajlarda geçirimsiz perde ya dikey Şekil-3.4 (g) olabilir ve dolgunun tamamlanmasından sonra yukarıda sözü edilen cut off yapım tekniklerinden biri kullanılarak yapılabilir, ya da dolgu yapımı ilerlerken yapılır. Sonraki durumda Şekil-3.4 (h) durumu göz önüne alınmalıdır. Burada dolgu birkaç aşamada yapılır. Her aşamanın sonunda jeomambran yerleştirilir ve ardından bir önce yerleştirilene kaynaklanır. Zig-zag yüzey (Şekil-3.4 i) sayısız problemlere neden olabilir.
Jeomambranlar toprak barajları yükseltmek için geleneksel yapım teknikleriyle beraber kullanılabilir. Şekil-3.4 (j) veya, örneğin farklı sıkıştırabilme yeteneğine sahip farklı iki zon arasındaki sınır üzerinde olduğu gibi çatlamanın olabileceği alanlarda bitümlü betonu tamamlayıcı olarak kullanılabilir Şekil-3.4 (k). Her iki durumda da jeomambranın yüzey kaymasının ilerletip ilerletmediğinden emin olunmalıdır. Şekil-3.4 (j) durumunda denge analizleri yapılmalıdır. Şekil-3.4 (k) durumunda ise kayma testleri yapılmalıdır. Burada en iyi çözüm bitümlü mambran kullanımı gibi gözükmektedir.
Jeomambranların diğer önemli bir işlevi de barajların kullanılabilmesidir. Örneğin jeomambranlar dolgu barajların mansap tarafı yamacına kullanılabilir Şekil-3.4 (a). Yine jeomambranlar artan bir şekilde metal kaplama, beton veya bitümlü betonla kaplanmış, Şekil-3.4 (l) veya beton barajlarda Şekil-3.4 (m) tamir için kullanılmaktadır. Bu uygulamalarda jeomambran ya baraj yüzeyine yapıştırılmakta, ya da metalik tutturucular kullanılarak mekanik olarak tutturulmaktadır. Jeonet , kalın iğne delikli jeotekstil gibi iletken jeosentetikler bazen barajın orijinal yüzü ile jeomambran arasında kullanılabilir Şekil-2.45 (h).
Baraj tamirlerinde kullanılan teknikler ayrıca yeni barajların içinde kullanılır. Örneğin silindirle sıkıştırılmış beton barajların (roller compacted concrete dams) yüzlerinde aynı uygulama yapılmaktadır. Şekil-3.4 (m).
Barajlardaki bütün jeomambran uygulamalarında jeosentetik tabakalar arası kullanılabilir. Bunun tipik bir durumu jeotekstil perdenin kaya ve beton levhalar gibi komşu malzemelerce jeomambranı aşınma ve delinmeye karşı korumasıdır. Su basıncı uygulandığında jeomambranı çatlakların veya betonların altındaki derzlerin içine girmesini engellemek bir diğer jeomambranı koruma işlemidir.
Ve bu işlem sıklıkla jeotekstil kullanılarak yapılır. Çifte tabaka jeomambran veya jeonetler arasına yerleştirilmiş jeotekstil , jeomambran ve jeonet arasındaki kayma riskini en aza indirir. Bu durum çifte tabakalı durumlarda yararlı olabilir

3.4.4Tüneller :
Jeomambranın bir diğer kullanım alanı tünellerdir. Bu uygulamalarda geçirimsiz tabaka işlevini üstlenen jeomambranlar koruyucu jeotekstillerle kullanılabilir. Uygulama alanları arasında demir ve karayolu tünelleri , içme ve pis su tünelleri , basınçlı tüneller ve mağaraları sayabiliriz.
3.4.5Depo Zeminin Hazırlanması :
Depo yerinin seçiminde tabanı sağlam, kil oranı yüksek,zemin emniyet gerilmesi yüksek araziler tercih edilmeli ve seçilmelidir. Ancak depo sahası geçirimsiz bir yapıya sahip olsa dahi, tabanı ilave işlemlerle geçirimsiz hale getirilerek,zeminin her yerinde geçirimlilik (1x10-8 m/sn) katsayısının aynı olması sağlanır.
Depo sahasının üst kısmındaki tarım toprağı sıyrılarak,biriktirilmeli ve ilerde sahanın yeşillendirilmesinde kullanılmalıdır. Zemin bitki ve ağaç köklerinden temizlenir. Bu işlemlerden sonra depo sahasının minimum 30cm. derinliğindeki toprak tabakası sürülerek gevşetilir ve yol ve alt yapısı sıkıştırma tekniğine uygun tekrar sıkıştırılır.
Bu tabakanın üzerine tabii geçirimsiz malzemesi olarak kil serilir ve depo sahası tabanının her yerinde sıkıştırılmış,kalınlığı en az 60 cm. olacak şekilde, 30’ar cm.lik iki tabaka halinde, tekniğine uygun olarak sıkıştırılır. İyi bir sıkıştırmanın sağlanması ve çatlamaların meydana gelmemesi için kilin optimum nemde olması lazımdır. Sıkıştırma işlemi silindir,keçi ayağı gibi yol alt yapısında kullanılan aletlerle yapılabilir.
Sıkıştırılmış zeminin geçirimlilik katsayısı en az 1x10-8 m/sn olmalıdır. Deriliği en az 10 metre ve az çatlaklı olan kaya zeminlerde bu değer 1x10-7 m/sn olarak alınabilir.
Teşkil edilen bu taban kuruma , donma , erozyon ve mekanik tesirlerden özenle korunmalıdır.
Ayrıca depo tabanı mümkün olduğu durumlarda, suni malzemelerle de geçirimsiz hale getirilir. Bunun için yüksek yoğunluklu polietilen folye (HDPE) kullanılır. Bu folyenin kalınlığı 2-2.5 mm. Arasında değişir.
Plastik folyenin kullanılması halinde folye, kaba parçaların delmesinden korunmalıdır. Koruma ince kumlarla sağlanabilir. 2-10 mm. Arası daneler %15’den fazla olmamalıdır. Bu koruyucu tabakanın kalınlığı en az 10 cm. olmalıdır.





Hiç yorum yok:

Yorum Gönder