Zemin etüdünün ilk sorusu, temelin oturacağı malzemenin ne olduğudur: kum mu, kil mi, ayrışmış kaya mı, yoksa eski bir dolgu mu? Bu sorunun cevabı taşıma gücünü, oturmayı, kazı yöntemini ve deprem tasarımını doğrudan belirler. Bu yazıda temel zemin gruplarını, mühendislikte kullanılan sınıflandırma sistemlerini, TBDY 2018’deki yerel zemin sınıflarını ve sondaj loglarında kullanılan zemin desenlerini sade bir dille özetliyoruz.
Zemin ve Kaya: Temel Ayrım
Mühendislik açısından zemin, daneleri arasında zayıf bağ bulunan veya hiç bağ bulunmayan, suda dağılabilen ya da kazma ile kolayca kazılabilen doğal malzemedir. Kaya ise mineral daneleri birbirine sıkıca bağlanmış, dayanımı yüksek malzemedir. Aradaki sınır her zaman keskin değildir: ileri derecede ayrışmış bir granit zemin gibi davranabilir, sıkı ve çimentolanmış bir kil ise zayıf kayaya yakın özellik gösterebilir. Bu nedenle sondaj loglarında “tamamen ayrışmış” veya “rezidüel zemin” gibi geçiş tanımları kullanılır.
Temel Zemin Grupları ve Dane Boyu Sınırları
Zeminler önce dane boyuna göre ayrılır. Avrupa ve Türkiye’de esas alınan TS EN ISO 14688-1 (zeminlerin tanımlanması) standardındaki sınırlar şöyledir:
| Zemin grubu | Dane boyu | Alt gruplar |
|---|---|---|
| Çok iri blok | > 630 mm | – |
| Blok | 200–630 mm | – |
| Kobl (iri taş) | 63–200 mm | – |
| Çakıl | 2–63 mm | İri 20–63, orta 6,3–20, ince 2–6,3 mm |
| Kum | 0,063–2 mm | İri 0,63–2, orta 0,2–0,63, ince 0,063–0,2 mm |
| Silt | 0,002–0,063 mm | İri, orta ve ince silt |
| Kil | ≤ 0,002 mm | – |
Çakıl ve kum iri daneli (kohezyonsuz) zeminlerdir; davranışlarını sıkılık ve dane dağılımı belirler. Silt ve kil ince daneli zeminlerdir; özellikle killerin davranışını su içeriği ve plastisite belirler. Organik zeminler ve turba, bitki kalıntısı içeren, çok sıkışabilir ve düşük dayanımlı malzemelerdir. Dolgu ise insan eliyle yerleştirilmiş, içeriği ve sıkılığı çoğu zaman belirsiz bir malzemedir.
Not: Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi (USCS) elek numaralarına dayandığı için sınırlar biraz farklıdır: ince daneler No.200 elek (0,075 mm) altında kalan kısım, çakıl–kum sınırı ise No.4 elek (4,75 mm) olarak alınır.
Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi (USCS)
Mühendislik raporlarında en yaygın kullanılan sistem, ASTM D2487’de tanımlanan Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemidir; Türkiye’de TS 1500 zemin sınıflandırma standardı da aynı grup sembollerini kullanır. Sembolün ilk harfi ana zemin türünü (G çakıl, S kum, M silt, C kil, O organik), ikinci harfi ise derecelenmeyi (W iyi, P kötü derecelenmiş) veya plastisiteyi (L düşük, H yüksek) gösterir.
| Sembol | Ad | Kısa tanım |
|---|---|---|
| GW | İyi derecelenmiş çakıl | Farklı boyutlarda daneler dengeli; ince dane < %5 |
| GP | Kötü derecelenmiş çakıl | Daneler benzer boyutta veya bazı boyutlar eksik; ince dane < %5 |
| GM | Siltli çakıl | İnce dane > %12, ince kısım siltli |
| GC | Killi çakıl | İnce dane > %12, ince kısım killi |
| SW | İyi derecelenmiş kum | Dengeli dane dağılımı; ince dane < %5 |
| SP | Kötü derecelenmiş kum | Tek boyutlu veya eksik derecelenmiş; ince dane < %5 |
| SM | Siltli kum | İnce dane > %12, ince kısım siltli |
| SC | Killi kum | İnce dane > %12, ince kısım killi |
| ML | Düşük plastisiteli silt | LL < 50, A-hattının altında |
| CL | Düşük plastisiteli kil | LL < 50, A-hattının üstünde |
| OL | Düşük plastisiteli organik silt/kil | LL < 50, organik |
| MH | Yüksek plastisiteli silt | LL ≥ 50, A-hattının altında |
| CH | Yüksek plastisiteli kil | LL ≥ 50, A-hattının üstünde |
| OH | Yüksek plastisiteli organik kil/silt | LL ≥ 50, organik |
| Pt | Turba | Ağırlıklı olarak organik madde, koyu renkli, kokulu |
İri daneli zeminlerde ince dane oranı %5–12 arasındaysa çift sembol kullanılır (ör. SP-SM). Zeminin iri daneli sayılması için kütlesinin yarısından fazlasının No.200 elek üzerinde kalması gerekir.
Atterberg Limitleri ve Plastisite Kartı
İnce daneli zeminlerin sınıfı, su içeriğine göre davranışını gösteren Atterberg limitleri ile belirlenir. Likit limit (LL), zeminin plastik davranıştan akıcı davranışa geçtiği su içeriğidir. Plastik limit (PL), zeminin yoğrulabilir olmaktan çıkıp ufalanmaya başladığı su içeriğidir. İkisi arasındaki fark plastisite indisi (PI = LL − PL) olup zeminin ne kadar geniş bir su içeriği aralığında plastik kaldığını gösterir.
Bu değerler plastisite kartı üzerinde işaretlenir. Kartı ikiye bölen A-hattı (PI = 0,73 × (LL − 20)) killeri siltlerden ayırır: hattın üstündekiler kil (C), altındakiler silt (M) olarak adlandırılır. LL = 50 çizgisi ise düşük (L) ve yüksek (H) plastisite sınırıdır. Örneğin LL = 60 ve PI = 35 olan bir zemin A-hattının üstünde kalır ve CH (yüksek plastisiteli kil) olarak sınıflandırılır.
Kaya Sınıflaması
Kayalar TS EN ISO 14689’a göre kaya türü, renk, dane boyu, dayanım, süreksizlikler ve ayrışma derecesi (taze, az, orta, çok ve tamamen ayrışmış, rezidüel zemin) ile tanımlanır. Karotlu sondajda kayanın kalitesi ayrıca karot verimi (TCR) ve RQD ile sayısal olarak ifade edilir; ayrıntılar için Karotlu Sondaj, TCR ve RQD yazımıza bakabilirsiniz.
TBDY 2018 Yerel Zemin Sınıfları (ZA–ZF)
Zemin türü malzemenin ne olduğunu (kil, kum, kireçtaşı…) anlatır. Yerel zemin sınıfı ise deprem tasarımı için kullanılan bir sahaya ait özelliktir: TBDY 2018’e göre temel veya kazık başlığı altından itibaren üst 30 metrelik profilin ortalama kayma dalgası hızı (VS)30, ortalama SPT darbe sayısı (N60)30 veya ortalama drenajsız kayma dayanımı (cu)30 ile belirlenir ve deprem tasarım spektrumunu doğrudan etkiler.
| Sınıf · zemin cinsi | (VS)30 m/s | (N60)30 | (cu)30 kPa |
|---|---|---|---|
| ZA · Sağlam, sert kayalar | > 1500 | – | – |
| ZB · Az ayrışmış, orta sağlam kayalar | 760–1500 | – | – |
| ZC · Çok sıkı kum, çakıl ve sert kil veya ayrışmış, çok çatlaklı zayıf kayalar | 360–760 | > 50 | > 250 |
| ZD · Orta sıkı–sıkı kum, çakıl veya çok katı kil | 180–360 | 15–50 | 70–250 |
| ZE · Gevşek kum, çakıl veya yumuşak–katı kil; ya da 3 m’den kalın yumuşak kil (PI > 20, w > %40, cu < 25 kPa) içeren profiller | < 180 | < 15 | < 70 |
| ZF · Sahaya özel araştırma gerektiren zeminler: sıvılaşabilir zeminler, hassas killer, 3 m’den kalın turba/organik kil, 8 m’den kalın yüksek plastisiteli (PI > 50) kil, 35 m’den kalın yumuşak–orta katı kil | Sahaya özel değerlendirme | ||
Yönetmeliğe göre yüzeysel temellerde temel tabanı ile kaya üstü arasında 3 m’den kalın zemin varsa ZA veya ZB sınıfı tanımlanamaz. Aynı kil, bir sahada ZD, başka bir sahada kalınlığına ve kıvamına göre ZE veya ZF profilinin parçası olabilir.
Problemli Zeminler
- Şişen killer: Yüksek plastisiteli, smektit (montmorillonit) içeren killer su aldıkça şişer, kurudukça büzülür. Hafif yapılarda döşeme ve duvar çatlaklarına yol açabilir; temel derinliği, drenaj ve gerekirse zemin iyileştirmesi buna göre seçilir.
- Gevşek, suya doygun kumlar: Deprem sırasında boşluk suyu basıncı artarak sıvılaşma görülebilir. TBDY 2018’e göre yeraltı suyu altındaki kum, çakıllı kum, siltli killi kum ve plastik olmayan siltlerde, düzeltilmiş SPT değeri (N1)60 30’dan küçükse sıvılaşma tetiklenme değerlendirmesi yapılır.
- Organik zeminler ve turba: Çok sıkışabilir ve zamanla oturmaya devam eder; genellikle kaldırılır veya kazıklı temelle geçilir.
- Kolapsif zeminler: Kuru hâlde sağlam görünen bazı gevşek, çimentolu silt ve lösler, ıslandığında yük altında ani oturma yapabilir.
- Dolgular: Kontrolsüz yerleştirilmiş dolgular boşluklu, heterojen ve sıkışmaya açıktır; temel genellikle dolgunun altındaki doğal zemine indirilir.
Zemin Türünü Nasıl Belirliyoruz?
Galen Zemin olarak zemin türünü sahada ve laboratuvarda birlikte belirliyoruz. Jeoteknik sondaj sırasında her birim derinliğiyle loglanır; SPT deneyi ile kum ve çakılların sıkılığı ölçülür, ayrık tüpten örselenmiş, UD tüpünden örselenmemiş numuneler alınır. Laboratuvarda elek analizi ve hidrometre deneyi ile dane dağılımı, Atterberg limitleri ile plastisite belirlenir; sonuçlar USCS’ye göre sınıflandırılarak zemin etüdü raporuna işlenir.
Sondaj Loglarında Zemin Desenleri
Sondaj loglarında ve jeolojik kesitlerde her birim, türünü bir bakışta gösteren bir desenle taranır: kumlar için nokta, killer için yatay kesikli çizgi, kireçtaşı için tuğla deseni gibi. Uluslararası alanda en çok başvurulan kaynaklardan biri, ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu (USGS) tarafından hazırlanan FGDC-STD-013-2006 standardının 37. bölümündeki litoloji desenleridir. Bu desenlerden sondaj loglarında sık kullanılan 24 tanesini, Türkçe adları ve FGDC numaralarıyla birlikte indirilebilir hâle getirdik.
Zemin desenleri setini indirin. 24 FGDC deseni ve 5 Galen örnek deseni (SVG), A4 lejant (PDF ve PNG) ve kaynak/lisans bilgisi tek ZIP dosyasında.
ZIP indir (0,6 MB)Lejant PDFFGDC desenleri USGS’nin resmî PDF’inden vektör olarak alınmıştır; USGS tarafından üretilen bilgiler ABD’de kamu malıdır (public domain). Kullanırken “Kaynak: USGS / FGDC-STD-013-2006” notunu korumanızı rica ederiz. FGDC setinde dolgu, bitkisel toprak ve siltli kum, killi kum, kumlu kil gibi karışık zeminler için ayrı desen bulunmadığından bunlar için Galen Zemin örnek desen seti hazırladık; bu desenler yaygın gösterim kurallarına göre çizilmiştir, bir standart değildir ve proje veya idare şartnamesinde belirtilen lejant esas alınmalıdır.
Unutmayın: Türkiye’de zemin ve kaya tanımları TS EN ISO 14688 ve TS EN ISO 14689’a, log formatı ise ilgili idarenin ve Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı’nın istediği rapor formatına göre yapılır. Desenler yalnızca görsel bir gösterim aracıdır; zemin tanımının yerini tutmaz.
Jeoloji Haritalarına Erişim
Bir sahanın zemin ve kaya birimleri hakkında ilk fikri jeoloji haritaları verir. Ücretsiz olarak şu kaynaklardan yararlanabilirsiniz:
- MTA Yerbilimleri Harita Görüntüleyici: Türkiye jeoloji haritası ve diri fay katmanları; üyelik gerekmez.
- Macrostrat: Türkiye’yi de kapsayan küresel, küçük ölçekli jeoloji haritası (CC BY 4.0).
- EGDI Harita Görüntüleyici: Türkiye’yi içeren 1/5.000.000 ölçekli Avrupa jeoloji haritası (IGME 5000).
Daha ayrıntılı 1/25.000, 1/100.000 ve 1/500.000 ölçekli sayısal ve basılı paftalar MTA’dan ücret karşılığında temin edilir. Bu haritalar bölgesel ölçektedir ve parsel ölçeğinde sondajın yerini tutmaz. Tüm bağlantılar Önemli Bağlantılar sayfamızın “Jeoloji haritaları” bölümündedir.
Sık Sorulan Sorular
Zemin türü ile yerel zemin sınıfı aynı şey mi?
Hayır. Zemin türü malzemenin kendisini (kil, kum, çakıl, kaya) tanımlar. Yerel zemin sınıfı (ZA–ZF) ise TBDY 2018’e göre üst 30 metrelik profilin kayma dalgası hızı, SPT darbe sayısı veya drenajsız kayma dayanımına göre belirlenen ve deprem tasarımında kullanılan bir saha sınıfıdır.
Kil ile siltin farkı nedir?
İkisi de ince danelidir; dane boyu sınırı 0,002 mm’dir. Mühendislik sınıflandırmasında asıl ayrım plastisiteye göre yapılır: plastisite kartında A-hattının üstünde kalan zeminler kil, altında kalanlar silt olarak adlandırılır.
CL ve CH ne anlama gelir?
Her ikisi de kildir. CL likit limiti 50’nin altındaki düşük plastisiteli kili, CH likit limiti 50 ve üzerindeki yüksek plastisiteli kili gösterir. CH killer genellikle daha fazla şişme ve büzülme potansiyeline sahiptir.
Zemin türü sadece sondajla mı belirlenir?
Sondajda birimler gözle tanımlanır ve numune alınır; kesin sınıflandırma ise elek analizi, hidrometre ve Atterberg limitleri gibi laboratuvar deneyleriyle yapılır. Jeoloji haritaları ön bilgi verir ancak sondajın yerini tutmaz.
Desen setini projelerimde kullanabilir miyim?
Evet. FGDC desenleri USGS kaynaklı olup ABD’de kamu malıdır; kaynak notunun korunması yeterlidir. Galen örnek desenleri de kaynak gösterilerek kullanılabilir. Projede idarenin belirlediği bir lejant varsa her zaman o esas alınmalıdır.
Galen Zemin olarak sondaj, arazi ve laboratuvar deneyleriyle zemin türünü ve yerel zemin sınıfını belirliyor, sonuçları mühendis imzalı zemin etüdü raporu olarak teslim ediyoruz; projeniz için teklif almak isterseniz bizimle iletişime geçebilirsiniz.
İlgili hizmetlerimiz: Anahtar teslim zemin etüdü · SPT'li jeoteknik sondaj