derİn temeller

YÜZEYSEL VE DERİNTEMELLERİN ANALİZİ ve TASARIMI

Yrd.Doç.Dr.M.Kubilay Keleşoğlu

Derin Temeller Taşıma Gücü Teorisi Oturma Hesapları Kazık Yükleme Deneyleri

Derin Temeller

YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLERİN ANALİZİ VE TASARIMI Yrd.Doç.Dr.M.K.Keleşoğlu

2

DERİN TEMELLER

Df/B oranı 1.0’dan büyük olan yapı temelleri derin temel olarak adlandırılır. Derin temeller;

Yapı yüklerini daha aşağıdaki taşıyıcı tabakalara aktarmak

Yeraltı su seviyesi altındaki temellerde kaldırma ve rüzgar etkisi altındaki kule temellerinde döndürme etkilerine karşı koymak

Kazık çakma işlemi ile çevre zeminleri sıkıştırarak iyileşme sağlamak

Yüzeysel temellerle sağlanamayan oturma kriterini, yapı yüklerini daha aşağıdaki tabakalara ileterek sağlamak

Yatay yükler karşısında ilave destek sağlamak

Derin Temeller


3

DERİN TEMELLER

Günümüzde, derin temeller denilince akla ilk gelen sistem kazıklı radye temellerdir. Kazıklar; zemin içine yerleştirilen ahşap, çelik ya da beton malzemelerinden imal edilir.

Farklı yapım teknikleri ve uygulama alanları ile çok önemli yapısal elemanlardır.

Derin Temeller


4

DERİN TEMELLER

Kazıklar yapım teknikler, kullanılan malzeme vb. faktörlere göre sınıflandırılabilirler.

Kullanılan malzemeye göre;ahşapçelikbeton

Yapım tekniğine göre;itme-çakma kazık (driven piles)yerinde dökme-fore (bored kazık)

Derin Temeller


5

DERİN TEMELLER

Kil tipi Auger Baget tipi kazıcı

Derin Temeller


6

DERİN TEMELLER

Fore-kazıklar:

• Kılıflı

• Kılıfsız

• Geniş uçlu

Derin Temeller


7

DERİN TEMELLER

Derin Temeller


8

DERİN TEMELLER

A bucket auger is used to drill large diameter holes alongside the existing causeway. The hole is supported by steel casing and kept full of bentonite slurry to prevent heaving at the bottom.

www.geophotoalbum.com

Derin Temeller


9

DERİN TEMELLER

A rebar cage is positioned in the drilled hole. The cage extends to a depth of about 45 feet, and continues as an above-ground column up to the causeway deck. The white PVC tubes inside the cage allow a gamma-gamma probe to nondestructively test for defects in the completed CIDH pile.

Derin Temeller


10

DERİN TEMELLER

Concrete is pumped along the green boom to a steel tremie pipe that extends down inside the rebar cage to the bottom of the drilled hole. One crane will lift the steel casing. The other crane supports a set of small diameter (~1 inch) steel rods inserted inside the full length of each PVC tube. The steel rods protect the PVC tubes against damage, and will be removed after all concrete has been placed.

Derin Temeller


11

DERİN TEMELLER

As concrete is tremied (poured) to the bottom of the drilled hole, it displaces the bentonite slurry.

The slurry then spills over the top of the casing and is collected for re-use or disposal.

Derin Temeller


12

DERİN TEMELLER

The steel casing is progressively withdrawn as the concrete level in the hole rises. The casing bottom is always kept 5 to 10 feet below the top surface of the concrete.

If the casing is pulled above the concrete surface, the unsupported portion of the hole may cave in and cause a defect to the pile.

Derin Temeller


13

DERİN TEMELLER

A close-up of the previous view.

Derin Temeller


14

DERİN TEMELLER

The steel casing has been further withdrawn.

Derin Temeller


15

DERİN TEMELLER

The steel casing is now out of the ground (the bottom of the casing is about head height) and will be lifted over the rebar cage of the column. Notice the wet concrete remaining on the rebar cage.

Derin Temeller


16

DERİN TEMELLER

Formwork is erected for the column extension above a completed CIDH pile. The column will be tied into the causeway deck to provide lateral restraint during earthquake shaking.

Derin Temeller


17

DERİN TEMELLER

Derin Temeller


18

DERİN TEMELLER

Derin Temeller


19

YÜK TRANSFER MEKANİZMASI

Bir kazığın yük aktarma/transfer mekanizmasını belirlemek karmaşık bir iştir. Bu konuyu tam olarak anlayabilmek için şekil a’da verilen L boyundaki kazığıinceleyelim.

Kazık başındaki yük sıfırdan Q(z=0) yüküne çıkarılsın. Q yükü kazık çevresindeki sürtünme kuvveti Q1 ve kazık ucundaki direnç Q2 ile birlikte taşınacaktır. Ancak Q1

ve Q2’nin toplam yüke olan katkıları/oranlarınedir?

Derin Temeller


20


Eğer, herhangi bir z derinliğinde, kazık çevresinde gelişen sürtünme kuvveti Q(z)

ölçülseydi şekil b’deki 1 no’lu eğri elde edilirdi. Herhangi bir z derinliğinde, kazık çevresindeki birim alana gelen sürtünme direnci f(z);

; p: kazık çevresi = 2r

Kazık başındaki yük sıfırdan Q(z=0) yüküne çıkarılsın. Q yükü kazık çevresindeki sürtünme kuvveti Q1 ve kazık ucundaki direnç Q2 ile birlikte taşınacaktır. Ancak Q1 ve Q2’nin toplam yüke olan katkıları/oranları nedir?

(z)

(z)Q

fp z

Derin Temeller


21


Derin Temeller


22


Derin Temeller


23


Şekil c’de birim alana gelen sürtünme direncinin derinlikle değişimi gösterilmektedir.

Eğer;

zemin yüzeyindeki Q yükü arttırılmaya devam edilirse,

kazık ve zemin arasındaki rölatif deplasmanlar 5-10 mm mertebesine ulaştığında,

kazık geometrisi ne olursa olsun,

kazık yüzeyi boyunca sürtünme gerilmeleri tamamen harekete geçer/etkinleşir.

Derin Temeller


24


Ancak, maksimum kazık uç direnci Q2=Qp değeri ancak kazık ucu, kazık çapının %10-%25’i kadar ilerleyince etkinleşir. Düşük değer çakma kazıklar için ve büyük değer ise fore kazıklar için geçerlidir.

Nihai yüke ulaşıldığında Q(z=0)=Qu

(şekil b’deki 2 eğrisi ve şekil d) olacaktır. Bu durumda;

Q1=QS

Q2=QP dir.

Derin Temeller


25


Bu durumda açıkça görülmektedir ki,

QS, çevre sürtünmesi küçük deplasmanlarda hemen etkin hale gelmektedir.

QP, uç direncinin etkin hale gelebilmesi için çevre sürtünmesine kıyasla daha fazla sıkışma/düşey deplasman olması gereklidir.

Nihai yükleme durumunda kazık ucunda oluşan göçme durumu Şekil e’de verilmektedir. Kazıklı temellerin ve altındaki zeminlerin çoğunlukla zımbalama tipi göçme mekanizması ile yenilmektedir.

Derin Temeller


26


Kazık ucu altında oluşan I nolu üçgen bölge aşağıya doğrı itilirken herhangi bir başka kayma yüzeyi oluşturmaz.

Ancak, katı kil ve sıkı kumlarda, 2 nolu radyal kayma bölgesi kısmen gelişir. Ve kazıkların yük-deplasman eğrileri de zımbalama göçmesi altındaki bir yüzeysel temelin yük-deplasman eğrisine benzer.

Derin Temeller


27

KAZIK TAŞIMA KAPASİTESİNİN BELİRLENMESİ

Kazık taşıma gücü uç kapasitesi (Qp) ve çevre sürtünmesi (Qs) olmak üzere iki bileşenden oluşmaktadır:

Qp ve Qs’in bulunmasına yönelik sayısız araştırma ve yöntem bulunmaktadır. Vesic, Meyerhof ve diğ. tarafından geliştirilen yöntemler konunun anlaşılması bakımından önemli katkılar sağlamıştır.

u p sQ Q Q

Derin Temeller


28

KAZIK UÇ TAŞIMA KAPASİTESİ

Kazıkların uç kapasitesi (Qp) ile yüzeysel temellerin taşıma gücünün oluşum mekanizmaları arasında çok büyük benzerlikler bulunmaktadır. Bu nedenle kazıkları uçmukavemeti yüzeysel temellerin nihai taşıma gücüne benzer bir yaklaşımla hesaplanır. Terzaghi, kare ve ddairesel temellerin taşıma gücünü aşağıdaki bağıntılarla hesaplamaktadır.

Derin Temeller


29


Genel taşıma gücü formülü ise şekil-derinlik faktörlerini de dikkate alacak şekilde:

Dolayısıyla, yüzeysel temellerin nihai taşıma gücübağıntısı, derinlik ve şekil faktörlerini de içerecek şekilde aşağıdaki gibi yazılabilir.

* * *c qN ,N ,N : şekil ve derinlik etkilerini de içeren taşıma gücü kats.

Derin Temeller


30


Kazıklı temeller derin temellerdir. Yine de, kazık uçmukavemeti, yüzeysel temellerin nihai taşıma gücüformülü ile hesaplanabilir. Bu durumda Nc*, Nq* ve Ng* katsayıları değişecektir. Temel genişliği B yerine kazık çapı D olarak kullanıldığında:

Kazık çapı D, genellikle küçük bir değerdir ve eşitliğin üçüncü teiminden gelen katkı son derece küçüktür. Dolayısıyla;

* * *u p c qq q c N qN DN

* *p c qq c N q N q :efektif gerilme

Derin Temeller


31


Kazık uç kapasitesi kuvvet cinsinden şu şekilde yazılır:

p

p

* *c q

A :kazık uç alanı

c : kazık ucundaki zeminin kohezyonu

q : kazık uç direnci

q : kazık ucunun bulunduğu seviyedeki düşey efektif gerilme

N ,N : nihai taşıma gücü katsayıları

* *p p p p c qQ A q A c N q N

Derin Temeller


32

Uç Mukavemeti Qp - Meyerhof Yöntemi - Kumlarda

Meyerhof’a göre kum zeminlerdeki kazık uçtaşıma kapasitesi, zemin içinde derinlere doğru inildikçe artmakta ve Lb uzunluğuna gelindiğinde en büyük değerine ulaşmaktadır. Lb değeri homojen zeminlerde kazık boyu L ile aynıdır. Eğer kazık ucu sert bir zeminin içine girmekte ise Lb boyu bu tabakanın içindeki kazık uzunludur.

Derin Temeller


33


Eğer kazık ucu sert bir zeminin içine ise kazık uç direnci qp=qLolacaktır. Kum zemindeki bir kazığın uç direnci, c=0 dan

Ancak, Qp değerinin belirli bir limit değeri aşamayacağı kabul edilir.

*p p p p qQ A q A q N

*p p q p LQ A q N A .q

Derin Temeller


34


Bu qL limit değeri ise;

ya da SPT deney sonuçlarına göre

*L a qq 0.5 p N tan

ap :atmosferik basınç=100 kPa

: taşıyıcı tabakanın efektif içsel sürtünme açısı

L a 1 a 160 60L

q 0.4 p N 4 p ND

N1 60:kazık uç noktasının 10D üzerinde ve 4D altındaki zemin bölgesinin ortalamadüzeltilmiş vuruş sayısı

Derin Temeller


35


Nq* değeri zeminin efektif içsel sürtünme açısı değerine bağlıolarak yandaki şekildeki gibi değişmektedir.

Derin Temeller


36

Uç Mukavemeti Qp - Meyerhof Yöntemi - Killerde

Suya doygun killerde yapılan kazıklarda drenajsız yükleme koşullarında (=0)

bağıntısı ile hesaplanır. cu, kazık ucundaki zeminin drenajsız kayma mukavemetidir.

*p p u c u pQ A c .N 9c A

Derin Temeller


37

Uç Mukavemeti Qp - Janbu Yöntemi

Janbu, kazık uç mukavemetinin aşağıdaki tipik formülle hesaplanabileceğini ifade ettikten sonra taşıma gücükatsayılarını şu şekilde tanımlamıştır.

değeri yumuşak killerde 600 ve sıkı kumlarda 1050

değerine doğru ilerlemektedir. Pratikte 600-900 arasında değerler alır.

* *p p p p c qQ A q A c N q N

2* 2 2 tanq

* *c q

N tan 1 tan e

N N 1 cot

Derin Temeller


38

Uç Mukavemeti Qp - Janbu Yöntemi

Derin Temeller


39

Uç Mukavemeti Qp - SPT ve CPT ile hesaplanması

N60 değerine göre önerilmiş ampirik formüller aşağıdaki tabloda verilmiştir. Önemli olan husus kazık ucundaki zemini temsil edebilecek bir değerin verilmesidir. Kazık ucunun 4D altındaki ve 10D üstündeki zemin tabakasının ortalamasının alınması uygundur.

Derin Temeller


40


CPT deney sonuçlarının yorumlanmasına yönelik birkaçyöntem bulunmaktadır. Bu yöntemlerden en çok kullanılan ve pratik olanı LCPC (Lab. Central des Ponts et Chaussees) tarafından önerilendir.

p c[eq] bq q .k

b

b

k =0.6 (killer ve siltler için)

k =0.375 (kumlar ve çakıllar için)

Derin Temeller


41


1. Kazık ucunun 1.5D altında ve üstündeki bölgedeki uçdirenci değerlerinin qc

ortalaması alınır.2. qc[av] değerinin 0.7 qc[av] -1.3

qc[av] değerleri dışında kalan değerler hesaba katılmaz.

3. Kalan değerlerle tekrar ortalama alınarak eşdeğer uç direnci qc[eq] bulunur.

Derin Temeller


42

Çevre Sürtünmesi Qs - KumlardaKazığın etrafındaki zemin ile kazık arasındaki çevre sürtünmesinin aşağıdaki formül ile hesaplanabileceği belirtilmişti. Ancak bu formülde adı geçen f değerinin hesaplanması ya da belirlenmesi kolay değildir. Şu faktörler unutulmamalıdır:1. Kazık yapım yöntemi. Çakma kazıklarda, vibrasyonlu çakma işlemi kazık çevresindeki zeminlerin sıkışmasına neden olur. Sonraki slatta verilen şekilde, bir çakma işlemi sonunda kumlu bir zeminde 320 olan tabii içsel sürtünme açısının artışı ve dağılımı verilmektedir.

Derin Temeller


43

Çevre Sürtünmesi Qs - Kumlarda

Meyerhof, sıkışmanın 2.5 kazık çapı kadar bir bölgede etkili olduğunu ifade etmektedir.

Derin Temeller


44

ÇEVRE SÜRTÜNMESİKazığın etrafındaki zemin ile kazık arasındaki çevre sürtünmesi ise:

p: kazık kesitinin çevresi

L: düşey yöndeki kazık kesitinin kalınlığı

f: herhangi bir derinlikteki birim sürtünme direnci

sQ p. L.f

Derin Temeller


45

Çevre Sürtünmesi Qs - Kumlarda2. f sürtünme direncinin derinlikle değişiminin şekildeki gibi geliştiği bilinmektedir. Buna göre sürtünme direnci L kritik derinliğine kadar doğrusal bir şekilde artmakta ve daha sonra sabit kalmaktadır.

Derin Temeller


46

Çevre Sürtünmesi Qs - Kumlarda2. L derinliği yaklaşık olarak 15D-20D arasında değişmektedir. Güvenli tarafta kalarak L=15D değeri kullanılabilir.

3. Benzer derinliklerdeki çakma ve fore kazıklar arasında, çakma kazıkların çevre sürtünmesi daha fazladır.

Derin Temeller


47


Yukarıdaki faktörleri de dikkate alarak f sürtünme değeri z=0 ile L arasında ve L ile L arasında aşağıdaki değerleri alır:

K: efektif toprak basıncı katsayısıo: düşey efektif gerilme: zemin-kazık sürtünme açısı (0.5 – 0.8)

0f K tan

(z L )f f

Derin Temeller


48


Coyle ve Castello (1981) 24 adet çakma kazık deneyi üzerinde yaptıkları çalışma sonucunda aşağıdaki bağıntıyı önermiştir.

K: efektif toprak basıncı katsayısıo: düşey efektif gerilme: zemin-kazık sürtünme açısı (=0.8)

s av 0Q f pL K tan pL

Derin Temeller


49

Çevre Sürtünmesi Qs – Kumlarda – SPT ve CPT ile

Meyerhof (1967) yüksek deformasyonlu çakma kazıkların ortalama sürtünme katsayıları için aşağıdaki ifadeyi önermektedir. Düşük deformasyonlu kazıklarda bu değerin yarısını almaktadır. pa atmosferik basınç değeri =100 kPa’dır.

Biraud (1985) ise aşağıdaki ifadeyi önermektedir.

av a 60f 0.02p (N )

0.29av a 60f 0.224p (N )

Derin Temeller


50

Çevre Sürtünmesi Qs – Kumlarda – SPT ve CPT ile

CPT deneyinden elde edilen sürtünme direnci değeri aşağıdaki şekiller üzerinde kullanılarak çevre sürtünmesi elde edilebilir.

cf .f

Elektrik uçlu penetrometreMekanik uçlu penetrometre

Derin Temeller


51

Çevre Sürtünmesi Qs – Killerde

Kil zeminlerde yapılan kazık imalatı sırasında çevredeki zeminlerde meydana gelen örselenme nedeniyle, kaazıkların çevre sürtünmesi değerinin tespiti aynıkumlardaki gibi oldukça güçtür.

Üç farklı yaklaşım kullanılarak hesaplama yapılabilir: metodu metodu metodu

Derin Temeller


52

Çevre Sürtünmesi Qs – Killerde – Yöntemi Bu yönteme göre, kazık çakma işlemi sırasında oluşan yatay zemin hareketleri çevre zeminlerde pasif toprak basınçlarının oluşmasına neden olacaktır. Bu kabule göre ortalama birim sürtünme gerilmesinin

ile hesaplanabileceği öne sürülmüştür.

’nın derinlikle değişimi yandaki şekilde verilmiştir. Bu yöntemin uygulanmasında dikkat edilmesi gereken husus ’o ve cu nun hesabıdır.

av 0 uf 2c

Derin Temeller


53

Çevre Sürtünmesi Qs – Killerde – Yöntemi

u(1) 1 u(2) 2u[av]

c L c L ...c

L

1 2 3

0A A A ...

L

Derin Temeller


54

Çevre Sürtünmesi Qs – Killerde – Yöntemi Randolph ve Murphy tarafından geliştirilen bu basit yaklaşım, çevre sürtünmesi f ile drenajsız kayma mukavemeti cu arasında bir ilişki kurmaktadır.

uf .c

s

s u

Q f.p. L

Q .c .p. L

Derin Temeller


55

Çevre Sürtünmesi Qs – Killerde – Yöntemi Yumuşak killerde yapılan çakma kazık imalatı sırasında kazık çevresindeki boşluk suyu basıncı artacaktır. Bu artış cu

değerinin 5-6 katına kadar çıkmakta ancak birkaç ay içinde de tamammen sönümlenmektedir. Bu nedenle, bir kil zemin içinde kazık üzerindeki birim sürtünme değeri kilin örselenmişdurumdaki efektif gerilme parametreleri ile yapılabilir.

0

R

f .

K.tan

R : örselenmiş kilin drenajlı kayma mukavemeti açısı

K : toprak basıncı katsayısı

Derin Temeller


56

Çevre Sürtünmesi Qs – Killerde – Yöntemi K değerinin hesabında aşağıdaki ifadeler kullanılabilir.

Bu durumda;

R

R

K 1 sin (normal kons killer)

K 1 sin OCR (aşırı kons killer)

R R 0

R R 0

f 1 sin tan . (normal kons killer)

f 1 sin OCR tan . (aşırı kons killer)

sQ f.p. L

Derin Temeller


57

Kaya Ortamlarda Yapılan Kazıklar

Derin Temeller


58

Kaya Ortamlarda Yapılan Kazıklar

Derin Temeller


59

Negatif Çevre SürtünmesiAşağıdaki üç durumda çevre sürtünmesi kazığı aşağı yönde itecek şekilde gelişir:

1. Eğer killi bir dolgu tabakasıgranüler bir tabakanın üzerine inşa edilir ve her iki tabakayı geçen bir kazıklıtemel sistemi teşkil edilikse, killi dolgunun konsolidasyonu ile oluşan oturmalar kazığıda aşağıyönde itecektir.

Derin Temeller


60

Negatif Çevre Sürtünmesi

1. Eğer yumuşak bir kil zemin üzerine bir dolgu inşa edilir ve ve her iki tabakayı geçen bir kazık imal edilirse, alttaki kil tabakasının üstteki dolgu yükü nedeniyle oturmasıdurumunda kazıkta yine aşağı yönde ilave kuvvetler oluşur.

Derin Temeller


61


3. Eğer yeraltı su seviyesinde bir azalma olması durumunda, efektif gerilmeler artacağından killi zeminlerde konsolidasyon oturmaları oluşacaktır. Eğer kil zeminin içinde kazıklı bir temel var ise bu durumda kazıklar aşağıya doğru çekilecektir.

Yukarıda tanımlanan durumlarda kazıklar üzerindeki negatif çevre sürtünmesinin hesabı aşağıdaki iki yöntemle belirlenebilir.

Derin Temeller


62

Negatif Çevre Sürtünmesi1. Kil Zemin üzerindeki Granüler Dolgu yöntemine benzer bir şekilde kazık üzerindeki negatif çevre gerilmesi fn ve kuvveti Qn;

n 0f K . .tan

0

0 f

f

K : toprak basıncı katsayısı: K 1- sin

:herhangi bir z derinliğindeki efektif gerilme = .z

: kil dolgunun efektif birim hacim ağırlığı

: kazık-zemin arasındaki sürtünme açısı 0.5-0.7

fH 2

f fn f

0

pK H tanQ pK tan z.dz

2

Derin Temeller


63

Negatif Çevre Sürtünmesi2. Granüler Zemin üzerindeki Kil DolguBu durumda kazık üzerindeki çevre sürtünmesi z=0 ile z=L1

mesafesinde oluşabilir. L1’e “neutral depth” tarafsız derinlik adı verilir. Tarafsız derinlik aşağıda ifade ile hesaplanır:

f f f f f f1

1 f f

L H L H H 2 HL

L 2

Derin Temeller


64

Negatif Çevre Sürtünmesi2. Granüler Zemin üzerindeki Kil DolguL1 derinliği belirlendikten sonra, z=0 ile z=L1 mesafesindeki negatif çevre sürtünmesi

n 0f K . .tan

0

0 f f

K K 1 - sin

= H + z

0.5-0.7

1 1L L

n n f f0 0

21

f f 1

Q p.f .dz pK H z tan .dz

L pK tanpK H tan L

2

Derin Temeller


65

Negatif Çevre Sürtünmesi - ÖRNEK

Derin Temeller


66


Derin Temeller


67


Derin Temeller


68


Derin Temeller


69


Derin Temeller


70


Derin Temeller


71

Kazık Yükleme Deneyi

Büyük projelerde imal edilen kazıklarda belirli sayıda yükleme deneyi yapılması gereklidir. Kazıklar üzerinde deney yapılması ihtiyacı hesap yöntemlerindeki birtakım belirsizliklerden kaynaklanır. Yatay ve düşey yükleme deneyleri yapılabilir.

Derin Temeller


72


Test kazığı üzerindeki yük hidrolik bir kriko vasıtasıyla üretilir. Uygulanan yük kademeli şekilde arttırılır ve her kademesinde yeterince süre beklenilir. Bu sayede kazığın bir miktar oturması da sağlanmış olur ve bu oturma değerleri de aynı uygulanan yük gibi deney boyunca ölçülür.

Her yük kademesi, servis yükünün dörtte biri kadar arttırılır ve servis yükünün en az iki katı kadar yükleme yapılır. İstenilen maksimum yüke ulaşıldıktan sonra yükleme kaldırılır yani kazık üzerindeki yük boşaltılır.

Derin Temeller


73


Yük kademelerinin artışına dayanan bu sisteme yük kontrollü deney adı verilir.Diğer bir deney türünde ise kazığın üzerindeki yük belirli bir oturma değerine ulaşılıncaya adar arttırılır. Bu deney türüne ise sabit deformasyon hızlı deney adı verilir. Tipik deformasyon hızları 0.25-2.5 mm/dak olarak alınabilir. Bir başka deney türü ise kazığın üzerine tekrarlı yükler uygulanması esasına dayanan deney tipidir.

Derin Temeller


74


Derin Temeller


75

Kazık Grupları

Yapısal yüklerin zemine aktarılması amacıyla yapılan temel altı kazıklarıçoğunlukla gruplar halinde inşa edilir ve kullanılır. Kazık grubunun üzerinde inşa edilen kazık başlığı ile kazıklar birbirine bağlanır. Kazık başlığı zemin yüzeyi ile temas halinde ya da üzerinde olabilir.

Derin Temeller


76

Kazık Grupları

Kazık gruplarının yük taşıma kapasitesinin belirlenmesi son derece karmaşık bir konudur. Kazıkların birbirine yakın imal edilmesi

durumunda birbirine yakın iki kazıktan zemine aktarılan gerilmelerin üst üste düşeceği ve kazık taşıma gücünüazaltacağı kabul edilir. Pratikte uygulanan minimum kazık

aralıkları 2.5D ve standart değerler ise 3.0-3.5D arasındadır.

Derin Temeller


77

Kazık Grupları

Kazık etkinlik değeri kazık grubunun toplam taşıma kapasitesinin, kazık grubundaki kazık sayısı ile tek bir kazık taşıma kapasitesinin çarpımına oranıdır. Literatürde, farklı harflerle ifade edilir. E, gibi…

(u)g

u

Q

Q

g(u)

u

: grup etkinlik katsayısı

Q : kazık grubunun nihai yük taşıma kapasitesi

Q : tek kazığın grup etkisi olmaksızın nihai yük taşıma kapasitesi

Derin Temeller


78

Kazık Grupları

Kazık etkinlik değeri LgxBgxL boyutlarındaki bir bloğun analizi yapılarak belirlenebilir. Kazıklar blok halde hareket ederse sürtünme kapasitesi blok için hesaplanır. pg kazık bloğunun çevresidir.

g 1 2p 2 n n 2 d 4D

avf : ortalama çevre sürtünmesi

av gg uQ f p L

u avQ f pL

(u)g

u

Q

Q

Derin Temeller


79

Kazık Grupları

(u)g av 1 2

u 1 2 av

1 2

1 2

Q f 2 n n 2 d 4D L

Q n n pLf

2 n n 2 d 4D

pn n

değeri 1.0’dan büyük değerler alırsa bu durumda kazıkların birbirinden yeterince uzak olduğu ve etkileşimde bulunmadıklarıkabul edilir ve 1.0 değeri kullanılır.

<1.0 olması durumunda ise

(u)g uQ Q

Derin Temeller


80

Kazık Grupları

Derin Temeller


81

Kazık Grupları

Derin Temeller


82

Kazık Grupları

Derin Temeller


83

Kazık Grupları

Şekildeki bir kil zemine yerleştirilen kazık grubunun nihai yük taşıma kapasitesi aşağıdaki şekilde bulunabilir:

1. sp21u QQnnQ

mukavemeti kayma drenajsır kilin ucundaki kazıa :c

c9AQ

u(p)

)p(upp

LpcQ us

Lpcc9AnnQ u)p(up21u

Derin Temeller


84

Kazık Grupları

2.Nihai taşıma kapasitesi kazıkların blok halde hareket ettiği kabul edilerek LgxBgxL boyutlarındaki blok için hesaplanır.

Çevre sürtünmesi;

Uç mukavemeti;

LcBL2Lcp uggug

*c)p(ugg

*c)p(uppp NcBLNcAqA

Derin Temeller


85

Kazık Grupları

2.Nihai taşıma kapasitesi = Çevre sürtünmesi + Uç mukavemeti

3. Bu iki denklemden küçük değer veren Qu olarak seçilir.

LcBL2NcBLQ ugg*c)p(uggu

Derin Temeller


86

Kazık Gruplarının Oturmaları

Bir kazık grubunun konsolidasyon oturması 2:1 dağılım kullanılarak tahmin edilebilir. Hesaplamalar için aşağıdaki adımlara göre yapılır:1. Kazıkların gömülü boyları L ve etkiyen yük Qg olsun.Eğer kazık başlığı zemin yüzeyinin altında ise kazık grubuna etkiyen yük Qg’den kazılan toprak ağırlığının çıkarılmasıile elde edilen net yüktür.

Derin Temeller


87

Kazık Gruplarının Oturmaları2. Kazık grubunun, yapı yüklerini zemin yüzeyinden itibaren 2/3L mesafeden aktarma başladığı kabul edilirse; Qg yükü 2:1 dağılımla aa’ ve bb’ çizgilerinin sınırladığı alan boyunca zemine aktarılır. 3. Her tabaka ortasındaki gerilme artışı hesaplanır.Örneğin yandaki şekilde 2. tabaka için zi=L1/2, 3. tabaka için zi=L1+L2/2 ….

g

ig i g i

QB z L z

Derin Temeller


88

Kazık Gruplarının Oturmaları4. İlave gerilmelerin neden olacağıoturmalar ise aşağıdaki klasik bağıntıile hesaplanır.

5. Kazık grubunun toplam konsolidasyon oturması:

(i)c(i) i

0(i)

es .H

1 e

c(i)

(i)

0(i)

i

Δs : i tabakasının oturma miktarı

Δe : i tabakasındaki boşluk oranı değişimi

e : i tabakasının başlangıç boşluk oranıH : i tabakasının kalınlığı

c(g) c(i)s s

Derin Temeller


89

Uygulamalar [Das, 2004]Uç Mukavemeti & Çevre Sürtünmesi

Derin Temeller


90


Derin Temeller


91


Derin Temeller


92


Derin Temeller


93


Derin Temeller


94


Derin Temeller


95


Derin Temeller


96


Derin Temeller


97

Uygulamalar [Das, 2004]

Derin Temeller


98


Derin Temeller


99


Derin Temeller


100

Uygulamalar [Das, 2004]Kazık Grupları

Derin Temeller


101


Derin Temeller


102


Derin Temeller


103


Derin Temeller


104

Uygulamalar [Das, 2004]Kazık Oturmalarının Tahmini

Derin Temeller


105

Derin Temeller


106


Derin Temeller


107


derİn temeller

Documents