Dip Tarama Çamurunun (Van Gölü) Jeoteknik Özellikleri ve Dolgu Malzemesi Olarak Kullanılabilirliği

Öz

Van Gölü doğu kıyısında geçmiş yıllarda göle deşarj edilen arıtma çamuru, büyük bir göl tabanı kirliliğine neden olmuştur. 2021 yılında tamamlanan Van İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi çıkış sularının deşarj edildiği göl tabanında dip çamuru temizliği başlatılmıştır. Bu çalışmada, göl tabanından çıkartılan dip tarama çamurlarının bertarafı konusunda araştırma başlatılmış ve ekskavatör ile alınan dip tarama malzemesinin ilksel hali (DTM-1) ile geotüplerde susuzlaştırılarak elde edilen dip tarama malzemesi üzerinde (DTM-2) bazı fiziksel ve mekanik deneyler yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmada dip çamurlarının inorganik özellik gösterdiği belirlenmiştir. Ayrıca dip çamurlarının yol dolgu malzemesi olarak uygunluğunu araştırmak amacıyla Standart Proktor deneyi, sıkıştırılmış her iki dip tarama malzemesi üzerinde yaş CBR (California Taşıma Oranı) ve direk kesme kutusu deneyleri yapılmıştır. Elde edilen verilere göre, dip çamurlarının güncel Karayolları Teknik Şartnamesinde (KTŞ) dolgular için istenilen limit değerlerin bir kısmını sağladığı ve dolgu malzemesi olarak ek katkılar ile karıştırılıp kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca bu sonuçlar, jeoteknik ve çevre mühendisliği uygulamalarında sürdürülebilir malzeme yönetimine katkı sağlayacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Dip tarama çamuru
• Dolgu malzemesi
• Geoteknik özellikler
• Van Gölü

Etik Beyan

Bu makalenin yazarları, bu çalışmada kullanılan materyal ve yöntemlerin etik kurul izni ve / veya yasal-özel izin gerektirmediğini beyan etmektedir.

Teşekkür

Yazarlar, Van Gölü'ndeki dip tarama çalışmalarına verdikleri destekten dolayı Van Büyükşehir Belediyesi'ne ve jeotekstil tüp susuzlaştırma çalışmalarına yaptıkları katkılardan dolayı ARI Mühendislik-Mimarlık, Danışmanlık, İnşaat Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi'ne teşekkür eder.

Geotechnical Properties and Usability of Dredged Sediment from the Eastern Shore of Lake Van as a Fill Material

Öz

The sewage sludge discharged into the eastern shore of Lake Van in the past years has caused major lake bottom pollution. Bottom sludge cleaning has been initiated at the bottom of the lake where the effluents of the Van Advanced Biological Wastewater Treatment Plant, completed in 2021, are discharged. In this study, research was initiated on the disposal of dredging mud extracted from the lake bottom, and some physical and mechanical experiments were carried out on the initial state of the dredging material taken by excavator (DTM-1) and the dredging material obtained by dewatering in geotubes (DTM-2). In the experimental study, it was determined that the bottom muds showed inorganic properties. In addition, Standard Proctor test, wet CBR (California Bearing Ratio), and pole shear box tests were performed on both compacted dredging materials to investigate the suitability of bottom muds as road fill material. According to the data obtained, it was concluded that the bottom muds meet some of the limit values required for fillings in the current Highway Technical Specifications (HTS) and can be mixed with additional additives and used as filling material. In addition, these results contribute to sustainable material management in geotechnical and environmental engineering applications.

Anahtar Kelimeler

• Dredging mud
• Embankment fill
• Geotechnical properties
• Lake Van

Etik Beyan

The authors of this article declare that the materials and methods used in this study did not require approval from an ethics committee and/or any legal or special permissions.

Teşekkür

The authors would like to thank Van Metropolitan Municipality for their support in the dredging operations carried out in Lake Van, and ARI Engineering-Architecture, Consulting, Construction Industry and Trade Co. Ltd. for their contributions to the geotextile tube dewatering studies.

Kaynakça

1. 1. Agustini, F., Skoczylas, F. & Lafhaj, Z. (2007). About a possible valorisation in cementicious materials of polluted sediments after treatment. Cementand Concrete Composites, 29, 270-278.
2. 2. LIFE, (2002). Methods for management and reuse of polluted sediments. European Project Realized by in vivo, France (in French).
3. 3. Krause, P.R. & McDonnell, K.A. (2000). The beneficial reuse of dredged material for upland disposal. HLA Project No. 48881, California, USA.
4. 4. Riordan, J., Murphy, J.P. & Harrington, J.R. (2008). Construction and demolition waste and dredge material as landfill liner in Ireland. 1st Middle European Conference on Landfill Technology. The Hungarian Academy of Sciences, Budapest, Hungary.
5. 5. Hamer, K. & V, Karius. (2002). Brick production with dredged harbour sediments. An Industrial-Scale Experiment. Waste Management, 22, 521-30.
6. 6. Samara, M., Lafhaj, Z. & Chapiseau, C. (2009). Valorization of stabilized river sediments in fired clay bricks: Factory scale experiment. Journal of Hazardous Materials, 163, 701-710.
7. 7. Dalton, J.L., Gardner, K.H., Seager, T.P., Weimer, M.L., Spear, J.C.M. & Magee, B.J. (2004). Properties of Portland cement made from contaminated sediments. Resources, Conservation and Recycling, 41, 227-241.
8. 8. Aouad, G., Laboudigue, A. Gineys, N. & Abriak, N.E. (2012). Dredged sediments used as novel supply of raw material to produce Portland cement clinker. Cement & Concrete Composites, 34, 788-793.

9. 9. Douglas, W.S., Maher, A. & Jafari, F. (2005). Analysis of environmental effects of the use of stabilized dredged material from New York/New Jersey harbor, USA, for construction of roadway embankments. Integrated Environmental Assessment and Management, 1(4), 355-364.
10. 10. Levacher, D. & Sanchez, M. (2011). Characterization of marine sedi ments for a reuse in land disposal and embankment. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 15(2), 167-178.
11. 11. DPC, 2009. Challenging the industry, Panama report. Dredging and Port Construction Magazine.
12. 12. Wang, H.Y. (2009). Durability of self-consolidating lightweight aggregate concrete using dredged silt. Construction and Building Materials, 23, 2332-2337.
13. 13. Tang, C.W., Chen, H.J., Wang, S.Y. & Spaulding, J. (2011). Production of synthetic lightweight aggregate using reservoir sediments for concrete and masonry. Cement and Concrete Composites, 33, 292-300.
14. 14. Wang, D., Abriak, N.E., Zentar, R. & Xu, W. (2012). Solidification/stabilization of dredged marine sediments for road construction. Environmental Technology, 33(1), 95-101.
15. 15. Wang, D., Abriak, N.E. & Zentar, R. (2013a). Strength and deformation properties of Dunkirk marine sediments solidified with cement, lime and fly ash. Engineering Geology, 166, 90-99.
16. 16. Wang, D., Abriak, N.E. & Zentar, R. (2013b). Co-valorisation of Dunkirk dredged sediments and siliceous–aluminous fly ash using lime. Road Materials and Pavement Design, 14(2), 415-431.
17. 17. Chen, H.J., Yang, M.D., Tang, C.W. & Wang, S.Y. (2012a). Durability design and performance of self-consolidating lightweight concrete. Construction and Building Materials, 28, 387-394.
18. 18. Tang, C.W. (2014). Producing synthetic lightweight aggregates by treating waste TFT-LCD glass powder and reservoir sediments. Computers and Concrete, 13, 149-171.
19. 19. Karakılçık, G. & Türkmen, S. (2019). Endüstriyel ham madde atıklarının dolgu malzemesi olarak kullanılabilirliği. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(2), 121-134.
20. 20. Uysal, F., Yılmaz, V. & Topçu, H.M. (2020). Farklı atık malzemeler ile stabilize edilmiş ince daneli zeminin mühendislik özellikleri. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(1), 19-26.
21. 21. Cevikbilen, G., Teymur, B., Karadogan, U., Basar, H.M., Dağlı, S. & Tolun, L. (2015a). An investigation on suitability of dredge materials on road construction. International Conference on Civil and Environmental Engineering (ICOCEE), Nevsehir, Turkey.
22. 22. Cevikbilen, G., Teymur, B., Karadogan, U., Basar, H.M., Dağlı, S., Özer-Erdoğan, P., Güzel, B. ve Tolun, L. (2015b). Kaba daneli deniz dibi tarama malzemelerinin geoteknik özelliklerinin değerlendirilmesi. 6. Geoteknik Sempozyumu, Adana, Türkiye.
23. 23. Ozer-Erdogan, P., Basar, H.M., Erden, I. & Tolun, L. (2016). Beneficial use of marine dredged materials as a fine aggregate in ready-mixed concrete: Turkey example. Construction and Building Materials, 124, 690-704.
24. 24. Cai, Y., Qiao, H., Wang, J., Geng, X., Wang, P. & Cai, Y. (2017). Experimental tests on effect of deformed prefabricated vertical drains in dredged soil on consolidation via vacuum preloading. Engineering Geology, 222, 10-19.
25. 25. Başar, M.B., Guzel, B., Erdoğan-Ozer, P. ve Tolun, L. (2017) Türkiye’deki deniz dibi tarama malzemelerinin faydalı kullanım öncesi çevresel etkilerinin belirlenmesi: Ticari limanlar & balıkçı barınakları. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32(4), 1063-1076.
26. 26. Güzel B., Başar H.M., Güneş K., Yenisoy-Karakaş S., Karakaş D. & Tolun L., (2017). Assessment of marine dredged materials taken from Turkey’s ports/harbors in landscaping. Desalination and Water Treatment, 71, 207-220.
27. 27. Karadoğan, Ü. (2021). Haliç dip tarama çamuru ve maden atığının geotekstil tüp ile susuzlaştırılması ve geoteknik mühendisliği açısından değerlendirilmesi. Doktora tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Programı, İstanbul, 125.
28. 28. Özvan, A. (2004). Van yerleşim alanının mühendislik jeolojisi. Yüksek lisans tezi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Van, 103.
29. 29. TS EN ISO 17892-1, (2014). Geoteknik etüt ve deneyler - Zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 1: Su içeriğinin belirlenmesi, Ankara.
30. 30. TS 1900-1, (2017). İnşaat mühendisliğinde zemin laboratuvar deneyleri-Bölüm 1: Fiziksel özelliklerin tayini, Ankara.
31. 31. TS EN 13039, (2012). Toprak islahını iyileştirici ve geliştirenleri - Organik madde içeriği ve kül tahsisi, Ankara.
32. 32. TS EN ISO 17892-3, (2016). Geoteknik etüt ve deneyler - Zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 3: Tane yoğunluğunun belirlenmesi, Ankara.
33. 33. TS EN ISO 17892-4, (2016). Geoteknik etüt ve deneyler - Zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 4: Tane büyüklüğü dağılımının belirlenmesi, Ankara.
34. 34. TS EN ISO 17892-12, (2016). Geoteknik etüt ve deneyler - Zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 12: Likit ve plastik limitlerin tayini, Ankara.
35. 35. TS EN ISO 14688-2, (2018). Geoteknik etüt ve deneyler – Zeminlerin ayrılması ve sınıflandırılması- Bölüm 2: Sınıflandırma kuralları, Ankara.
36. 36. ASTM D 2487-06, (2006). Standard practice for classification of soils for engineering purposes (unified soil classification system), In Annual Book of ASTM Standards, 1-12, Philadelphia, USA.
37. 37. AASHTO T 99, (2015). Moisture Density Relations of Soils. American Association of State Highway and Transportation Officals.
38. 38. AASHTO T 193-13, (2017). The standard method of test for the California bearing ratio. Washington, DC: American Association of State Highway and Transportation Officials.
39. 39. TS EN ISO 17892-10, (2019). Geoteknik etüt ve deneyler - Zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 10: Doğrudan kesme deneyi, Ankara.
40. 40. AASHTO T 89, (2015). Determining the liquid limit of soils. American Association of State Highway and Transportation Officals.
41. 41. AASHTO T 90, (2020). Determining the plastic limit and plasticity index of soils. American Association of State Highway and Transportation Officals.