Usage of Engieenering Geophysics in Building Foundation in Suadiye (Kocaeli)

Abstract

In order to figure out the underground characteristics of the 4485 m2 area located in Suadiye Municipality of İzmit-Kocaeli, resiprocal seismic refraction studies were conducted at 4 points and vertical resistivity soundings were performed at 2 points, mechanical soundings at about 20 m were drilled at 9 points and microtremor measurements were acquired at 2 points in the investigation area. Two layers were determined with the seismic studies. The thickness of the first layer (upper layer) varies between 1.07-1.09 m. The P and S velocities of the upper layer are calculated as Vp1: 286-291 m/s ve Vs1: 117-119 m/sn. The P and S velocities of the lower layer change between Vp2: 794-806 m/s ve Vs2: 358-363 m/s respectively. Atterberg limits and 3- axial pressure test were applied on the soil samples collected from boreholes. The compressibility index Cc= 0.26-0.33, plasticity index Ic= 0.81-1.03 were determined. The soil plasticity was determined as plastic-very plastic. The bearing capacity and safety bearing capacity were obtained as 3.60-3.73 kg/cm2 and 1.20-1.24 kg/cm2 respectively. The soil group and the local soil class of the investigation area were obtained as ‘C’, and ‘Z3’. Ta and TB values of the investigation area were determined as TA= 0.15, and TB= 0.60. Vertical bearing coefficient and dominant soil acceleration were calculated as 925–2727 t/m3 and 0.40 respectively. The dominant ground period of the investigation area were obtained from microtremor studies as To = 0.58 sn

Suadiye (Kocaeli) Bölgesinde İnşaatlar için Mühendislik Jeofiziğinin Altyapı Araştırmalarında Kullanılması

Öz

Kocaeli İli, İzmit İlçesi, Suadiye Beldesinde, 4485 m yüzölçüme sahip olan arazide yeraltı özelliklerininin belirlenmesi amacıyla çalışmaya uygun 4 profil boyunca düz ve ters atışlı sismik kırılma, 2 noktada düşey elektrik sondajı (DES) yapılmış, 20m derinlikli 9 adet temel sondaj delinmiş ve 2 noktada ise mikrotremor ölçümleri yapılmıştır. Sismik kırılma çalışmaları neticesinde yeraltında iki tabaka belirlenmiştir. Üstteki örtü tabakasının kalınlığı 1.07-1.09 m arasında değişmekte olup, P- ve S- hızları sırası ile Vp1: 286-291 m/s ve Vs1: 117- 119 m/sn arasında tespit edilmiştir. Bunun altına ise, P- ve S- hızları sırası ile Vp2: 794-806 m/s ve Vs2: 358-363 m/s arasında değişen daha sıkı yapıdaki kil tabakası gelmektedir. Sondaj numuneleri üzerinde Atterberg limitleri testi ve üç eksenli basınç deneyi yapılmıştır. Deney sonuçlarından Sıkışma İndisi Cc=0.26-0.33, Kıvamlılık İndisi Ic=0.81-1.03 ve Zemin Plastisitesi plastik-çok plastik olarak bulunmuştur. Terzaghi’ye göre Zemin Taşıma Gücü 3.60-3.73 kg/cm2 ve Zemin Emniyet Gerilmesi 1.20-1.24 kg/cm2 arasında saptanmıştır. Çalışma alanının zemin grubu ‘C’, Yerel Zemin Sınıfı ‘Z3’ve TA=0.15,-TB=0.60 olarak tespit edilmiştir. İnceleme alanında Yatak Katsayısı 925– 2727 t/m3 arasında değişmekte olup, etkin yer ivme katsayısı A0= 0.40 olarak saptanmıştır. Mikrotremor çalışmalarından inceleme alanında hakim titreşim periyodu’nun T0 =0.58 sn olduğu tespit edilmiştir

Kaynakça

1. ABDÜSSEMOĞLU, Ş., 1963. Kocaeli Yarımadası’ nın Jeolojisi. M.T.A. Ens. Raporu, No: 3249 (Yayınlanmamış) Ankara.
2. ABM MÜH. LTD. ŞTİ, 2005. Kocaeli-Suadiye Beldesi yer araştırma raporu, İzmit.
3. AFET İŞLERİ GEN. MÜD., 1998. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelik. 2 Eylül 1997 Tarih Ve 23098 Mükerrer Sayılı Resmi Gazete.
4. ALTINLI, İ. E., 1968. İzmit-Hereke-Kurucadağ Alanının Jeoloji İncelemesi. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi, Tatbiki Jeoloji Kürsüsü, İstanbul.
5. ÇAKIR, Ş., 1999. İzmit-Körfez (Kocaeli) Dolayının ve Kuzeyinin Stratigrafisi. Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, İzmit.
6. DELGADO J., ALFARO P., GALINDO-ZALDIVAR J., JABALOY A., LOPEZ GARRİDO A.C., and SANZ DE GALDEANO C., 2002. Structure of the Padul-Niguelas Basin (S Spain) from H/V ratios of ambient noise: application of the method to study peat and coarse sediments, Pure Appl. Geophys. 159 2733–49.
7. DELGADO J., LOPEZ C. C., ESTEVEZ A., GINER J., GUENCA A. and MOLINA S., 2000a. Mapping soft soils in the Segura river valley (SE Spain): a case study of microtremors as an exploration tool, J. Appl. Geophys. 45 19–32.
8. DELGADO J., LOPEZ C. C., GINER J., ESTEVEZ A., CUENCA A., and MOLINA S., 2000b. Microtremors as a geophysical exploration tool: applications and limitations, Pure Appl. Geophys. 157 1445–62.

9. DOĞAN, B., 1998. Yuvacık (İZMİT) – Sapanca (SAKARYA) Dolayı Orta Pleyistosen Çökellerinin Stratigrafisi ve Kuzey Anadolu Fayı Deformasyonal Analizleri, Aktif Tektonik Araştırma Grubu İkinci Toplantısı, İTÜ, İstanbul.
10. IBS-VON SEHT M., and WOHLENBERG J., 1999. Microtremor measurements used to map thickness of soft sediments, Bull. Seismol. Soc. Am. 89 250–9.
11. KLIMIS N. S., PAPAZACHOS C. B., and EFREMIDIS CH F., 1999. Determination of the behavior of a sedimentary rock mass: comparison of measured static and dynamic properties, Proc. 9th Int. Conf. on Rock Mechanics (Paris, France).
12. LUNA R., and JADI H., 2000. Determination of dynamic soil properties using geophysical methods Proc. 1st Int. Conf. on the Application of Geophysical and NDT Methodologies to Transportation Facilities and Infrastructure, Geophysics (Federal Highway Administration, Saint Louis, MO) vol 3 pp 1–15.
13. MTA, 2003. Kuzey Anadolu fay Zonu boyu jeoloji haritası
14. NEHRP, 1985. National Earthquake Hazard Program, Building Seismic Safety Council, Washington
15. OTHMAN A. A. A., 2005. Construed geotechnical characteristics of foundation beds by seismic measurements, J. Geophys. Eng. 2 126–38.
16. PAROLAI S., BORMAN P., and MILKREIT C., 2001. Assessment of the natural frequency of the sedimentary cover in the Cologne area (Germany) using noise measurements, J. Earthq. Eng. 5 541–64.
17. PAROLAI S., BORMAN P., and MILKREIT C., 2002. New relationships between Vs, thickness of sediments and resonance frequency calculated by H/V ratio of seismic noise for the Cologne area (Germany), Bull. Seismol. Soc. Am. 92 2521–7.
18. SARIASLAN, M. M., YURDAKUL, M. E., OSMANÇELEBİOĞLU, R., BASA, F., ve ŞENTÜRK, K., 1998. Sakarya İlinin çevre jeolojisi ve doğal kaynakları, MTA, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara, sf. 1-144.
19. SAVVAIDIS A., TSOKAS G., SOUPIOS P., VARGEMEZIS G., MANAKOU M., TSOURLOS P., and FIKOS I., 1999. Geophysical prospecting in the Krousovitis dam (N Greece) by seismic and resistivity geophysical methods, J. Balkan Geophys. Soc. 2 128–39.
20. SOUPIOS P. M., PAPAZACHOS C. B., VARGEMEZIS G., and FIKOS I., 2005. Application of modern seismic methods for geotechnical site characterization, Proc. Int. Workshop in Geoenvironment and Geotechnics (Milos Island, Greece, 12–14 September) pp 163–70.
21. SOWERS, G.B., and SOWERS, G.F., 1979. Introductory Soil Mechanics and Foundations, Mc Millan.
22. TERZAGHI K. and RALPH B. PECK, 1967. Soil mechanics in Engineering Practice, John wiley and Sons, New York
23. VENKATESWARA V. R, SRINIVASA R., PRAKASA R. B. S., and KOTESWARA R. P., 2004. Bedrock investigation by seismic refraction method—a case study, J. Ind. Geophys. Union 8 223–8.