KAYMA YÜZEYİNİN TESPİTİNDE

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ UYGULAMALARININ ÖNEMİ

Burak Çatlıoğlu, TMMOB Jeofizik Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi

Son zamanlarda başta İstanbul olmak üzere ülkemizin birçok ilinde istinat yapılarının yıkılması, yüzeysel toprak kaymaları, otoyol kenarı şevlerin kayması ve büyük çaplı heyelanlar meydana gelmiştir. Bu nedenle konu ile ilgili yönetmelikler ve uygulamada yaşanılan tecrübeler tekrar gözden geçirilmeye başlanmıştır.

Heyelan; zeminlerin, kayaların veya bozuşmuş kayaların doğal ya da yapay sebeplerle tetiklenerek eğim yönünde hareket etmesine denilmektedir. Heyelan araştırmaları, kaymayı tetikleyici birçok etmen olduğu için zemin araştırmalarından, eğim durumuna ve iklim özelliklerine kadar detaylı bir çalışma gerektirmektedir. Heyelanlar meydana gelmeden önce birtakım küçük hareketlerle haber verir. Bu gelişmeler takip edilmeli, kısa sürede bölge incelenmeli ve önlemler alınmalıdır. Bu alanların risk durumunu belirlemek için zeminin gevşek ve sıkı zonları, su içeriği belirlenmeli bunlara ek olarak yağış durumu ve eğim hakkında bilgi edinilmelidir.

Heyelanlar yapısı itibariyle kayma yüzeyinin ve derinliğinin, hareket türünün, yer altı suyu seviyesinin, zemin türünün ve dinamik parametrelerinin belirlenmesi nedeniyle kompleks bir jeoteknik problemdir. Geniş bir mühendislikler (Jeofizik, Jeoloji, Jeoteknik) arası bilgi birikimine ihtiyaç duyulmasının yanı sıra heyelan problemin çözümünde en etkin yöntem jeofizik yöntemlerdir.

Heyelan araştırmalarında en büyük sorun kayma yüzeyinin sınırlarının ve derinliğinin belirlenmesidir. Kayma yüzeyinin belirlenmesi için yüksek çözünürlükte çalışmalar yapılması şarttır. Jeofizik çalışmalarla sık aralıklarda veri toplanarak eğimli, kıvrımlı zonlar rahatlıkla belirlenebilir. Sondaj çalışmaları ise sadece zeminin türü hakkında bilgi verir. Birkaç sondajla yapının konumu ve devamlılığının belirlenmesi çok zor ve maliyetlidir (Şekil 1). Jeofizik çalışmalar yeraltını tariflerken hızlı ve ekonomik çözümlerde üretir.

Şekil 1. Yeraltının yapısal durumunun ortaya çıkarılmasında sismik ve

sondaj çalışmalarının karşılaştırılması (www.masw.com)

Jeofizik yöntemlerden elektrik özdirenç ve sismik yöntemler heyelan problemlerinin çözümünde yeraltının kesitini çıkararak kayma sınırını net bir şekilde tespit edebilir (Arndt vd., 2000, Gürbüz vd., 2005; Kılıç, 2006,Otto ve Sass, 2006, Yılmaz vd., 2007; Uyanık ve Türker, 2007; Göktürkler vd., 2008; Sass vd., 2008; Colangelo ve Perrone, 2012, Özçep vd., 2012). Kayma yüzeyinin derinliğini ve sınırını belirlemek, olası bir heyelanı önlemek için gerekli ilk adımdır. Jeofizik yöntemlerden elektrik özdirenç ve sismik yöntemlerle bu sınırlar belirlenir ve yapılacak iyileştirme çalışmalarına yön verir.

Ülkemizde depremden sonra en çok yaşanan doğal afet heyelanlardır. Ülkemizde ve dünya da meydana gelen heyelan olaylarını ve çevresel etkilerini incelediğimizde durumun ne derece önem taşıdığı görülmektedir. Can kayıpları, verimli toprak kayıpları ve maddi kayıplar meydana gelmeden önce heyelan incelemeleri yapılmalıdır. Ülke ekonomisi açısından da heyelan alanlarının önceden tespit edilesi önem arz etmektedir. Bu nedenlerden dolayı, doğal afetlerden heyelanlar, sebep olduğu maddi ve manevi zararlar nedeniyle en az depremler kadar dikkate alınmalıdır. Depremlerin önceden kestirilmesi şuan için mümkün olmasa da heyelanlar meydana gelmeden önce yüzeyde beliren gerilme çatlakları ile haber verir. Bu nedenle risk taşıyan bölgelerin incelenmesi ve heyelanların zarar vermeden önlenmesi gereklidir.

Ani ve sürpriz nitelikli hiçbir yamaç hareketi yoktur. En hızlı heyelanlar dahi öncesinden işaret verir. Bütün bunlara rağmen heyelanların acılara neden olması, tehlike işaretlerinin zamanında görülmeyişinden kaynaklanır. Heyelan hareketlerinin; kaya düşmesi, moloz akması, zeminin yanal yayılması, kama tipi kayma ya da dairesel kayma gibi birkaç türü vardır (Varnes, 1978). Heyelan hareketlerinin türü ve sınırları heyelanı tetikleyecek etmenler devreye girmeden belirlenmesi gerekir.

Kayma sınırlarının tespiti İmar Kanunu’nun Planlı Alanlar Tip İmar Yönetmeliğinde şu şekilde yer almıştır.

MADDE 57:

a) Statik projeye esas teşkil edecek zemin ve temel etüdü raporu;

1) Yer altının dinamik esneklik direnişleri ve yerin dayanımı, yer altı suyu varlığı, yer altı yapısı, deprem bölgelenmesi, yer kırıklıklarının hareketleri, oturma, sıvılaşma ve yer kaymalarının boyutları gibi zeminin fizikî özelliklerini belirleyen çalışmalar yönünden jeofizik mühendislerince,

Yönetmelikte görüldüğü gibi yer kaymalarının boyutları ve kaymayı tetikleyen önemli unsurlardan biri olan yer altı suyu varlığının tespiti Jeofizik Mühendislerince yapılmaktadır. Ancak uygulamada denetimsizlikten kaynaklanan bazı eksiklikler yaşanmaktadır. Zemin inceleme çalışmalarında yeterli sayıda jeofizik yöntem ve ölçüm yapılarak yer altı modellenmelidir. Bu çalışmalar da hem arazide hem de rapor kontrolü olarak kurumlarda jeofizik mühendisleri tarafından denetlenmesi gerekmektedir. Ancak halen birçok belediyede jeofizik mühendisi istihdam edilmemektedir. Jeofizik Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi olarak her belediye de en az 1 jeofizik mühendisi istihdam edilmesi gerektiğini ve belediye sınırları içerisindeki tüm jeofizik çalışmaların yerinde denetlenmesi gerektiğini söylüyoruz.

Aşağıda örneklerle Jeofizik Mühendisliği uygulamalarının kayma yüzeyi sınırlarının ortaya konmasında ne derece etkili olduğunu gösteren kesitlere yer verilmiştir.

KESİT – 1

Kayma zonu yaklaşık 25 metre derinliktedir. Üstteki düşük özdirençli birim kilden oluşmaktadır. Alttaki yüksek özdirençli birim ise volkanitlerden oluşmaktadır. Killi birim eğim yönünde kaymaktadır (Ergüder, 2010). Bu yer altı modeli çok elektrotlu elektrik özdirenç yöntemi kullanılarak elde edilmiştir.

KESİT – 2

Burada üstteki özdirenç kesiti, alttaki ise sismik tomografi ile elde edilen P dalgası kesitidir. İki kesitte de kayma sınırı kesikli çizgilerle belirlenmiştir (Göktürkler vd., 2008 – Altındağ/İzmir Heyelanı).

KESİT – 3

Çankırı’da meydana gelen bir heyelan sonucu otoyol eğim yönünde kaymıştır. Kayma sonrası jeofizik mühendisleri tarafından 4 profil çok elektrotlu elektrik özdireç ölçümleri yapılmış ve kaymanın sınırları 2 ve 3 boyutlu olarak belirlenmiştir (Candansayar,E., Ders Notlarından)

KESİT – 4

Yılmaz (2007), İstanbul’da bir konut projesinde proje alanı içerisinde kalan potansiyel heyelanın kayma yüzeylerinin tespiti için uzunlukları 150-300 metre arasında değişen 5 hat boyunca sismik yansıma çalışması yapılmıştır. 30 metre derinliğe kadar boyuna dalga hızına bağlı hız-derinlik modeli üretilmiş ve kayma yüzeyleri belirlenmiştir.

KESİT – 5

Antalya İli, Alanya İlçesi’nde bulunan yapıların hasar görmesi sonucu Jeofizik çalışmalar yapılmıştır. Alttaki çok elektrotlu sistemle elde edilen özdirenç modeli üstteki gerçek alanı birebir temsil etmiştir. Kayma sınırları belirlenmiştir.

Jeofizik çalışmalar sonucunda elde edilen parametreler ile zeminlerin veya kayaların özellikleri 2 ve 3 boyutlu olarak istenilen derinliğe göre modellenebilir. Yukarıdaki 3 boyutlu modelde kırmızı ile gösterilen yerler sıkız zeminlerin bulunduğu, sarı ile gösterilen yerler gevşek zeminlerin bulunduğu, yeşil ile gösterilen yerler ise orta sıkı zeminlerin bulunduğu yerlerdir. Yer altı modelinden de anlaşılacağı üzere yer altı çok değişken ve hetorojen yapıdadır.

KESİT - 6

Isparta Süleyman Demirel Üniversitesi Batı Yerleşkesi alanı içerisinde bulunan bir bölgede yüzeysel kayma meydana gelmiş, merdivenlerde ve yakınında bulunan yapılarda çatlaklar oluşmuştur. Alanda yapılan sismik ve özdirenç çalışmalarıyla kayma yüzeyinin sınırları belirlenmiştir (Çatlıoğlu, 2015).

Bu örneklerin sayısını arttırmak mümkündür. Bu tür çalışmalar kayma gerçekleştikten sonra derinliğini belirlemek için yapılmamalı, yapılaşma olmadan önce yapılarak güvenli yaşam alanları oluşturulmalıdır. Akademik olarak ilerleyen çalışmaların yerel yönetimler tarafından benimsenerek her inşaatta yapılması ve denetlenmesi sağlanmalıdır.

Planlı alanlar tip imar yönetmeliği kurumlar tarafından eksiksiz uygulanmalıdır.

Her belediye de jeofizik çalışmaları denetleyecek en az 1 jeofizik mühendisi istihdam edilmelidir.

Tek bir jeofizik yöntem yerine birkaç yöntem birlikte kullanılarak veriler karşılıklı kontrol edilmeli, arazi veri sayısı arttırılarak yer altı modellenmelidir.

Ülkemizin heyelan potansiyeli haritası güncel değildir. Yetkili kurumlar tarafından güncel bir harita yapılmalıdır.

KAYNAKLAR

Arndt, R., Römer, A., Sendlhofer, G., Restner, U., 2000. Geophysical Reconnaissance Methods for Landslides in Softrocks. Internationales Symposion Interpraevent, Villach / Österreich, 191-201.

Colangelo, G., Perrone, A., 2012. Geoelectrical Tomography as an Operative Tool for Emergency Management of Landslide: An Aplication in Basilicata Region, Italy. International Journal of Geophysics Article ID 593268, 5 pages.

Candansayar, E., Mühendislik Jeofiziği Ders Notları, Ankara Üniversitesi

Çatlıoğlu, B., 2015. Heyelan Geometrisinin Jeofizik Yöntemlerle Belirlenmesi, SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta

Ergüder, İ., 2010. Gümüşpınar Ocağı Dikmen Tepe Jeofizik Özdirenç Etüt raporu

Göktürkler, G., Balkaya, Ç., Erhan, Z., 2008. Geophysical Investigation of a Landslide: The Altındağ Landslide Site, İzmir (Western Turkey). Journal of Applied Geophysics 65, 84-96.

Gürbüz, M., Koç, N., Hamzaçebi, G., 2005. Jeofiziksel Yaklaşımlarla Heyelan Yapısının Araştırılması. Deprem Sempozyumu, 23-25 Mart, Kocaeli, 1154-1156.

Kılıç, A., 2006. Senirkent Heyelan Alanının Rezistivite ve Sismik Yöntemlerle Araştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 56s, Isparta.

Otto, J. C., Sass, O., 2006. Comparing Geophysical Methods for Talus Slope İnvestigations in the Turtmann Valley (Swiss Alps). Geomorphology, 76, 257-272.

Özçep, F., Erol, E., Saraçoğlu, F., 2012. Seismic Landslide Analysis: Gurpinar (Istanbul) as a case history. Environ Earth Sci 66:1617-1630.

Sass, O., Bell, R., Glade, T., 2008. Comparison of GPR, 2D-Resistivity and Traditional Techniques for the Subsurface Exploration of the Öschigen Landslide, Swabian Alb (German). Geomorphology, 93, 89-103.

Uyanık, O., Türker, E., 2007. Fethiye Eşen II HES Şalt ve Santral Sahasındaki Potansiyel Heyelanın Yerteknik Özellikleri ve Yorumu. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11-1, 84-90.

Varnes D.J. 1978. Slope Movement Types and Processes. Landslide Special Report, National Academy of Sciences 176, 11-33.

Yılmaz, Ö., Eser, M., Şenay, G., Berilgen, M., 2007. Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uygulama Örnekleri. Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim, İstanbul, 447-458.

URL1: www.masw.com