Yapıların Tahribatsız Yöntemlerle İncelenmesi

Yapıların performans analizi için yapı elemanlarının incelenmesinde tahribatsız yöntemlere de ihtiyaç duyulmaktadır. Saha çalışmalarında malzeme dayanımının ve içeriğinin tespiti önemli olan bir diğer konudur.

Bu yazımızda Jeofizik Yüksek Mühendisi Emre ÖZÇELİK tarafından hazırlanmış olan “Yapıların Tahribatsız Yöntemlerle İncelenmesi” başlıklı yazıyı sizlerle paylaşıyoruz.

Türkiye aktif deprem kuşaklarından biri olan Alp-Himalaya deprem kuşağı üzerinde yer almaktadır. Bu yüzden yapıların sağlamlığı oldukça önemlidir. Taşıyıcı elemanların içerisindeki donatı sayısı, çap ve konumlarının tespiti, yapı elemanları içerisinde kırık ve çatlakların belirlenmesi, yapı elemanlarında korozyon tespiti gibi birçok faktör de yapının sağlamlığında önemli parametrelerdir.

Bina, köprü, fabrika vb. mühendislik yapılarının sağlamlığı veya projeye uygun imal edilip edilmediği, bu yapılara zarar vermeden jeofizik yöntemlerle araştırılabilir. Bu araştırmalar çok hızlıdır. Sonuç hemen verilir. İncelenen betonarme yapıdan bir örnek almaya gerek yoktur. Dolayısıyla yapıya zarar vermeden sağlamlığı incelenebilir. Bu araştırmalarda yapının tamamı “cm” hassasiyetinde incelenebilir. Yani yapının bir tomografi görüntüsü elde edilmiş olur.

Tahribatsız yapı incelemeleri kapsamında beton ve betonarme yapılarda  jeofizik yöntemlerle yapılan başlıca tespitler:

• • • Beton Kalite ve Dayanım Tespiti
    • Karot Yeri Tespiti
    • Beton Dinamik ve Elastik Parametrelerinin Belirlenmesi
    • Donatı Tespiti (Donatı Sayısı, Çapı ve Paspayı Tespiti)
    • Kırık-Çatlak Tespiti
    • Beton Kalınlık Tespiti
    • Yapılarda Boşluk Tespiti
    • Yapı İçerisindeki Kablo ve Boru Tespitleri
    • Donatı Korozyon Tespiti

Beton Kalite ve Dayanım Tespiti, Karot Yeri Tespiti

Jeofizik yöntemlerden Sismik Ultrasonik Yöntem ile beton kalite tespiti yapılabilir. Ultrasonik yöntem, numuneden ultrason dalgaları geçirerek kaydedilen yayılma sürelerinden dalga hızlarının elde edilmesi prensibine dayanır. Ultrasonik hız ölçüm ekipmanları; ultrasonik hız ölçüm cihazı, verici (T_x) ve alıcı (R_x) probları ile yüksek voltaj puls üretecinden oluşur. Vericiden çıkan dalgalar numune içerisinde hareket edip alıcıya ulaşır. Sismik dalga hızı T_x ve R_x arasındaki uzaklığın geçiş zamanı oranıdır. Elde edilen hız değerleri ile beton çatlaklığı, gözenekliliği, nemliliği, homojenliği, elastik parametreleri ve poisson oranı belirlenerek betonun kalitesi ortaya konulur. Şematik ölçü diyagramı aşağıda gösterilmiştir.

Sismik Ultrasonik Yöntem ile elde edilen betonun hız değerlerinden kalite tespitleri yapılmakta, yapının tomografik görüntüsü elde edilmektedir. Ayrıca karot yerine karar verilirken zayıf bölgeler seçilerek öneride bulunulabilir. Örnek çalışma aşağıda görülmektedir.

Sismik Ultrasonik Yöntem ile elde edilen hız değerlerinden formül kullanılarak beton dayanımına çıkarım yapılabilmektedir. Aşağıdaki örnekte önce Ultrasonik Yöntem ile hız değerleri ölçülmüş ve fc = 2.6*Vp^1.8  (hız: km/sn, fc :MPa, Uyanık ve diğ., 2011) formülü kullanılarak dayanım değerleri elde edilmiş, daha sonra basınç dayanım testi uygulanmış ve değerler karşılaştırılmıştır. Değerlerin birbirine yakın olduğu görülmüştür.

Betonarme Yapılarda Donatı Tespiti
(Donatı Sayısı, Çapı ve Paspayı Tespiti)

Betonarme yapıların donatı ve paspayı tespitleri Yer Radarı Yöntemi ile yapılabilmektedir. Yer radarı yöntemi (Ground Penetrating Radar – GPR), yüzeyin sığ derinliklerini araştırmak için kullanılan yüksek frekanslı elektromanyetik, jeofizik yöntemdir. Bir yer radarı sistemi verici anten, alıcı anten, kontrol ünitesi ve kayıtçıdan oluşmaktadır. Verici anten aracılığıyla yeraltına çok yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar gönderilir. Yeraltında ilerleyen dalgaların bir kısmı karşılaştıkları cisimlerden veya farklı yapıdaki jeolojik birimlerin ara yüzeylerinden yansıyarak alıcı anten, kontrol ünitesi ve kayıtçı yardımıyla zamanın fonksiyonu olarak kayıt edilirler.

Yapı araştırmalarında yüksek frekanslı yer radarı cihazları kullanılır. Aşağıda gösterilen çalışmalarda merkez frekansı 2.7 GHz olan cihazla yapılan ölçümler görülmektedir. Bu çalışmalarda yatay yönde ve düşey yönde ölçümler alınarak donatı – etriye sayısı, yeri ve paspayı tespit edilmiş, profiller birleştirilerek 3 boyutlu görüntü elde edilmiştir. Bu şekilde hem mevcut yapıların incelenmesi hem de yapılmakta olan yapıların projeye uygunluğu incelebilir.

Beton ve Betonarme Yapılarda Kırık-Çatlak, Beton Kalınlık ve Boşluk Tespitleri

Yapılarda kırık-çatlak ve boşluk tespitleri Yer Radarı Yöntemi (GPR) ve Sismik Ultrasonik Yöntem ile yapılabilmektedir. Aşağıda gösterilen birinci çalışmada Yer Radarı Yöntemi ile kırık-çatlak tespiti, ikinci çalışmada ise Sismik Ultrasonik Yöntem ile kırık-çatlak ve kırık derinliği tespiti görülmektedir. Yapılarda beton kalınlık tespitleri ayrıca tünellerde enjeksiyon yapılacak yerin ve enjeksiyon miktarının hesaplanması için boşlukların tespiti oldukça önemlidir. Bu çalışmalarda Yer Radarı Yöntem ile yapılabilmektedir. Bu çalışmalardan da görüntüler aşağıda gösterilmiştir.

Yapı İçerisindeki Kablo ve Boru Tespitleri

Yer Radarı yöntemi ile yapı içerisindeki kablo ve boru tespitleri yapılabilmektedir.  Örnek çalışmalarımız aşağıda gösterilmiştir. Bu çalışmalarda yatay ve düşey profillerde alınan ölçümler sonucunda oluşturulan farklı derinlikteki 3 boyutlu görüntülerle numune içerisinde yer alan boru, donatı ve hasırlar tespit edilmiştir.

Betonarme Yapılarda Donatı Korozyon Tespiti

Betonarme yapılarda donatı korozyon tespitleri Elektrik Özdirenç Yöntemi ile                     yapılabilmektedir.  Özdirenç yönteminde, iki elektrot ile zemine akım uygulanır ve diğer iki noktadaki elektrotlar arasında oluşan gerilim farkı ölçülür. Ölçülen gerilim farkı, tüm elektrotlar arasındaki uzaklığa ve ortamın jeolojik yapısına bağlıdır.

Aşağıdaki çalışmada kolonun 3 farklı kesitinde yapılan ölçümler sonucunda elde edilen özdirenç değerlerinden oluşturulan özdirenç haritaları görülmektedir. Kesitlerin alt kısımlarında düşük özdirençli bölgelerde korozyon riski bulunmaktadır.

Bir diğer örnekte yapının tavan kısmında özdirenç ölçümleri yapılmıştır. Ölçüm yerleri ve sonuçları aşağıda gösterilmiştir. Özdirenç değerlerinin düşük çıktığı kısımlarda donatılarda paslanmalar görülmüştür.

Yapıların tahribatsız yöntemlerle incelenmesi genel olarak bu şekildedir. Katkı sağlamak isteyen meslektaşlarımın yuksel@insaport.com veya yksl.kayaa@gmail.com adreslerine mail atmalarını rica ederim. Ayrıca sormak istediğiniz soruları mail atabileceğiniz gibi yorum kısmında da sorabilirsiniz.

Sabırla okuduğunuz için teşekkür ederim. Sağlıcakla kalınız.

Saygılarımla,
İnş. Yük. Müh. Yüksel KAYA

Makalenin PDF dosyasını indirmek için TIKLAYINIZ…