DEPREMLER

17 AGU5T05 1999GIlLI:ÜK.izM-T DEPREMi SllNUI:LARI VE,

PLANLAMA VEYAP M DENETiM- YOLUYLA AFETLEREKARŞI

HAZıRLıKLı OLMANıN I:AN VE EKONllMiKKAYIPLARI ÖNLEMEDEKi RllLÜ

Orta Doğu Teknik Üniversitesiue Mensup Bazı Öğretim Üyeleri*

Tarafından Hazırlanan Bilgilendirme ve Tespit Notu

Teınel Tespitler

17 Affusı"s J 999 Giilcri/..-j;:.ıııiı depremi tilkemizinşimdiye kadar u,qrad1ırl eıı büyük ıahii afet ve

ekonomik kuyba yolaçacak olayıdır. Buııuıı boyuılarıııı şu

aııda kcstirnıek imkansız olıııakla beraber, benzer bir

sanayi pe yoğıııı niifus birikiıııiııe sahip Japonya'daki Kobe

şelıriııiıı 1995'te /I/fradığı deprettıiıı doğurduğıı ekaııoıııikkayımı ıilkenıi:» tuşuınıası htılinde 40-50 ıııilyar dolarlık

bir kaybın sii; konusu olabileceğini düşilnıııekteyiz,Türkiye, 11<;/111 ytllar bu deprensin geılrdlğ! ekonomikLayıplan sırtınıkı ııuıalese] ıaşıyacaktır.

Deprem SOL/UCU Çuıarcık; Yalova. Koromürsel.Golciik, Adaptızarı, lzın« ı'e Düzce'de çok sayıda binalar

ç-iikmüıç ve (,WL kaybı ıneydaııa gelmiştir. Köylerdeki dumm

,LU an için bilinnıeıııekıedir. Medvuıuıı ilgisi şimdilik bun-lur üreriııde yoğuıılaşıııış bulunmaktadır, ancak [zmiı-

Adapazarı bölgesi ı'e civıırııula kurulu çok sayıda sanayi

ıesisiııin de ıııuhıeli] ôlçülerde hasara ugrwliğı havadan

yapuğımı; tespitlerde gürıııiiş huluıunaktayı z, Ayrı II ıele-[on, ıılaşım. vb. altyapının, savuıınıa tesislerinin de zarargördüğii ortadadır.

Tiirklye'de imar planlaıııa ı'e inşaat denetimifide köklü

barı d",~i§lneleritl olması şarttır. Bunlar "ser' tedbirler"

de.~il, sisteıııitı değişıııesidir. Bu bilgilendirıııe notu oııcekısa ·0 ıııevcııı durıııııu ıalılil edecek. sonra da baz: tekliflergetirecektir.

3194 sayılı İmar ve 7269-1051sayılı Afetler Kanunlarınuı Tahlili

1985 yılında TBMM tarafından kabul edilerek

yürürlüğe giren 3194 sayılı İrnar Kanunu, şehirlerde-ki imar planlama mj seçilmiş yerel yönetimlere

·P.GÜlkan. H. Sucuoğlu. M. Balamir, R. Badernli, M. Ersoy

bırakmıştır. (Bu tarihten bir yıl önce de

bakanlıkların ayısım azaltına politikasıçerçevesinde Bayındırlık ile İrnar ve İskarı

Bakanlıkları birleştir: Imiş ve ortaya Bayındırlık ve

i kan Bakanlığı çıkmıştı. Zaten Cumhuriyet döne-

minde Bayındırlık Bakanlığı 19S8'e kadar afetlerden

sorumlu bakanlıktı.) Bu tarihe adar. ülkemizdeki

nazım plan anlayışı bunların bakanlığın merkezi

teşkilatı tarafından yaptl ip beled iyelerce uygu ian-masını örıgörrnekteydi. Deprem Yönetmeliğinin de

uygulanması belediye ve mücavir alan içinde

belediyelere buukrlmıştır. Planlama ve diğer kentdüzenlemelerinin yerel yönetimlere geçmesi 'üphe-

siz doğru yönde atılmış adrrnlardır, çünkü

vatandaşlarm kendi yaşadıkları çevreyi şekil-

lerıdinnede seçim yoluyla katılım imkanına sahip

olması dernckrasimizin kökleşrnesi için yarar

ağlayıcı olmuştur. Ancak şu anda iiçbinin üzerinde

belediyeye Silhip olan ve 2000'in üzerinde nüfusu. ahip yerleşim birimlerinin belediye kurma hakkı

bulunan ülkemizde, teknik kadro ve imkanlar

bakımından gerek planlama gereks afetkanunları nın uygulanmasında bu belediyelerin hep-sinin aynı düzeyde olduğunu sanmak yanlışur,

Ayrıca ülkemizde istisnai yetkilerle plan yapma veonaylama yetkisine sahip olan bakanlıklar (Turizm,

Kültür, Orman, Çevre bakanlıklan örneklerinde

olduğu gibi) veya özel kanunla teşkil edilmiş kuru-

luşlar (GAP İdaresi örneğinde olduğu gibi) mevcut-

tur.

3194 sayılı Imar Kanunu beş bölümde yeralan4S maddeden meydana gelir. tık maddede ifade

20 TÜRKIYE MÜHENDisLIK HABERLERI 404 - 1999.6

edilen amacı, kentsel yapılaşrnanın "plan, fen, ağlıkve çevre şartlarına uygtın teşekkülünü sağlamak" ilesınırlıdır. Yani, yapılaşmayn ilişkin örgütlenme, kul-lanma, işletme, koruma gibi süreç ve hizmetler

kanunun ilgi ve ama i dışında tutulmuştur. Kanunsadece yapılaşma kademesini gözönüne almaktabunun öncesi ve sonrası için herhangi bir temel poli-

tika getirmemektedir. Kanun metninde "afet"kelimesi yalnızca bir defa imar planlarında

Bakanlığın yetkilerini belirlemek için düzenlenmiş

Oh.lJ1 9. maddede geçer. Buna göre Bakanlık, toplu

konut ve gecekondu önemli ulaşım yatırımlarını

ilgilendiren yerler vb. yanısıra "umumi hayata mües-

sir afetler dolayısıyla" gereken planları ve plan

değişikliklerini re'serı yapmaya, yapurmaya ve onay-

lamaya yetkilidir. Bu hüküm, herhangi bir yerleşim

yerinde meydana gelen afet sonra. i dumm içinöngörülmüştür. İvedi olarak yeni bir plan (genellik-le kaydın lan nüfus için) yapıırma gerektiği zamankullanılır. Kısaca ifade edilecek olursa, imar

Kanunu ve yönetmeliklerinin meydana getirdiği si -

teın içinde afeılere kar i dayaruklılığı . ağlayacak bir

işleyiş kurgulanmarnışnr, Yalnızca bazı yönetmelik-

lerde Afetler Kanununa kısa göndermeler yapılmak-tadır.

Imar Kanununun üJkemiz mevzuatında pekaz kimsenin farkında olduğu bir garipliği vardır.Bu kanun, onu çıkaran bakanlık tarafından değil,münhasıran yerel yönelimler tarafından uygu-lanır. Yani yürütme ile hazırlama yetkileri farklıperspektiflere sahip tarallana üstlenilmiştir.

Bayındırlık ve İskan Bakanlığının belediyelerüzerinde hiç bir etkili yapurrrm mevcut değildir.Mahalli nazım ve uygulama planları belediyemeclisleri tarafından yapılır, şehir yoğunlukları,kat yükseklikleri, ulaşım arterlerinin önemli ke-simleri buralarda belirlenir inşaat ruhsatlarıburalarda verilir.

7269 ayılı "Afetler" kanunu, ağırlıklı olarak afet

sonrası işleyişi düzenleyen ve meydana gelen zarar-

larm karşılanrnasını amaçlayan bir yapıya sahiptir.

8u kanunun uygulanmasını sağlamak için çok sayıda

yönetmelik çıkarulmıştır. Kanunun kendisi de yedidefa değişikliğe uğramıştır. Afet yönetimi kavramı

içeri inde afet türleri arasında bir ayırım yapılmaz

detayda bunların yolaçtığı hasarın azaltılma i için

gerekJ i tedbi rler farklı olsa da temel ın üdahele felse-

fesi aynıdır. Buna karşılık 7269 sayılı yasa, sel afeti

için DSİ'yi sorumlu ve yetkili kılmış. çığ, kayadüşmesi, heyeları, deprem ve yangın afetleri için de

Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet ışleri Genel

Müdürlüğü'nu görevlendirmiştir. Teknolojik afetlerise kanunda açıkça geçmez. Bunlara ilişkin tearnülde ülkemizde henüz meydana gelmemiştir.

Açıkça ifade etmek gerekir, e, İmar Kanunuafetleri dışlarmştır. Afetler kanunu da sankibütün afetler kırsal yerleşimlerde meydana gele-cekmiş, sanayi ile nüfusun yoğun bir şekilde iç içegeçtiği yerlerde olmayacakmış gibi ağırlıklıolarak afet sonrası düzeni tarif eder tarzdakaleme alınmıştır. Marifet, afet sonrası içindetaylı acil kurtarma ve yardım planJan yapmakdeğil, afet sonrası kurlarılacak ve adı yardımgötürülecek insanların sayısını, afet ön esi safha-da aLınan ve yürütülen afetlere hazırlıklı olmatedbirleri yardımıyla asgari sayıda tutmakur.

Afet Zararlarının GiderilinesiÜlkemiz son 7 yıl içinde maruz kaldığı doğal

afetler sonunda uğradığı zararları gidermek içi n başta

Dünya Bankası olmak üzere uluslararası finan kuru-luşlarının yardımına sıkça başvurur olmuştur.

Bunların sonuncusu 1998 İlkbaharındaki BalıKaradeniz bölgesindeki su baskınları ve 27 Haziran

1998 tarihindeki Ceyhan-Mis is depremi ardındanişlerlik kazanan TEFERli) projesidir. Bu proje

birçok alt çalışma faaliyetine sahip entegre bir pro-

jedir ve sağlamayı hedeflediği hedefler arasınd a

Türkiye'nin afetlerden daha az etkilenrnesi ve dahaaz zarara uğraması için gerekli idari düzenlernelerin

formüle edilmesi de bulunmaktadır. TEFER proje 'iToplu Konut İdaresi Başkanlığının genel koordi-rıasyonunda yürütülmektedir. Son deprem ardından

TEFER boyutlarını 011 misli aşan bir düzenleme ilkplanda hayala geçirilmelidir. Buna ilişkin bazı öngörüşler aşağıda verilmiştir.

Afet zararlarının ülke ekonomisini tehdit ede-

bilecek boyutlara varmasını önlemenin belki de en

önemli yollarından birisi etkili bir yapı ve planlama

denetimi kurrnakta yatmaktadır. Afet sonrası

TÜRKIYE MÜHENDiSLIK HABERlERI4Q4 -1999.6 no~==~~~ı::::ıı::am~c:;;.ıIli1liIiIlilllllii_iiül~~:i5ill_=ıll~::' 21

DEPREMLER

dÖ!1L;n1 lerde sıkça di Le getirilen ve muk herkesin

ezberlediğini sandrğırruz bazı çözüm yolları rnaale-

seF pek dar bir açı içerisinde bölük pörçük formüle

edilmiş nesnelerdir. Hele işi yalnızca yapı boyutun-

da görüp beton mukavemetinin değeri, veya eıriye

aralığının yetersizliği gibi teşhisler. dikkati başka

yönlere çekmekten başka bir işe yaramayan sausas-

yorıel ve manasız meslek şovenizm i gösterileridir.

Alet zararlan ve kayıpları aslında kökleri çok daha

derinlerde olan istemik biı bozukluğun görünen

kı .rıudır. Bunun halledilmesi de köklü ve

bütünleştiri Imi' bir yaklaşıma ihtiyaç gö stennekte-

dir. Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nde yaklaşık iki

yıldan beri disiplinlerarası bir ekiple sürdürülen bir

araşurma'" afetiere karşı hazırlıklı olabilmemiz için

hangi konularda köklü politika değişikliklerine

gidilmesi gerektiğini ortaya koyan bir platform

olmuştur. Bu proje de Dünyrı Banka, ,ı tarafından

Erzincan depremi sonrasında yürülüğe konulmuş ve

bizden politikaları ortaya koyrnarnız istenmiştir.

Afet ZararlarınıPolitikanın Anahatları

Önleyecek

Bina boyutunda afet zararlarının önlemnesi işibelediyeler-in yapamadıklan proje ve inşaat denetimfaaliyetinin onlar adına hareket edecek başka kuru-luşların getirilmesi ile sağlanır. Belediyeler projedenetimini yapacak yeterli sayı ve nitelikte pers nelesahip değildir. Hele belediyelerin inşaat denetimiyapabildiklerini anmak için çok saf olmak gerekir.O halde belediyelerin her iki alandaki kamu adınanihai onay verme yetkilerini geriye almadan, projeve yapım denetimini özelleştitmek Lazımdır. Bizim[2] No lu dipnotundaki çalışmamızda ayrıntılı tarifi-ni yaptığımız teklif, Almanya'daki "Prüfingenieur"luk müessesinin paralelinde bir si temin kurulmasınayöneliktir. Yetkilendirilmiş özel şirketler bir RTÜKbenzeri bir "Yapı Denetimi Ü t Kurulu" gözetimindebu fonksiyonu yerine getirecektir. Denetim şirketleriilgili belediye veya valilikçe önce proje sorıra dadenetim yapmak üzere görevlendirileceklerdir.

Şirketler sorumluluk sigortası ile mücehhez ola-cak, mağduriyet olması halinde tüketicinin ortadakalmaması için gerekli düzen kurulacaktır. Sisteminyan unsurları, "yetkili mühendislik" rnüe esininteknik personele. ürekli eğitim alma mecburiyetinin

getirilme inde yatmaktadır. Planlama sistemi dABD'deki uygulamalarda görüldüğü gibi afetleriönde gelen bir hedef koyarak yeniden düzenlerırnek-ıedir ve kendi içinde özclleştirilmiş bir denetimmekanizmasına sahiptir.

Kısa tutmak amacıyla burada tarif etmediğimizsi tern çok sayıda kanun ve yönetmelik taslağı ileşekillenmiştir ve 10 Ağusto: 1999 tarihinde. yanidepremden bir hafta ön 'e Bayındırlık ve isbnBakanlığı ile TOKl'ye takdim edilmiştir.

Gölcük-İzmit Depremine ilişkinBazı Politika Tavsiyeleri

Bu depremin yol açtığı zararların giderilmesiiçin kısa vadede ıahrninimizce 5 milyar dolarlık birfon gerekmektedir. Bu fon münhasıran Yalova'dandoğuya İzmit körfezinin güney sahiliridekiyerleşimlerin ve İzmit ve Adapazarı'nın yenideniman için gerekecektir.

, Bölgesel yeniden yapılanma için Toplu Konutİdaresi içinde yeterli per onele sahip ayrı bir birimkurulmalıdı r.

· Yabancı kaynaklardan temin edilecek bütünfonlar bunlar vasıtasıyla sarfedilmelidir.

· Afete maruz alan için bölgesel ve mahalliölçekte, ilk planda yalnızca yerli halkın ihtiyacınıkarşılamak amacıyla, ulaşım, altyapı. konut ve işyeriinşaatları planlanrnalıdır. Bu planlar bir an önceuygulanmalıdır.

· Teknik hizmetlerin alımında FlDIC kurallarıişletil melidir.

· Proje ve inşaat denetimi TOKl'nin şimdiyekadar uyguladığı biçimde yapılmalıdır.

· Gölcük donanma tesisleri başka bir yerenakledilmelidir,

· Sanayi ve ticaret odaları ile sistematik bir koor-dinasyon sağlanarak faaliyeti durmuş olan fab- •rikalarırı bir an önce devreye girmesi, ileridekideprernlerin buralarda daha az etki yaratma 1 içinalınacak tedbirler hayata geçirilmesi sağlanmalıdır.

ı) "Turkey Emergency Road and Earthqu:ıkc Rehabilitarinn Project"ibaresinin başharflerinden.

(2) Gülkarı. P., Bularnir, M., Sucurığlu, H .. Ersoy, M .. Bademli, R..Duygu. B .. Tnnkut, T .. Karaesmen. E .• Keleş. R .. ")194 Sayılı Imar

Kanunu ve Yönetmelıklerinin Yeni BirYapı Kontrol Sistemi veAfetiere Karşı Dayaınklılığ: Sağlayacak Teknik Önlernleri lçcrrnek

Üzere Revlzyonu Tasan ı." Bayındır lık ve [skarı Bakanlıilı TeknikAraştırma ve Uygulama Genel müdürlüğü ilc B;lşbabJllık Toplu

Konut Idaresi Başkanhğı Proje Koordinasyon Birimi ıçin 97-03·03-OH)9 No.lu Proje kapsammda hazırlanan rapor, Cilt i ve 2. ı999.

,.

22 TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI 404 - 1999.6

DEPREMLER

ZEMiNLERiN TEKRARLı GERiLMELER A T N ADAVRANıs ARI VE 17 AGUST[)S K[)l:AELi DEPREMi,

A. Ansal. A. Erken. H. Yıldınm, R. iyisan. V. Okur, H. Gü ıü.Y. Bay•..akh. N. Üzçimen *

GİRİş VE KONU

~aha önce yuşarrıış olduğumuz 1992 Erzincan.(",,/ isi~5 Dinar ve 1998 Adana depremlerinde bul-

gular yerel zemin koşullannın hasar d:ığılımı açısından

ünemli olduğunu gösteriyordu. Kocaeli depreminde

Adapazarı. Göl 'ük ve Yalova'da meydana gelen hasardağılımları. yerel zemin koşullarının çok önemli ola-bıleccğini bir kere daha gösterdi. Bu konuda yapılan

araşurmalar yerel zemin koşullan etki ıinın iki şekilde

ortaya ıkabileccğini gösteriyor. Birincisi: bir Iuykınlması sonucunda oluşan deprem dalgaları zemin

tabakalanrun içinden geçerken zernin tabakalarının

özelliklerini değiştirebiliyor. Bu, tabakaları oluşturan

ze ın in lcrin geri ime, şek il değişti rrne ve mukavemet

özelliklerinin değişme i anlamına gelmekte. Ikincisi,

deprem dalgalarının zemin tabakalarının içindengeçerken zemin tabakaları bir fıltre vazi Fe.i görüyor ve

zemi n yüzeyi ndc yapılara gelecek olan deprem

ivmelerinin genliklerini ve frekans içeriğini değiştire-

biliyor.

Zemin tabakalarının depremler sırasında

da ranışiarını daha iyi anlayabilmek için bu tabakalarıoluşturan zemin cinslerine daha detaylı bakılmasızorunlu. Zeminler ince daneli ve kaba daneli diye iki

gruba ayrılır ve bu gruplar özellikle de depremlerin

oluşturduğu tekrarlı kayma gerilmeler altında farklı

davranışlar sergiler. Zeminlerin tekrarlı kayma ge-

rilmesi altında davranışlan. bir çok faktöre bağlıkarmaşık bir olay. Olayın karma 'ıklığı konusunda bir

fıkir sahibi olabilmek amacıyla bu davranışlara etki

eden faktörler nedir diye incelendiğinde; zemin

tabakalannda meydana gelen şekil değiştirme mertcbe-

si, efektif çevre basıncı, çevrim 'ayısı, frekans, boşluk

oranı, plastisite indi i, aşırı konsolido yon oranı. suya

doygunluk gibi faktörlerin önemli olduğu görülmekte.

Burada zemin davranışları açısmdan ince daneli

zerninlerde plastisite, yani kilin su tutma kapa iresiv ya aktivitesi, kaba iliıneli zeminlerde ise boşluk oranı

'Istanbul Teknik Üniversitesi, Inşaat Fakültesi, GeoteknikAnabilim Dalı

TÜRKIYE MUHENDISLJK HABERLERI 404 - 1999.6

en önemli parametreler olmakta. Bu parametrelerin

derirılikle ve yatay doğrultuda değişebilir olması zemintabakalıınrun farklı noktalarda farklı davrunmasına yolaçan başlıcu neden.

Olaya biraz daha detaylı bakıldığında, deprem dal-

galarının zemin özelliklerini, diğer bir değişle zemin-

lerin gerilme-şekil değiştirme ve mukavemet özellikleri

değiştirdiği görülmekte. Depremlerde zenurı tabakaları

statik kalıcı gerilmeler dışında. tekrarlı kayma ge~

rilmelerin etkisinde kalmakta. Maalesef, ülkemizdegcoıcknik nıpor vcya zemin r<ıponı önemli projeler

dışında hemen hemen hiç hazırlunmıyor. Eğer sadece

kalıcı statik yükler göz önüne alınırsa belki de her yerde

çok kapsamlı geeteknik bir inceleme yapılmasınıngereği olmayabilir. Ama deprem tehlikesinin yük ek

olduğu yerlerde, zemin tabakalarının özelliklerine bağlı

olarak detaylı zemin incelemelerinin yapılması gerek-nı~kte. Geeteknik raporda amaç zemin tabakal arı n i

oluşturarı zeminleriri gerilmc-şekil değiştirme ve

mukavemet özelliklerini deneysel verilere dayanarakincelemek ve uygun bir temel sistemi önerrnek.Depremler sırasında zernin tabakalanrun davranışlan ve

bunun etkilerinin klasik zemin mekaniği kurarnlan ilcaçıklanması genellikle mümkün değil. Bu nedenlerle

deprem tehlikesinin yüksek olduğu bölgelerde. klasik

geoıcknik raporların hazırlannnş olması yeterli olmaya-

biliyor. Eğer inşaat mühendisleri olarak deprem

sırasında zemin tabakalarının davranışlarını ve etki-lerinin incelcnntez ve bu açıdan değcrlendirilrncz ise,

Kocaeli depreminde gözlendiği gibi y;ıpı 'al hasar xırf

bu nedenlerden ötürü artabiliyor. Ama yeterli

incelemeler yapılır ve gerekli önlemler alırursa geo-

teknik koşullardan kaynaklanan yapısal hasar aza La-caktır. Böyle durumlarda alınması gereken önlemlerin,

ller durumda pahalı ve karmaşık çözümler olması

gerekmediğini d vurgulamak i ıterirn.

TEKl~.ARLl GERİLMELER ALTINDA

ZEMiN DA VRANIŞLARJ

Depremler sırasında zemin davraruşlannı

incelerken hem kayma mukaverneti hem de geritme-

23

şeki i değişti rrne özelliklerinde meydana gelendeğişmeler önemli. ekrarlı gerilmeler altında kaymamukavemetini tanırularken. statik kalıcı gerilmeleralunda kayma mukavemet] tarununda olduğu gibi birgerilme seviyesinin (gerilme genliği) yan] sıra bir deçevrim sayısı veya deprem süresi önem kazanıyor.Kocaeli depreminde zemin davranışlannın çok öneçıkmasının altında yatan başlıca nedenler. J 7 Ağustosdeprcminin, birkaç depremin arka arkaya oluşmasısonucu (Erdi k, i999) uzun süren, yakın odakl i büyükbir deprem olması.

Gerilme Şekil Değiştirme Davra-nışları

Zeminleriri tekrarlı gerilmeler altında davranışlanmincelemek amacıyla laboratuvarda bozulmamışnumuneler üzerinde yapılmış deneylerde, şekildeğiştirme davranışlarında, artan çevrim sayısı ve artangcrilme genlikleri ile bir yurnuşarna oluşabiliyor. Bunabir örnek olarak. Zeytinburnu'nda yapılmış bir sondaj-dan 20 metre derinlikten alınmış yüksek plastisiteli kil(yağlı kil) bir numune üzerinde yapılmış tekrarlı burul-malı kesme deneyinde (Şekil i) artarı çevrim sayısı vekayma gerilmesi gen1iği ile oluşan yumuşarna göste-rilebilir.

Şekil ı. Zeytinburnu'nda bir sondajdan 20 ın derinlikten

ulmmış bir numune üzerinde yapılmış tekrarlı burulrnalı kesme

deneyinden bulunan geritme şekil değiştirme davranışı

Bu şekilden killi zeminlerde deprem sırasında biryurnuşama ve mukavemet kaybı meydana geldiği, ge-ri ime- şeki i değiştirme ilişkisinin sürekli değiştiğigörülmekte. Fakat. bu yurnuşama her zaman ayınşekilde oluşmuyor. Zemin mekaniğini ilginç yapan vede mühendislik uygulamasında deneysel incelemeleringerekliliğini gösteren, bu farklı davranışlar. Bu neden-le zerninlerirı özellikle tekrarlı gerilmeler altında

davranışları açısından kısa reçeteler bulmak-zor. Zeminözelliklerindeki Farklılaşmaya bir örnek olarak geneZeytinburnu sondajındarı, ama bu sefer 70 III derinliktenalınmış bir numune üzerinde yapılmış tekrarlı burulmalıkesme deneyinden elde olunan gerilme şekil değiştirmedavranışları verilebilir (Şekil 2).

ii

Şekil 2. Zeytinburnu'nda 70 nı derinliklerı alınmış nunıunede

tekrarlı burulmalı kesme deneyinden elde olunan gerilme-şekil

değiştirme davranışı

••

Aynı sorıdaj kuyusundan alınmış düşük plastisitelikil (yalın kil) bir numune üzerinde yapışrmş ikincideneyden görüldüğü gibi iki benzer deneyde gözlenendavranışlar arasında önemli farklılıklar bulunmakta. Butür deneyler yapılmadığında bu Farklılığı tahmin etmekmümkün değil. Dolayısıyla böyle bir incelemeyapılmadan bir d.eprem sırasında bu noktada zeminyüzeyindeki deprem özelliklerinin ne olabileceğikonusunda çok doğru bir tahminde yapılması zor. Yapırasarırrunda kullanılacak deprem tasarım para-metrelerinin doğru bir şekilde belirlerıebilmesi için butür detaylı incelemeler yapılması gerekiyor. Böyle birçalışma hem güvenlik bem de maliyet açısından stan-dart iki üç katlı bir binalar için gerekmeyebilir. amaönemli yapılar için, mesela 30 katlı bir bina yapılacakise hem güvenlik hem de yapım maliyeti bakımındangeniş kapsamlı incelemeler yapılması zorunlu.

Zemin mekaniğinde mühendislik yorumlarınıngüvenli olabilmesi için d.eneysel veriler gerekli.Mühendislik sayıları kullanabilmek demek. Herhangibir deneysel veriye dayanmadan yapılan yorumların veönerilen değerlerin güvenirliği çok düşük. Özelliklezeminlerde kesinlikle sayısal veriler ve bu sayısal veri-lerin değerlendirilmesi ile zemin emniyet gerilmesi,zemin oturması, sıvılaşrna olasılığı gibi konularda

TÜRKIYE MÜHENDisLIK HABERLERI 404 . 1999.6

doğru kararlar verilebilir. Ne kadar uzman olunursaolunsun. deneysel verilere bağlı olmadan, bir analizyapmadan öneriler üretmek hatalı sonuçlara yol aça-bilir.

Zemin davraruşlarırun analizini zor yapan özellik-lerden biri de. zeminterin eşikli bir davranış göster-meleri. Elastik davranış eşiği olarak tanımlanabilecekbir şekil değiştirme seviyesine kadar zeminler doğrusalve elastik davranıyor. Elasıik davranış eşiğinden büyükşekil değiştirme seviyelerinde ve plastik davranış eşiğiolarak tanımlanabilecek bir şekil değiştirme seviyesinekadar gerilme şekil değiştirme davranışları doğrusalolmayan clasto-pla ıtik bir davranış gösteriyor. Ve plas-tik davranış eşiği aşıldıktan sonra zemin tamamen plas-tik bir davranış sergiliyor. Örneğin küçük bir depremdemeydana gelen tekrarlı kayma geri lmeleri zemintabakalarında hiçbir yurnuşarnaya neden olmuyor. Amacıa tik davranış eşiği aşıldıktan sonra yurnuşarnabaşlıyor ve plastik davranış eşiği aşıldıktan sonra daartık zernin tabakaları viskoplastik bir malzeme gibidavranmaya başlıyor. Şekil 3'te yukarıda verilen ikideneyden hesaplanmış yumuşuma eğrileri ve zemindavranış eşikleri yaklaşık olarak gösteriliyer. Bueğriler artan şekil değiştirme seviyesi ilc dinamikkayma modülündeki azalmayı diğer bir değişleyurnuşamayı göstermekte. Burada 70 metre ve 20metre derinlikten alınmış numuneler için bulunmuşyumuşama eğrilerinin birbirinden oldukça farklı olduğugörülmekte, Eğer bu farklılıkları hesaba katmadan biranaliz yapılırsa, zemin yüzeyindeki deprem özellikleriilc ilgili tahminlcrin doğru olması beklcnmerneli.

Şekil 3. Zeytinburnu sondajırıdan alınmış iki nuniline içinbulunmuş yumuşarna eğrileri ve davranış eşikleri

Zeminlerin tekrarlı gerilmeler altında davranışlarıile ilgili diğer önemli bir özellikte sönürn oranı. Şekil

TÜRKIYE MÜHENDIsLIK HABERLERI 404 - 1999.6 IMi!

4'te deprem sonrası İzmit'te bir sorıdajdan alınmış birnumune üzerinde yapılmış tekrarlı üç eksenli basınçdeneyinden bulunmuş geritme şekil değiştirmedavranışı Şekil 5'tc ise bu sonuçlardan hesaplanmışyurnuşarna eğrisi ve sönürn oranı eğrisi gösteriliyer.

Şekil 4. ızmit sondajında ı:L5 111 derinlikten aluunış hir numurıede

tekrarlı üç eksenli basınç deneyinde gözlenen gerilme-şekil

değiştirme davranışı

Zemin tabakalannda sörıürnün artması, Şekil 5'tende görüldüğü gibi zemin tabakalarında yurnuşarrıaarttıkça meydana geliyor. Bu da kötü zemin veyayumuşak zemin olarak tanımlanan zeminlerde söuümoranlarının büyük olacağını gösteriyor. Sönürnoranının artması deprem sırasında zemin tabakası içindemeydana gelecek tekrarlı kayma gerilmesi genliklerininazalacağını ve bu nedenle zemin yüzeyinde yer alanyapılara etki edecek deprem ivmelerinin azalmasıarılarıuna geliyor. Dolayısıyla zeminlcrle ilgili birgenelIerne olarak, yumuşak zeminler kötü sert zerninleriyi temel zeminidir. anlayışı her zaman geçerli değil.Bunun aksine bazı hanerde yumuşak zeminler orta sertve sert zemin tabakatanna göre daha uygun bir temeltabakası olabiliyor. Bununla ilgili örnekleriAdapazarı'nda stvılaşrnarım meydana geldiği bölge-lerde oturmuş, yana yatmış binakırda görmek mümkün.Bu yapılarda büyük oturmalar ve yatmalar meydanagelmiş olmasına rağmen yapısal hasar yok denecekkadar az, Bunun nedeni ise sıvılaşruış veya çokyumuşamış zerninlerin yapıyı etkileyebilecek tekrarlıivmeleri rönürnlerniş olmaları. Bilindiği üzere deprem-ler sırasında oluşan kayma dalgaları, sıvıların bir kaymadirenci olamaması nedeniyle sıvı içinde yayılamıyor.Bu nedenle de böyle dummlarda yapılara gelen depremivmeleri ancak küçük gerılikli olabiliyor.

DEPREMLER

iı

~L 1\.1" Il' .,

'),·~ı, ' 1/11111.l 'rtl -, qıJd.!d.Il1.II".ıIII~ 1,,1 IllllIllll't' ,~inbulun-

I1lU~ ~ umuşarnu ve snnıirn oranı eğrileri

Biraz da deprem nrr 'mda oluşarı tekrarlı 'lım!

düzensiz kayımı gcrilmelerinc bakalım. Bir depremilaboratuvar deneylerinde nasıl modelleycbiliriz? Birdepremde alınmış ivme kayıtlarımı bakıldığında budüzensiz tekrarlı ivrnclcrin zemin tabakalan içinde aynışekilıle değişen tekrarlı kayma gerilmeleri oluşuıra-cağmı biliyoruz. Bu tür düzensiz tekrarlı kayma ge-rilınelerinin zemin elemanları üzerindeki etki 'ini labo-ruruvarda incelerken bunu üniform tekrarlı gcrilmcleredönüştürmek gerekiyor. Bunu yaparken ölçülmüş veyahesaplanmış en büyük geritme genliğinin yüzde 65'ialınarak toplam tekrarlı kayma. gerilmesi kaydınınyapa ağı ct kiye eşit bir etki yupncak bir eşdeğer çevrimsay: 'I bulunuyor. Eğer Kocaeli depreminde Yarımcakuvvetli yer hareketi sismografında alınmış ivmekayıtları bu nçıdan incelendiğinde, eşdeğer çevrimsayısı 23 çcvri ın olarak bulunuyor.

Tckrarh gerilmeler etkisinde zemin numunesindeoluşan yurnuşaruarım, kayma mukaverneti üzerindekietkisinin n mertebedc olacağı da incelenmesi gerekenhir kanlı. Şekil 6'dc Gölcük'te yapılmış bir sorıdajdan6.5 III derinlikten alınmış bir numune üzerinde yapılmışbir seri tekrarlı üç eksenli deneyinden elde olunmuşsonuçlar gösteriliyer. Bu şekilde tekrarlı gerilmeleraltında farklı çevrim sayıları için bulunan gerilmc-birimşekil değiştirme eğrileri verilmekte. Bu eğriler biranlamda zeminlerde uaıik gerilmeler altında kayma

muka ernetim bulmak için yapılan üç ek 'enli basınçdeneylerinden bulunan eğriler ile aynı anlamı taşıyor.Burada amaç tekrarlı gerilmeye maruz kalan numune-lerde çevrim sayı ILLLI bağlı olarak kaymamukavemetirideki azalmayı belirlemek. Şekil 6'd::ıngörülebile 'cği gibi 15 çevrim sonrastnda meydanagelen kayma mukaverneti LOçevrim veya 5 çevrim son-rasında oluşan kayma mukavemetine göre daha küçük.

Yukarıda Yarımca ivme kaydunn. eşdeğer çevrimsayısına dörıüştürüldüğü zaman 23 çevrime karşı

geldiği belirtilmişti. Bu durumda bu bölgede de ben-zer bir ıvme oluştuğu varsayılırsa, 23 çevrime karşıgelen kayma mukavemetinin statik durumdaki kaymamukavemetine göre deprem sırasındaki yaklaşık yüzde70 oranında azalmış olabileceği anlaşılrnakta. Bu

mühendislik uygulaması açısından, zemin emniyet ge-rilmesinin veya zemin taşıma gücünün yaklaşık yüzde70 azalması demek.

'j

"irı

I. "1

Şekil 6. Tekrarlı üç ek, enli deneylerden belirli çevrim suyılan

için geritme birim şekil değiştirme eğrilerı

Deprem sırasında olduğu kadar deprem sonrası dazemin davranışlarının incelenmesi gerekiyor, Gene la-boratuar deney sonuçlarına bakarak bu durum ince-lcncbilir. Doğada deprem titreşimleri bir süre sonrabiliyor, nma zemin tabakaları içinde deprem sırasında0111şn1Ll~boşluk suyu basınçları hemen sönümlenrniyor.Efektif gerilrnelerindeki bu azalmanın yanı sım zemintabakalannda oluşan şeki i değiştirmeler nedeniylezemin dane çatısının örselerırniş olrnası. zernintabakalarında gerilme şekil değiştirme davranışlanııdayurnnşamaya, kayma mukavemetinde azalmaya ve ekoturmalara yol açabiliyor. Kayma mukavemetindemeydana gelebilecek naimalam örnek olarak Haliç kiliüz rinde 1980'li yıllarda yapılmış dinamik basit ke medeneyleri verilebilir (Şekil 7). Buradan dagörülebileceği gibi. bu durumda da zemin eşikli birdavranış sergiliyor. BLI şekillerde düşey eksen. tekrarlıkayımı geritmeleri uygulanması sonrası ilc t krarlıkayma gerilıneleri uygulanmadan önce bulunarı statikkayma mukavemetleri oranı. diğer bir değişle tekrarlıkayma gerilmesi uygulanmasının. kayma.

26 TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI 404 . 1999.6

muknverneıinde meydana .getirdiği azalma oranını gös-teriyor. Şekil 7(a)'da uygulanan tekrarlı kayma ge-rilmesi genliğinin belirli bir eşikten küçük olması duru-murıda kayma mukavemetinde bir azalma olmadığı,uma bu kayma gerilmesi eşiğinden daha büyük k, yrnagerilmesi genlıklerinde çevrim sayısına bağlı olarakkayma mukavemetinde bir azalma meydana geldiğigörülüyor, Kayma rnukavernetindcki bu azalma Şekil7(b)'de gösterilmiş olduğu gibi kritik bir kayma ge-rilmesi genliğinden küçük kaldığı sürece sınırlı kalıyor.Ama bu krıtik sınır aşıklığına kayma mukavcrnctirıdckiatalma hızlı bir şekilde artıyor. Bu sonuçlar küçükdepremlerde zeminlerde önemli bir değişiklik. olmaya-

ağını gösteriyor. Fakat büyük depremlerde durumbiraz farklı, eğer zemin tabakaları içinde oluşan tekrarlıkayma gerilrnclcri bu kritik değerden büyük olur i~ı'deprem sonrası statik kayma mukavemetinde büyükazalmalar oluşabiliyor. Bu da taşıma gücü azalmasına\ c tt'111<.:1 göçrnclcrine yol açıyor.7a

:;ickıt 7 ıekruı ıl kayura gerı i1l1<:"i U) gularnası sonrası ·••ııik

kayma mukavemetinde oluşan azalma

Adapazarı'nda gözlenmiş temel göçmelerine yolaçan en önemli nedenin. deprem ırasında (Şekil 6)veya deprem sonrasında oluşan kayma mukavemet]azalmaları lduğu kabul edilebilir. Bu olaya tipik birörnek Resi ml' de görülüyor, Burada bütün binalaroturmuş ve kaldırımlarda bir kabanna meydana gelmiş.Resim içindeki küçük sekilde gö .terildiği gibi temelaltındaki ii gen karna temel ile birlikte hareket ediyor

rÜAKIYE MÜHENDisLIK HABERLEAI404 - 1999.6

DEPREMLER

ve eırafındakı zemini dışa doğru itiyor. 13u d" hirkayma oluşturarak bina etrafında bir kabarrna meydanagetiriyor. Çok tipik bir taşıma gücü ve temel göçrncsi.Aslında bu depremlerde çok erider karşılaşılan tıpten birolay. Zemin tabakalarının yumuşak: olması, J 7 AğustosKocaeli depreminin büyük bir deprem olması ve uzunsürmesi bu olaya yol açan başlıca neden.

Resim I. Adapazarı'nda gözlenmiş tipik bir temel göçınesi

Zemin tabakalarında bir de deprem sorırası otur-malar söz konusu. Aslında düşey yüklerde bir artışolmadığı sürece yapılarda ilave oturmalar olamaz. Amadepremlerde bu durum biraz değişiyor. Belirli birdeprem etkisinde, zemin boşluklarını dolduran suyunbasıncı artıyor. Suyun basıncının artması bir hidrolikeğim oluşturuyor, bu da suyun zemin tabakalan içindehareket etmesine yol açıyor ve zemin tabakalarındahacim küçü i111es i ve oturmalar ortaya çıkabiliyor.Killerde bu biraz yavaş, kumlarda ise hızlı bir şekildeoluşuyor. Şekil S'de bu olayı incelemek amacıyladinamik basit kesme deney si ıterni kullanılarakyapılmış oturma deney sonuçları gösıeriliyor. Busonuçlardan çevrim 'ayı 'I. diğer bir deyişle depremsüresi uzadıkça, bütün diğer paramelfeler aynıkalmasma rağmen meydana gelen oturmalarda bir artışolduğu görülüyor. Bu tür bir oturmaya tipik bir örnekResim 2'de verilmekte. Bu re imden dc görülebilc cğigibi meydana gelen orum a Rcsirn L'de verilcrıo göreçok farklı. Bina etrafında bir kabanna yok. Binalardabu tür oturmalar bina altındaki kum vc/veya kiltabakalarının oturması nedeniyle ortaya çıkmakta.

27

DEPREMLER

~11 i Mi"

i.

Iı

Şekil 8. Tekrarlı kayma gerilmesi uygulaması çevrim sayısıuabağlı oluşarı ilave ıurrnalur

Rexnn .?. Adupazan'rıda gözlenmiş tipik bir temeloturması

Bir de sıvıtaşmadan söz etmek istiyorum. Budepremde karşımıza çok çıkarı, nma bundan önce Kobe1 rthridgc ve Lorna Pieıra depremlerinde de gözlenenbir lay sıvılaşrna, Kocaeli d prerninde farklılık yoğun

bir yerleşim alanında yaygın olarak ivilaşma meydanagelmesi. Sıvıtaşma kumlu ve siltli zeminlerdeıluşabiliyor. Kumlu zeminlerde malzerneyemukavemet veren daneler arasındaki sürtünme.Kurnlarda killerde olduğu gibi daneden daneye elektrik-sel ve kimyasal çekim kuvvetleri söz konusu değil,dolayısıyla kumlarda kayma mukavcmeti kabacasadece dandcr arası sürtünmeye bağlı. Kum tabakalanurasındaki boşluklarda su basıncının artması, bir an içinkurn danelerini birbirlerinden ayırabilir ve bir an içinkum daneleri birbirlerine değmez ise, o ana sıvılaşrnadeniliyer. Neden? Daneler çok kısa bir süre için suiçinde askıda kalıyor, hiçbir yere değmiyor değmediğiiçin de kum ve su birlikte viskoz bir sıvı gibidavranıyor Sudan ve danelerden oluşan bu viskozsıvının kayma direnci alamıyor. Böyle bir durumdazemin tabakalun üzerinde yer alan yapılar batıyor,

zemin tabakaları içine gömülü hafif yapılar ise yüzeyeçıkıyor. Sıvılaşmaya etki eden başlıca faktörler, rolari rsıkılık, aşırı konsolidasyon oranı, tabakaların meydanagelmesinden sonra geçen süre. dane büyüklükleri, incedane oranı gibi faktörler.

Adapazarı alüvyon tabakaları üzerine kurulmuş birkentimiz. Alüvyon zeminler çok değişken özelliklergö terebilerı zemin tabakalarından meydana geliyor.Kaba bir tanım olarak alüvyon zerninler su ile taşınarakoluşan zernin tabakaları anlamına geliyor. Ali.ivyonzeminler dereler ve nchirler tarafından değişik dönem-lerde, değişik yerlerde, değişik şekillerde bırakılmışzemin tabakaları, nerede sorıdaj yapsanız Farklı zemintabakaları ile karşılaşmak mümkün. Adapazarıyerleşim alanı buna bir örnek. Adapazarı'nda bazı böl-gelerde yaygın sıvılaşrna örnekleri, bazı bölgelerindeönemli zemin büyütmoleri gözlerıirkerı, bazı böl-gelerinde deprem etkisinin çok sınırh kaldığı görülüyor.Dolayısıyla bu tür bölgelerde detaylı zemi 11 etüdleriyapılması gerekli.

Sıvılaşrna olayını anlatırken daha önceden İTÜ'deyapılmış bazı sıvılaşrna deneylerinden örnekler vermekaçıklayıcı olabilir. Şekil 9'da geçmişte değişik yerler-den alınmış ve laboratuvarda bir araştırma çerçeve 'indeyapılmış deneylerden elde olunmuş sonuçlan göstc-riliyor. Bunlar örselenrnerniş numuneler üzerindeyapılmış dinamik basit kesme deneyleri. Şekil 9(a)' dakiJli kum zemin numunelerinde kiloranını arttıkçaeğrilerin yukarı, güvenli tarafa doğru kaydığı gözleni-yor. Bu eğrilere sıvıtaşma rnukaverneti eğrileri deniyor.Düşeyeksen deprem sırasında oluşan tekrarlı kaymagerilmesi oranını, yatayeksen ise çevrim sayısını gös-teriyor. Bir depremde oluşan tekrarlı kayma gerilmesioranı mesela numunenin alınmış olduğu derinlikte %40rnertebe inde ise ve bu depremde eşdeğer çevrim sayısı10 çevrimden büyükse, ki Kocaeli depreminde eşdeğerçevrim sayısı yaklaşık 23 olarak bulunmuştu, o takdirdebu tabakalar sıvılaşacak demektir.

Sıvılaşrna direnci .iltli kum numuneleri üzerindeyapılan deneyler ile incelendiğinde biraz daha farklı birsonuçla karşılaşıyoruz. Şekil 9(b)'dc siltli kumlarda vekumlu siltlerde yapılmış dinamik basit kesme deneysorıuçls rı veriliyor. Bu şeki lde düşeyeksen boşluk suyubasıncı oranını, yatayeksen de çevrim sayı 'ını gös-teriyor. Boşluk suyu bastnoı oranı 1 olduğu zamanyani boşluk suyu basıncı çevre basınca eşit olduğuzaman sıvılaşrna oluyor demek. Buradan da görüldüğügibi silt oranı arttıkça, ki silt oranı aslında alüvyon

TÜRKIYE MÜHENDısLIK HABERLERI 404 - 1999.6

zerni n lerde daha hakim bir zemin cinsidir, sıvılaşmadaha kolaylasıyor.

~1- j-I

• t

t .ıı

't

.,..#'

•.. LVJ II.

" ••::i iı.r .J •.•, IL. ı.:.:ıı

Şekil 9. Killi kum ve siltli kum nurnuneler üzerinde yapılmışsıvıluşrnu deli y sonuçları

Bir ön inceleme amacıyla İTÜ Zemin Dinamiği la-boratu varında geçrn işte Adapazarı ci varında bir sahanınincelemesi için alırırnrş numuneler üzerinde yapılmışolan sıvılaşnuı deneylerinden en güvenli tarafta kalanbir örnek seçilerek bir değerlendirme yapılabilir. Böyle

bir yol izlcrıcrck Şekil IO'da görüleceği gibi Yarımcaivme kaydı kullanılarak 5 nı derinlikteki bir kumtabakasının sı vılaşrrıa olasılığı hcsaplandığında, bulu-nan noktanın sıvılnşrna direnci eğrisi üzerinde kalmasısıvılaşma olacağını gösteriyor. Buradan da budepremde yaygın bir şekilde meydana gelen sı ılaşmaolaylarının büyük bir sürpriz olmadığını söylemekmümkün.

Sıvılaşrna, daha öncede belirtilmiş olduğu üzere,zemin boşluklarında artan su basıncı ile suyun zeminyüzeyine doğru hareket etmesine yol açıyor. Yukarıdoğru su hareketi olduğu zaman da bu basınçlı suylabirlikte ince kurnlar. özellikle ince kurnlar ve siltleryüzeye taşınıyor. Sıvılaşrna neticesi meydana gelen

TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI 404 - 1999.6

. ;aıııw"'ettt'l:ım ",;di DEPREMLER

oturmaları diğer om rmalardarı farklı krlan zemınyüzeyinde gözlenen kum konileri ve kum birikimileri.Bu belirtiler sıvıla manın en iyi göstergesi. Resim 3'leAdapazarı'nda oturmuş bir bina ve çevresinde göriilenkum bantları sıvılaşrna meydana gelmiş olduğunun tipikbir örneği .

ŞekillO. Kocaeli depreminde oluşun kayma geritmelerinin

bir sıvıtaşma deney sonucu ile karşılaşurması

Resim 3. Adapazarı'nda gözlerımiş . ıvılaşrua nedeniyle

uluşan bir temel oturması

YEREL ZEMİN TABAKALARıNıN ETKisiZemin elemanlannın tekrarlı gerilmeler altında

davraruşlannı göz önünde tutarak, bu elemanlardanoluşan zemin tabakalarının deprem hareketini nasıldeğiştirdiklerini incelemek depremler sırasında ortayaçıkarı hasar dağılımı farklarını açıklayabilnıek içingerekiyor. Yerel zemin koşullarının etkisi olaraktanımlanan bu olayı kontrol eden faktörleri zemintnbakalaşma özellikleri ana kaya derinliği, yer altı suyuseviyesi ve tabakaları olu turan zerninlerirı özell ikleriolarak tanımlamak mümkün. Yerel zemin koşullarınınzemin yüzeyinde oluşan deprem ivme değişimi

29

üzerindeki etkileri oldukça karmaşık ve önemli dere-cede depretnin özelliklerine de bağlı. Deprem ve yerelzemin özelliklerinin bu karmaşık ve karşılıklıetkileşiminin ortaya çıkardığı yapısal hasar farklılıkları,Kocaeli depremi sonrasında sıkça gözlenebiliyordu.

Resim 4' te ise sıvılaşma nedeniyle yana yatan birbina görülüyor. Burada temel tipinin uygun seçilrnerne-si ve çok sığ bir temel yapılmış olması, sıvılaşmanedeniyle temel zemininin herhangi bir taşıma gücükalmaması veya kayma mukavemetinin çok azalmışolması nedeniyle yapının yanal yüklcre karşı direnciıarrıamen ortadarı kalkabiliyer. Bu durumda binayıyana devirmek iç-in çok da çaba sarf etmek gerekmiyor.

Resim 4. Adapazan'rıda gözlenmiş sıvıtaşma nedeniyle yana

yatan bir bina

Resim 5, böıge 'el etkiyi göstermek açısından ilginçbir resim. Bir bölgede basar çok ağır ve yaygın iken,hemen civardaki alanlarda ağır hasarlı yapı gözükmü-yor. Bunun bir nedeni bölgesel zemin koşullarınınzernin büvütmclcrinc yol açmış olması olabilir.

Resim 5. Gölcük'te ağır hasarlı bir bölge

Resim 6'da Adapazarı içinde bir sokak gösteriliyor.

Gene 17 Ağu tas depremi 'onrası çekilmiş bir re 'im,ama görülür bir hasar yok. Bu bölgede acaba yapılardaha sağlam mı yapıldı? Bunu söylemek zor. Biiyükbir olasılıkla zemin koşulları deprem ivmelerini yeterliderecede büyütınemiş olabilir.

Re im 6. Adapazuu' nda çok az hasarlı bir bölge

Yerel zemin koşullannın etkisini incelemek

amacıyla Gölcük'te deprem onrası yapılan iki sondaj-

da, kuyu içi sismik yöntemlerle ölçülmüş kayma dalgası

hızının deririlikle değişimi ŞekiilI 'de görülüyor. Elde

olunan bu sonuçlar zemin kesitinde üst kısımlarda

yumuşak ve gevşek zemin tabakalarının bulunduğunu

göstermekte.

Aynı alan içinde iki arıçı depremde ulınmış ivme

kayıtları Şekil l2'de veriliyor. Bu kayıtlardan ilki ı ıKa sırnda ruanyitüdü 5·.7 olun depremde alınmış olankayıt. İkincisi ise 21 Ekimde rnanyiıüdü 4.4 olan

depremde alınmış ivme kaydı. İki kaydın arasındaki

fark, Şekil 13'te gösterilen elastik ivme

spektrurnlarındn daha açık olarak ortada. Bu farkın bir

açıklaması, i i Kasım deprernindc, zemin tabakaları

içinde oluşan boşluk suyu basıncı etkisiyle zemin

tabakalarında bir yurnuşarna meydana geldiği ve zemin

hakim periyodunun i saniye mertcbelerine çıkmasına

yol açması. BL! ivme kayıtları, küçük bir deprem ve

küçük bir ivme seviyesi için bile zemin tabakalarında

oluşan yumuşarnanın önemli etkileri olabileceğini

açıkça gösteriyor.

Yerel zemin koşullarının etkisini, Resim Tde ve-

rilen. i7 Ağustos depreminde İstanbul' da değişik nok-

talarda alınmış en büyük ivme değerlerinin geniş bir

aralıkta değişmesi de açıkça gösteriyor.

30 TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI 404 . 1999.6

DEPREMLER

D S- - - -.-=-= -.ı:..-- :...:.

i

n""':' ~,,5.-

~ 5~2

CL/GC•ı::ı 10 -------

C\1i'

CLCC

o.K

1 10 O

D3.Ig J:hıı, J ni

1

DFS","

]5 S'C -

-',

10

)

Şekil ll. Gölcük'te iki sondaj kuyusunda sismik yöntemlerle ölçülmüş kayma dalgası hıznun deririlikle değişimi

.,<i..:~..•.. =;:;

i1=

Şekil J 2. Gölcük'te kaydedilen iki artçı depremde alınnilivme kayıtları

TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI 404 -1999.6

--

Şekil 13. Gölcük'te kaydedilen iki artçı depremde alınan

ivme kayıtlarından hesaplanan elastik ivmepektrumlan

31 ~

Resim 7. ıstanbul'da en büyük ivme değerlerinin değişimi

i KOERI)

ııo..• i

, ii J"ll

Şekil 14'ıe ise bu kayıtlardan Zeyıiriburnu ve Ataköy'de

alman ivme zaman değişimleri verilmekte. Bu kayıtların uzun-

ILığU bu depretnin bir özelliği olmakla birlikte, iki kayıt arasındaki

fark gene zemin koşullarına bağlı bir farklılık.

Bu depremde, zemin etkisinin bu kadar önemkazanmasına yol açan başlıca nedenlerden biri depremsüresinin uzun olması. Buna yönelik olarak saat3: i7' de alınarı ilk ana deprem kaydından sonra Ataköykuvvetli yer hareketi sisrnografında alınan artçı depremkayıtları Şekil iS'te gösteriliyor. JIk depremden hemensonra, arka arkaya meydana gelen sarsıntılar, maalesefbunların büyüklükleri konusunda sisrnolojik bilgibulunmuyor. ama hepsi küçük sarsıntılar, ilk kayıt saat3:19'da. daha sonra sırayla 3:24,4:24,4:35, 4:51'tealman ivme kayıtlan. Dolayısıyla zemin tabakalarıiçinde oluşarı boşluk suyu basınçlannın sönürn-

lerıebilmesi ve zernın tabakalarının tekrar ilkmukavemetlerini kazanması için uzun bir süre geçmesigerekiyor. Bu da zemin tabakalannda oluşan otur-maları ve çökmeleri arttırıcı bir neden. Nitekim, budurumun yol açtığı sonuçları Şekil l ö'da, ilk ve artçıdepremlerde alınmış kayıtların ivme davranış spekı-rumları arasında ki farklılıklardan da görmek mümkün.

Dolayısıyla bir noktada zemin etkisini değerlendirirken,bu olay deprem özelliklerinden bağımsızdüşünülrnerneli.

i~

Şekil 16. Ataköy kuvvetli yer hareketi sisrnografrndu alınmış

artçı kayıt ile asıl depremde alınan ivme kayıtlarından hesaplanun

ivme davranış spcktrurnları

SONUÇKocaeli depreminde gözlenen hasar dağılımı, zemin

tabakalaşrnasının ve tabakaları oluşturan zerninlerirıtekrarlı kayma geritmeleri altındaki gerilme-şcki ldeğiştirme ve mukavemet özelliklerinin önemliolduğunu göstermekte. Zemin tabakalarının depremlersırasında davranışlarının arazi ve laboratuvar deneyler-ine bağlı olarak: incelenmesi gerekiyor. Bir noktadanbir noktaya oluşabilecek farkıtlıkları belirlemenin tekyolu bu tür bir incelemeden geçiyor. Yerel koşullaraçısından iki konu önem kazanıyor. Birincisi yerelkoşullara bağlı olarak zemin tabakaları deprem hareke-tini büyütebiliyor, Adapazarı'nda ve Gölcük'te yapısal

-i .,.....---~----.----.,.....--------:

I' 'i i .1' ~il

r -

Şekil 15. Ataköy kuvvetli ycr hareketi sisrnografında ana deprem sunrası alınan arıçı kay nlar

hasarın yoğunlaştığı bölgelerde olduğu gibi. Ikincisi,zemin tabakalarında yurnuşarna oluştuğunda. zC111in

tabakaları bir lı itre etkisi ile yapılara gelen depremivmelerini azaltıyor.

Diğer önemli bir konu ise deprem kaynak özellik-lerinin etkisi. Geçmişte meydana gelmiş depremlerdeve Kocaeli depreminde farklı bölgelerde oluşmuşyapısal hasara ve zemin etkilerine bakıldığında depremözelliklerinin de (fayın konumu, tipi, yönü, kırılına mc-kanizrnası gibi) önemli etkileri olabileceği görülüyor.

En son ve en önemli konu olarak, bu gözlemlerinışığında depremlerde yapısal hasan belirleyen crı önem-ii faktörü n yapısal faktörler olduğunu vurgu larnakgerekli. Depremlerin yapılar üzerindeki etkilerini, kap-samlı bir inceleme ve doğru bir tasanın ile en azaindirmek mümkün. Depremlerde yerel zeminkoşullannın ve deprem özelliklerinin önemli olduğunu

TÜRKIYE MÜHENDisLIK HABERLERI 404 - 1999.6

bir gerçek. Ama depremlerde oluşan yapısal hasarüzerinde asıl belirleyici faktör yapıların tasarım veinşaat aşamalarında yapılan hatalar. Yapılarınoluşabilecek deprem kuvvetlerine karşı yeterlidayanırl ıktu yapılmadığı sürece yapısal hasarkaçınılmaz gözüküyor.

Ülkemizde depremlerde oluşan yapısal hasarlarıazaltrnanm yolu yapıları 1997 de yayınlanan "AfetBölgelerinde Yapılacak Yapılarta Ilgili Yönetmelik"esaslarınagöre tasarlarrıak Ve inşaat aşamasında buta 'anma tam tanuna uymak. Burada yapı tasarımıdendiğinde olaya bü tü rıscl açıdan yaklaşıldığı ve butasarımın zemin koşullarına en uygun temel tipi seçimi-ni de içermesi gerektiği, bir kere daha vurgulanmalı.Eğer bu gerçekleştirilebilirse, Kocaeli depremindegözlenmiş olan yapısal hasarların ve can kaybının bun-dan 'onra clabilecek depremlerde ortaya çıkmayacağıdüşünülebilir.

33