Kayaya soketli kazıkların mühendislik davranışı

Abstract

KAYAYA SOKETLI KAZIKLARIN MÜHENDİSLİK DAVRANIŞI ÖZET Yüksek yapı yüklerinin taşıtılması için yüzeysel temel sistemlerinin bazı durumlarda yeterli olmadığı bilinmektedir. Bu gibi durumlarda, genellikle kazıklı temel sistemleri kullanılmaktadır. Ancak zemin tabakaları tarafından taşman kazıklı temellerin de yeterli olmadığı durumlar görülmektedir. Böyle durumlarda eğer anakaya tabakası zemin yüzeyine yakın ise, kaya tabakasına soketli kazıklar tercih edilebilir. Böylece yüksek taşıma gücü ve düşük deformasyon değerleri sağlanabilir. Dünyada kullanımı giderek yaygınlaşan soketli kazıklar hakkında, 1960'li yıllardan beri Avustralya, Kanada ve Amerika'da yapılan araştırmalar ile soketli kazıkların yük transfer mekanizması belirlenmeye çalışılmaktadır. Kaya tabakalarına soketli kazıklarda yük transferi iki bileşen tarafından sağlanmaktadır. Bunlardan birincisi uç mukavemeti, diğeri ise çevre sürtünmesidir. Uç mukavemetinin hesabında literatürde verilen çeşitli korelasyonlar kullanılmaktadır. Ancak literatürdeki bu korelasyonlar çok farklı sonuçlar da verebilmektedir. Bu nedenle korelasyonlar kullanılırken özen gösterilmelidir. Bu noktada ampirik metodların kullanılması daha gerçekçi sonuçlar vermektedir. Çevre sürtünmesi için daha fazla sayıda korelasyon verilmiştir. Bu değer için literatürde ilgi görmüş korelasyonların kullanılması daha doğru olacaktır. Çevre sürtünmesi bileşenine etkiyen faktörlere tasarım esnasında dikkat edilmelidir. Bu faktörlerin en önemlileri olarak soket pürüzlülüğü, soket geometrisi, imalat ve kazı metodları olarak sayılabilir. Özellikle kazık çukurunun stabilitesinin bentonit bulamacı ile sağlandığı durumlarda mobilize olacak çevre sürtünmesinin, meydana gelen filtre keki tabakası nedeni ile önemli miktarda düşebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Anadolu otoyolunun Gümüşova - Gerede kesimi içinde inşaatı sürmekte olan V4 viyadüğünün ayaklarının bazılarında temel sistemi olarak kayaya soketli kazıklar kullanılmıştır. Bölgede genel olarak Amfibolit ve Metadiorit türü kaya tabakaları gözlenmektedir. V4 viyadüğü boyunca kaya tabakasında nokta yük deneyleri gerçekleştirilmiştir. Viyadük bölgesinde üç adet Osterberg Hücresi Deneyi, bir adette Statik Eksenel Kazık Yükleme Deneyi gerçekleştirilmiştir. Loadtest International Inc. tarafından yapılan Osterberg Hücresi deneyleri kaya tabakasının en zayıf olduğu bölgede gerçekleştirilmiştir. Bu deney için 120 cm çaplı üç adet deney kazığı imal edilmiştir. Ayrıca 180 cm çapındaki bir servis kazığı üzerinde 1600 ton'luk yükleme kapasitesine sahip bir statik eksenel kazık yükleme deneyi yapılmıştır. Literatürde verilen korelasyonlar ve tasarım metodları, gerçekleştirilen arazi deneyleri ile yorumlanarak bölgede yapılacak kayaya soketli kazıklar için tasarım yapılmıştır. Yapılan projeye göre 180 cm çapında ve minimum 5 m soket boyuna sahip kazıklar imal edilmiştir. xm

ENGINEERING BEHAVIOUR OF ROCK SOCKETED PILES SUMMARY As it is widely known, shallow foundations sometimes may not satisfy the engineering criterions for the higher structural loads. In these situations generally piled foundations are chosen, but sometimes even the piled foundations constructed in soil layers could not give satisfactory results. If the base rock is close to the ground surface, the rock-socketed piles can be applied. Consequently high bearing capacities and low deformations could be achieved. About the socketed piles are being commonly used; researches have been performed in Australia, Canada and USA to determine the load transfer mechanism of rock-socketed piles since 1960's. In the socketed piles, the load transfer is established by two components, base resistance and shaft resistance. To calculate the base resistance, many correlations have been given in the literature, but these correlations could give considerably different results. Therefore one must pay attention while using these correlations. Using the empirical correlations could give more realistic results. There are more correlations given in the literature for the shaft resistance then the base resistance. Therefore it would be better to use the shaft resistance correlations which are mostly used. The factors affecting the shaft resistance are very important in the mobilization of shaft resistance. The most important factors are the socket roughness, socket geometry, construction and drilling methods. Especially when using the bentonite slurry for the stability of the pile hole, it must be known that the mobilization of the shaft resistance will be very low because of the filter cake layer. Along the V4 Viaduct in the Gümüşova - Gerede section of Anatolian Highway Project, the rock- socketed piles were used as the foundation system. Generally the base rock of the region is Amphibolites or Metadioirite. In V4 Viaduct region point load tests had been carried out to determine the strength parameters of the rock layers. Three Osterberg Cell test were performed in the weakest rock zone of the region to obtain the shaft resistance mobilized in weak rock. These three test piles had a diameter of 120 cm each. Furthermore a static axial pile load test (1600 tons) was performed on a service pile with a diameter of 180 cm. By using the correlations and the design methods given in the literature and evaluation of the pile load tests carried out in the site, the design of the socketed piles were performed. According to the design, the pile diameter was selected as 180 cm and the minimum socket length was decided as 5 m. xiv