Techniques for Geophysical and Geotechnical Geotechnical Investigation of Characteristics of Kaynaşlı (Düzce) TOKİ Residential Area Soils

Kaynaşlı (Düzce) TOKİ Yerleşim Alanı Zeminlerinin Geoteknik Özelliklerinin Jeofizik ve Geoteknik Yöntemlerle Araştırılması

Abstract

The study has been undertaken at Kaynaşlı town of Duzce. The study was aimed at evaluating the competence of the nearsurface formations as foundation materials. Geophysical and geotechnical methods of investigations were adopted. Kaynaşlı (Duzce) is a Pliyo-Quaternary depositional area and located on the central segment of the Duzce Fault Zone, which is one of the most active seismotectonic belt of the Western Anatolia. Kaynaşlı (Duzce) urban area was developed, as the consequence of rapid and massive construction continued during the last 30 years, towards the north, the west and soutwest of Duzce. The investigated area located at the eastern margin of the Duzce Basin. This structure is covered by thick alluvial fan deposits (Quaternary), originated at the Kaynaşlı Mountain, to the urban arae. Negative soil-structure interaction revealed, during the strong ground motions (M>5.0) due to the poor geoengineering properties of the Kaynaşlı alluvial soil. In this research, detailed soil sections of the upper horizon (approx. 4-12 m), lateral and vertical changes in thickness of coarse and fine grained alluvial depositional units were measured. The seismic refraction and vertical electrical soundings were performed at 12 points and seismic and electrical studies were conducted at the same points. The undisturbed and disturbed samples were collected at every 1.5 m in the boreholes. The geophysical results revealed to distinct geoelectric sequences which consist of topsoil and interchaled formation beneath it. Top soil consists of organic layer about 1.0 m of depth at the surface and silty clay with thickness of 5-8 m. Gravel and silty clay layers were placed concordanity below the top soil. Geotechnical laboratory tests exerted on soil samples to obtain physical and mechanical properties. Shallow geotechnical mapping of the research area was prepared depending on the geotechnical tests results and geological features observed in field.

Özet

Kaynaşlı ilçesinde yapılaşmaya açılacak alanda yer mühendislik özelliklerinin ortaya çıkartılması amacı ile jeofizik, jeolojik ve goteknik yöntemler birlikte kullanılmış ve zemin geoteknik özellikleri araştırılmıştır. Kaynaşlı (Düzce), Kuzey Anadolu Fay zonunun önemli segmentlerinden Mudurnu cıvarında 2 kola ayrılan Düzce fayının Kuzey segmenti Zonunda yer alan, birinci derece deprem bölgesi niteliklerine sahip bir Pliyo-Kuvaterner çökelme alanıdır. Son otuz yıl içinde 1999 12 Kasım deprem öncesine kadar çarpık ve hızlı yapılaşmaya maruz kalmıştır. Çalışma alanı, Kaynaşlı Havzası’nın etrafında bulunan Dağlardan kaynaklanan kalın alüvyon yelpazelerle (Kuvaterner) örtülmüştür. Yerleşim alanı birinci derece deprem bölgesinde yer alması ve ilçenin aktif faylar tarafından kesilen alüvyon yelpazeler üzerinde gelişmiş olması nedeniyle deprem tehlikesiyle karşı karşıya kalmış bir durumdadır. Kaynaşlı alüvyon zemini zayıf jeo-mühendislik parametrelerine sahiptir. Bu nedenle kuvvetli yer hareketleri (M>5.0) sırasında olumsuz zemin-yapı etkileşimine yol açmaktadır. Araştırmada, sahanın yaklaşık 4-12m’lik kalınlığının ayrıntılı zemin kesitleri ölçülmüş, iri ve ince taneli alüvyal çökelim birimlerinin yanal ve düşeyde kalınlık değişimleri saptanmıştır. Çalışmalar yüzeyde yer alan üst toprak zeminle beraber altta yer alan birbirine geçişli olan formasyonların bulunduğunu göstermiştir. Üst zeminde kalınlığı 1.0 m civarında değişen bitkisel toprağın altında kalınlığı 5-8 m arasında değişen siltli kum ve çakıldan oluşan alüvyon tabakası bulunmaktadır. Bu tabakanın altında ise konkordans olarak çakıl ve siltli kum katmanları yer almaktadır. Arazide Standart Penetrasyon Testi (SPT) ve sismik kırılma çalışması yapılmış, laboratuar deneyleri ile zemin örneklerinin fiziksel-mekanik özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen geoteknik parametreler ve jeolojik gözlemler sonucu Çalışma alanının sığ geoteknik haritası hazırlanmıştır.