Kazıklı temeller ve negatif çevre sürtünmesi analizlerinin bilgisayar programı kullanılarak desteklenmesi

Abstract

Kazıklı temeller, problemli zeminlerde taşıyıcı tabakanın temel çukuru kazılamayacak kadar derinde olduğu ve yüzeysel temellerin ekonomik olmadığı durumlarda kullanılan temel sistemleridir. Zemin tabakalarının taşıma gücü kapasitelerine göre tercih edilen ve boyutlandırılan kazıklar, üst yapıdan gelecek olan yükün aktarılış şekline göre uç kazığı ve sürtünme kazığı olarak adlandırılmaktadırlar. Uç kazıklarında üst yapıdan aktarılacak olan yük uç direnci sayesinde sağlam tabaya iletilirken, sürtünme kazıkları teşkili söz konusu olduğunda üst yapıdan aktarılacak olan yük kazık ve çevre zemin arasında oluşacak evre sürtünmesi yardımıyla karşılanmaktadır. Fakat sürtünme kazığı teşkili gerektiği ve kazık teşkil edilecek zeminin henüz konsolidasyonunu tamamlamamış durumda olması halinde zemin kendi ağırlığı altında veya bu zemin üzerine bir dolgu teşkili ya da yapı inşası durumunda kazık çevresindeki zemin ağırlık altında belli bir miktar oturma meydana getirecektir. Bu oturma neticesinde sürtünme kazıklarındaki oturma zemin oturmasından daha az olduğu taktirde meydana gelecek olan sürtünme kazıklara projede öngörülenin aksine ters yönde tesir edecek ve negatif çevre sürtünmesinin gelişmesine neden olacaktır. Bu daha sonradan ortaya çıkan negatif yöndeki yük, proje aşamasında kazığın taşıması öngörülen servis yükü değerine dahi ulaşabileceğinden oldukça olumsuz sonuçlar meydana getirebilmektedir. Uç kazıklarında ise kazık sağlam tabakaya soketleneceğinden oturma söz konusu olmamakla birlikte, çevre zeminde meydana gelecek oturmalar neticesinde oluşacak negatif çevre sürtünmesi kazık boyunca etkili olmaktadır. Sürtünme kazıklarında ise bu durum kazığın da bir miktar oturma sağlaması ile negatif çevre sürtünmesinin kazığın alt kısımlarında sönümlenmesine neden olmaktadır.Bu çalışmada konsolidasyonunu tamamlamamış zeminlerde teşkil edilen kazıklarda kazık taşıma gücüne zıt yönde etki ederek kazıkların taşıma kapasitesinin azalmasına neden olan hatta ve hatta bu yüke maruz kalan kazıklarda hasara neden olacak kadar yüksek değerlere ulaşabilen negatif çevre sürtünmesi problemi ve bu probleme yaklaşım yöntemleri tanıtılmakta, bu problemin neden olduğu unsurları azaltma yöntemleri ve mevcut hesap yöntemleri irdelenmektedir. Negatif çevre sürtünmesi üzerine geliştirilmiş yaklaşımlar karşılaştırılmakta ve pratikte kullanım açısında bu yöntemlerin içinden en uygunu belirlenmeye çalışılmıştır. Tezdeki veriler doğrultusunda uygun bir zemin modeli üzerinde PLAXIS 3D FOUNDATION sonlu elemanlar analiz programıyla kazıklarda negatif çevre sürtünmesi üzerinde çeşitli aralık ve çap değişimlerinin kazık gruplarında kazık boyunca meydana gelen negatif çevre sürtünmeleri üzerine etkisini belirlemek amacıyla çalışmalar yapılmış, bu olguyu etkileyen faktörler gözlenmiştir.

Pile foundations, are the foundation systems that used in the situation of the firm layer lying too deep for carrying the loads coming form the structure and when the shallow foundations are not possible for the construction. The piles that preferred and designed for the carrying capacity of the soil, are classified by the load transferred from the structure overlying, as the end bearing piles and friction piles. The end bearing piles carry the loads are transferred from the structure and transphere the loads to the soild layer. The friction piles also carry the loads by the difference of the friction which occurs between pile and soil. If the friction pile is constructed into the unconsolidated soil profile, the settlement will occure under its own weight or by the construction of a fill etc. By the end of this settlement, if the settlement that occurs in the friction piles is less than the settlemnt of the soil surrounding the pile , this will cause the apperarence of negative skin friction pile around the by the time. This negative load may reach to the pile?s work load there it may occur problems. By the case that end bearing piles constructed into the bedrock, the surrounding soil settles and the negative skin friction effects on the whole pile. But for the occation of friction piles, the pile also settles with the soil and the negative skin friction reduces to the tip of the pile.In this thesis, the problem of ?Negative Skin Friction on Piles? is investigated in detail. Solutions and calculations methods on this subject are presented and the minimization of this problem is provided. In the light of the foregoing the negative skin friction problem is studied with the program of finite elements method of PLAXIS 3D FOUNDATION and the fact that effect this phenomenon under the conditions of different types of pile diameters and the pile spacings, is studied.