Zeminin Sıkışma Deneyi
Yukarıda da ifade edildiği gibi bütün toprak işlerinde zeminin sıkıştırılması büyük önem taşımaktadır. Yol inşaatında arzu edilen neticenin elde edilmesi için gerek yol yüzeyi ile temel ve alt temel tabakalarının gerekse tabanın mümkün olduğu kadar fazla sıkışık bir kitle haline getirilmesi gerekmektedir. Sıkışma kitlenin özgül ağırlığı ile ölçülür. Sıkışmanın mahiyeti hakkında henüz bilinenler çok az olmakla beraber bu işlemde suyun çok önemli bir rol oynadığı kesin olarak anlaşılmıştır. Kuru toprağa su ilave edildiğinde su bu toprak tanelerinin etrafında ince bir film tabakası teşkil eder ve su vermeye devam edildikçe bu film tabakası da kalınlaşarak taneciklerin birbiri üzerine kaymasına sebep olur ki bu “yağlama” olarak nitelendirilir. yağlanma sadece ince taneli topraklar için bahis konusudur, zira iri taneli olan topraklarda su filminin kalınlığı tane çapına göre çok küçüktür.
Kuru bir toprak örneğine ilave edilen su, yağlanma sebebiyle sıkışmayı kolaylaştırmaktadır. Ancak belli bir miktardan sonra su artık toprağın ince tanelerle dolabilecek boşluklarını da işgal ettiği için sıkıştırma ile yoğunluğunda bir artış sağlanmaktadır. Dolayısıyla toprağın yoğunluğunu en yüksek kıymete çıkaran ve sıkışmayı mümkün kılan nem miktarı için bir optimum değer mevcut bulunmaktadır. Tatbikatta bir toprağı en yüksek yoğunluğu kazanacak şekilde sıkıştırmak için ona verilmesi gereken su miktarının belirlenmesi bu bakımdan büyük önem taşımaktadır. Bu deneme ile elde edilen yoğunluk ve nem miktarlarına bakılarak arazide fiilen bu durumun sağlanıp sağlanmadığı kontrol edilir.
Sıkışma denemesinin gayesi, laboratuarda, araziden getirilen örneklerin değişik nem oranlarında ve belli şartlar altında sıkıştırılarak hangi nem derecesinde en yüksek sıkışmanın sağlandığını tespit etmektir.
Bu deneme, standart 4 inç (10,2 cm) iç çapında 4,6 inç (11,7 cm) yüksekliğinde bir kalıp ile aynı çapta 2,5 inç (6,4 cm) yüksekliğinde takılıp çıkarabilen bir kalıp başlığı ve 2 inç (5 cm) çapında 12 inç (30 cm) yüksekten düşen 5,5 libre (2,5 kg) ağırlığında bir tokmaktan faydalanarak yapılmaktadır. (şekil 266). Denemede 4 nolu elekten geçen toprak kısmı kullanılmaktadır.
Denemenin başlangıcında örnek hafifçe ıslatılarak avuçla sıkıldığı zaman top haline gelebilir bir şekilde getirilir ve yukarıda boyutları verilen kalıba üç eşit tabaka halinde serilerek her tabaka yüzeyden 12 inç (30 cm) yükseklikten düşürülen tokmağın 25 darbesi ile sıkıştırılır. Bu arazide gevşek durumda kalınlığı 22 cm olan bir tabaka üzerinden 4,5 ton ağırlığındaki keçi ayağı silindirin 32 defa geçişle sağladığı sıkışmaya tekabül etmektedir. Ayrı ayrı her tabaka 25 darbe ile sıkıştırıldıktan sonra kalıp başlığı çıkarılıp yüzü cetvelle düzeltilir. Bu örneğin ağırlığı bulunur ve nem oranını belirlemek için bundan yeteri kadar alınır, geri kalan sıkışmış toprak 4 nolu elekten geçecek kadar ufalanır. Her defasında verilen nem oranı yükseltilerek aynı deneme en az 5 defa tekrarlanır.
Bu laboratuar yoğunluk denemesi yapılırken nem oranı arttıkça zeminin yoğunluğu da artar ve nihayet belli bir nem oranından sonra düşmeye başlar. Bu andan sonra denemeye son verilir. Nem oranları ile her bir nem oranına tekabül eden yoğunluklara dayanılarak bir eğri çizilir. Ekseriya düzgün bir parabol olan bu eğrinin maksimum koordinatları maksimum kuru yoğunluk ile optimum nem oranını gösterir.
Laboratuar maksimum yoğunlukları 90 – 105 Lb / ft³ ve daha yukarı yoğunlukta olan topraklarda ise arazide % 95 oranında bir sıkışma istenmektedir. Diğer bir ifade ile laboratuar sıkışma denemeleri ile maksimum yoğunluğu mesela 100 Lb / ft³ olarak bulunan toprağın arazide de sıkıştırıldıktan sonraki yoğunluğunun 100 Lb / ft³, buna mukabil laboratuarda 105 Lb / ft³ maksimum yoğunluk sağlanan bir toprağın arazideki sıkıştırılmış yoğunluğunun 105 x % 95 = 99,8 Lb / ft³ olması gerekir. Eğer bir toprağın laboratuar maksimum yoğunluğu 90 Lb / ft³ den küçük ise bunun yol yapımında dolguda kullanılması tehlikelidir. Bu taktirde hidrometre ve büzülme denemelerinin yapılması gerekir.
KURU BİRİM HACİM AĞIRLIĞI
OPTİMUM RUTUBET MİK.
MAKSİMUM BİRİM
HACİM AĞIRLIĞI
120
115
110
105
100
95
0 5 10 15 20 25 30
Şekil 28: Zemin Kuru Birim Ağırlığı ile Nem Arasındaki Bağlantı
Toprakların laboratuarda ve arazide yoğunluklarının belirlenmesinde şu hususlara dikkat etmek gerekir:
1. Deneme kumu 80 – 90 Lb/ft³ yoğunluğunda, yıkanmış olacak; özgül ağırlığı 10 deneme ile tayin edilecek ve birbirine yakın 6 neticenin ortalaması alınacaktır. Bu kum 20 – 30 nolu elekler arasında kalan bir kum olacaktır.
2. Laboratuar toprak yoğunluğu tayin edilirken kalıba üç eşit tabaka halinde konulacaktır. Tokmak dik tutularak vurulacak, elle kaldırılıp indirilmeyecektir. Düşüşün daima aynı yükseklikten olması sağlanacaktır. Kalıbın üst kısmı itinalı olarak düzeltilecektir.
3. Elde edilen noktalar yardımıyla kabil olduğu kadar grafiği simetrik bir şekilde çizmeye çalışılacaktır.
4. Arazide yoğunluk tayininde çukurdan toprağın ziyan olmamasına dikkat edilecek, çukur derinliği 15 cm den az olmayacaktır.
|