Jet-Grout

Zemin ıslahı, ana işlev olarak zeminin mekanik mukavemet değerlerini arttırmayı hedefler, dolayısıyla taşıma kapasitesi ve elastisite modülü artar, geçirgenlik azalır. Jet-grout bu maksatlara ulaşmakta en başarılı olan metottur. Bu metot zeminin, min. 300 bar basınçla püskürtülen bir stabilizerle karıştırılmasıdır. Stabilizerler, genellikle su-çimento karışımıdır (grout). Yüksek basınç, sevk edilen zeminlerden geçerken yüksek bir kinetik enerji (hız) kazanmasını sağlar. Yüksek hızlı (200-250 m/sn) grout, zemini "yırtarak", zeminle bir karışım sağlar. Bu karışım, homojen ve sürekli bir yapı özelliğindedir. Bu çok basit tarifiyle jet-grout, hemen hemen her tür zayıf zemin tiplerinde ve kum, çakıl, kil gibi doğal zemin elemanlarının oluşturduğu kombinasyonlarda, diğer iyileştirme metotlarından daha hızlı, güvenilir, kalıcı ve ekonomik bir çözüm alternatifidir.

Jet-Grout Uygulaması 

Degi: 

Delme işleminin çeşidi, delinecek zeminin özelliklerine bağlı olarak seçilir. Delme işleminin kolaylaştırılması, uç takımının soğutulması ve zeminin enjeksiyona ön hazırlanması maksadıyla delme sırasında çok çeşitli akışkanlar kullanılmaktadır. Bunlar su, hava, bentonit şerbeti, çimento şerbeti (grout) olabilmektedir. Uç takımı olarak, yumuşak karakterli zeminlerde genellikle kil bitleri, sert karakterlerde ise "tricone" bitler kullanılmaktadır. Delme borusu (tij) olarak da jet grout tijleri kullanılmakta, bunlar yüksek basınca dayanaklı malzeme ve imalat tekniği ile imal edilmektedir. Bağlantı (ek) manşonlarında 500-600 bar'a dayammlı sızdınnazlık elemanları kullanılmaktadır.

 Enjeksiyon:  

Projede belirlenen derinliğe ulaşıldığında delme ve su (akışkan) basma işlemi durdurulur, çelik bir bilya delme borusuna yollanacak grout'un yönü "monitor" diye adlandırılan ve jet grout lülesini (ağızlık) taşıyan takıma çevrilmiş olur. Yüksek basınçlı grout pompalanmaya başlanır ve enjeksiyon fazı başlamış olur. Yüksek basınç, grout'a lüleden geçerken yüksek hız kazandırır. Yüksek hızlı grout, zeminin doğal yapısını yırtarak zeminle karışır.  Delici takımın dönel hareketi sayesinde bu karışım daire kesitli bir kolon formunda oluşur ve bu yolla tabii zeminden çok farklı mekanik değerlere sahip bir karışım elde edilmiş olur. Delici takımın dönme hareketi, önceden belirlenmiş ve sabit bir hızla çekme hareketi ile birleşince düşey kolonlardan oluşan bir yapı oluşturulur. Delici boru takımının, çekilmesi esnasında, dönme hareketinin kısmi olarak tatbiki de mümkün olup, bu yolla çeşitli kesitlerde ince çimento perdeler elde edilebilir. Oluşacak kesitlerin ebatları, zeminin özelliklerine bağlı olduğu gibi;

• Dönüş hızı
• Çekme hızı
• Grout basıncı
• Grout debisi
• Lüle (ağızlık) çap ve adedi, gibi jet-grout ana parametrelerine de bağlıdır.

Basınçlı enjeksiyon esnasında, delici takımın etrafından dışarıya belirli bir miktar zemin materyali taşması uygun görülür. Bu durum groutla karıştırılan zemin içinde aşın basınç oluşmadığına işaret eder, çünkü aşın basınç oluşması halinde, basıncın fazlası delme borusu çapı ile delinen delik çapı farkından oluşan boşluktan dışarı kaçar. Aşırı basınç oluşmamalıdır, çünkü aşırı basınç zeminde kırılmalara ve ayrıca zeminin kaldırılmasına sebep olur. Bu durum oluşturulan kolonlarda süreksizliğe ve mevcut yapılan konstrüksiyonlarında problemlere yol açar.

Bu türden sorunların yaşanmaması için uygulamada bir takım tedbirler alınmalıdır.

■ Debi miktarının azaltılması,

■ Enjeksiyon basıncının düşürülmesi,

■ Özellikle masif kil özellikli zeminlerde, ön yıkamalı delme işlemi.

Basınçlı enjeksiyon esnasında taşan materyal miktarı, zeminin geçirgenliğine ve türüne bağlıdır. Bu miktar, killi zeminlerde daha fazla, kumlu-çakıllı zeminlerde daha az olacaktır, ortalama olarak enjekte edilen miktann %10'u alınabilir.

 Jet-Grout Teknikleri 

Çeşitli türden bağlayıcı materyalin yüksek hızla ve önceden belirlenmiş miktar ve dozda zemine enjekte edilmesi işlemini anımsatmakta ama bunu sağlamanın da çeşitli yolları vardır.

 Jet 1:  

En basit ve yaygın kullanılan tekniktir. Delme-enjeksiyon takımı tek çeperli bir borudan ibaret olup, grout bu borudan 300-600 kg/cm2 (bar) basınçla basılır. Bu metotla oluşan kolonlar zemin türlerine ve parametre aralıklarına göre yaklaşık olarak killi zeminlerde 600-800 mm, kumlu-çakıllı zeminlerde 1000mm. olarak oluşur.

 Jet 2:  

Çift çeperli bir boru takımının delici olarak kullanıldığı, çift akışkan kullanılan metottur. Grout orta borudan, basınçlı hava (8-12 bar) dış borudan geçer. Basınçlı hava, jet 1'deki kinetik enerji sürtünme kayıplarını kısmen azalttığı için, bu metotta oluşan kolon çaplan jet 1 'e kıyasla %60-80 daha büyük olur.

 Jet 3:  

İçinde 3 borulu takım kullanılan bu metotta, 400-600 bar basınçlı su ortadaki borudan, 8-12 bar basınçlı hava aradaki borudan, tıpkı jet 2'deki gibi, lülelerden (nozzle) basılır. 30-80 bar basınçlı grout ise en dış borudan ayrı bir lüleden, su-hava karışımı içine enjekte edilir. Soilcrete kolonlarının çapları bu metotla 2 metrenin üzerine kadar çıkar.

Jet-Grout Ekipmanları 

Jet-grout delgi makinası: 

Uygulama projesinde öngörülen derinliğe kadar jet-grout kolon teşkil edebilecek kapasitede delgi makinasıdır.

Jet-grout pompa ünitesi:  

Jet-grout enjeksiyon karışımını istenen çapta jet-grout kolon teşkil edebilecek basınçta basabilecek yüksek basınçlı pompadan oluşacak jet-grout pompa ünitesidir.

Jet-grout mikser ünitesi:  

Jet-grout enjeksiyon karışımını istenen karışım oranında elektronik olarak tartarak karıştıracak mikser ve dinlendiriciden oluşan, jet-grout pompa ünitesini beslemeye yeterli kapasitede mikser ünitesidir.

Çimento silosu: 

Yapılacak iş miktarına uygun kapasiteli dökme çimento depolayabilen ve jetgrout mikser ünitesini yeterli düzeyde besleyecek çimento silosu ve konveyörüdür.