taŞima gÜcÜ

EUROCODE 7

STANDARTINA GÖRE

TEMELLERDE

TAŞIMA GÜCÜÖğr. Gör. Hüseyin MUNGAN

EUROCODE 7 STANDARTINA GÖRE TEMELLERDE TAŞIMA GÜCÜ

Öğr. Gör. Hüseyin MUNGAN

Copyright © 2021 by iksad publishing house

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, distributed or

transmitted in any form or by

any means, including photocopying, recording or other electronic or mechanical

methods, without the prior written permission of the publisher, except in the case of

brief quotations embodied in critical reviews and certain other noncommercial uses

permitted by copyright law. Institution of Economic Development and Social

Researches Publications®

(The Licence Number of Publicator: 2014/31220)

TURKEY TR: +90 342 606 06 75

USA: +1 631 685 0 853

E mail: [email protected]

www.iksadyayinevi.com

It is responsibility of the author to abide by the publishing ethics rules.

Iksad Publications – 2021©

ISBN: 978-625-7562-01-0

Cover Design: İbrahim KAYA

June / 2021

Ankara / Turkey

Size = 16x24 cm

EUROCODE 7 STANDARTINA GÖRE TEMELLERDE TAŞIMA GÜCÜ | i

ÖNSÖZ

Eurocode, Avrupa Standardizasyon Komitesi tarafından 57 parçadan oluşturulan 10 temel başlık altında toplanmış standartlar grubudur. Bu

standartın yapılmasındaki temel amaç yapı tasarımında ortak bir anlayış getirmektir. Böylece Avrupa Birliğine bağlı ülkelerde farklı standartların kullanılmasının önüne geçilecek ve bundan dolayı kaynaklanan ticari rantsal durumlarında önüne geçilecektir. Bunlardan, Eurocode 7 Geoteknik tasarımları içeren standarttır.

Bu kitapta, yüzeysel temellerde ve derin temellerde taşıma güçlerinin,

Eurocode 7’nin yükleme durumları esasları ile geleneksel yöntemler; Terzaghi, Meyerhof, Brinch-Hansen, Janbu ve SPT verilerine göre taşıma gücü çözümleri farklı problemler üzerinde kumlu ve killi zeminlerde ayrı ayrı karşılaştırılmıştır. EN 1997-1 Geotechnical

Design Standartının, belli bölümleride bu kitapta Türkçeye çevrilerek, detaylı açıklamalar yapılmıştır. EN 1997-1 (2004) ve EN 1997-1

(1994) Standartaları arasındaki temel taşıma gücü farklarıda belirtilmiştir. Kitabın belli bölümleri ayrıca, 7. Geoteknik Sempozyumunda ve 17. Ulusal Zemin Mekaniği ve Geotenik Mühendisliği Konferansında bildiri olarakta sunulmuştur.

Kitabın hazırlık aşamasında, büyük emek veren değerli hocalarım,

Prof. Dr. Akın ÖNALP ve Doç. Dr. Ersin AREL’ e minnet ve şükranlarımı sunarım. Akademik çalışmalarım boyuncada,

desteklerini esirgemeyen değerli hocam, Prof.Dr.Mehmet Emin KARAHAN’ a ve kitabın yayınlama aşamasında da yardımlarından ötürü İKSAD yayınevinede candan teşekkürlerimi sunarım.

Başta ülkemize ve akademik camiaya hayırlı olması dilerim.

Saygılarımla, Öğr.Gör.Hüseyin MUNGAN

ii | Öğr. Gör. Hüseyin MUNGAN

EUROCODE 7 STANDARTINA GÖRE TEMELLERDE TAŞIMA GÜCÜ | iii

İÇİNDEKİLER

ÖN SÖZ......................................................................................................... i

İÇİNDEKİLER .......................................................................................... iii

ŞEKİLLER DİZİNİ .................................................................................. vii

TABLO DİZİNİ ........................................................................................ viii

GİRİŞ ........................................................................................................... 1

1. EUROCODE GENEL GİRİŞ ................................................................. 1

2. EUROCODE 7’ye GENEL GİRİŞ ........................................................ 3

3. EUROCODE 1997-1 GENEL ŞARTLAR ............................................. 4

3.1) Standart Kapsamı ............................................................................... 4

3.2) Geoteknik Sınıf 1 .............................................................................. 4

3.3) Geoteknik Sınıf 2 ............................................................................... 5

3.4) Geoteknik Sınıf 3 ............................................................................... 5

4. GEOTEKNİK TASARIM ...................................................................... 6

4.1. Tasarım Yaklaşımları ....................................................................... 12

5. YÜZEYSEL TEMELLER .................................................................... 13

5.1. Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü Hesabı ...................................... 14

5.2. Son Limit Durumu (ULS) ................................................................. 14

5.2.1. Drenajsız Durum İçin Taşıma Gücü .......................................... 15

5.2.2. Drenajlı Durum İçin Taşıma Gücü ............................................ 17

6. TAŞIMA GÜCÜ İÇİN YARI AMPİRİK METOD ............................. 17

7. KAYMA GÖÇMESİ ............................................................................. 20

8. KAYA ÜZERİNE OTURAN YÜZEYSEL TEMELLERE AİT TAŞIMA GÜCÜ KABÜLÜ ...................................................................... 21

9. OTURMA .............................................................................................. 24

9.1. Ani Oturma ....................................................................................... 26

9.2. Konsolidasyon Oturması .................................................................. 27

10. YÜZEYSEL TEMELLERLE İLGİLİ ÖRNEK PROBLEMLER .. 27

10.1. Problem 1 ....................................................................................... 27

10.1.1. Eurocode 7‘ye Göre Çözüm ................................................... 27

iv | Öğr. Gör. Hüseyin MUNGAN

10.1.2. Terzaghi Taşıma Gücü Hesabı ................................................. 33

10.1.3. Meyerhof Taşıma Gücü Hesabı ............................................... 34

10.1.4. Brinch-Hansen Taşıma Gücü Hesabı ....................................... 35

10.1.5. Sonuçlar.................................................................................. 36

10.2. Problem 2 ....................................................................................... 37

10.2.1. Eurocode 7’ye Göre Çözüm .................................................... 37




10.2.5. Sonuçlar .................................................................................. 45

10.3. Problem 3 ....................................................................................... 45

10.3.1. Eurocode 7’ye Göre Çözüm .................................................... 46

10.3.1.1. Drenajsız Duruma Göre Çözüm ....................................... 46

10.3.1.2. Drenajlı Duruma Göre Çözüm ......................................... 50




10.3.5. Sonuçlar .................................................................................. 58

11. DERİN TEMELLER .......................................................................... 59

11.1. Kazıklı Temeller ............................................................................. 60

11.1.1. Negatif Çevre Sürtünmesi ....................................................... 60

11.1.2. Kabarma .................................................................................. 61

12. TASARIM METODLARI .................................................................. 61

12.1. Tasarım Yaklaşımları ..................................................................... 61

13. KAZIK YÜKLEME DENEYLERİ .................................................... 65

14. BASINCA ÇALIŞAN KAZIKLAR ................................................... 68

14.1. Taşıma Gücü .................................................................................. 68

14.2. Kazık Yükleme Deneylerinden Taşıma Gücünün Bulunması ......... 69

14.2.1. Statik Kazık Yükleme Deneyi ................................................. 69

14.2.2. Dinamik Kazık Yükleme Deneyi ............................................. 71

EUROCODE 7 STANDARTINA GÖRE TEMELLERDE TAŞIMA GÜCÜ | v

14.3. Taşıma Gücünün Zemin Deney Sonuçlarına Göre Hesaplanması .. 72

14.3.1. Tekli Kazıklar İçin Tasarım Taşıma Gücü Hesabı (RCD) ......... 72

14.3.2. Kazık Grupları İçin Tasarım Taşıma Gücü Hesabı (RCD) ....... 74

14.4. Kazık Temellerin Oturması ............................................................ 76

15. ÇEKME ETKİSİ ALTINDAKİ KAZIKLAR ................................. 76

15.1. Çekme Taşıma Gücü Üst Sınırı ...................................................... 76

15.2. Kazık Yükleme Deneylerinden Kazık Çekme Direncinin Bulunması ................................................................................................................ 77

15.3. Çekme Direncinin Zemin Deney Sonuçlarına Göre Hesaplanması 78

15.3.1. Tekil Kazıklar İçin Karakteristlik Çekme Direnci ................... 78

15.3.2. Kazık Grubu İçin Karakteristlik Çekme Direnci..................... 79

16. YANAL YÜKLENMİŞ KAZIKLAR ................................................. 79

16.1. Yanal Yükleme Tasarım Taşıma Gücü ........................................... 81

16.2. Kazık Yükleme Deneylerinden Tasarım Yanal Direncin Belirlenmesi ............................................................................................ 81

16.3. Zemin Deney Sonuçlarından ve Kazık Dayanım Parametrelerinden

Tasarım Yanal Direncin Belirlenmesi ..................................................... 82

16.4. Yanal Yer Değiştirme ..................................................................... 82

17. KAZIKLARIN YAPISAL TASARIMI ............................................ 82

18. DERİN TEMELLERLE İLGİLİ ÖRNEK PROBLEMLER ........... 84

18.1. Problem 1 ....................................................................................... 84

18.2. Problem 2 ....................................................................................... 90

18.3. Problem 3 ....................................................................................... 96

18.4. Problem 4 ..................................................................................... 101

19. EUROCODE 7 (1994) ve EUROCODE 7 (2004)

KARŞILAŞTIRILMASI ......................................................................... 105

19.1. Tasarım Durumu ........................................................................... 105

19.1.1. Eurocode 7 (1994) Tasarım Durumu ..................................... 105

19.1.2. Eurocode 7 (2004) Tasarım Durumu ..................................... 106

19.2. Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü .............................................. 107

19.2.1. Eurocode 7 (1994)’e Göre Taşıma Gücü ............................... 107

vi | Öğr. Gör. Hüseyin MUNGAN

19.2.1.1. Son Limit Durumu (ULS) .............................................. 108

19.3. Derin Temellerde Taşıma Gücü .................................................... 111

19.3.1. Eurocode 7 (1994)’e göre Statik Kazık Yükleme Deneylerinden

Taşıma Gücü Bulunması ................................................................... 111

19.3.2. Taşıma Gücünün Eurocode 7 (1994)’e göre Zemin Deney

Sonuçlarına Göre Hesaplanması ........................................................ 114

19.4. Eurocode 7 (1994)’e Göre Çekme Direncinin Bulunması ........... 116

19.4.1. Kazık Yükleme Deneyine Göre Bulunması ........................... 116

19.4.2. Zemin Deney Sonuçlarına Göre Bulunması .......................... 117

20. EUROCODE 7 (1994)’e GÖRE TAŞIMA GÜCÜNÜN BULUNMASIYLA İLGİLİ ÖRNEK PROBLEMLER ........................ 118

20.1. Problem 1 ..................................................................................... 118

20.2. Problem 2 ..................................................................................... 124

21. SONUÇLAR ...................................................................................... 128

21.1. Yüzeysel Temeller Taşıma Gücü Sonuçları .................................. 128

21.2. Derin Temeller Taşıma Gücü Sonuçları ....................................... 132

21.3. Eurocode 7 (1994) ve Eurocode 7 (2004) Taşıma Gücü Sonuçları 135

KAYNAKLAR ........................................................................................ 138

EUROCODE 7 STANDARTINA GÖRE TEMELLERDE TAŞIMA GÜCÜ | vii

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 1 Eurocode Genel Kapsam İçeriği........................................................ 3

Şekil 2 Eurocode 7 Geoteknik Sınıflama ...................................................... 6

Şekil 3 Temel Hareketleri ............................................................................. 9

Şekil 4 ED ve RD Hesaplama Yaklaşımları ................................................. 12

Şekil 5 Yüzeysel Temel Örneği.................................................................. 13

Şekil 6 Temel Tabanının Eğimli Olması .................................................... 16

Şekil 7 Net Temel Alanı ............................................................................. 16

Şekil 8 Presiyometre Deney Sonucuna Ait Bir Gösterim ........................... 20

Şekil 9 1.ve 2. Grup Kaya Ortamında Taşıma Gücü Abakları .................. 22

Şekil 10 3.ve 4. Grup Kaya Ortamında Taşıma Gücü Abakları .................. 23

Şekil 11 Ani Oturma Hesaplanması İçin Etki Katsayıları .......................... 26

Şekil 12 Problem 1’e ait Yüzeysel Temel ................................................... 27

Şekil 13 Problem 2’ye ait Yüzeysel Temel ................................................. 37

Şekil 14 Problem 3’e ait Yüzeysel Temel ................................................... 46

Şekil 15 Derin Temel Örneği ..................................................................... 59

Şekil 16 Kazık Yükleme Deneyi ................................................................. 66

Şekil 17 Yük-Oturma Eğrisi ........................................................................ 67

Şekil 18 Narinlik Oranı ............................................................................... 83

Şekil 19 Problem 1 Derin Temel Örneği ..................................................... 84

Şekil 20 Meyerhof Yöntemine Göre Nq Taşıma Gücü Katsayısı ............... 85

Şekil 21 Problem 2 Derin Temel Örneği ................................................... 90


Şekil 23 Problem 4 Yük-Oturma Eğrisi .................................................. 102

Şekil 24 Problem 1 Yüzeysel Temel Örneği ............................................ 118


viii | Öğr. Gör. Hüseyin MUNGAN

TABLOLAR DİZİNİ

Tablo 1 Eurocode 7 Tasarım Durumlarına Göre Etki, Malzeme ve Direnç Faktörleri için Sadeleştirme Katsayıları ..................................................... 11

Tablo 2 Zayıf ve Gevrek Kaya Sınıflaması ................................................ 22

Tablo 3 %35’ten daha Yüksek Poroziteye Sahip Kayalar İçin Temel

Taşıma Gücü Tahmini ................................................................................. 24

Tablo 4 İzin Verilebilir Toplam Oturmalar ................................................ 25

Tablo 5 Binalarda Oturma Limitleri .......................................................... 25

Tablo 6 Taşıma Gücü Katsayıları .............................................................. 33

Tablo 7 Problem 1 Taşıma Gücü Sonuçları .............................................. 36

Tablo 8 Problem 1 Eurocode 7 Taşıma Gücü Sonuçları ........................... 36

Tablo 9 Problem 2 Taşıma Gücü Sonuçları .............................................. 45

Tablo 10 Problem 2 Eurocode 7 Taşıma Gücü Sonuçları .......................... 45

Tablo 11 Problem 3 Taşıma Gücü Sonuçları ............................................. 58

Tablo 12 Problem 3 Eurocode 7 Taşıma Gücü Sonuçları .......................... 59

Tablo 13 Eurocode 7 Tasarım Durumlarına Göre Etki ve Malzeme

Faktörleri için Sadeleştirme Katsayıları ..................................................... 64

Tablo 14 Delme Kazıklar için Direnç Faktörleri......................................... 65

Tablo 15 Çakma Kazıklar için Direnç Faktörleri ........................................ 65

Tablo 16 Burgu Kazıklar için Direnç Faktörleri ........................................ 65

Tablo 17 ve Katsayıları ..................................................................... 69

Tablo 18 ve Katsayıları ..................................................................... 72

Tablo 19 3 ve 4 Katsayıları ...................................................................... 76

Tablo 20 Janbu Yöntemine Göre Nc ve Nq Taşıma Gücü Katsayısı .......... 86

Tablo 21 Eurocode 7 (1994) Tasarım Durumları ...................................... 106

Tablo 22 Çakma, Delme ve Burgu Kazıklar için Direnç Faktörleri ........ 112

Tablo 23 Katsayıları .............................................................................. 113

Tablo 24 Yüzeysel Temel Taşıma Güçleri ................................................ 132

Tablo 25 Derin Temel Taşıma Gücü Sonuçları......................................... 135

Tablo 26 Eurocode 7 (1994) ve Eurocode 7 (2004) Taşıma Gücü Sonuçları .................................................................................................................. 137

EUROCODE 7 STANDARTINA GÖRE TEMELLERDE TAŞIMA GÜCÜ | 1

GİRİŞ

Bu kitapta, Eurocode 7’nin genel esasları, avantajları ve getirdiği yenilikler konusu açıklanmaktadır. Eurocode 7 yükleme durumları esaslarına göre ve Terzaghi, Meyerhof ve Brinch-Hansen

yöntemlerine göre temel taşıma güçleri hesaplanmış, yüzeysel temeller ile ilgili 3 farklı problem çözülmüştür. Derin temeller ile ilgili

Eurocode 7 yükleme durumları esaslarına göre ve Meyerhof, Janbu ve

SPT sayısı yöntemlerine göre ayrıca kazık yükleme deney sonucuna

göre kazıklı temellerde taşıma güçleri hesaplanmış, kazıklı temeller ile ilgili 4 farklı problem çözülmüştür. ENV 1997-1 (1994) yönetmeliği ile revize edilen yönetmelik EN 1997-1 (2004) yönetmeliği arasında kıyaslama yapılarak aralarındaki farklar belirtilmiştir.

1. EUROCODE GENEL GİRİŞ

Eurocode, Avrupa Standardizasyon Komitesi tarafından 57 parçadan oluşturulan 10 temel başlık altında toplanmış standartlar gurubudur.

Belirsizliğin fazla olduğu geoteknik analizlerde tek bir güvenlik

katsayısı yerine; belirsizliklerin her birini denetlemek üzere bir katsayı önermektedir.

Şekil 1’de,

Eurocode 7’nin genel olarak konu başlıkları gösterilmiştir. Bir yapı model alınarak,

EN 1990 : Yapısal tasarım esaslarını, tasarım durumları yapılardaki yükleme kombinasyon durumlarını kapsamaktadır.

EN 1991 : Yapılardaki etkileri, rüzgar yükü ve kar yükü gibi durumları kapsamaktadır.

EN 1992 : Betonarme yapıların tasarımı, beton sınıfı, kolon kiriş tasarım tedayları durumlarını incelemektedir.

2 | Öğr. Gör. Hüseyin MUNGAN

EN 1993 : Çelik yapıların tasarımını çelik sınıfı çeliklerin bulon,

perçin ve kaynaklarla tuturulması konularını kapsamaktadır.

EN 1994 : Kompozit yapıların tasarımı, hem beton içinde çelik yapıların tasarımını kapsamaktadır.

EN 1995 : Ahşap yapıların tasarımını, yapım teknikleri, sınır durumları ve servis durumlarındaki davranışını incelemektedir.

EN 1996 : Yığma yapıların tasarımını yapım teknikleri, sınır durumları ve servis durumlarındaki davranışını incelemektedir.

EN 1997 : Geoteknik tasarım esaslarını kapsamaktadır.

EN 1998 : Depreme dayanıklı yapı tasarımı, deprem kuvvetleri

yapının depremdeki performansını incelemektedir.

EN 1999 : Alüminyum yapıların tasarımını, mazleme durumunu,

taşıma irdelenmesi, parçaların birleşimi ve yapılardaki kullanımını incelemektedir.

Şekil 1: Eurocode Genel Kapsam İçeriği (Bond ve Harris, 2008)


Bu standartın yapılmasındaki temel amaç yapı tasarımında ortak bir anlayış getirmektir. Böylece Avrupa Birliğine bağlı ülkelerde farklı standartların kullanılmasının önüne geçilecek ve bundan dolayı kaynaklanan ticari rantsal durumlarında önüne geçilecektir. Amaç ortak bir dil standartı koşullarını sağlamaktır. Ülkemizde ise bu normların Türkçe’ye çevrilme süreci başlamış bulunmaktadır. Türkiye Standartlar Enstitüsü (TSE) tarafından 20.04.2000 tarihinde TS ENV 1997-1 “Geoteknik Tasarımlar İçin Genel Şartlar’’ başlığı altında kabul edilmiş daha sonra 2004 yılında TS ENV 1997-2 ve 3 nolu

“Laboratuvar ve Arazi Deneyleri’’ konu başlığı altında ülkemizde yürürlüğe girmiştir. Avrupa Standardizasyon Komitesi 2004 yılında Eurocode 7-1‘i tekrar revize ederek birliğe bağlı ülkelerin tasarımlarını bu esaslara göre yapmasını bildirmiştir. Yine Avrupa

Standardizasyon Komitesi 2007 yılında Eurocode 7-2 revize ederek

son halini vermiştir. Ülkemizde Türkçeye çevrilen TS ENV 1997-1,2

ve 3 nolu standartlar TSE tarafından 2005 yılında ve 2007 yılında iptal

edilerek yerine güncellenen yeni Eurocode 7 normlarını yayınlanmıştır. Fakat bu normlar halen İngilizcedir ve Türkçeye çevrilmemiştir. (Çapar, Aydın ve Büyükbaş, 2009)

2. EUROCODE 7’ ye GENEL GİRİŞ

Eurocode 7, yapı zemin etkileşimi inceleyen, geoteknik esasları içeren yönetmeliktir. Eurocode 7, Eurocode 1997-1 ve Eurocode 1997-2

olmak üzere iki ana bölümden oluşmaktadır.

Eurocode 1997-1 : Geoteknik Tasarımda Genel Esaslar

Eurocode 1997-2 : Laboratuvar ve Arazi Deneyleri

konularını içermektedirler.


Eurocode 1997-1 :

- Genel durumlar

- Geoteknik tasarım esasları - Geoteknik veriler

- Yapım kontrolü izleme ve bakım

- Dolgu drenaj ve zemin güçlendirmesi - Yüzeysel temeller - Derin temeller

- Dayanma yapıları - Dolgular ve şevler

konularını kapsamaktadır.

Eurocode 1997-2 :

- Genel durumlar

- Zemin arazi yüzeyinin araştırılması - Zemin ve kaya örneklerinin alınması ve yeraltı su seviyesi

ölçümleri - Arazi deneyleri

- Laboratuvar deneyleri

konularını kapsamaktadır.

3. EUROCODE 1997-1 GENEL ŞARTLAR 3.1. Standart Kapsamı

Eurocode 7 tasarım yaparken geoteknik açıdan yapıları üç sınıfa

ayırmaktadır. Bu sınıflandırma yapının zemin ve yükleme koşulları ile kullanılış amacındaki risklere göre sınıflandırılır.

3.2. Geoteknik Sınıf 1

Bu sınıf sadece küçük ve basit yapıları kapsar :


Bu yapılarda esas şartlar, tecrübe nitel geoteknik araştırmalar esas alınarak sağlanabilir. Bu yapılarda can ve mal riski ihmal edilebilir mertebededir.

Aşağıdaki yapı ve yapı kısımları geoteknik 1 sınıfına ait örneklerdir:

- Kolonlara 250 kN ve duvarlara 100 kN/m maksimum tasarım yükü etkidiği ve geleneksel yüzeysel ve derin temel tipi

temellerinin kullanıldığı 1 yada 2 katlı basit yapıları kapsamaktadır.

- Zemin alt ve üst seviyeleri arasında yükseklik farkının 2 m’yi

geçmediği dayanma duvarları ve kazı duvarları. - Drenaj çalışmaları, boru hatları ve benzeri küçük çaplı kazılar.


Bu sınıf kapsamında, yükleme şartları altında yük taşıyan yapıları ve

yapı temellerini kapsamaktadır.

Aşağıda verilen yapı veya yapı kısımları Geoteknik Sınıf 2’ye ait

örneklerdir:

- Yüzeysel temeller

- Derin temeller

- Toprak veya su basıncına maruz kalmış duvarlar ve diğer yapılar - Köprü kenarındaki köprü ayakları ve köprü orta ayakları - Sedde, yarma ve dolgu işleri - Zemin ankrajları ve diğer sabitleme sistemleri - Özel su sızdırmazlık şartı ve diğer şartlar gerektirmeyen sağlam

ve süreksizlik içermeyen kaya ortamındaki tüneller


Bu sınıf, Geoteknik Sınıf 1 ve Geoteknik Sınıf 2‘nin dışında kalan yapıları ve yeraltı tünellerini ve bu yeraltı tünellerinin üzerine yapılan yanal dayanma görevi üstlenen yanal kazık gruplarını kapsamaktadır.


Şekil 2’de Geoteknik sınıf 1, 2 ve 3 konularının özeti gösterilmektedir. Genel anlamda Geoteknik Sınıf 1 küçük çaplı kazıları, Geoteknik Sınıf 2 yapı temellerini ve Geoteknik Sınıf 3 ise yanal dayanma kazık grupları ve yeraltı tünellerini kapsamaktadır.

Şekil 2 : Eurocode 7 Geoteknik Sınıflama (Bond ve Harris, 2008)

4. GEOTEKNİK TASARIM

Geoteknik tasarım üç ana değişkeni kapsamaktadır.

- Etkiler (A) : Zemin ağırlığı, kaya ağırlığı, temelin kendi

ağırlığı, su basınçları yada dış yüklemeler ile oluşan yükler. - Malzeme Özellikleri (M) : Zemin parametreleri (ρ,c΄,cu ve ø) - Direnç Faktörü (R) : Temellerde taşıma gücü yada kayma

durumları incelenirken, karakteristlik durumdan tasarım durumuna geçerken kullanılan direnç katsayısıdır.

Geoteknik Sınıf 3

Yanal Kazıklar

Geoteknik Sınıf 3

Yeraltı Tünenelleri

Geoteknik Sınıf 2

Yapı Temelleri

Geoteknik Sınıf 1

Küçük Çaplı Kazılar


Hesaplama modelleri limit durumların aşılmadığını kanıtlamak için kullanılır ve tasarım yaklaşımlarına göre sadeleştirmeler içerebilir. Tasarım yaparken iki limit durum söz konusudur. Bunlar:

- Son Limit Durumu (ULS : Ultimate Limit State)

- Hizmet Görebilirlik Limit Durumu (SLS : Serviceability Limit

States)

durumlarıdır.

Son Limit Durumu (ULS),

Yapı veya zeminin herhangi bir nedenle göçmesi, kayması gibi son taşıma gücünün aşılması koşullarını kapsar.

Hizmet Görebilirlik Limit Durumu (SLS),

Binada aşırı toplam ve farklı oturmalar, çatlama ve titreşimlerin belirmesi gibi kabul edilmez şekil ve yerdeğiştirmelerle ortaya çıkan durum olarak tarif edilmiştir. Hizmet Görebilirlik Limit Durumu incelenirken şekil 3’teki görülen yapının işlevini görmez hale gelmeden dayanabileceği,

• Toplam oturma (Δ)

• Farklı oturmalar (δ)

• Kaykılma (δ/L)

• Yerel ve genel eğilmeler • Açısal dönmeler • Duvarda sarkma ve kamburlaşma

durumlarını incelemektedir.

• Toplam oturma Δ, bina temellerinin herhangi bir noktasında ölçülen en büyük düşey haraket, kısa ve uzun vadeli son oturma değeridir. (Şekil 3 a)


• Farklı oturma δ, binanın herhangi iki noktası arasında beliren,

toplam oturmaların farkıdır. (Şekil 3 a)

• Kaykılma δ/L, iki komşu nokta (kolon ekseni) arasında oluşan farklı oturmanın aradaki açıklığa oranlaması ile bulunur. (Şekil 3 a)

• Oturma oranı özellikle yığma sistemlerde sarkma ve

kamburlaşma miktarının açıklığa bölünmesiyle hesaplanır. (Şekil 3 b)

• Eğilme yerel (ω) ve genel (β) olarak şekil 3 d’de gösterildiği gibi tanımlanmaktadır.

• Dönme (θ) kolonların temel ekseni, ile yaptığı haraket olarak tarif edilebilir.


Şekil 3 : Temel Hareketleri (Önalp ve Sert, 2010)

Önce zemine gelen üstyapı yükleri (sabit yükler ve haraketli yükler) temel ağırlığı temel üstü zemin ağırlığı da dahil olmak üzere tasarım temel taban basıncı ED hesaplanır. Daha sonra tasarım

yaklaşımlarından birine göre zeminin tasarım taşıma gücü RD

hesaplanır.

ED ≤ RD eşitsizliği ne bakılır. Bu durum ULS durumun

irdelenmesidir. SLS durumu için hesaplanan ED’ye bağlı olarak şekil 3’te gösterilen kontroller yapılmalıdır. Böylelikle zemin yapı arasındaki etkileşim daha gerçekçi sağlanmaktadır.


ED : Tasarım temel taban basıncıdır.

RD : Tasarım taşıma gücüdür.

Tasarım için 3 ana tasarım yaklaşım metodu vardır. Bu metodlar her ülkenin ulusal normlarına göre belirlenip tasarımlar ona göre yapılır. Ülkemizde hangi tasarım durumunun kullanılacağı bilinmemektedir. Fakat tasarım yaparken Tasarım Durumu I Kombinasyon II ile

yapılmasını ve uygunluğunu da Tasarım Durumu I Kombinasyon I

ile teyid edilmesini bildirmiştir. Eurocode 7 ayrıca etki, malzeme ve

direnç durumlarına göre ayrı ayrı direnç kat sayılarını (sadeleştirme katsayılarını) kullanmayı yeğlemiştir.

Tablo 1’de Eurocode 7 her tasarım yaklaşımları için ayrı ayrı etki, malzeme ve direnç faktörleri için sadeleştirme katsayıları gösterilmiştir. Etki bölümünde, sürekli etkiler (G) ve geçici etkiler (Q)

için, A1 ve A2 olmak üzere iki etki durumu faktörü incelenir. Malzeme

özellikleri bölümünde sürtünme açısı, efektif kohezyon, drenajsız kayma mukavemeti, serbest basma dayanımı ve birim hacim ağırlığı için M1 ve M2 olamak üzere iki malzeme faktörü durumu incelenir.

Direnç bölümünde, taşıma direnci ve kayma direnci için 3 ayrı direnç faktörü (R1, R2 ve R3) durumu incelenir.


Tablo 1 : Eurocode 7 Tasarım Durumlarına Göre Etki, Malzeme ve Direnç

Faktörleri için Sadeleştirme Katsayıları

ETKİ MALZEME

ÖZELLİKLERİ DİRENÇ

A1 A2 M1 M2 R1 R2 R3

SÜREKLİ ETKİLER (G)

Elverişsiz ɣG 1,35 1

Elverişli ɣG 1 1

GEÇİCİ ETKİLER (Q)

Elverişsiz ɣQ 1,5 1,3

Elverişli ɣQ 0 0

Sürtünme Açısı tan ø ɣø

1 1,25

Efektif

Kohezyon c΄ ɣc 1 1,25

Drenajsız Kayma

Mukavemeti

cu ɣcu 1 1,4

Serbest Basma

Dayanımı qu ɣqu 1 1,4

Birim Hacim

Ağırlığı ρ 1 1

Taşıma Direnci Rv ɣRD

1 1,4 1

Kayma Direnci RH ɣRE 1 1,1 1

Tablo 1’de

ɣG : Sabit yükler için etki katsayısı,

ɣQ : Haraketli yükler için etki katsayısı,

ɣø : Sürtünme açısı için malzeme sadeleştirme katsayısı,

ɣc : Efektif kohezyon için malzeme sadeleştirme katsayısı,

ɣcu : Drenajsız kayma mukavemeti için malzeme sadeleştirme katsayısı,


ɣqu : Serbest basma dayanımı için malzeme sadeleştirme katsayısı,

ɣRD : Taşıma gücü için direnç katsayısı,

ɣRE : Kayma kontrolü için direnç katsayısı dır.

4.1. Tasarım Yaklaşımları

Tasarım yaklaşımlarına göre ED (tasarım temel basıncı) ve RD (tasarım taşıma gücü) hesaplaması yapılırken, etki bölümünden A1 veya A2

malzeme özellikleri bölümünden M1 veya M2, direnç bölümünden ise R1 veya R2 veya R3 tablo 1’deki katsayılar ele alınmaktadır. Şekil 4’te ED ve RD hesabı için 3 farklı tasarım yaklaşımı durumu vardır. Tasarım yaklaşımı 1 durumu, kombinasyon 1 ve kombinasyon 2

olmak üzere ayrıca iki farklı durumu incelemektedir.

Şekil 4 : ED ve RD Hesaplama Yaklaşımları

ED : Tasarım temel basıncı,

RD : Tasarım taşıma gücüdür.

Tasarım yaklaşımları:

• Tasarım Yaklaşım I

Kombinasyon I ve kombinasyon II olmak üzere iki farklı durumu incelemektedir.


Kombinasyon I : A1+M1+R1

Kombinasyon II : A2+M2+R1

• Tasarım Yaklaşım II : A1+M1+R2

• Tasarım Yaklaşım III : A1+M2+R3 veya A2+M2+R3

olarak ifade edilir.

5. YÜZEYSEL TEMELLER

Yüzeysel temeller, temel genişliğinin (B), gömme derinliğine (Df)

eşit yada daha büyük olduğu temellerdir. (Şekil 5) Tekil, sürekli ve yayılı temel tiplerini olmak üzere 3 grupta incelenmektedirler.

Şekil 5 : Yüzeysel Temel Örneği

Eurocode 7 yüzeysel temellerde sınır durumlar için aşağıdaki durumlar ele alınmaktadır:

Sınır Durumlar:

- Genel duraylılık kaybı - Taşıma gücü yetersizliği - Kayma nedeniyle göçme

- Zemin ve yapıdaki birleşik göçme

Df

B


- Temel haraketleri nedeniyle yapısal hasarlar

- Fazla oturmalar

- Fazla kabarmalar

- Kabul edilmez seviyede titreşimler

5.1. Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü Hesabı

Eurocode 7 yüzeysel temeller için taşıma gücünü son limit durumu

(ULS) ve hizmet görebilirlik limit durumu (SLS) olarak iki ayrı aşamada hesap yapılarak incelemektedir. Bu aşamalar incelenirken;

• Aşırı tabakalaşmış zeminde oturacak temellerin taşıma gücü hesabında her bir zemin tabakası için tasarım değerleri bilinmelidir.

• Zayıf tabaka altında sağlam tabaka var ise tasarım değerleri zayıf tabakanın parametrelerine göre yapılır.

• Yüzeysel temel tasarımı için özellikle yeraltı su seviyesi çok önemlidir. Yeraltı su seviyesi durumuda hesap etkisine

katılmalıdır. • Hesaplamalarda, temel üstü dolgu ağırlığı, temel ağırlığı ve

sürşarj yükleride hesaplamalara katılmalıdır.

5.2. Son Limit Durumu (ULS)

Son limit durumu (ULS) aşağıdaki eşitsizlik sağlanarak tasarım yapılmalıdır.

ED ≤ RD

Burada:

ED : Temel öz ağırlığıda dahil olmak üzere, temel üstü dolgu ağırlığınıda ihtiva eden zemin tabanına dik tasarım temel taban

basıncıdır. Drenajlı sartlarda genel olarak su basınçları ED hesabına dahil edilir.


RD : Düşey yüklere karşı temelin tasarım taşıma gücüdür. Yük etkisinde eğimli yada dış merkezli yüklerde dahil edilmedir.

ED tasarım taban basıncı durumu bulunurken;

ED = ɣGxΣG + ɣQxΣQ , olarak hesaplanır. Burada;

ɣG , ɣQ : Tablo 1’ deki tasarım durumlarına göre sabit yük (G) ve haraketli yük (Q) için etki katsayıları seçilir.

5.2.1. Drenajsız Durum İçin Taşıma Gücü

Drenajsız durum için taşıma gücü kısa dönem için taşıma gücü durumunu belirtmektedir. Drenajsız durum için tasarım taşıma gücü (RD) formül 1’den bulunur.

RD / A΄ = ((π+2)x cu x bc x sc x ic + q) / ɣR .............................. (1)

Burada ,

ɣR : Direnç faktörü sadeleştirme katsayısı

bc = 1-2α / (π +2)

sc = 1+ 0,2 (B΄/ L΄), Dikdörtgen temel için

sc = 1 veya 2, Kare veya dairesel temel için

Yatay yük H ‘ ın etkisi

ic = 0,5x (1 + √1 − HA΄ cu )


Şekil 6 : Temel Tabanının Eğimli Olması Şekil 7 : Net Temel Alanı

(EN 1997-1, Annex D) (EN 1997-1, Annex D)

Şekil 6 ve 7’de:

H: Yatay yük

V: Düşey yük

α : Temel taban eğimi

cu : Drenajsız kayma mukavemeti

q : Temel taban seviyesine kadar etkiyen toplam gerilme

A΄ : Net temel alanı

B΄ ve L΄ : Net temel boyutları

B΄ = B-2eL , L΄= L-2eB

eL , eB = x ve y kordinat yönlerindeki dış merkezlikler

eL= ML / WL , eB = MB / WB

ML , MB = x ve y kordinat yönlerindeki momentler

WL , WB = x ve y kordinat yönlerindeki atalet momentleri

WL = (LxB2) / 6 , WB = (BxL2) / 6

y

x


5.2.2. Drenajlı Durum İçin Taşıma Gücü

Drenajlı durum için taşıma gücü uzun dönem için taşıma gücü durumunu belirtmektedir. Burada efektif zemin parametreleri

kullanılmaktadır. Drenajlı durum için tasarım taşıma gücü (RD)

formül 2’den bulunur.

RD / A΄ = (c΄x Ncxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0.5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ) / ɣR ... (2)

Burada:

c΄ : Efektif kohezyon değeri

q΄ : Temel taban seviyesine kadarki efektif gerilme

ρ΄ : Batık birim hacim ağırlık

ɣR : Direnç faktörü sadeleştirme katsayısı

Boyutsuz faktörler aşağıdaki gibi bulunmaktadır:

- Taşıma gücü katsayıları :

Nq = eπxtanød x tan2(45+ød/2)

Nc = (Nq-1) cot ød

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød

Burada ød = ø / ɣø olarak bulunmaktadır.

- Temel taban faktörleri :

bq = bɣ = (1 - α tanød )

bc = bq – (1 - bq) / Nc x tan ød

- Şekil faktörleri :

sq = 1+ (B΄/ L) sin ød, Diktörtgen temel için


sq = 1 + sin ød , Dairesel yada kare temel için

sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄), Diktörtgen temel için

sɣ = 0,7 , Dairesel yada kare temel için

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1)), Diktörtgen temel, dairesel ve kare temel için

- Yük eğim faktörleri :

ic = iq - (1- iq) / (Ncx tan ød )

iq = (1- H/(V+ A΄ x c΄ x cot ød ) m

iɣ = (1- H/(V+ A΄ x c΄ x cot ød ) m+1

Burada m katsayısı ,

m = mB = (2 + ( B΄ / L΄)) / (1+ ( B΄ / L΄)) , H yatay yük B ΄ ne

etkidiği zaman

m = mL = ( 2 + (L΄/B΄)) / ( 1+ (L΄/B΄)) , H yatay yük L ΄ ne etkidiği zaman

eğer H yatay yük L΄ ne bir θ açısıyla etkirse bu durumda m aşağıdaki formülden hesaplanır:

m = mθ = mL cos2θ + mB sin2θ

6. TAŞIMA GÜCÜ İÇİN YARI AMPİRİK METOD

Eurocode 7, yüzeysel temeller için taşıma gücünün, presiyometre

deneyiyle yarı ampirik metod olarak formül 3’ten hesaplanabileceğini belirtmiştir.

RD / A´= σv0 + k.p1* ................................................................................................ (3)

A΄ : Net temel taban alanı

σv0 : Temel taban seyiyesine kadarki toplam düşey gerilme


k : Gömme derinliği ve temel şekliyle ilgili olarak 0,8-3 değeri arasında değişen bir taşıma gücü faktörüdür.

p1* : Tasarım net eşdeğer sınır basıncı; Şekil 8’de görüldüğü gibi p1*

değeri presiyometre deney sonuç eğrisinden alınan verilerden PL-P0

olarak bulunmaktadır.

Burada :

PL : Zeminin maksimum dayanabileceği gerilmedir. Limit basınç olarak tarif edilir.

P0 : Toplam zemin yatay gerilmesine (σh0) karşılık gelen gerilmedir.

Pf : Zeminin elastik durumdan, plastik duruma geçtiği basınç değeridir.

V0 : P0 basınç değerine karşı gelen hacim değeridir.

Vf : Pf basınç değerine karşı gelen hacim değeridir.

Vm : (Vf + V0) / 2 değerine karşılık gelen hacim değeridir.

VL : PL basınç değerine karşı gelen hacim değeridir.


Şekil 8 : Presiyometre Deney Sonucuna Ait Bir Gösterim (Toğrol ve Sivrikaya,

2009)

7. KAYMA GÖÇMESİ

Yüklemenin temel tabanına dik olmaması durumunda temeller kayma göçmesine karşı kontrol edilmedir.

Hd ≤ Sd + Epd

Hd : Tasarım aktif zemin kuvvetlerini ihtiva eden tasarım yükü yatay bileşeni,

Sd : Temel tabanı ve zemin arasında tasarım kayma direnci,

Epd : Temel yan yüzüne, kabul edilen sınır durumuna uygun yer değiştirmelere birlikte haraketli ve yapının tüm ömrünce etkili tasarım zemin basıncıdır.

Sd drenajlı durumda:

Sd = V´d x tan δd

V´d : Temel tabanına dik tasarım efektif yükü


δd : Temel tabanındaki tasarım sürtünme açısıdır.

Sd drenajsız durumda:

Sd = A´ x cu

A´ : Net temel taban alanı

cu : Drenajsız kayma mukavemetidir.

Temel tabanı ile killi bir zemin arasına su ve havanın ulaşması ihtimaline karşı aşağıda verilen ifadeyle de kontrol yapılmalıdır.

Sd ≤ 0,4 Vd

8. KAYA ÜZERİNE OTURAN YÜZEYSEL TEMELLERE AİT TAŞIMA GÜCÜ KABÜLÜ

Kaya ortamına oturacak temeller için %35 ten az poroziteye sahip

kayalar için tablo 2’den 4 ayrı gruba göre gruplanarak şekil 9 ve

10’daki abaklar yardımıyla temel taşıma gücü bulunmaktadır. Sağlam doğal mağmatik kayaçlar, gnays türü kayalar, kireçtaşı ve kumtaşı kaya grupları için öngörülecek temel taşıma gücü, temel betonu

başınç dayanımı ile sınırlandırılmaktadır. Eğer kayalar çok fazla süreksizlik, dolgu maddeleri içeriyorsa abaklardan bulunan temel

taşıma güçleri için sadeleştirme yapılabilir. Kaya tipi tablo 2’den

seçilerek gruplandırılır. Bu gruplandırmaya göre şekil 9 ve 10’dan

kaya sınıflarına göre kaya ortamında yüzeysel temeller için taşıma gücü bulunur.


Tablo 2 : Zayıf ve Gevrek Kaya Sınıflaması (TS ENV 1997-1)

GRUP KAYA TİPİ

1 Saf kireçtaşı ve dolomit, düşük poroziteli

karbonatlı kumtaşları

2

Mağmatik, oolitik marnlı kireçtaşı, iyi

çimentolanmış kumtaşları, dayanıksız karbonatlı çamurtaşları, slayt ve şistleri ihtiva

eden metamorfik kayaçlar (Düz klevaj / folikasyon)

3

Yüksek oranda marnlı kireçtaşı, zayıf çimentolu kumtaşları, slayt ve şist

(Tabakalaşma düzlemine dik kırık / yapraklanma)

4 Gevşek çamurtaşı ve şeyler

Şekil : 9 1.ve 2. Grup Kaya Ortamında Taşıma Gücü Abakları (EN 1997-1,

Annex G)

1.GRUP 2.GRUP

σc (Mpa) Serbest Basma Dayanımı Serbest Basma Dayanımı σc (Mpa)

Süreksizlik Aralıkları d (m

m)


Şekil 10 : 3.ve 4. Grup Kaya Ortamında Taşıma Gücü Abakları (EN 1997-1,

Annex G)

Şekil 9’da ve şekil 10’da görülen abaklar yardımıyla kaya üzerine oturan yüzeysel temellerin taşıma gücü hesaplanmaktadır. Bu

hesaplama yapılırken önce kaya grubu tablo 2’deki kriterlere göre tayin edilir ve ilgili kaya grubu bulunur. Grup bulunduktan sonra

hangi gruba ait ise o grubun abağına bakılarak düşey eksenden süreksizlik aralığına (d) ve yatay eksenden serbest basma dayanımına

(σc) bakılarak keşisen noktadaki değer yüzeysel temelin taşıma gücü olarak alınır. Kesişen noktadan abakların en üst kısmında bulunan harflerden de kayanın sağlamlığına bakılır. Bu harfler :

a) Çok zayıf b) Zayıf c) Orta derece zayıf d) Orta derece sağlam

3.GRUP 4.GRUP

Serbest Basma Dayanımı σc (Mpa) σc (Mpa) Serbest Basma Dayanımı

Süreksizlik Aralıkları d (m

m)


e) Sağlam

niteliklerini kapsamaktadır.

Tablo 9 ve tablo 10’daki abaklar kaya üzerine oturan tekil temeller de

oturmaların temel genişiliğinin % 0,5 ini geçmeyecek durumda kullanılmaktadır.

%35’ten daha yüksek poroziteye sahip kayalar için temel taşıma güçleri tablo 3’teki gibi alınmaktadır.

Tablo 3 : %35’ten daha Yüksek Poroziteye Sahip Kayalar İçin Temel Taşıma Gücü Tahmini (TS ENV 1997-1)

9. OTURMA

Eurocode 7, oturma tahkikini SLS durumu için yapılmasını öngörür. Yapılardaki oturmayı üç bileşene ayırmıştır. Bunlar:

Ani oturmalar : S0

Konsolidasyon oturmaları : S1


İkincil konsolidasyon oturmaları : S2

ΣS = S0 + S1 + S2 , olarak toplam oturma bu şekilde bulunmaktadır.

Sıkışabilir tabaka için alınacak temel derinliği %20 artırılmış temel yükü nedeniyle oluşan düşey gerilme değerini veren derinlik olarak

alınır. Fakat çoğu uygulamada bu derinlik temel genişliğinin 1-2 katı olarak alınır. Zeminin kendi kendine sıkışması nedeniyle muhtemel ilave oturmalar değerlendirilmelidir.

Zeminlerde tabaka değişimi nedeniyle 10 mm kadar farklı oturmaya izin verilebilir. Bu değer toplam oturmanın %50 sini geçmemelidir. Tekil temellerde sahip normal yapılar için 50 mm toplam oturma ve bitişik kolonlar arasında 20 mm oturma farkı genelde kabul edilebilir değerlerdir. Tablo 4 ve 5 de toplam oturma ve oturma limitleri

değerleri farklı zemin tipleri ve farklı yapılar için daha detaylı verilmiştir.

Tablo 4 : İzin Verilebilir Toplam Oturmalar (Önalp ve Sert, 2010)

KİLDE KUMDA

Tekil temeller 65 mm 40 mm

Yayılı temeller 100 mm 60 mm

Yığma yapılar 50 mm 30 mm

Çerçeveli yapılar 100 mm 50 mm

Tablo 5 : Binalarda Oturma Limitleri (Önalp ve Sert, 2010)

YAPI TÜRÜ SORUN KRİTER LİMİTLER

Çerçeveli bina ve taşıyıcı duvar-perde

Yapısal hasar Kaykılma 1/150-1/250

Çatlamalar Kaykılma 1/500

Binalar Görüntü Eğilme 1/300

Binalar Dış bağlantılar (su,gaz,kanal)

Toplam oturma 50-75 mm (kumda)

75-135 mm (kilde)

Yığma yapılar

Sarkma ile

çatlama Oturma Oranı (N)

1/2500 (L/H =1 )

1/1250 (L/H = 5 )

Kamburlaşma ile 1/5000 (L/H =1 )

1/2500 (L/H = 5 )

Yüksek yapılar Asansörde sorunlar

Eğilme 1/1200 - 1/2000


9.1. Ani Oturma

Ani oturma Eurocode 7’de Skempton-Bjerrum formül 4’teki yaklaşımıyla hesaplanabilmektedir.

S0 = (q−σDf )∗BEm ∗ f ...................................................................................................... (4) σDf : Temel gömme derinliğindeki efektif gerilme

Em : Zeminin drenajsız modülü

f : Etki katsayısı

B : Temel genişliği

f etki katsayısı için I1 ve I2 sekil 11’ deki abaklardan bulunarak f = I1

x I2 olarak hesaplanır.

Şekil 11 : Ani Oturma Hesaplanması İçin Etki Katsayıları (Skempton ve Bjerrum,

1957)


9.2.Konsolidasyon Oturması

Konsolidasyon, Terzahgi’nin bir boyutlu konsolidasyon teorisine göre, doygun bir zeminde (Sr = %100) zeminde gerilme artışından ötürü oluşan fazla boşluk suyu basınçlarının sönümlenmesi sürecine verilen addır. Konsolidasyon oturması killi ve siltli zemin tabakaları için hesaba katılmalıdır.

10. YÜZEYSEL TEMELLERLE İLGİLİ ÖRNEK PROBLEMLER

10.1. Problem 1

Şekil 12’de yüzeysel temelde Terzaghi, Meyerhof ve Brinch-Hansen

yöntemlerine göre taşıma gücü bulunmuştur. Bu soruda Eurocode 7

yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Şekil 12 : Problem 1’e ait Yüzeysel Temel

B = 3 m

L= 9 m Df = 1,5 m

ø = 35˚ ρN = 19 kN/m3

c = 0 , e = 0,3 m

G = 220 kN/m


10.1.1. Eurocode 7‘ye Göre Çözüm

Kumlu zemin olduğu için drenajlı duruma göre çözüm yapılmıştır.

A) Tasarım Yaklaşımı I, Kombinasyon I (A1+M1+R1)

ɣø = 1,0 ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣC = 1 ɣR = 1 (Tablo 1’den Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

RD / A΄ = (c΄x Ncxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0.5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ)

/ ɣR


Nq = eπxtanød x tan2( 45+ød/2) = eπxtan35

x tan2(45+35/2) = 33,29

Nc = (Nq-1) cot ød = (33,29-1) cot 35 = 46,11

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (33,29-1) tan 35 = 45,22

- Temel taban faktörleri (Temel tabanının eğimli olup olmaması ile ilgili faktörler) :

bq = bɣ = (1-α tanød )

α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq – (1-bq) / Nc x tan ød = 1 – (1-1) / 46,11x tan 35 = 0,03

- Şekil faktörleri (Temel şekliyle ilgili faktörler) :

sq = 1+ (B΄/ L΄) sin ød (Dikdörtgen temel için)

B΄ = B-2e = 3 - (2x0,3) = 2,4 m (B΄ net temel genişliği)

sq = 1+ (2,4/ 9) sin 35 = 1,15 (Dikdörtgen temel için)

sɣ = 1-0,3 (B΄/ L΄) = 1-0,3 (2,4/9) = 0,92 (Dikdörtgen temel için)


sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,15x(33,29-1))/(33,29-1) = 1,15

(Dikdörtgen temel için)

- Yük eğim faktörleri (Etkiyen üst yapı yüklerinin eğimli olup olmaması ile ilgili faktörler) :

V (yatay yük) = 0 olduğundan dolayı;

ic = iq = iɣ = 1

Bulduğumuz değerler taşıma gücü formülünde yerine konulduğunda

;

RD / A΄ = (0x

Ncxbcxscxic+1,5x19x33,29x1x1,15x1+0,5x19x2,4x45,22x0,92x1) / 1,0

RD / A΄ = 2039,61 kPa , elde edilir.

B) Tasarım Yaklaşımı I, Kombinasyon II (A2+M2+R1)

ɣø = 1,25 ɣG = 1,0 ɣQ = 1,3 ɣC = 1,25 ɣR = 1 (Tablo 1’den

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

øm=35 / 1,25 = 28˚ Bu tasarım yaklaşımına göre ø açısı 1,25 sadeleştirme katsayısına bölünerek øm = 28˚ değeri olarak alınır.

RD / A΄ = (c΄x Ncxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ)

/ ɣR



x tan2(45+28/2) = 14,71

Nc = (Nq-1) cot ød = (14,71-1) cot 28 = 25,78

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (14,71-1) tan 28 = 14,56




α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq – (1-bq) / Nc x tan ød = 1- (1-1) / 25,78x tan 28 = 0,07



B΄ = B-2e= 3 - (2x0,3) = 2,4 m (B΄ net temel genişliği)


sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1-0,3 (2,4/9) = 0,92 (Dikdörtgen temel için)

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,12x(14,71-1))/(14,71-1) = 1,13




ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = 0x Ncxbcxscxic +

1,5x19x14,71x1x1,12x1+0,5x19x2,4x14,56x0,92x1) / 1,0


C) Tasarım Yaklaşımı II (A1+M1+R2)

ɣø = 1,0 ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣC = 1,0 ɣR = 1,4 (Tablo 1’den

Tasarım Yaklaşımı II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)


RD / A΄ = (c΄x Ncxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0.5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ)

/ ɣR



x tan2(45+35/2) = 33,29

Nc = (Nq-1) cot ød = (33,29-1) cot 35 = 46,11

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (33,29-1) tan 35 = 45,22



α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq) / Nc x tan ød = 1 - (1-1) / 46,11x tan 35 = 0,03



B΄ = B-2e = 3 - (2x0,3) = 2,4 m (B΄ net temel genişliği)


sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1 - 0,3 (2,4/9) = 0,92 (Dikdörtgen temel için)

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,15x(33,29-1))/(33,29-1) = 1,15



ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (0 + 1,5x19x33,29x1x1,15x1+0,5x19x2,4x45,22x0,92) / 1,4



D) Tasarım Yaklaşımı III (A1+M2+R3)

ɣø =1,25 ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣC = 1,25 ɣR = 1,0 (Tablo 1’den

Tasarım Yaklaşımı III tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)


/ ɣR

øm = 35 / 1,25 = 28˚ Bu tasarım yaklaşımına göre ø açısı 1,25 sadeleştirme katsayısına bölünerek øm = 28˚ değeri olarak alınır.


/ ɣR



x tan2(45+28/2) = 14,71

Nc = (Nq-1) cot ød = (14,71-1) cot 28 = 25,78

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (14,71-1) tan 28 = 14,56



α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq) / Nc x tan ød = 1 - (1-1) / 25,78x tan 28 = 0,07



B΄ = B - 2e = 3 - (2x0,3) = 2,4 m (B΄ net temel genişliği)



sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1-0,3 (2,4/9) = 0,92

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,12x(14,71-1))/(14,71-1) = 1,13




ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = 0x Ncxbcxscxic +

1,5x19x14,71x1x1,12x1+0,5x19x2,4x14,56x0,92x1) / 1,0


10.1.2. Terzaghi Taşıma Gücü Hesabı

Tablo 6 : Taşıma Gücü Katsayıları (Önalp ve Sert, 2010)


Diktörtgen temel için ;

qd = cxNcx (1+ 0,2 (B/L))+qxNq+BxρxNɣx(0,5-0,1(B/L))


Nq = 41,83

Nɣ = 44,33

B = 2,4 m , L = 9 m

qd = 0 + 19x1,5x41,83 + 19x2,4x44,33 (0,5-0,1(2,4/9))

qd = 2148,76 kPa , qa = qd /3 = 716,25 kPa

10.1.3. Meyerhof Taşıma Gücü Hesabı

qd = cxNcxscxdc + ρxDfxNqxsqxdq+0,5x ρxBx Nɣxsɣxdɣ

Kp = tan2(45+ø/2) = tan2(45+35/2) = 3,69 (Pasif toprak basıncı katsayısı) ,


ø≥ 10˚ için ;

sq = sɣ = 1+0,1xKpx(B/L) = 1+0,1x(3,69)x(2,4/9) = 1.10

- Derinlik faktörleri:

ø≥ 10˚ için ;

dq = dɣ = 1+0,1√Kpx (Df/B) = 1+0,1x√3,69 x (1,5/2,4) = 1,12


Nq = 35,59

Nɣ = 37,79

Tablo 6

Tablo 6


qd = 0 + 19x1,5x35,59x1,10x1,12 + 0,5x19x2,4x37,79x1,12

qd = 2214,64 kPa , qa = qd /3 = 738,21 kPa

10.1.4. Brinch-Hansen Taşıma Gücü Hesabı

qd = cxNcx(scxdcxicxbcxgc)+ ρxDfxNqx(sqxdqxiqxbqxgq)+0,5x

ρxBxNɣx(sɣxd ɣxi ɣxbɣxgɣ)


Nq = 33,6

Nɣ = 34,41


B≥ Df için ;

dq = 1+2x tanø (1-sinø)2 x (Df/B) = 1+2xtan35(1-sin35)2x (1,5 /2,4) =

1,16

herhangi ø değeri için;

d ɣ = 1

- Yük eğim faktörleri

V (yatay yük) = 0 olduğu için;

ic = iq = iɣ = 1

- Temel tabanı faktörleri :

Temel taban eğimi 0 olduğu için;

bc = bq = bɣ = 1

- Zemin eğimi faktörleri :

Tablo 6


Zemin eğimi 0 olduğu için;

gc = gq = gɣ = 1

- Şekil faktörleri

ø ≥ 0 olduğu için;

sq = 1 + (B/L) x tanø = 1 + (2,4/9) x tan35 = 1,18

sɣ = 1- 0,4 (B/L) = 1- 0,4 (2,4/9) = 0,89

qd = 0 + 19x1,5x33,6x(1,18x1,16x1x1x1) + 0,5x19x2,4x34,41

(0,89x1x1x1x1)

qd = 2009,01 kPa , qa = qd /3 = 669,67 kPa

10.1.5. Sonuçlar

Tablo 7 : Problem 1 Taşıma Gücü Sonuçları

YÖNTEM qa

TERZAGHI 716,25 kPa

MEYERHOF 738,21 kPa

BRINCH-HANSEN 669,67 kPa

Tablo 8 : Problem 1 Eurocode 7 Taşıma Gücü Sonuçları

YÖNTEM Rd / A΄

EUROCODE 7

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I 2039,61 kPa

Kombinasyon II 774,95 kPa

Tasarım Yaklaşımı II 1456,86 kPa

Tasarım Yaklaşımı III 774,95 kPa


10.2. Problem 2

Şekil 13’de yüzeysel temelde Terzaghi, Meyerhof ve Brinch-Hansen

yöntemlerine göre taşıma gücü bulunmuştur. Bu soruda Eurocode 7 yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Şekil 13 : Problem 2’ye ait Yüzeysel Temel (Çapar, Aydın ve Büyükbaş, 2009)

10.2.1. Eurocode 7’ye Göre Çözüm

Kumlu zemin olduğu için drenajlı duruma göre çözüm yapılmıştır.

A) Tasarım Yaklaşımı I, Kombinasyon I (A1+M1+R1)

ɣø = 1,0 ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣC = 1 ɣR = 1 (Tablo 1’den Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

RD / A΄ = (c΄x Ncxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ )

/ ɣR



x tan2(45+30/2) = 18,40

B = 3 m

L= 3 m

Df = 2 m

ø = 30˚ ρk = 1,6 t/m3

c = 0 , kuru kum


Nc = (Nq-1) cot ød = (18,40-1) cot 30 = 30,14

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (18,40-1) tan 30 = 20,09



α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq) / Nc x tan ød = 1- (1-1) / 30,14 x tan 30 = 0,057


sq = 1+ (B΄/ L΄) sin ød (Kare temel için)

sq = 1+ (3/3) sin 30 = 1,5 (Kare temel için)

sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1 - 0,3 (3/3) = 0,7 (Kare temel için)

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,15x(18,40-1))/(18,40-1) = 1,5 (Kare

temel için)



ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (0 + 2x1,6x18,40x1x1,5x1+0,5x3x1,6x20,09x1x0,7x1) / 1,0

RD / A΄ = 122,07 t/m2 , elde edilir.


B) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon II (A2+M2+R1)

ɣø = 1,25 ɣG = 1,0 ɣQ = 1,3 ɣC = 1,25 ɣR = 1 (Tablo 1’den

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

RD / A΄ = (c΄x Ncxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ )

/ ɣR

øm = 30 / 1,25 = 24˚ , Bu tasarım yaklaşımına göre ø açısı 1,25 sadeleştirme katsayısına bölünerek øm = 24˚ değeri olarak alınır.



x tan2(45+24/2) = 9,59

Nc = (Nq-1) cot ød = (9,59-1) cot 24 = 19,29

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (9,59-1) tan 24 = 7,65



α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq – (1-bq) / Nc x tan ød = 1 – (1-1) / 19,29 x tan 24 = 0,12



sq= 1+ (3/3) sin 24 = 1,41 (Kare temel için)

sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1-0,3 (3/3) = 0,7 (Kare temel için)

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,41x(9,59-1))/(9,59-1) = 1,41 (Kare temel

için)




ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (0 + 2x1,6x9,59x1x1,41x1+0,5x3x1,6x7,65x1x0,7x1 ) / 1,0


C) Tasarım Yaklaşımı II (A1+M1+R2)

ɣø = 1,0 ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣC = 1,0 ɣR = 1,4 (Tablo 1’den

Tasarım Yaklaşımı II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)


/ ɣR


Nq = eπxtanød x tan2(45+ød/2) = eπxtan30

x tan2(45+30/2) = 18,40

Nc = (Nq-1) cot ød = (18,40-1) cot 30 = 30,14

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (18,40-1) tan 30 = 20,09



α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq) / Nc x tan ød = 1 - (1-1) / 30,14 x tan 30 = 0,057





sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1-0,3 (3/3) = 0,7 (Kare temel için)

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,15x(18,40-1))/(18,40-1) = 1,15 (Kare

temel için)



ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (0+ 2x1,6x18,40x1x1,5x1+0,5x3x1,6x20,09x1x0,7x1) / 1,4


D) Tasarım Yaklaşımı III ( A1+M2+R3)

ɣø = 1,25 ɣG = 1,0 ɣQ = 1,3 ɣC = 1,25 ɣR = 1 (Tablo 1’den Tasarım Yaklaşımı III tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)


/ ɣR

øm = 30 / 1,25 = 24˚, bu tasarım yaklaşımına göre ø açısı 1,25 sadeleştirme katsayısına bölünerek øm = 24˚ değeri olarak alınır.



x tan2(45+24/2) = 9,59

Nc = (Nq-1) cot ød = (9,59-1) cot 24 = 19,29

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (9,59-1) tan 24 = 7,65




α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq) / Nc x tan ød = 1 – (1-1) / 19,29 x tan 24 = 0,12




sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1 - 0,3 (3/3) = 0,7 (Kare temel için)

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1) = (1,41x(9,59-1))/(9,59-1) = 1,41



ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (0 + 2x1,6x9,59x1x1,41x1+0,5x3x1,6x7,65x1x0,7x1) / 1,0

RD / A΄ = 56,12 t/m2, elde edilir.


Kare Temel İçin;

qd = 1,3x cxNc+qxNq+0,4xBxρxNɣ



Nq = 22,46

Nɣ = 19,73

qd = 0 + 1,6x2x22,46 + 0,4x1,6x3x19,73

qd = 109,75 t/m2 , qa = qd / 3 = 36,6 t/m2


qd = cxNcxscxdc +ρxDfxNqxsqxdq+0,5x ρxBx Nɣxsɣxdɣ

Kp = tan2 (45+ø/2) = tan2 (45+30/2) = 3 (Pasif toprak basıncı katsayısı) ,


Nq = 18,40

Nɣ = 15,67


ø≥ 10˚ için ;

sq = sɣ = 1+0,1xKpx(B/L) = 1+0,1x(3)x(3/3) = 1,3


ø≥ 10˚ için ;

dq = dɣ = 1+0,1√Kpx (Df/B) = 1+0,1x√3 x (2/3) = 1,12

qd = 0 + 1,6x2x18,40x1,3x1,12+0,5x1,6x3x15,67x1,3x1,12

qd = 140,48 t/m2 , qa = qd / 3 = 46,82 t/m2

Tablo 6

Tablo 6



qd = cxNcx(scxdcxicxbcxgc)+ ρxDfxNqx(sqxdqxiqxbqxgq)+0,5x

ρxBxNɣx(sɣxdɣxiɣxbɣxgɣ)

- Taşıma gücü katsayıları

Nq = 18,40

Nɣ = 15,07


B≥ Df için ;

dq = 1+2x tanø (1-sinø)2 x (Df/B) = 1+2xtan30(1-sin30)2x (2 /3) = 1,19


d ɣ =1



ic = iq = iɣ =1



bc = bq = bɣ = 1



gc = gq = gɣ = 1


ø ≥ 0 oldoğu için

Tablo 6


sq = 1 + (B/L) x tanø = 1 + ( 3/3) x tan30 = 1,57

sɣ = 1- 0,4 ( B/L) = 1- 0,4 (3/3) = 0,6

qd = 0 + 1,6x2x18.40(1,57x1,19x1x1x1) + 0,5

x1,6x3x15,07x(0,6x1x1x1x1)

qd = 131,70 t/m2 , qa = qd / 3 = 43,9 t/m2

10.2.5. Sonuçlar


YÖNTEM qa

TERZAGHI 36,6 t/m2

MEYERHOF 46,82 t/m2

BRINCH-HANSEN 43,9 t/m2


YÖNTEM Rd / A΄

EUROCODE 7

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I 122,07 t/m2

Kombinasyon II 56,12 t/m2

Tasarım Yaklaşımı II 87,19 t/m2

Tasarım Yaklaşımı III 56,12 t/m2

10.3. Problem 3

Şekil 14’te yüzeysel temelde Terzaghi, Meyerhof ve Brinch-Hansen

yöntemlerine göre taşıma gücü bulunmuştur. Bu soruda Eurocode 7 yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.


Şekil 14 : Problem 3’e ait Yüzeysel Temel

10.3.1. Eurocode 7’ye Göre Çözüm

Killi zeminlerde, Eurocode 7’ye göre hem drenajlı yönteme göre hemde drenajsız yönteme göre çözüm yapılarak sonuçlar karşılaştırılır.

10.3.1.1. Drenajsız Duruma Göre Çözüm

A) Tasarım Yaklaşımı I, Kombinasyon I (A1+M1+R1) (Tablo1’den

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣCu = 1 ɣR = 1

RD / A΄ = ((π+2) xcuxbcxscxic+q ) / ɣR

- Temel tabanı faktörü :

bc = 1 - 2 απ+2 α = 0, bc = 1

- Şekil faktörü :


sc = 1+ 0,12 ( B΄/L΄) + 0,17 √DfB = 1,25

- Yük eğim faktörü :

ic = 0,5 (1+√1 − HA΄ cu ) = 1, yatay kuvvet H = 0


;

RD / A΄ = ((π+2) x45 x1x1,25x1 +1,5x21) / 1


B) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon II (A2+M2+R1) (Tablo

1’den Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,0 ɣQ = 1,3 ɣCu = 1,4 ɣR = 1



bc = 1 - 2 απ+2 α = 0 , bc = 1


sc = 1+ 0,12 ( B΄/L΄) + 0,17 √DfB = 1,25

- Yük eğim faktörü:


ic = 0,5 ( 1+√1 − HA΄ cu ) = 1, yatay kuvvet H = 0


;

RD / A΄ = ((π+2) x 451,4 x1x1,25x1 +1,5x21) / 1


C) Tasarım Yaklaşımı II (A1+M1+R2) (Tablo 1’den Tasarım Yaklaşımı II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣCu = 1,0 ɣR = 1,4

RD / A΄ = ((π+2) xcuxbcxscxic+q) / ɣR


bc = 1 - 2 απ+2 α = 0, bc = 1


sc = 1+ 0,12 ( B΄/L΄) + 0,17 √DfB = 1,25

- Yük eğim faktörlerü



;


RD / A΄ = ((π+2) x45 x1x1,25x1 +1,5x21) / 1,4


D) Tasarım Yaklaşımı III (A2+M2+R3) (Tablo 1’den Tasarım Yaklaşımı III tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,0 ɣQ = 1,3 ɣCu = 1,4 ɣR = 1



bc = 1 - 2 απ+2 α = 0 , bc = 1


sc = 1+ 0,12 (B΄/L΄) + 0,17 √DfB = 1,25

- Yük eğim faktörü:

ic = 0,5 ( 1+√1 − HA΄ cu ) = 1, yatay kuvvet H = 0


;

RD / A΄ = ((π+2) x 451,4 x1x1,25x1 +1,5x21) / 1

RD / A΄ = 238,08 kPa, elde edilir.


10.3.1.2) Drenajlı Duruma Göre Çözüm

A) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon I (A1+M1+R1) (Tablo

1’den Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣø = 1,0 ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣC = 1 ɣR = 1

RD / A΄ = (c΄xNcxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ) /

ɣR



x tan2(45+25/2) = 10,64

Nc = (Nq-1) cot ød = (10,64-1) cot 25 = 20,67

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (10,64-1) tan 25 = 8,9



α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq) / Nc x tan ød= 1- (1-1) / 10,64 x tan 25 = 0,21



sq = 1+ (2,5/2,5) sin 25 = 1,42 (Kare temel için)

sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1-0,3 (2,5/2,5) = 0,7 (Kare temel için)

sc = (sqx,(Nq-1))/(Nq-1) = (1,42x(10,64-1))/(10,64-1) = 1,42 (Kare

temel için)



V(yatay yük) = 0 olduğundan;

ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (5x20,67x0,21x1,42x1+16,78x10,64x1x1,42x1+0,5x11,19x2,5x8,9x1x0,

7x1) / 1,0


B) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon II (A2+M2+R1) (Tablo

1’den Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣø = 1,25 ɣG = 1,0 ɣQ = 1,3 ɣC = 1,25 ɣR = 1

Bu tasarım yaklaşımına göre ø açısı 1,25 sadeleştirme katsayısına

bölünerek ve efektif kohezyon değeri c ΄ de 1,25 katsayısına bölünerek ilgili değerler :

ød = 25 / 1,25 = 20˚

c ΄ = 5 / 1,25 = 4 kPa

alınır.


/ ɣR



x tan2(45+20/2) = 6,40

Nc = (Nq-1) cot ød = (6,40-1) cot 20 = 14,83

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (6,40-1) tan 20 = 3,93



bq = bɣ = (1-α tanød ) (Kare temel için)

α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq ) / Nc x tan ød = 1 - (1-1) / 14,83 x tan 20 = 0,185




sɣ = 1 - 0,3 ( B΄/ L΄) = 1 - 0,3 (2,5/2,5) = 0,7 (Kare temel için)


için)


V (yatay yük) = 0 olduğundan;

ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (4x14,83x0,18x1,40x1+16,78x6,40x1x1,34x1+0,5x11,19x2,5x3,93x0,7x

1) / 1,0


C) Tasarım Yaklaşımı II (A1+M1+R2) (Tablo 1’den Tasarım Yaklaşımı II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣø = 1,0 ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣC = 1,0 ɣR = 1,4



/ ɣR



x tan2(45+25/2) = 10,64

Nc = (Nq-1) cot ød = (10,64-1) cot 25 = 20,67

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (10,64-1) tan 25 = 8,9



α = o , bq = bɣ = 1

bc = bq - (1-bq ) / Nc x tan ød= 1- (1-1) / 10,64 x tan 25 = 0,21




sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1 - 0,3 (2,5/2,5) = 0,7 (Kare temel için)

sc = (sqx,(Nq-1))/(Nq-1) = (1,42x(10,64-1))/(10,64-1) = 1,42 (Kare

temel için)



ic = iq = iɣ = 1


;


RD / A΄ = (5x20,76x0,21x1,46x1+16,78x10,64x1x1,42x1+0,5x11,19x2,5x8,9x1,0,

7x1) / 1,4


D) Tasarım Yaklaşımı III (A1+M2+R3) (Tablo 1’den Tasarım Yaklaşımı III tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣø =1,25 ɣG = 1,0 ɣQ = 1,3 ɣC = 1,25 ɣR = 1

Bu tasarım yaklaşımına göre ø açısı 1,25 sadeleştirme katsayısına ,

efektif kohezyon değeri c ΄ , 1,25 sadeleştirme katsayısına bölünerek ;

ød = 25 / 1,25 = 20˚

c ΄ = 5/1,25 = 4 kPa

elde edilir.

RD / A΄ = (c΄xNcxbcxscxic+q΄xNqxbqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxbɣxsɣxiɣ) /

ɣR



x tan2(45+20/2) = 6,40

Nc = (Nq-1) cot ød = (6,40-1) cot 20 = 14,83

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (6,40-1) tan 20 = 3,93



α = o , bq = bɣ = 1


bc = bq - (1-bq) / Nc x tan ød = 1 - (1-1) / 14,83 x tan 20 = 0,185




sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) = 1 - 0,3 (2,5/2,5) = 0,7 (Kare temel için)


için)



ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (4x14,83x1x1,40x1+16,78x6,40x1x1,34x1+0,5x11,19x2,5x3,93x0,7x1) /

1,0

RD / A΄ = 197,33 kPa, elde edilir.


Kare Temel İçin;

qd = 1,3x cxNc+qxNq+0,4xBxρxNɣ


Nq = 12,8

Nc = 25,2 Tablo 6


Nɣ = 9,9

qd =1,3x cxNc+qxNq+0,4xBxρxNɣ

qd = 1,3x5x25,2 + 11,19x1,5x12,8 + 0,4x11,19x2,5x9,9

qd = 489,4 kPa , qa = qd / 3 = 163,14 kPa


qd = cxNcxscxdc + ρxDfxNqxsqxdq+0,5x ρxBx Nɣxsɣxdɣ

Kp = tan2(45+ø/2) = tan2(45+25/2) = 2,46 (Pasif toprak basıncı katsayısı) ,


Nq = 10,72

Nɣ = 6,86

Nc = 20,78


ø≥ 10˚ için ;

sq = sɣ = 1+0,1xKpx(B/L) = 1+0,1x(2,46)x(2,5/2,5) = 1,25

sc = 1+ 0,2 Kp (B/L) = 1+0,2x2,4(2,5/2,5) = 1,48


ø≥ 10˚ için ;

dq = dɣ = 1+0,1√Kpx (Df/B) = 1+0.1x√2,46 x (1,5/2,5) = 1,09

dc = 1+0,2 √Kp x (Df/B) = 1+0,2√2,46x(1,5/2,5) = 1,19

Tablo 6


qd = 5x20,78x1,48x1,19 +

11,19x1,5x10,72x1,25x1,09+0,5x11,19x2,5x6,86x1,25x1,09

qd = 559 kPa , qa = qd/ 3 = 186,3 kPa


qd = cxNcx(scxdcxicxbcxgc)+ ρxDfxNqx(sqxdqxiqxbqxgq)+0,5x ρxBxN

ɣx(sɣxd ɣxi ɣxb ɣxgɣ )


Nq = 10,72

Nɣ = 6,84

Nc = 20,78


B≥ Df için ;

dq = 1+2x tanø (1-sinø)2 x (Df/B) = 1+2xtan25(1-sin25)2x (1,5 /2,5) =

1,19

dc = 1+0,4 x(Df/B) = 1+0,4x(1,5/2,5) = 1,24


d ɣ =1



ic = iq= iɣ =1



Tablo 6


bc = bq = bɣ =1



gc = gq = gɣ =1


ø ≥ 0 oldoğu için;

sq = 1 + (B/L) x tanø = 1,46

sɣ = 1- 0,4 (2,5/2,5) = 0,6

sc = 1+(Nq/Nc)x(B/L) = 1+(10,72/20,78)x(2,5/2,5)=1,51

qd = 5x20,78 (1,51x1,24x1x1x1)+11,19x1,5x10,72 (1,46x1,19x1x1x1) +

0,5x 11,19x2,5x6,84 (0,6x1x1x1x1)

qd = 564,5 kPa , qa = qd / 3 = 188 kPa

10.3.5. Sonuçlar


YÖNTEM qa

TERZAGHI 163,14 kPa

MEYERHOF 186,3 kPa

BRINCH-HANSEN 188 kPa



YÖNTEM Rd/A΄

EUROCODE 7

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I

320,71 kPa (Drenajsız) 371,48 kPa (Drenajlı)

Kombinasyon II 238,08 kPa (Drenajsız) 197,33 kPa (Drenajlı)

Tasarım Yaklaşımı II 229,08 kPa (Drenajsız) 266,1 kPa (Drenajlı)

Tasarım Yaklaşımı III 238,08 kPa (Drenajsız) 197,33 kPa (Drenajlı)

11. DERİN TEMELLER

Derin temeller, temel genişliğinin (D), temel gömme derinliğinden (Df), küçük olduğu temel tipleridir. (Şekil 15) Derin temeller, daha çok yüzeysel temeller için temel taşıma gücünün yetersiz olduğu, aşırı yükleme durumları ve zemin iyileştirmelerin mümkün olmadığı yada çok maliyetli olduğu durumlarda derin temeller ile projelendirme

yapılır. Derin temellerin asıl amacı üst yapı yüklerini alttaki sağlam zemin tabakalarına iletmek olup, bazende anakaya ya da üst yapı yüklerini iletebilirler.

Şekil 15 : Derin Temel Örneği

Df


11.1 Kazıklı Temeller

Eurocode 7 kazıklı temellerde genel olarak basınç kazıkları, çekme altındaki kazıklar, kazık yükleme deneyleri, kazık çekme deneyleri ve yanal yüklenmiş kazıkları incelemektedir.

Sınır durumlar aşağıdaki gibidir:

- Genel duraylılık kaybı - Kazıklı temel taşıma gücü kaybı - Kazıkların yükselmesi veya yetersiz kazık çekme direnci - Kazıkların yanal yüklenmesi durumu nedeniyle oluşan yetersiz

zemin direnci

- Basınç, çekme, eğilme, burkulma ve kayma etkisindeki kazıkların yapısal göçmesi

- Hem kazıkların hemde zeminin birleşik göçmesi - Hem zeminde ve hemde yapıda görülen birleşik göçme - Aşırı oturmalar - Aşırı yükselmeler - Kabul edilmez seviyede titreşimler

11.1.1. Negatif Çevre Sürtünmesi

Negatif çevre sürtünmesi, zemindeki deformasyonun kazıktaki deformasyondan daha fazla olmasından ötürü kazıkları aşağıda doğru çeken bir sürtünme kuvveti oluşturur. Bu kuvvet killi bir zemindeki

kazıklara gelen üst yapı yüklerinden ötürü, normal konsolide (NL) zeminlerde üzerinde ağır dolgu yada başka zemin tabakasının yarattığı yük artışı ve yeraltı su seviyesinin ani düşmesinden dolayı oluşan konsolidasyon oturmalarından dolayı oluşmaktadır.


11.1.2. Kabarma

Zemin kabarması, zeminde yükün ortadan kalkması, kazı, don veya

bitişik kazıkların çakılması işlemlerinin sonucunda ortaya çıkabilen bir durumdur. Bu sonuç aynı zamanda ağaçların sökülmesi, yeraltı su seviyesinin azalması, zemindeki buharlaşmanın engellenmesi ve zemindeki değişimlerden dolayı zemin su muhtevasındaki artışı nedeniyle ortaya çıkabilmektedir.

12. TASARIM METODLARI

Tasarım için aşağıda verilen yaklaşımlardan biri esas alınır.

1) Deterministik hesaplama yöntemleriyle, statik kazık yükleme deney sonuçlarının kıyaslanarak sonuçlarının karşılaştırılması.

2) Statik kazık yükleme deneyleriyle, geçerliliği olan ampirik yada yarı ampirik hesap metodlarının karşılaştırılarak sonuçlandırılması.

3) Statik kazık yükleme deney sonuçlarıyla, dinamik kazık yükleme deney sonuçlarının karşılaştırılarak tasarım yapılması.

12.1. Tasarım Yaklaşımları

Tasarım yaklaşımları yüzeysel temellerde olduğu gibi derin temeller için de 3 farklı yaklaşımı esas almıştır.

Bunlar:


Kombinasyon I ve Kombinasyon II olmak üzere iki farklı durumu incelemektedir.


Etki bölümünde A1 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını, kazık tipine göre direnç faktörü bölümünde ise R1 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını ele alınmaktadır. Kombinasyon I için, etki ve direnç


faktörleri ele alınırken, malzeme faktörü göz önüne alınmamaktadır. (Tablo 13, 14, 15 ve 16)

Kombinasyon II : A2+(M1 yada M2)+R4

Etki bölümünde A2 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını, kazık tipine göre direnç faktörü bölümünde ise R4 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını ele almaktadır. Kombinasyon II için, etki ve direnç faktörleri ele alınırken, malzeme faktörü göz önüne alınmamaktadır. (Tablo 13, 14, 15 ve 16)

- M1 malzeme sadeleştirme katsayıları ankrajlar ve kazıklar için alınırken elverişsiz durum için M2 malzeme sadeleştirme katsayıları ele alınmaktadır.

• Tasarım Yaklaşım II : A1+ M1+R2

Etki bölümünde A1 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını, kazık tipine göre direnç bölümünde ise R2 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını ele almaktadır. Tasarım Yaklaşımı II için, etki ve direnç faktörleri ele alınırken, malzeme faktörü göz önüne alınmamaktadır. (Tablo 13, 14, 15 ve 16)

• Tasarım Yaklaşım III : (A1 veya A2)+M2+R3

Etki bölümünde A1 yada A2 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını, malzeme faktörü özelliklerinde M2 tablosundaki sadeleştirme katsayılarını ve kazık tipine göre direnç faktörü bölümünde ise R3

tablosundaki sadeleştirme katsayılarını ele almaktadır. (Tablo 13, 14,

15 ve 16)

- A1 etki sadeleştirme katsayıları yapı için alınırken, A2 etki

sadeleştirme katsayıları zemin için alınır.

Tasarım yaklaşımlarından görüldüğü gibi ankrajlar ve kazıklı temeller için tasarım yaklaşımı I ve II için M (Malzeme sadeleştirme katsayısı)


hesaplara katılmaz iken, sadece tasarım yaklaşımı III’ te ele alınarak hesaplamalara katılır.

Tablo 13’te,

ɣG : Sabit yükler için etki katsayısı,

ɣQ : Haraketli yükler için etki katsayısı,

ɣø : Sürtünme açısı için malzeme sadeleştirme katsayısı,

ɣc : Efektif kohezyon için malzeme sadeleştirme katsayısı,

ɣcu : Drenajsız kayma mukavemeti için malzeme sadeleştirme katsayısı,

ɣqu : Serbest basma dayanımı için malzeme sadeleştirme katsayısı olmaktadır.

Tablo 13’te tasarım yaklaşımlarına göre A1 ve A2 bölümünden sabit yükler (G) ve haraketli yükler (Q) için, sadeleştirme katsayıları alınır. Malzeme özellikleri bölümünden yükleme durumlarına göre M1 ve

M2’ye göre sürtünme açısı (ø), efektif kohezyon (c΄), drenajsız kayma

mukavemeti (cu), serbest basma dayanımı (qu) ve birim hacim ağırlığı (ρ) için sadeleştirme katsayıları alınır.


Tablo 13 : Eurocode 7 Tasarım Durumlarına Göre Etki ve Malzeme Faktörleri için Sadeleştirme Katsayıları (EN 1997-1)

ETKİ MALZEME

ÖZELLİKLERİ

A1 A2 M1 M2

SÜREKLİ ETKİLER (G) Elverişsiz ɣG 1,35 1

Elverişli ɣG 1 1

GEÇİCİ ETKİLER (Q) Elverişsiz ɣQ 1,5 1,3

Elverişli ɣQ 0 0

Sürtünme Açısı tan ø ɣø

1 1,25

Efektif Kohezyon c΄ ɣc 1 1,25

Drenajsız Kayma Mukavemeti

cu ɣcu 1 1,4

Serbest Basma Dayanımı qu ɣqu 1 1,4

Birim Hacim Ağırlığı ρ 1 1

Tablo 14, 15 ve 16’da

ɣb : Uç direnç için etki katsayısı,

ɣs : Çevre sürtünme direnci için etki katsayısı,

ɣt (ɣR) : Kazık yükleme deneylerinde uç direnç ve çevre sürtünmesi için etki katsayısı dır.

Delme kazıklar, çakma kazıklar ve burgu kazıklar için, tasarım yaklaşımlarına göre (R1, R2, R3 ve R4) uç direnci için ɣb etki katsayısı, çevre sürtünme direnci için ɣs etki katsayısı ve kazık yükleme deneyleri için tasarım yaklaşımlarına göre ɣt katsayıları seçilmektedir.


Tablo 14 : Delme Kazıklar için Direnç Faktörleri (EN 1997-1, Annex A)

Faktör Sembol Direnç Faktörü

R1 R2 R3 R4

Uç Direnci ɣb 1,25 1,1 1 1,6

Çevre Sürtünmesi ɣs 1 1,1 1 1,3

Kombinasyon ɣt 1,15 1,1 1 1,5

Tablo 15 : Çakma Kazıklar için Direnç Faktörleri (EN 1997-1, Annex A)


R1 R2 R3 R4

Uç Direnci ɣb 1 1,1 1 1,3


Kombinasyon ɣt 1 1,1 1 1,3

Tablo 16 : Burgu Kazıklar için Direnç Faktörleri (EN 1997-1, Annex A)


R1 R2 R3 R4

Uç Direnci ɣb 1,1 1,1 1 1,45


Kombinasyon ɣt 1 1,1 1 1,4

13. KAZIK YÜKLEME DENEYLERİ

Zemin ortamının heterojen ve karmaşık olmasından ötürü hesaplanan kazık son taşıma güçleri pek tatmin edici olmamaktadır. Bu sebeple özellikle büyük projelerde kazık yükleme deneylerine başvurulmaktadır. Böylece deneylerle kazık son taşıma gücüne yerinde deneyle ulaşılmaktadır.

Kazık yükleme deneyleri statik ve dinamik olmak üzere iki türlüdür. Statik deney, deney kazığının başına ölü yük uygulanarak iki yada dört yandan reaksiyon kazıklarıyla çekme kuvveti sağlayarak yükleme yoluyla yapılır. (Şekil 16) Deneme kazıklarına son göçme yükü hakkında bilgi edinilmesini sağlayacak şekilde yüklemede


yapılmalıdır. Deney kazıklarına uygulanacak yük en az temel tasarımında esas alınan tasarım yüküne eşit olmalıdır. Statik yükleme deneyleri, ASTM, (American Society for Testing and Materials)

Haziran 1985 sayısı, sayfa 79-90’da yayınlanan, ISSMFE laboratuvar

ve arazi deneyleri alt komitesinin önerdiği, ‘‘Kazık Eksenel Yükleme Deneyi”, teklif edilen metoda uygun olarak yürütülmelidir. (TS ENV

1997-1)

Dinamik yükleme deneyleri kazıkların zayıf kazıkları tespit etme

amacıyla kullanılır. Dinamik yükleme deney sonuçları her zaman birbirleriyle kıyaslanarak değerlendirilmelidir.

Şekil 16’da, yük deneme kazığı üzerinde uygulanarak bu kazık basınca çalışırken, deneme kazığının yanındaki reaksiyon kazıklarıda çekmeye çalışmaktadır. Yük hidrolik kriko ile deneme kazığına uygulanır ve komparator yardımıyla oturma değerleri ölçülür. Deneylerde yüke göre oturmalar noktalanarak elde edilen eğriden göçme yükü bulunur yada hesaplanır. (Şekil 17)

Şekil 16 : Kazık Yükleme Deneyi (Sönmez, 2009)

Reaksiyon Kazığı Deneme Kazığı Reaksiyon Kazığı


Şekil 17 : Yük-Oturma Eğrisi

Aşağıda verilen durumlarda kazık yükleme deneyleri yapılmalıdır:

- Daha önceden yerleştirme metodu ve kazık tipi dışında farklı bir metod kullanılması ve bunların benzer zemin ve yükleme şartlarında denenmemiş olması

- Çalışmalarda daha önceden uygulananlar dışında kazık sistemi olması

- Kazık tasarımında teori ve tecrube açısından güvenlik sağlamayan yüklemeye maruz kalması bu durumlarda kazık deney işlemlerinde beklenen yükleme ve benzeri yük uygulanmalıdır.

- Kazık yerleşiminden beklenenden öte sapmalar olması ilave zemin araştırması gerektirmesi.

Kazık yükleme deneyleri aşağıdaki amaç için kullanılır:

- Yapım metodu uygunluğunun değerlendirilmesinde,

OT

UR

MA

YÜK


- Temsili kazık ve çevreleyen zeminin, oturma ve sınır temelin genel değerlendirmesinde karar vermede,

- Kazıkların tek tek performansını kontrol ve kazıklı temelin genel değerlendirmesinde karar vermede,

kullanılmaktadır.

Tek kazık yüklemede, kazık normal konsolide (NL) zeminin olduğu

yerde yapılmalıdır. İki veya daha fazla deney kazığı uygulanması durumunda deney yeri tüm temel oturma alanını temsil etmeli ve

deney kazıklarından birisi normal konsolide (NL) zeminin olduğu yerde bulunmalıdır. Her yükleme durumu için kazık yerleştirilden sonra zeminin yüklemeden önceki dayanımına ulaşması ve boşluk suyu basınçlarının yüklemeden önceki değere ulaşması için belli bir süre beklenmelidir.

14. BASINCA ÇALIŞAN KAZIKLAR

14.1. Taşıma Gücü

Temelin tasarım yükünü taşıma gücü kaybına karşı yeterli güvenlikte taşıdığı bütün yük kombinasyonları ve bütün üst sınır durumları için aşağıdaki eşitsizlik sağlanmalıdır:

FCD ≤ RCD

FCD: Tasarım eksenel basınç yükü

RCD: Eğimli veya eksantrik yüklerin etkisi de dahil edilerek kazık temellerin eksenel yüklere karşı tasarım taşıma gücüdür.

FCD = ɣG X ΣG + ɣQ X ΣQ olarak hesaplanır. FCD hesabına kazık ağırlığıda dahil edilmelidir. Burada, ΣG toplam sabit yükler, ΣQ ise toplam haraketli yüklerdir.

Kazık grubu için iki göçme mekanizması ele alınmalıdır:

- Kazıkların bireysel olarak taşıma gücünü kaybetmesi


- Kazıkların ve aralarındaki zeminin blok olarak etki göstermesiyle taşıma gücü kaybı

tasarım taşıma gücü olarak bu iki değerden küçük olanı alınır.

Blok davranış gösteren kazık grubu için taşıma gücü bloğun büyük çaplı tek bir kazık olarak kabul edilmesi suretiyle hesaplanabilir.

Kazığın oturduğu zemin tabakası eğer zayıf bir zemine oturuyorsa, bu zayıf tabakanın temel taşıma gücüne etkisi ele alınmalıdır.

Kazık grubuna ait taşıma gücü tespiti yaparken grup içerisindeki kazıklara bağlantılı yapı özellikleri dikkate alınmalıdır. Eğer bu yapı esnek ise kazıklardan en zayıf olana ait taşıma gücünün sınır durumu oluşumu yönlendirdiği kabul edilir.

Eğer rijit bir yapıyı taşırsa kazıkların grup halinde göçmesi ile sınır durum oluşur, tek kazığın taşıma gücüne bakarak taşıma gücününü saptamak, taşıma gücünü doğru olarak belirtmeyebilir.

Kenar kazıklarda üst yapıdan oluşabilecek eğilme ve eksantristeden dolayı yetersizliğine ayrıca dikkat edilmelidir.

14.2. Kazık Yükleme Deneylerinden Taşıma Gücünün Bulunması

14.2.1. Statik Kazık Yükleme Deneyi

Deneye tabi tutulacak kazıklar, temeli oluşturacak kazıklarla aynı olmalı ve aynı zemine yerleştirilmelidir.

Eğer deneme kazığı ile temel deki kazık çapları farklı ise taşıma gücü değerlendirilmesinde farklı çaptaki performanslar arasındaki değişim dikkate alınmalıdır.

- Deneme kazığı çapı ile yapı kazığı çapı oranı 0,5’ten küçük olmamalıdır.


- Daha küçük çaplı deneme kazıkları, temelde kullanılan kazıklarla aynı tarzda imal edilmeli ve yerleştirilmelidir.

Bir veya birkaç yük deneyinden ölçülen taşıma gücü RCM değerinden son karakteristlik taşıma gücü RCK belirlenirken formül 5 kullanılır:

RCK = Min {RCM(ortalma)1 ; RCM(min)

2 } ..................................................... (5)

RCM (ortalama) değeri yapılan tüm kazık yükleme deneylerindeki ortalama taşıma gücü değeridir.

RCM (min) değeri ise kazık yükleme deneylerinde bulunan tüm taşıma güçlerinden en küçük olanıdır.

RCM (ortalama) ve RCM (min) değerleri sırasıyla Tablo 17’deki yapılan kazık yükleme deney sayılarına göre (n) , ve etki katsayılarına bölünerek iki değer arasından en küçük olan değer {RCM(ortalma)

1 ; RCM(min)2 } son karakteristlik taşıma gücü RCK olarak

alınır.

Tablo 17 : ve Katsayıları (EN 1997-1, Annex A)

n=1 n=2 n=3 n=4 n ≥ 5

1,4 1,3 1,2 1,1 1

1,4 1,2 1,05 1 1

n : Yapılan kazık yükleme deney sayısı

ve Karakteristlik taşıma gücüne geçerken kullanılan etki katsayıları dır.

Son karakteristlik taşıma gücü değeri RCK’dan tasarım taşıma gücü RCD aşağıda verilen bağıntılarla bulunur :

RCD = NX RCK / ɣR , olarak hesaplanmaktadır.


Burada :

N : Toplam kazık sayısı

ɣR : Tasarım yaklaşımlarına göre delme kazıklar, burgu kazıklar ve çakma kazıklar için ɣt değeridir. (Tablo14, 15 ve 16)

14.2.2. Dinamik Kazık Yükleme Deneyi

Dinamik yükleme deneyleri, deneyde kullanılacak kazıklar ile gerçek yapıyı taşıyacak kazıklar ile aynı tip, boy ve kesitte olmalıdır. Statik kazık yükleme deneyinde kazığın zemine yerleştirilmesindeki esaslar dinamik kazık yükleme deneyinde de aynı olarak geçerlidir. Deney sonuçları mutlaka birbirleriyle kıyaslanarak değerlendirilmelidir.

Bir veya birkaç dinamik yükleme deneyinden ölçülen taşıma gücü RCM değerinden son karakteristlik taşıma gücü RCK belirlenirken

förmül 6 kullanılır:

RCK = Min {RCM(ortalma)5 ; RCM(min)

6 } ............................................................. (6)

RCM (ortalama) değeri yapılan tüm dinamik yükleme deneylerindeki ortalama taşıma gücü değeridir.

RCM (min) değeri ise bulunan tüm taşıma güçlerinden en küçük olanıdır.

RCM (ortalama) ve RCM (min) değerleri sırasıyla tablo 18’deki yapılan dinamik kazık yükleme deney sayılarına göre (n), ve değerlerine

bölünerek iki değer arasından en küçük olan değer {RCM(ortalma)1 ; RCM(min)

2 } son karakteristlik taşıma gücü RCK olarak

alınır.


Tablo 18 : ve Katsayıları (EN 1997-1, Annex A)

n≥2 n≥5 n≥10 n≥15 n ≥ 20

1,6 1,5 1,45 1,42 1,40

1,5 1,35 1,30 1,25 1,25

n : Yapılan kazık yükleme deney sayısı

ve Karakteristlik taşıma gücüne geçerken kullanılan etki katsayıları dır.

Son karakteristlik taşıma gücü değeri RCK’dan tasarım taşıma gücü RCD’ye formül 7’de verilen bağıntıyla geçilir:

RCD = NX RCK / ɣR ................................................................................................. (7)

Burada :


ɣR : Tasarım yaklaşımlarına göre delme kazıklar, burgu kazıklar ve çakma kazıklar için ɣt değeridir. (Tablo 14, 15 ve 16)

14.3. Taşıma Gücünün Zemin Deney Sonuçlarına Göre Hesaplanması

Taşıma gücü hesabı yapılırken tekli kazık ve grup etkisi göz önüne alınarak, 2 farklı yönteme göre hesap yapılır.

14.3.1. Tekli Kazıklar İçin Tasarım Taşıma Gücü Hesabı (RCD)

Tasarım taşıma gücü RCD belirlenirken, tasarım uç direnci RBD ve

tasarım çevre sürtünmesi direnci RSD olarak iki bileşene ayrılmaktadır.

RCD = RBD + RSD

Tasarım uç direnci RBD ve tasarım çevre sürtünmesi direnci RSD ,


RBD = Rbk / ɣb X ɣR , RSD = Rsk / ɣs X ɣR , olarak ifade edilirler.

Böylece RCD ,

RCD = Rbk / ɣb X ɣR + Rsk / ɣs X ɣR , olarak hesaplanmaktadır.

Burada :

Rbk : Karakteristlik uç direnci

Rsk : Karakteristlik çevre sürtünme direnci dir.

ɣb ve ɣs : Karakteristlik değerden tasarım değerine geçerken kullanılan sadeleştirme katsayılardır.

Delme kazıklar, burgu kazıklar ve çakma kazıklar için, ɣb ve ɣs

değerleri tablo 14, 15 ve 16’da verilmiştir.

Tasarım yaklaşımı I ve tasarım yaklaşımı II yöntemleriyle tasarım taşıma gücü RCD hesaplanırken:

RCD = Rbk / ɣb X ɣR + Rsk / ɣs X ɣR olarak hesaplanır. ɣR değeri, tasarım yaklaşımı I ve tasarım yaklaşımı II için ɣR =1,5 olarak alınır. Tasarım yaklaşımı III için ɣR alınmamaktadır.

Karakteristlik uç direnci Rbk ve karakteristlik çevre sürtünme direnci Rsk şu şekilde hesaplanır:

Rbk = Ab X (c X Nc + σv0΄ X Nq) ve Rsk = f X P X Δl

Ab: Kazık tabanı alanı σv0΄ : Kazık ucuna kadarki toplam düşey efektif gerilme

c : Kohezyon

Nc ve Nq : Taşıma gücü katsayıları

f : birim çeper sürtünme direnci


P : Kazık tabanı çevresi

Δl : Kazığın zemin içindeki toplam uzunluğu

Buradan f birim çeper sürtünme direnci:

f = k0 X σo΄ X tanδ

δ : Sürtünme açısı değeridir. δ = 0,5 ø bulunur.

k0 : Sükunet durumundaki yatay toprak basıncı katsayısı, (k0 = 1-sinø)

σo΄ : Kazık boyunun zemin tabakası içinde kalan kısmının, zemin tabakasısının yarısına göre alınmış düşey efektif gerilme değeridir.

Uç direnci etkileyen zemin tabakası kazık ucunun alt ve üst kısmına doğru, kazık çapının birkaç katına kadar uzanan bölgeyi kapsamaktadır. Eğer kazık ucundan itibaren kazık çapının 4 katı derinlikte zayıf zemin tabakası var ise zımbalama etkiside ele alınmalıdır.

Açık uçlu çakma boru yada herhangi doğrultuda 500 mm’den fazla açıklık bulunan kutu, boru veya boru içerisinde kaplama görevi gören özel tertibat olmaması durumunda, uç direnci aşağıda verilenlerden küçük olanı ile sınırlandırılır:

- Zemin tıkaç ve boru veya kutu iç yüzeyi arasındaki kayma direnci,

- Kesit alanı kullanılarak elde edilen uç direnci.

14.3.2. Kazık Grupları İçin Tasarım Taşıma Gücü Hesabı (RCD)

Tasarım taşıma gücü RCD formül 8’den bulunur :

RCD = NX RCK / ɣt .................................................................................................. (8)



ɣt : Tasarım yaklaşımlarına göre delme kazıklar, burgu kazıklar ve çakma kazıklar için katsayı değerleridir. (Tablo14, 15 ve 16)

Karakteristlik taşıma gücü değeri RCK değeri, karakteristlik uç direnci Rbk ve karakteristlik çevre sürtünme direnci Rsk olmak üzere aşağıda verilen formülden iki bileşene ayrılmaktadır:

RCK = Rbk + Rsk

Tasarımdaki esas RCK bulunurken formül 9’daki adımlar izlenmektedir:

RCK = Min {RCK(ortalma)3 ; RCK(min)

4 } ...................................................................... (9) RCK (ortalma) = Rbk (ortalama) + Rsk (ortalama), RCK (min) = (Rbk + Rsk) min

Rbk ve Rsk değerleri 1. yöntemdeki hesap yöntemlerine göre hesaplanır.

Rbk = Ab X (c X Nc + σv0΄ X Nq) ve Rsk = f X P X Δl,

Rbk (ortalama) : Tüm kazıklar içindeki ortalama karakteristlik uç direnci değeridir.

Rsk (ortalama) : Tüm kazıklar içindeki ortalama karakteristlik çevre sürtünme direnci değeridir.

(Rbk + Rsk) min : Tüm kazıklara göre bulunan Rbk + Rsk değerinin en

küçük olan değeridir. RCK (ortalma) 3 ve

RCK(min)4 değerlerinden en küçük olanı RCK

(karakteristlik taşıma gücü) alınır.

Burada 3 ve 4 katsayıları n kazık profil sayılarına göre tablo 19’a

göre alınır.


Tablo 19 : 3 ve 4 Katsayıları (EN 1997-1, Annex A)

n 1 2 3 4 5 7 10

3 1,4 1,35 1,33 1,31 1,29 1,27 1,25

4 1,4 1,27 1,23 1,2 1,15 1,12 1,08

Tablo 19’da

n : Kazık profil sayısı

3 ve 4 : Grup etkisine göre karakteristlik taşıma gücünden tasarım taşıma gücüne geçerken kullanılan etki katsayılarıdır.

14.4. Kazık Temellerin Oturması

Oturma değerlendirilmesi aşağıdaki bileşenleri kapsamaktadır.

- Tekil kazığın oturması - Grup etkisi nedeniyle oturma

Tekil bir kazığın düşey yükleme durumunda toplam oturması (Δ) formül 10’da yarı ampirik olarak,

Δ = δs + δpp + δps ................................................................................................ (10)

olarak ifade edilir. δs kazık gövdesinin düşey elastik boy değiştirmesi, δpp kazık ucundan zemine aktarılan gerilmelerden doğan oturma, δps

ise kazık yüzeyinden çevredeki zemine iletilen gerilmelerin

oluşturduğu oturmadır.

15. ÇEKME ETKİSİ ALTINDAKİ KAZIKLAR

15.1. Çekme Taşıma Gücü Üst Sınırı

Çekme altındaki kazıklar, tüm yük kombinasyonları altında aşağıdaki eşitsizliği sağlamalıdır:

Ftd ≤ Rtd


Burada;

Ftd: Tasarım eksenel çekme yükü dür.

Rtd: Kazık temel tasarım çekme direncidir.

Çekmeye maruz kalan kazıklarda iki göçme türü ele alınmalıdır:

- Kazıkların zemin kütlesinden çekilip çıkarılması - Kazıkları içeren zemin bloğunun yukarı çıkması

Çekmeye maruz tekli kazıklar veya kazık grubunda özellikle genişletilmiş uçlu veya soketli kazıklarda göçme zeminden koni şekilli parçanın çekilip çıkarılması şeklinde gerçekleşir.

15.2. Kazık Yükleme Deneylerinden Kazık Çekme Direncinin Bulunması

Bir veya birkaç kazık yükleme deneyinden ölçülen karakteristlik çekme direnci Rtk değerinden tasarım temel çekme direnci Rtd’ye formül 11’deki yöntemle geçilmektedir:

Rtd =N x Rtk / ɣt .................................................................................................... (11)


ɣt : Tasarım yaklaşımlarına göre delme kazıklar, burgu kazıklar ve çakma kazıklar için katsayı değeridir. (Tablo14, 15 ve 16)

Karakteristlik çekme direnci Rtk bir yada birkaç değerden ölçülerek formül 12’deki yönteme göre tayin edilir:

Rtk = Min {Rt(ortalma)1 ; Rt(min)

2 } ........................................................................... (12)

Rt (ortalama) değeri yapılan tüm kazık yükleme deneylerindeki ortalama çekme direnci değeridir.


Rt (min) değeri ise bulunan tüm kazık yükleme deneylerindeki en küçük direnç değeridir.

Rt (ortalama) ve Rt (min) değerleri sırasıyla tablo 17’deki yapılan kazık yükleme deney sayılarına göre (n), ve değerlerine bölünerek iki

değer arasından en küçük olan değer {Rt(ortalma)1 ; Rt(min)

2 } son

karakteristlik çekme direnci Rtk olarak alınır.

15.3. Çekme Direncinin Zemin Deney Sonuçlarına Göre Hesaplanması

Çekme etkisi altında, tasarım çekme direnci Rtd şu şekilde bulunur:

Rtd = Rtk / ɣt

Rtk : Karakteristlik çekme direnci

ɣt : Tasarım yaklaşımlarına göre delme kazıklar, burgu kazıklar ve çakma kazıklar için katsayı değeridir. (Tablo 14, 15 ve 16)

Karakteristlik çekme direnci Rtk iki yöntemle tayin edilir:

- Tekil kazıklar için çekme direnci - Kazık grubu için çekme direnci

15.3.1. Tekil Kazıklar İçin Karakteristlik Çekme Direnci

Çekme etkisi altında kazıklarda uç direnci etkili olmamaktadır. Çekme etkisi altında çekmeye karşı direnen direnç sürtünme direncidir.

Rtk (Karakteristlik çekme direnci) = Rsk (Karakteristlik sürtünme direnci)

Karakteristlik sürtünme direnci Rsk aşağıdaki formülden bulunur:

Rsk = f X P X Δl

Burada:




Δl : Kazığın zemin içindeki toplam uzunluğu dur.






15.3.2. Kazık Grubu İçin Karakteristlik Çekme Direnci

Kazık grubu olması durumunda hesaplanan karakteristlik sürtünme direnci Rsk’dan karakteristlik çekme direnci Rtk’ya geçerken formül 13’teki yöntem izlenmektedir:

Rtk = Min {Rsk(ortalma)3 ; Rsk(min)

4 } ....................................................................... (13)

Rsk değeri, Rsk = f X P X Δl olarak hesaplanır.

Burada:










Rsk (ortalama) : Tüm kazıklar içindeki ortalama sürtünme direnci değeridir.

Rsk (min) : Tüm kazıklar içindeki en küçük sürtünme direnci değeridir. Rsk(ortalma)

3 ve Rsk(min)

4 değerlerinden en küçük olan değer Rtk

(karakteristlik çekme direnci) alınır.

Tablo 19’da

n : Kazık profil sayısı

3 ve 4 : Grup etkisine göre karakteristlik taşıma gücünden tasarım taşıma gücüne geçerken kullanılan etki katsayılarıdır.

16. YANAL YÜKLENMİŞ KAZIKLAR

Kazıklı temellerde yanal yükleme etkisi zeminin yanal etkisinden dolayı kaynaklanır. Bu yanal yükleme aşağıdaki durumların ortaya çıkmasından oluşur:

- Kazıkların her iki yanında farklı değerlerle aşırı yükleme

- Kazıkların iki yanında farklı seviyede yapılan kazılar - Dolgu kenarlarında yerleştirilmiş kazıklar - Şevde inşa edilmiş kazıklı temel - Topoğrafya nedeniyle yapılan eğimli kazıklar - Deprem bölgesindeki kazıklar


16.1. Yanal Yükleme Tasarım Taşıma Gücü

Kazığın tasarım yanal direnci göçmeye karşı yeterli emniyetle sahip olması aşağıdaki eşitsizliğin tüm tasarım yaklaşımları için sağlanmalıdır:

Ftrd ≤ Rtrd

Ftrd : Tasarım yanal yükü üst sınır durumu

Rtrd: Basınç veya çekme eksenel yüklerini de dikkate alarak yanal yüklemeye karşı tasarım direncidir.

Yanal yükleme durumunda, aşağıda verilen göçme mekanizmaların-

dan birisi dikkate alınmalıdır:

- Kısa kazıklarda rijit eleman olarak dönme veya ötelenme, - Uzun narin kazıklarda bölgesel eğilme etkisi nedeniyle

kazıkta oluşan eğilme hasarı ve kazık başlarındaki aşırı ötelenmeler.

Yanal yüklenmiş kazık direnci değerlendirilirken grup etkisi dikkate

alınmalıdır. Kazık grubuna uygulanan yanal yük kazıklarda bireysel etki olarak basınç, çekme ve yanal kuvvetlerin birleşik etkisi şeklinde ortaya çıkabilir.

16.2. Kazık Yükleme Deneylerinden Tasarım Yanal Direncin

Belirlenmesi

Yanal yükleme deneylerinde statik kazık yükleme deneyinde olduğu gibi yükleme göçme yüküne kadar yükleme yapılmaz. Servis yükünün yaklaşık olark 1,5-2 katı kadar yük uygulanır. Kazık seçiminde ve tasarım yanal direnci belirlenirken, kazık başındaki üst örtü zeminindeki değişimler dikkate alınmalıdır.

Kazık gruplarındaki etkileşim ve baş kısmının haraketinin engellenmesi bireysel kazıklara yapılan yükleme deney sonuçlarından


tasarımında yanal direnç hesaplanırken bu değişim dikkate alınmalıdır.

16.3. Zemin Deney Sonuçlarından ve Kazık Dayanım Parametrelerinden Tasarım Yanal Direncin Belirlenmesi

Tekil veya kazık grubu yanal direnci, yapısal eksenel yükler, eğilme momentleri, kayma kuvvetleri, zemin reaksiyonları ve yer değiştirmelerinin uygun grup şart kullanılarak hesaplanmalıdır.

Uzun ve narin kazıklarda yanal yük direnci hesabı uç kısımdan yüklenmiş mesnet tepkisi yatay modülü ile karakterize edilen şekil değiştirilebilir alt tabaka üzerine oturan kiriş teorisi kullanılarak yapılabilir.

Kazıların yapıya olan bağlantısının dönmeye karşı serbestlik derecesi, kazıkların yanal yük direnci değerlendirilmesinde dikkate alınmalıdır.

16.4. Yanal Yer Değiştirme

Kazık temel üstü ucundaki yanal yer değiştirme değerlendirilmesinde aşağıda verilenler dikkate alınmalıdır:

- Zemin rijitliğin birim deformasyon seviyesine bağlı değişimi - Kazıkların bireysel eğilme rijitliği - Kazıkların yapıya bağlantı yerindeki moment sabitliği - Grup etkisi

- Ters yönlü yüklemeler veya tekrarlı yükleme etkisi

17. KAZIKLARIN YAPISAL TASARIMI

Su veya kalın zayıf zemin tabakasından geçen narin kazıklar eğilmeye karşı kontrol edilmelidir.

Tamamiyle zemine gömülü kazıklarda burkulma ihtimaliyle hasar

görülme ihtimali yoktur. Ancak yerleşik uygulamaya göre drenajsız


kayma mukavemeti dayanımı 15 kPa’dan düşük zeminlere yerleştirilen kazıklar burkulmaya karşı kontrol edilmelidir.

Sıvılaşan zeminlerdeki kazıklar üzerine yapılan çalışmalarda ise sıvılaşan bir zeminden geçip çok sert bir zemine oturan eksenel yüke maruz uç kazıklarda, narinlik oranı 50’nin üzerinde olan kazıklarda basınçla çökme beklenirken, narinlik oranı 50’nin altında olan kazıkların burkularak çöktükleri görülmüştür. (Bhattacharya vd.,

2004).

Narinlik oranı şekil 18’de görüldüğü gibi Q eksenel bir yük altında olan tekil kazığın, maksimum deplasmanının Δ0, toplam kazık boyuna L’ ye bölünmesiyle bulunmaktadır.

Şekil 18 : Narinlik Oranı


18. DERİN TEMELLERLE İLGİLİ ÖRNEK PROBLEMLER

18.1. Problem 1

Şekil 19’daki tekil kazığın Meyerhof, Janbu ve SPT sayısı yöntemlerine göre taşıma gücü bulunmuştur. Bu soruda Eurocode 7 yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Şekil 19 : Problem 1 Derin Temel Örneği (Orr, 2005)

A) Meyerhof Yöntemine Göre Çözüm

A.1) Uç Mukavemeti (Qp)

Qp = Ap X qp = Ap (q X Nq)

Qp = π (0,6/2)2 X (2 X 21 + 18 X (21-9,81)) X 120 , (ø =35˚ için Nq = 120 dir. Şekil 20)

Qp = 8259,04 kN

Limit uç direnci tahkiki:

D = 600 mm, Kum zemin c = 0 , ø = 35˚ ρn = 21 kN/m3 , SPT-N = 25

ρbeton = 24 kN/m3


Ap X qp ≤ Ap X qL

Ap X qL = π (0,6/2) 2 X 0,5 X Pa X Nq X tan ø = π (0,6/2)2 X 0,5 X 100 X

120 X tan35 , (Pa=100 kPa atmosfer basıncı)

QL = 1187,87 kN (Limit uç direnci dir.)

Qp değeri ile, limit durumdaki uç direnci (QL) ile karşılaştırılarak en küçük olan değer uç direnci alınır.

Qp = 1187,87 kN seçilir.

A.2) Çevre Sürtünmesi (Qs)

Qs = f X P X Δl δ = 0,5 ø

f = k0 X σo X tanδ = (1-sin ø) X (2 X 21+8x(21-9.81)) X tan18

f = (1-sin35) X (131,52) X tan18 = 18,22 kPa

Qs = f X P X Δl = 18.22 X π X 0,6 X 20 = 686,97 kN

Qd = Qp + Qs = 1187,87 + 686,97 = 1874,84 kN

Qa = Qd / 3 = 625 kN

Şekil 20 : Meyerhof Yöntemine Göre Nq Taşıma Gücü Katsayısı (Meyerhof, 1953)

ø ˚

Nq


B) Janbu Yöntemine Göre Çözüm

B.1) Uç Mukavemeti (Qp)

Qp = Ap x (c΄x Nc + q΄ x Nq)

Qp = π x (0,6/2)2x (0+(2x21 + 18x(21-9,81) ) x 41,3 , (ø = 35 ˚ ve η΄ = 90˚ için Nq = 41,3 dir. Tablo 20)

Qp = 2842,5 kN

Tablo 20 : Janbu Yöntemine Göre Nc ve Nq Taşıma Gücü Katsayısı (Janbu, 1953)

η΄= 60˚ η΄= 75˚ η΄= 90˚ ø ◦ Nc Nq Nc Nq Nc Nq

0 5,74 1 5,74 1 5,74 1

10 5,95 2,05 7,11 2,25 8,34 2,47

20 9,26 4,37 11,78 5,29 14,83 6,4

30 19,43 10,05 21,82 13,6 30,14 18,4

40 30,58 26,66 48,11 41,37 75,31 64,2

45 46,32 47,32 78,9 79,9 133,87 134,87

B.2) Çevre Sürtünmesi (Qs)


f = k0 X σo X tanδ = (1-sin ø) X (2 X 21+8 X (21-9,81)) X tan18

f = (1-sin35) X (131,52) X tan18 = 18,22 kPa

Qs = f X P X Δl = 18,22 X π X 0,6 X 20 = 686,97 kN

Qd = Qp+Qs = 2842,5 + 686,97 = 3529,47 kN

Qa = Qd / 3 = 1176,5 kN

C) SPT-N Sayısına Göre Çözüm

C.1) Uç Mukavemeti (Qp)


N60 = (45/60) X 25 = 19 olur. ((45/60) enerji seviyesine göre SPT değerinde düzeltme)

Qp = Ap X qp = π (0,6/2)2 (19,7X Pa X (N60) 0.36 ) , (Briaud vd., 1985)

(Pa=100 kPa atmosfer basıncı),

Qp = Ap X qp = π (0,6/2)2 X (19,7 X 100 X (19) 0.36 ) = 1607,7 kN

C.2) Çevre Sürtünmesi (Qs)


f = k0 X σo X tanδ = (1-sin ø) X (2 X 21+8x(21-9,81)) X tan18

f = (1-sin35) X (131,52) X tan18 = 18,22 kPa

Qs = f X P X Δl = 18,22 X π X 0,6 X 20 = 686,97 kN

Qd = Qp + Qs = 1607,7 + 686,97 = 2294,67 kN

Qa = Qd / 3 = 764,9 kN

D) Eurocode 7’ye Göre Çözüm

D.1) Tasarım Yaklaşımı I, Kombinasyon I (A1+M1+R1)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣb = 1,25 ɣs = 1 ɣR = 1,5

RCD = Rbd + Rsd

Rbd = Rbk / ɣb X ɣR

Rsd = Rsk / ɣs X ɣR

Eurocode 7’de taşıma gücü katsayısı Nq = eπXtanød X tan2(45+ød/2) ,

hesaplanır. Nq = eπXtan35 X tan2(45+35/2) = 33,3 tür.


Rbk = Ab X qb = Ap X (q΄ X Nq) = π (0,6/2)2 X (0+(2 X 21 + 18 X (21-

9,81)) X 33,3 = 2292 kN

Rsk = f X P X Δl = (1-sin35) X σo΄ X tanδ X P X Δl

= (1-sin35) X 131,52 X tan18 X π X 0,6 X 20 = 686,97 kN

RCD = Rbk / ɣb X ɣR + Rsk / ɣs X ɣR

RCD = 2292 / 1,25X1,5 + 686.97 / 1X1,5 = 1680,4 kN

D.2) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon II (A2+(M1 veya

M2)+R4)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı I, Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣb = 1,6 ɣs = 1,3 ɣR = 1,5

Eurocode 7’de taşıma gücü katsayısı Nq = eπXtanød X tan2( 45+ød/2) ,

hesaplanır. Nq = eπXtan35 X tan2( 45+35/2) = 33,3 tür.


9,81)) X 33,3 = 2292 kN


= (1- sin35) X 131,52 X tan18 X π X 0,6 X 20 = 686,97 kN

RCD = 2292 / 1,6 X 1,5 + 686,97 / 1,3 X 1,5 = 1307 kN

D.3) Tasarım Yaklaşımı II (A1+M1+R2)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣb = 1,1 ɣs = 1,1 ɣR = 1,5



hesaplanır. Nq = eπXtan35 X tan2(45+35/2) = 33,3 tür.


9,81)) X 33,3 = 2292 kN


= (1-sin35) X 131,52 X tan18 X π X 0,6 X 20 = 686,97 kN

RCD = 2292 / 1,1 X1,5 + 686.97 / 1,1X1,5 = 1805,4 kN

D.4) Tasarım Yaklaşımı III (A2+M2+R3)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı III tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣb = 1 ɣs = 1 ɣR = 1

Bu yaklaşımda malzeme sadeleştirme katsayıları dikkate alınarak işlemler yapılır.

ɣø = 1,25 ise tan35/1,25 = 0,560 , øm = 29,3˚ dir.


hesaplanır. Nq = eπXtan29,3 X tan2(45+29,3/2) = 17 dir.

Rbk = Ab X qb = Ap X (q΄ X Nq) = π X (0,6/2) 2 X (0+(2 X 21 + 18 X (21-

9,81)) X 17 = 1170 kN

Rsk = f X P X Δl = (1-sin29.3) X σo΄ X tanδ X P X Δl = (1-sin29,3) X (2 X

21+8 X (21-9,81)) X (tan14,65) X π X 0,6 X 20 = 662 kN

RCD = 1170 / 1+ 662/ 1 = 1832 Kn


18.2. Problem 2

Şekil 21’deki tekil kazığın Meyerhof ve Janbu yöntemlerine göre taşıma gücü bulunmuştur. Bu soruda Eurocode 7 yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Şekil 21 : Problem 2 Derin Temel Örneği (Das, 1995)


A) Meyerhof Yöntemine Göre Çözüm


Qp = Ap X qp = Ap (q X Nq)

Qp = 0,308 X 0,310 X (15,7 X 5 + 13 X (18,1-9,81) + 4 X (19,4-9,81)) X

300

(ø = 40 ˚ için Nq = 300 dir. Şekil 20)

Qp = 6434,3 kN

Limit uç direnci tahkiki:

Ap X qp ≤ Ap X qL

Ap X qL = 0,308 X 0,310 X 0,5 X Pa X Nq X tan ø = 0,308 X 0,310 X 0,5 X

100 X 300 X tan40

(Pa=100 kPa atmosfer basıncı)

QL = 1201,7 kN (Limit uç direnci dir.)

Qp değeri ile, limit durumdaki uç direnci (QL) ile karşılaştırılarak en küçük olan değer uç direnci alınır.

Qp = 1201,7 kN seçilir.

A.2) Çevre Sürtünmesi (Qs)


f 1 = (1-sin30) X (2,5X15,7) X tan15 = 5,26 kPa , (h1 = 5 m)

f 2 = (1-sin30) X (5 X 15,7+6,5 X (18,1-9,81)) X tan15 = 17,73 kPa , (h2

= 13 m)

f 3 = (1-sin40) X (5 X 15,7+13 X (18,1-9,81)+2 X (19,4-9,81)) X tan15 =

19,65 kPa , (h3 = 4 m)


Qs = Σf X P X Δl = 2 X (0,308+0,310) X (5,26 X 5+17,73 X 13+19,65 X

4) = 414,5 kPa

Qd = Qp + Qs = 1201,7 + 414,5 = 1616,2 kN

Qa = Qd / 3 = 538,7 kN

B) Janbu Yöntemine Göre Çözüm

B.1) Uç Mukavemeti (Qp)

Qp = Ap X (c΄XNc + q΄ X Nq)

c = 0 olduğundan;

Qp = 0,308 X 0,310 X (0+(15,7 X 5 + 13 x (18,1-9,81)+ 4 X (19,4-9,81))

X 64,20

, (ø = 40 ˚ ve η΄ = 90˚ için Nq = 64,20 dir. Tablo 20)

Qp = 1377 kN

B.2) Çevre Sürtünmesi (Qs)


f 1 = (1-sin30) X (2,5 X 15,7) X tan15 = 5,26 kPa , (h1 = 5 m)

f 2 = (1-sin30) X (5 X 15,7+6,5 X (18,1-9,81)) X tan15 = 17,73 kPa , (h2

= 13 m)

f 3 = (1-sin40) X (5x15,7+13 X (18,1-9,81)+2 X (19,4-9,81)) X tan15 =

19,65 kPa , (h3 = 4 m)

Qs = Σf X P X Δl = 2 X (0,308+0,310) X (5,26 X 5+17,73 X 13+19,65 X

4) = 414,5 kPa

Qd = Qp + Qs = 1377 + 414,5 = 1792 kN

Qa = Qd / 3 = 597,2 kN


C) Eurocode 7’ye Göre Çözüm

C.1) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon I (A1+M1+R1)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣb = 1,25 ɣs = 1 ɣR = 1,5

RCD = Rbd + Rsd




hesaplanır. Nq = eπXtan40 X tan2(45+40/2) = 64,2 dir.

Rbk = Ap X qp = Ap (q X Nq)

Rbk = 0,308 X 0,310 X (15,7 X 5 + 13 X (18,1-9,81)+ 4 X (19,4-9,81)) X

64,2

Rbk = 1377 kN

Rsk = f X P X Δl = (1-sinø) X σo΄ X tanδ X P X Δl


f 2 = (1-sin30) X (5X15,7+6,5X(18,1-9,81)) X tan15 = 17,73 kPa , (h2 =

13 m)

f 3 = (1-sin40) X (5X15,7+13 X (18,1-9,81) +2 X (19,4-9,81)) X tan15 =

19,65 kPa , (h3 = 4 m)

Rsk = Σf X P X Δl = 2 X (0,308+0,310) X (5,26X5+17,73X13+19,65X4)

= 414,5 kPa



RCD = 1377 / 1.25X1,5 + 414,5 / 1X1,5 = 1010,7 kN

C.2) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon II (A2+(M1 veya

M2)+R4)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣb = 1,6 ɣs = 1,3 ɣR = 1,5




Rbk = 0,308 X0,310 X (15,7 X 5 + 13 X (18,1-9,81)+ 4 X (19,4-9,81)) X

64,2

Rbk = 1377 kN




13 m)

f 3 = (1-sin40) X (5X15,7+13X(18,1-9,81)+2X(19,4-9,81)) X tan15 =

19,65 kPa , (h3 = 4 m)

Rsk = Σf X P X Δl = 2X(0,308+0,310) X (5,26X5+17,73X13+19,65X4) =

414,5 kPa

RCD = 1377 / 1,6 X1,5 + 414,5 / 1,3X1,5 = 786,3 kN

C.3) Tasarım Yaklaşımı II (A1+M1+R2)



ɣG = 1,35 ɣQ= 1,5 ɣb = 1,1 ɣs = 1,1 ɣR = 1,5




Rbk = 0,308 X 0,310 X (15,7 X 5 + 13 X (18,1-9,81)+ 4X(19,4-9,81)) X

64,2

Rbk = 1377 kN




13 m)

f 3 = (1-sin40) X (5X15,7+13X(18,1-9,81)+2X(19,4-9,81)) X tan15 =

19,65 kPa , (h3 = 4 m)

Rsk = Σf X P X Δl = 2 X (0,308+0,310) X (5,26 X 5+17,73X13+19,65 X

4) = 414,5 kPa

RCD = 1377 / 1,1 X1,5 + 414,5 / 1,1X1,5 = 1085,7 kN

C.4) Tasarım Yaklaşımı III (A2+M2+R3)


ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣb = 1 ɣs = 1 ɣR = 1


ɣø = 1.25 ise tan30/1,25 = 0,461 , øm = 25˚ dir.


ɣø = 1.25 ise tan40/1.25 = 0,671 , øm = 34˚ dir.

Rbk için;



Rsk = 0,308 X 0,310 X (0+ (15,7 X 5 + 13 X (18,1-9,81) + 4 X (19,4-

9,81)) X 29,5

Qp = 632,7 kN

Rsk için;

Rsk = f X P X Δl δ = 0,5 ø

f 1 = (1-sin25) X (2,5X15,7) X tan12,5 = 5,02 kPa

f 2 = (1-sin25) X (5X15,7+6,5X(18,1-9,81)) X tan12,5 = 17 kPa

f 3 = (1-sin34) X (5 X 15,7+13 X (18,1-9,81) +2 X (19,4-9,81)) X tan17 =

27,6 kPa

Rsk = Σ f X P X Δl = 2 X (0,308+0,310) X (5,02 X 5+17 X 13+27,6 X 4) =

440,6 kPa

Rbk = 632,7 kN , Rsk = 440,6 kN

RCD = 632,7 / 1+ 440,6 / 1 = 1073,3 kN

18.3. Problem 3

Şekil 22’deki tekil kazığın Janbu yöntemine göre taşıma gücü bulunmuştur. Bu soruda Eurocode 7 yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.


Şekil 22 : Problem 3 Derin Temel Örneği

A) Janbu Yöntemine Göre Çözüm


Qp = Ap X (c ΄X Nc + q΄ X Nq)

Qp = π x (0,75/2)2 X (24 X 52,7+ (2 X 18 + 0,5 X (18-9,81)+ 10 X (17-

9,81)) X 41,3)

, (ø = 35 ˚ ve η΄ = 90˚ için Nq = 64,20 , Nc = 52,7 dir. Tablo 20)

Qp = 2603,4 kN

A.2) Çevre Sürtünmesi


f 1 = (1-sin22) X (18 X1,25) X tan11 = 2,73 kPa , (h1 = 2,5 m)

f 2 = (1-sin35) X (2 X 18+0,5 X (18 -9,81)+(5 X (17-9,81)) X tan17,5 =

10,21 kPa , (h2 = 10 m)

Qs = Σf X P X Δl = 2,73 X 2,5 X π X 0,75 + 10,21 X 10 X π X 0,75 =

256,6 kPa


Qd = Qp+Qs = 2603,4+256,6 = 2860 kN

Qa = Qd / 3 = 953,4 kN

B) Eurocode 7’ye Göre Çözüm

B.1) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon I (A1+M1+R1)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣb = 1,25 ɣs = 1 ɣR = 1,5

RCD = Rbd + Rsd




hesaplanır. Nq = eπXtan35 X tan2(45+35/2) = 33,29 ve Nc = (Nq-1) cot ød

= (33,29-1) cot 35 = 46,11 dir.

Rbk = Ap (cXNc + qXNq)

Rbk = π (0,75/2)2 X (24X46,11+ (2X18 + 0,5X(18-9,81) + 10 X (17-

9,81)) X 33,29)

Rbk = 2136 kN


f 1 = (1-sin22) X (18X1,25) X tan11 = 2,73 kPa , (h1 = 2,5 m)

f 2 = (1-sin35) X (2X18+0,5X(18 -9,81)+(5X(17-9,81)) X tan17,5 =

10,21 kPa , (h2 = 10 m)

Rsk = Σ f X P X Δl = 2,73 X 2,5 X π X 0,75 + 10,21 X 10 X π X 0,75 =

256,6 kPa



RCD = 2136 / 1,25X1,5 + 256,6 / 1X1,5 = 1310,3 kN

B.2) Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon II (A2+(M1 veya

M2)+R4)

(Tablo 13 ve 14’ten Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣb = 1,6 ɣs = 1,3 ɣR = 1,5



= (33,29-1) cot 35 = 46,11 dir.


Rbk = π x (0,75/2) 2 X (24 X 46,11+ (2 X 18 + 0,5X(18-9,81)+ 10X(17-

9,81)) X 33,29)

Rbk = 2136 kN



f 2 = (1-sin35) X (2X18+0,5X(18 -9,81) + (5X(17-9,81)) X tan17,5 =

10,21 kPa , (h2 = 10 m)

Rsk = Σf X P X Δl = 2,73X2,5 X π X 0,75 + 10,21X10 X π X 0,75 = 256,6

kPa


RCD = 2136 / 1,6X1,5 + 256,6 / 1,3X1,5 = 1021,6 kN

B.3) Tasarım Yaklaşımı II (A1+M1+R2)



ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 ɣb = 1,1 ɣs = 1,1 ɣR = 1,5



= (33,29-1) cot 35 = 46,11 dir.


Rbk = π (0,75/2)2 X (24X46,11+ (2X18 + 0,5X(18-9,81)+ 10 X (17-9,81))

X33,29)

Rbk = 2136 kN



f 2 = (1-sin35) X (2X18+0,5X(18 -9,81)+(5X(17-9,81)) X tan17,5 =

10,21 kPa , (h2 = 10 m)

Rsk = Σ f X P X Δl = 2,73 X 2,5 X π X 0,75 + 10,21 X 10 X π X 0,75 =

256,6 kPa


RCD = 2136 / 1,1X1,5 + 256,6 / 1,1X1,5 = 1718 kN

B.4) Tasarım Yaklaşımı III (A2+M2+R3)


ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣb = 1 ɣs = 1 ɣR = 1



ɣø = 1,25 ise tan22/1,25 = 0,3232 , øm = 18˚ dir.

ɣø = 1,25 ise tan35/1,25 = 0,560 , øm = 29˚ dir.

Rbk için;



= (16,44-1) cot 29 = 27,85 dir.


Rbk = π X (0,75/2)2 X (24X27,85 + (2X18 + 0,5X(18-9,81) + 10X(17-

9,81)) X 16,44)

Rbk = 1109 kN

Rsk için;



f 2 = (1-sin29) X (2X18+0,5X(18 -9,81)+(5X(17-9,81)) X tan14,5 =

10,13 kPa , (h2 = 10 m)

Rsk = Σf X P X Δl = 2,46X2,5 X π X 0,75 + 10,13 X 10 X π X 0,75 = 253,2

kPa

Rbk = 1109 kN, Rsk = 253,2 kN

RCD = 1109 / 1+ 253,2 / 1 = 1362,2 kN

18.4. Problem 4

Şekil 23’teki tekil kazığın kazık yükleme deney sonucuna göre taşıma gücü bulunmuştur. Bu soruda Eurocode 7 yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.


A) Eurocode 7 Kazık Yükleme Deney Sonuçlarına Göre Çözüm

Kazık çapı D = 0,4 m ve kazık uzunluğu L = 15 m olan 9 tane çakma kazık için iki kazığa göre yapılmış yük-oturma eğrisi şekil 23’deki gibidir.

- Toplam karakteristlik sabit yük (Qk) = 20000 kN

- Toplam karakteristlik haraketli yük (Gk) = 5000 kN

Şekil 23 : Problem 4 Yük-Oturma Eğrisi (Orr, 2005)

Karakteristlik Taşıma Gücü Tayini :

s = 40 mm için 1. deney ve 2. deney için RCM değerleri 5000 kN ve 5,600 kN olarak eğriden okunmuştur. (Şekil 23) RCK = Min {RCM(ortalma)

1 ; RCM(min)2 }

RCM(ortalama) = (5000+5600) / 2 = 5300 kN

RCM(min) = 5000 kN

Yük (MN)

Otu

rma s

(m

m)

Yük ( MN )

1.Deney

Oturması (mm) Oturması

2. Deney

Oturması (mm)


n = 2 kazık için,

RCM(ortalama) / 1= 5300 /1,3 = 4077 kN , 1 değeri tablo 17’den alınmıştır.

RCM(min) / 2 = 5000 /1,2 = 4,167 kN , 2 değeri tablo 17’den alınmıştır.

Karakteristlik taşıma gücü değeri RCK , RCM(ortalama) / 1 ve RCM(min) /

2 değerlerinden küçük olan değer, RCK = 4077 kN olarak alınır.

A.1) Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I (A1+M1+R1)

(Tablo 13 ve 15’dan Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon I tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 , ɣR = ɣt=1

- Tasarım eksenel basınç yükü

FCD = ɣG X ΣGk + ɣQ X ΣQk , FCD = 1,35 X 20000+1,5 X 5000 = 34500

kN

- Tasarım taşıma gücü

RCD = N X RCK / ɣR , RCD = 9 X 4077/1 = 36693 kN

FCD ≤ RCD 34500 ≤ 36693 Güvenli !

A.2) Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II (A2+ (M1 yada M2)

+R4)

(Tablo 13 ve 15’ten Tasarım Yaklaşımı I , Kombinasyon II tasarım durumuna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.)

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 , ɣR = ɣt=1,3


FCD = ɣG X ΣGk + ɣQ X ΣQk , FCD = 1 X20000+1,3X5000 = 26500 kN



RCD = N X RCK / ɣR , RCD = 9 X 4077/1,3 = 28225 kN

FCD ≤ RCD 26500 ≤ 28225 Güvenli !

A.3) Tasarım Yaklaşımı II (A1+ M1+R2)


ɣG = 1,35 ɣQ = 1,5 , ɣR = ɣt=1,1


FCD = ɣG X ΣGk + ɣQ X ΣQk , FCD = 1,35 X 20000+1,5X5000 = 34500

kN


RCD = NX RCK / ɣR , RCD = 9 X 4077/1,1 = 33357 kN

FCD ≥ RCD 34500 ≥ 33357 Güvensiz !

A.4) Tasarım Yaklaşımı III (A2+M2+R3 )


ɣG = 1 ɣQ = 1,3 , ɣR = ɣt=1


FCD = ɣG X ΣGk + ɣQ X ΣQk , FCD = 1 X 20000 + 1,3 X 5000 = 26500

kN ,


RCD = NX RCK / ɣR , RCD = 9 X 4077/1 = 36693 kN


FCD ≤ RCD 26500 ≤ 36693 Güvenli !

19. EUROCODE 7 (1994) ve EUROCODE 7 (2004)

KARŞILAŞTIRILMASI

19.1. Tasarım Durumu

19.1.1. Eurocode 7 (1994) Tasarım Durumu

Geoteknik tasarım durum A, B ve C olmak üzere 3 farklı tasarım yaklaşımı vardır. (Tablo 21) Durum A, sadece hidrostatik kuvvetlerin

istenmeyen esas etki oluşturduğu yerlerde yüzme ve su kaldırma problemlerinin olduğu yerde geçerlidir. Durum B, genellikle temeller, dayanma yapıları ve yapısal elemanların dayanım tasarımında geçerlidir. Durum C, genellikle şev stabilitesi gibi yapı malzemeleri

dayanımlarının değerlendirilmediği durumlarda esas alınır.

Tablo 21’de:

tanø : Sürtünme açısının tanjant değeri,

c΄ : Efektif kohezyon,

cu : Drenajsız kayma mukavemeti,

qu : Serbest basma dayanımıdır.

Tablo 21’de Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde ilgili durumlara göre (durum A, durum B ve durum C) etki bölümünden (A) ve malzeme bölümünden (M), etki katsayıları seçilerek hesaplamalar yapılır. Etki bölümü zemin ağırlığı, kaya ağırlığı, temelin kendi ağırlığı, su basınçları yada dış yüklemeler ile oluşan yüklerin sabit yükler (G) için, elverişli yada elverişsiz duruma göre tasarımının alınmasını belirtirken, haraketli yükler (Q) için, elverişsiz duruma göre tasarımının alınmasını belirtir. Malzeme özellikleri bölümü zemin parametreleri (tanø, c΄, cu ve qu) etki katsayılarının alındığı bölümdür.


Tablo 21 : Eurocode 7 (1994) Tasarım Durumları (ENV 1997-1, 1994)

DURUM

ETKİ (A) ZEMİN ÖZELLİKLERİ (M)

SABİT (G) DEĞİŞKEN (Q)

tanø c΄ cu qu

Elverişli Elverişsiz Elverişsiz

A 1 0,95 1,5 1 1,3 1,2 1,2

B 1,35 1 1,5 1 1 1 1

C 1 1 1,3 1,25 1,6 1,4 1,4

19.1.2. Eurocode 7 (2004) Tasarım Durumu

Geoteknik tasarım, tablo 1’de görülmek üzere üç ana değişkeni kapsamaktadır. Bunlar:

- Etkiler (A) : Zemin ağırlığı, kaya ağırlığı, temelin kendi ağırlığı, su basınçları yada dış yüklemeler ile oluşan yükler.

- Malzeme Özellikleri (M) : Zemin parametreleri (ρ,c΄,cu ve ø) - Direnç Faktörü (R) : Temellerde taşıma gücü yada kayma

durumları incelenirken, karakteristlik durumdan tasarım durumuna geçerken kullanılan direnç katsayısıdır.

Bu değişkenler, yüzeysel temellerin tasarımı ve derin temellerin

tasarımı için, 3 farklı tasarım yaklaşımlarına göre alınmaktadır.

Bu tasarım yaklaşımları yüzeysel temeller için aşağıda verilmiştir:




Kombinasyon II : A2+M2+R1



• Tasarım Yaklaşım III : A1+M2+R3 veya A2+M2+R3

Derin temeller için:




Kombinasyon II : A2+(M1 yada M2)+R4


• Tasarım Yaklaşım III : (A1 veya A2)+M2+R3

olarak ifade edilir.

Derin temeller için tasarım yaklaşımlarına göre tasarım yapılırken, tasarım yaklaşımı I ve tasarım yaklaşımı II durumları için malzeme özellikleri faktörü (M) ele alınmamaktadır. Bu yaklaşımlarda sadece etki (A) ve direnç faktörü (R) ele alınmaktadır.

Eurocode 7 (1994) ve Eurocode 7 (2004) yönetmeliklerinin geoteknik tasarım durumları kıyaslandığında, Eurocode 7 (1994) geoteknik

tasarımı 3 farklı duruma göre ayırmıştır. Bu durumlara göre tasarımda etki (A) ve malzeme (M) faktörleri ele alınmakta olup, direnç faktörü ele alınmamaktadır. Ayrıca Eurocode 7 (2004)’teki gibi 3 farklı tasarım yaklaşımlarına göre etki (A), malzeme (M) ve direnç (R) olmak üzere ayrı ayrı kombinasyon yüklemeleri (A+M+R) yapmamaktadır.

19.2. Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü

19.2.1. Eurocode 7 (1994)’e Göre Taşıma Gücü

Eurocode 7 (1994) yüzeysel temeller için taşıma gücünü Eurocode 7

(2004) yönetmeliğindeki gibi son limit durumu (ULS) ve hizmet


görebilirlik limit durumu (SLS) olarak iki ayrı aşamada hesap yapılarak incelemektedir.

Önce zemine gelen üstyapı yükleri (sabit yükler ve haraketli yükler) temel ağırlığı temel üstü zemin ağırlığı da dahil olmak üzere tasarım temel taban basıncı ED hesaplanır. Daha sonra tasarım yaklaşımlarından birine göre zeminin tasarım taşıma gücü RD

hesaplanır.

ED ≤ RD eşitsizliği ne bakılır. Bu durum ULS durumun irdelenmesidir. SLS durumu için hesaplanan ED’ye bağlı olarak şekil 3’te gösterilen kontroller yapılmalıdır. Böylelikle zemin yapı arasındaki etkileşim daha gerçekçi sağlanmaktadır.

19.2.1.1. Son Limit Durumu (ULS)

Son limit durumu (ULS) aşağıdaki eşitsizlik sağlanarak tasarım yapılmalıdır:

ED ≤ RD

Burada:

ED : Temel öz ağırlığıda dahil olmak üzere, temel üstü dolgu ağırlığınıda ihtiva eden zemin tabanına dik tasarım temel taban

basıncıdır. Drenajlı sartlarda genel olarak su basınçları ED hesabına dahil edilir.

RD : Düşey yüklere karşı temelin tasarım taşıma gücüdür. Yük etkisinde eğimli yada dış merkezli yüklerde dahil edilmedir.

A) Drenajsız Durum İçin Taşıma Gücü

Drenajsız durum için taşıma gücü kısa dönem için taşıma gücü durumunu belirtmektedir. Formül 14’ten, drenajsız durum için tasarım taşıma gücü (RD) bulunur.

RD / A΄ = ((π+2)x cu x sc x ic + q) ...................................................................... (14)


Burada ,

sc = 1+ 0,2 (B΄/ L΄), Dikdörtgen temel için

sc = 1,2 Kare veya dairesel temel için

Yatay yük H ‘ ın etkisi

ic = 0,5x (1 + √1 − HA΄ cu )

q : Temel taban seviyesine kadar etkiyen toplam gerilme

B΄ ve L΄ : Net temel boyutları

H : Yatay yük

A΄ : Net temel alanı

cu : Drenajsız kayma mukavemeti dir.

B) Drenajlı Durum İçin Taşıma Gücü

Drenajlı durum için taşıma gücü uzun dönem için taşıma gücü durumunu belirtmektedir. Burada efektif zemin parametreleri

kullanılmaktadır. Formül 15’ten drenajlı durum için tasarım taşıma gücü (RD) bulunur.

RD / A΄ = (c΄x Ncxscxic+q΄xNqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxsɣxiɣ) .......................... (15)

Burada:

c΄ : Efektif kohezyon değeri

q΄ : Temel taban seviyesine kadarki efektif gerilme

ρ΄ : Batık birim hacim ağırlık

Boyutsuz faktörler aşağıdaki gibi bulunmaktadır:



Nq = eπxtanød x tan2( 45+ød/2)

Nc = (Nq-1) cot ød

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød


sq = 1+ (B΄/ L) sin ød , Diktörtgen temel için

sq = 1 + sin ød , Dairesel yada kare temel için

sɣ = 1 - 0,3 (B΄/ L΄) , Diktörtgen temel için

sɣ = 0,7 , Dairesel yada kare temel için

sc = (sqx(Nq-1))/(Nq-1)), Diktörtgen temel, dairesel ve kare temel için


H yatay yük L ΄ ne etkidiği zaman:

ic = (iqNq-1) / (Nq-1)

iq = iɣ = (1- H/(V+ A΄ x c΄ x cot ød )

H yatay yük B ΄ ne etkidiği zaman:

iq = (1- 0,7 H / (V+ A´c´ cotø´))3

iγ = (1- H / (V+ A´c´ cot ø´))3

ic = (iq Nq - 1) / (Nq - 1)

Eurocode 7 (2004) drenajlı ve drenajsız durumdaki taşıma güçleri bölüm 5.2.1 ve bölüm 5.2.2’de açıklanmıştır. Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde hem drenajlı hemde drenajsız durumda taşıma gücü hesaplamaları yapılırken, direnç faktörü (ɣR) alınmamaktadır. Ayrıca Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde hem drenajlı hemde drenajsız durumda temel taban faktörleri (bc, bq ve bɣ) hesaplamalarda


alınmamaktadır. Eurocode 7 (1994) yönetmeliğindeki drenajlı durumdaki yük eğim faktörleri (iq ve iɣ) Eurocode 7 (2004)

yönetmeliğindeki drenajlı durumdaki yük eğim faktörlerinden farklı hesaplanmaktadır.

19.3. Derin Temellerde Taşıma Gücü

19.3.1. EUROCODE 7 (1994)’e göre Statik Kazık Yükleme Deneylerinden Taşıma Gücü Bulunması

Temelin tasarım yükünü taşıma gücü kaybına karşı yeterli güvenlikte taşıdığı bütün tasarım durumları için ve bütün üst sınır durumları için aşağıdaki eşitsizlik sağlanmalıdır:

FCD ≤ RCD

FCD: Tasarım eksenel basınç yükü

RCD: Eğimli veya eksantrik yüklerin etkisi de dahil edilerek kazık temellerin eksenel yüklere karşı tasarım taşıma gücüdür.

FCD = ɣG X ΣG + ɣQ X ΣQ olarak hesaplanır. FCD hesabına kazık ağırlığıda dahil edilmelidir. Burada, ΣG toplam sabit yükler, ΣQ ise toplam haraketli yüklerdir. ɣG ve ɣQ tablo 21’deki etki bölümünde (A) sabit ve değişken durumlara göre alınan katsayılardır.

Son karakteristlik taşıma gücü değeri RCK’dan tasarım taşıma gücü RCD aşağıda verilen bağıntılarla bulunur:

RCD = NX RCK / ɣt , olarak hesaplanmaktadır.

Burada :


ɣt : Kazık tipine göre ɣt katsayı değeridir. (Tablo 22)


Tablo 22’de:

ɣb : Uç direnç için etki katsayısı,

ɣs : Çevre sürtünme direnci için etki katsayısı,

ɣt : Kazık yükleme deneylerinde uç direnç ve çevre sürtünmesi için etki katsayısı dır.

Delme kazıklar, çakma kazıklar ve burgu kazıklar için, uç direnci için ɣb etki katsayısı, çevre sürtünme direnci için ɣs etki katsayısı ve kazık yükleme deneyleri için tasarım yaklaşımlarına göre ɣt katsayıları seçilmektedir. (Tablo 22)

Tablo 22 : Çakma, Delme ve Burgu Kazıklar için Direnç Faktörleri (ENV 1997-

1, 1994)

Bileşen Faktörleri ɣb ɣs ɣt

Çakma Kazıklar 1,3 1,3 1,3

Delme Kazıklar 1,6 1,3 1,5

Burgulu Kazıklar 1,45 1,3 1,4

Bir veya birkaç yük deneyinden ölçülen taşıma gücü RCM değerinden son karakteristlik taşıma gücü RCK belirlenirken formül 16 kullanılır: RCK = Min {RCM(ortalma)

; RCM(min)

} ................................................................... (16)

RCM (ortalama) değeri yapılan tüm kazık yükleme deneylerindeki ortalama taşıma gücü değeridir.

RCM (min) değeri ise kazık yükleme deneylerinde bulunan tüm taşıma güçlerinden en küçük olanıdır.

RCM (ortalama) ve RCM (min) değerleri sırasıyla tablo 23’teki yapılan kazık yükleme deney sayılarına göre, etki katsayısına bölünerek iki


değer arasından en küçük olan değer {RCM(ortalma)

; RCM(min)

} son

karakteristlik taşıma gücü RCK olarak alınır.

Tablo 23 : Katsayıları (ENV 1997-1, 1994)

Yükleme Deney Sayısı 1 2 >2

Ortalama RCM için 1,5 1,35 1,3

En düşük RCM için 1,5 1,25 1,1

Karakteristlik taşıma gücüne geçerken kullanılan etki katsayısıdır.

Eurocode 7 (2004)’e göre kazık yükleme deneylerine göre taşıma gücü bulunması bölüm 14.2.1’de belirtilmiştir.

Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde, katsayılarından karakteristlik taşıma gücüne (RCK) geçerken tablo 23’de yükleme sayısı 1, 2 ve 2’den fazla kazık yükleme deneyleri yapımında etki katsayılarına bölünürken, Eurocode 7 (2004)’te ise katsayılarından karakteristlik

taşıma gücüne (RCK) geçerken yükleme sayısı 1, 2, 3, 4 ve 5’ten fazla kazık yükleme deneyleri yapımında etki katsayılarına bölünmektedir. (Tablo 17)

Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde ɣt etki katsayıları değerleri kazık tiplerine göre sadece tek bir durum için alınırken (Tablo 22) ,

Eurocode 7 (2004)’te ise ɣt etki katsayıları değerleri kazık tiplerine

göre 3 farklı tasarım durumuna (Tasarım yaklaşımı 1 , tasarım yaklaşımı 2 ve tasarım yaklaşımı 3) göre alınmaktadır. (Tablo 14, 15

ve 16)

Eurocode 7 (2004) yönetmelğinde ‘‘Dinamik Kazık Yükleme Deneyi’’ ile ilgili taşıma gücünün nasıl bulunacağı belirtilmiş iken Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde belirtilmemiştir. Dinamik kazık


yükleme deneyiyle taşıma gücünün nasıl hesaplanacağı bölüm 14.2.2’te belirtilmiştir.

19.3.2. Taşıma Gücünün Eurocode 7 (1994)’e göre Zemin

Deney Sonuçlarına Göre Hesaplanması

Taşıma gücü hesabı yapılırken tekil kazığın taşıma gücüne göre hesaplamalar yapılarak taşıma gücü bulunur.

Tasarım taşıma gücü RCD belirlenirken, tasarım uç direnci RBD ve

tasarım çevre sürtünmesi direnci RSD olarak iki bileşene ayrılmaktadır.

RCD = RBD + RSD

Tasarım uç direnci RBD ve tasarım çevre sürtünmesi direnci RSD ,

RBD = Rbk / ɣb, RSD = Rsk / ɣs, olarak ifade edilirler.

Böylece RCD ,

RCD = Rbk / ɣb + Rsk / ɣs, olarak hesaplanmaktadır.

Burada :

Rbk : Karakteristlik uç direnci

Rsk : Karakteristlik çevre sürtünme direnci dir.

ɣb ve ɣs : Karakteristlik değerden tasarım değerine geçerken kullanılan sadeleştirme katsayılardır.

Delme kazıklar, burgu kazıklar ve çakma kazıklar için, ɣb ve ɣs

değerleri tablo 23’te verilmiştir.

Karakteristlik uç direnci Rbk ve karakteristlik çevre sürtünme direnci Rsk şu şekilde hesaplanır:

Rbk = Ab X (c X Nc + σv0΄ X Nq) ve Rsk = f X P X Δl


Ab: Kazık tabanı alanı σv0΄ : Kazık ucuna kadarki toplam düşey efektif gerilme

c : Kohezyon

Nc ve Nq : Taşıma gücü katsayıları



Δl : Kazığın zemin içindeki toplam uzunluğu





σo΄ : Kazık boyunun zemin tabakası içinde kalan kısmının, zemin tabakasının yarısına göre alınmış düşey efektif gerilme değeridir.

Zemin deney sonuçlarına göre hesaplama yapılırken, Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde sadece tekil kazık etkisine göre hesaplama yapılırken, Eurocode 7 (2004) yönetmeliğinde ise hem tekil hemde

kazık grubuna göre hesaplama yapılır. Kazık grubuna göre nasıl hesap yapılacağı bölüm 14.3.2’de belirtilmiştir.

Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde ɣb ve ɣs etki katsayıları değerleri kazık tipine göre sadece tek bir durum için alınırken (Tablo 23),

Eurocode 7 (2004)’te ise ɣb ve ɣs etki katsayıları değerleri kazık

tipine göre 3 farklı tasarım durumuna (Tasarım yaklaşımı 1 , tasarım yaklaşımı 2 ve tasarım yaklaşımı 3) göre alınmaktadır. (Tablo 14, 15

ve 16) Ayrıca Eurocode 7 (2004) yönetmeliğinde hesaplamalara ɣR


direnç faktörü dahil edilirken, Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde dahil edilmemektedir.

19.4. Eurocode 7 (1994)’e Göre Çekme Direncinin Bulunması

19.4.1. Kazık Yükleme Deneyine Göre Bulunması

Bir veya birkaç kazık yükleme deneyinden ölçülen karakteristlik çekme direnci Rtk değerinden tasarım çekme direnci Rtd’ye aşağıdaki yöntemle geçilmektedir:

Rtd =NX Rtk / ɣm


ɣm : Karakteristlik çekme direnci Rtk’dan tasarım çekme direnci Rtd’ye geçerken kullanılan etki katsayısıdır. ɣm=1,6 olarak alınır.

Karakteristlik çekme direnci Rtk bir yada birkaç değerden ölçülerek formül 17’deki yönteme göre tayin edilir: Rtk = Min {Rt(ortalma)

; Rt(min)

} ........................................................................... (17)

Rt (ortalama) değeri yapılan tüm kazık yükleme deneylerindeki ortalama çekme direnci değeridir.

Rt (min) değeri ise bulunan tüm kazık yükleme deneylerindeki en küçük direnç değeridir.

Rt (ortalama) ve Rt (min) değerleri sırasıyla tablo 23’teki yapılan kazık yükleme deney sayılarına göre, değerine bölünerek iki değer

arasından en küçük olan değer {Rt(ortalma)

; Rt(min)

} son karakteristlik

çekme direnci Rtk olarak alınır.

Eurocode 7 (2004)’e göre kazık yükleme deneylerine göre çekme direncinin bulunması bölüm 15.2’de belirtilmiştir.


Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde, katsayılarından karakteristlik

taşıma gücüne (RCK) geçerken tablo 23’te yükleme sayısı 1, 2 ve 2’den fazla kazık yükleme deneyleri yapımında etki katsayıları bulunurken, Eurocode 7 (2004)’te ise katsayılarından karakteristlik

taşıma gücüne (RCK) geçerken yükleme sayısı 1, 2, 3, 4 ve 5’ten fazla kazık yükleme deneyleri yapımında etki katsayıları bulunmaktadır. (Tablo 17)

Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde Rtd tasarım çekme direnci, karakteristlik çekme direnci Rtk’nın ɣm=1,6 gibi sabit bir katsayıya bölünmesiyle bulunurken, Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde karakteristlik çekme direnci Rtk’dan tasarım çekme direnci Rtd’ye geçerken kullanılan ɣt etki katsayı değerleri kazık tipine göre 3 farklı tasarım durumuna (Tasarım yaklaşımı 1 , tasarım yaklaşımı 2 ve tasarım yaklaşımı 3) göre alınmaktadır. (Tablo 14, 15 ve 16)

19.4.2. Zemin Deney Sonuçlarına Göre Bulunması

Tekil veya grup halindeki kazığın çekme direncini kontrol eden direnci çevre sürtünme direnci olarak sınırlandırmıştır.

Rtk (Karakteristlik çekme direnci) = Rsk (Karakteristlik sürtünme direnci)

Karakteristlik sürtünme direnci Rsk aşağıdaki formülden bulunur:

Rsk = f X P X Δl

Burada:









σo΄ : Kazık boyunun zemin tabakası içinde kalan kısmının, zemin tabakasının yarısına göre alınmış düşey efektif gerilme değeridir.

Zemin deney sonuçlarına göre çekme direnci bulunurken, Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde sadece tekil kazık etkisine göre hesaplama yapılırken, Eurocode 7 (2004) yönetmeliğinde ise hem tekil hemde

kazık grubuna göre hesaplama yapılır. Kazık grubuna göre çekme direncinin nasıl bulunacağı bölüm 15.3.2’de belirtilmiştir.

20. EUROCODE 7 (1994)’e GÖRE TAŞIMA GÜCÜNÜN BULUNMASIYLA İLGİLİ ÖRNEK PROBLEMLER

20.1. Problem 1

Şekil 24’teki yüzeysel temelde Eurocode 7 (1994) yöntemine göre de taşıma gücü bulunarak, Eurocode 7 (2004) taşıma gücü sonuçları karşılaştırılmıştır.

Şekil 24 : Problem1 Yüzeysel Temel Örneği


Killi zeminlerde, Eurocode 7 (1994)’e göre hem drenajlı yönteme göre hemde drenajsız yönteme göre çözüm yapılarak sonuçlar karşılaştırılır.

A) Drenajsız Duruma Göre Çözüm

A.1) Durum A Metodu

Tablo 22’den, Durum A metoduna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.

ɣG = 0,95 ɣQ = 1,5 ɣø = 1 ɣc΄ = 1,3 ɣcu=1,2

RD / A΄ = ((π+2)x cu x sc x ic + q)


sc = 1+ 0,12 ( B΄/L΄) + 0,17 √DfB = 1,25




;

RD / A΄ = ((π+2)x 451,2 x 1,25 x 1 + 1,5x21)

RD / A΄ = 272,51 kPa

A.2) Durum B Metodu

Tablo 22’den, Durum B metoduna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.


ɣG = 1 ɣQ = 1,5 ɣø = 1 ɣc΄ = 1 ɣcu=1



sc = 1+ 0,12 ( B΄/L΄) + 0,17 √DfB = 1,25




;

RD / A΄ = ((π+2)x 451,0 x 1,25 x 1 + 1,5x21)

RD / A΄ = 320,7 kPa

A.3) Durum C Metodu

Tablo 22’den, Durum C metoduna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣø = 1,25 ɣc΄ = 1,6 ɣcu=1,4



sc = 1+ 0,12 (B΄/L΄) + 0,17 √DfB = 1,25





;

RD / A΄ = ((π+2)x 451,4 x 1,25 x 1 + 1,5x21)

RD / A΄ = 238,1 kPa

B) Drenajlı Duruma Göre Çözüm

B.1) Durum A Metodu

Tablo 22’den, Durum A metoduna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.

ɣG = 0,95 ɣQ = 1,5 ɣø = 1 ɣc΄ = 1,3 ɣcu=1,2

RD / A΄ = (c΄x Ncxscxic+q΄xNqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxsɣxiɣ)



x tan2(45+25/2) = 10,64

Nc = (Nq-1) cot ød = (10,64-1) cot 25 = 20,67

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (10,64-1) tan 25 = 8,9





sc = (sqx,(Nq-1))/(Nq-1) = (1,42x(10,64-1))/(10,64-1) = 1,42 (Kare

temel için)




ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ =

(51,3x20,67x1,42x1+16,78x10,64x1,42x1+0,5x11,19x2,5x8,9x0,7x1)

RD / A΄ = 453,55 kPa

B.2) Durum B Metodu

Tablo 22’den, Durum B metoduna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.

ɣG = 1 ɣQ = 1,5 ɣø = 1 ɣc΄ = 1 ɣcu=1

RD / A΄ = (c΄x Ncxscxic+q΄xNqxsqxiq+0,5xρ΄xB΄xNɣxsɣxiɣ)



x tan2(45+25/2) = 10,64

Nc = (Nq-1) cot ød = (10,64-1) cot 25 = 20,67

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (10,64-1) tan 25 = 8,9






sc = (sqx,(Nq-1))/(Nq-1) = (1,42x(10,64-1))/(10,64-1) = 1,42 (Kare

temel için)



ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (5x20,67x1,42x1+16,78x10,64x1,42x1+0,5x11,19x2,5x8,9x0,7x1)

RD / A΄ = 487,42 kPa

B.3) Durum C Metodu

Tablo 22’den, Durum C metoduna göre sadeleştirme katsayıları alınmıştır.

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣø = 1,25 ɣc΄ = 1,6 ɣcu=1,4

Bu tasarım yaklaşımına göre ø açısı 1,25 sadeleştirme katsayısına

bölünerek ve efektif kohezyon değeri c ΄ de 1,6 katsayısına bölünerek ilgili değerler :

ød = 25 / 1,25 = 20˚ , c΄/1,6= 5/1,6 = 3,1 kPa

RD / A΄ = (c΄x Ncxscxic+q΄xNqxsqxiq+0.5xρ΄xB΄xNɣxsɣxiɣ)



x tan2(45+20/2) = 6,40

Nc = (Nq-1) cot ød = (6,40-1) cot 20 = 14,83

Nɣ = 2 (Nq-1) tan ød = 2 (6,40-1) tan 20 = 3,93





sɣ = 1 - 0,3 ( B΄/ L΄) = 1 - 0,3 (2,5/2,5) = 0,7 (Kare temel için)


için)



ic = iq = iɣ = 1


;

RD / A΄ = (3,1x14,83x1,34

x1+16,78x6,40x1,34x1+0,5x11,19x2,5x3,93x0,7x1)

RD / A΄ = 244 kPa

20.2. Problem 2

Şekil 25’teki tekil kazığın Eurocode 7 (1994)’e göre taşıma gücü bulunarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır.


Şekil 25 : Problem 2 Derin Temel Örneği

A.1) Durum A Metodu

Tablo 22’den, Durum A metoduna göre ɣb ve ɣs sadeleştirme katsayıları alınmıştır. Tablo 21’den ɣG , ɣQ, ɣø, ɣc΄ ve ɣcu katsayıları alınmıştır.

ɣG = 0,95 ɣQ = 1,5 ɣø = 1 ɣc΄ = 1,3 ɣcu=1,2 ɣb = 1,6 ɣs = 1,3




Rbk = 0,308 X 0,310 X (15,7 X 5 + 13 X (18,1-9,81)+ 4 X (19,4-9,81)) X

64,2

Rbk = 1377 kN





13 m)

f 3 = (1-sin40) X (5X15,7+13 X (18,1-9,81) +2 X (19,4-9,81)) X tan15 =

19,65 kPa , (h3 = 4 m)

Rsk = Σ f X P X Δl = 2 X (0,308+0,310) X (5,26X5+17,73X13+19,65X4)

= 414,5 kPa

RCD = Rbk / ɣb + Rsk / ɣs

RCD = 1377 / 1,6+ 414,5 / 1,3 = 1179,5 kN

A.2) Durum B Metodu

Tablo 22’den, Durum B metoduna göre ɣb ve ɣs sadeleştirme katsayıları alınmıştır. Tablo 21’den ɣG , ɣQ, ɣø, ɣc΄ ve ɣcu katsayıları alınmıştır.

ɣG = 1 ɣQ = 1,5 ɣø = 1 ɣc΄ = 1 ɣcu=1 ɣb = 1,6 ɣs = 1,3




Rbk = 0,308 X 0,310 X (15,7 X 5 + 13 X (18,1-9,81)+ 4 X (19,4-9,81)) X

64,2

Rbk = 1377 kN




13 m)


f 3 = (1-sin40) X (5X15,7+13 X (18,1-9,81) +2 X (19,4-9,81)) X tan15 =

19,65 kPa , (h3 = 4 m)

Rsk = Σ f X P X Δl = 2 X (0,308+0,310) X (5,26X5+17,73X13+19,65X4)

= 414,5 kPa

RCD = Rbk / ɣb + Rsk / ɣs

RCD = 1377 / 1,6+ 414,5 / 1,3 = 1179,5 kN

A.3) Durum C Metodu

Tablo 22’den, Durum C metoduna göre ɣb ve ɣs sadeleştirme katsayıları alınmıştır. Tablo 21’den ɣG , ɣQ, ɣø, ɣc΄ ve ɣcu katsayıları alınmıştır.

ɣG = 1 ɣQ = 1,3 ɣø = 1,25 ɣc΄ = 1,6 ɣcu=1,4 ɣb = 1,6 ɣs = 1,3


ɣø = 1.25 ise tan22/1.25 = 0,3232 , øm = 18˚ dir.

ɣø = 1.25 ise tan35/1.25 = 0,560 , øm = 29˚ dir.

Rbk için;



= (16,44-1) cot 29 = 27,85 dir.


Rbk = π X (0,75/2)2 X (24X27,85 + (2X18 + 0,5X(18-9.81) + 10X(17-

9,81)) X 16,44

Rbk = 1109 kN

Rsk için;




f 2 = (1-sin29) X (2X18+0,5X(18 -9,81)+(5X(17-9,81)) X tan14,5 =

10,13 kPa , (h2 = 10 m)

Rsk = Σf X P X Δl = 2,46X2,5 X π X 0,75 + 10,13 X 10 X π X 0,75 = 253,2

kPa

Rbk = 1109 kN, Rsk = 253,2 kN

RCD = 1109 / 1,6 + 253,2 / 1,3 = 887,9 kN

21. SONUÇLAR

21.1. Yüzeysel Temeller Taşıma Gücü Sonuçları

1) Tablo 24’ te problem 1, 2 ve 3’teki bütün yöntemlere göre taşıma gücü sonuçları verilmiştir. Problem 1 ve 2’deki yüzeysel temel kumlu zeminde olduğu için Eurocode 7’ye göre taşıma gücü çözümü yapılırken, drenajlı durum için çözüm yapılmıştır. Aynı sorunda

yöntem bölümünde Terzaghi, Meyerhof ve Brinch-Hansen

yöntemlerine göre de çözüm yapılarak emniyetli taşıma güçleri (qa) tabloda gösterilmiştir. Problem 3’te ise yüzeysel temel killi zeminde olduğu için Eurocode 7’ ye göre taşıma gücü çözümü yapılırken, hem drenajsız hemde drenajlı duruma göre çözüm yapılmıştır. Aynı soruda diğer problemlerde olduğu gibi yöntem bölümünde Terzaghi,

Meyerhof ve Brinch-Hansen yöntemlerine göre de çözüm yapılarak emniyetli taşıma güçleri (qa) tabloda gösterilmiştir.

2) Terzaghi, Meyerhof ve Brinch Hansen yöntemleriyle de taşıma gücü hesapları yapılarak Eurocode 7’yle karşılaştırılmıştır. Terzaghi, Meyerhof ve Brinch-Hansen örneklerinde Terzahgi yöntemiyle hesaplanan taşıma güçleri (problem 1 haricinde) en düşük sonucu vermektedir. Terzahgi taşıma gücü yönteminde şekil faktörleri,


derinlik faktörleri ve zemin eğimi faktörleri taşıma gücü hesabına katılmadığı için diğer yöntemlerden daha düşük taşıma gücü vermektedir. (Tablo 24)

3) Güvenlik sayısı bazı belirsizliklerden kurtulmak için kullanılır. Bulduğumuz son taşıma gücünü (qd), 3 gibi bir güvenlik sayısına bölerek emniyetli taşıma gücünü (qa), bularak projelendirme yapılır. Fakat Eurocode 7 ile bulunan karakteristlik taşıma güçleri 1 veya 1.4

gibi bir direnç faktörüne yada zemin parametreleri bazında sadeleştirme katsayılarına bölünerek tasarım taşıma güçleri bulunur. Bu sebeple Eurocode 7 ve diğer yöntemlerin (Terzaghi, Meyerhof ve

Brinch-Hansen) temel taşıma güçleri karşılaştırıldığı zaman Eurocode 7’ nin drenajlı ve drenajsız durumda taşıma gücünün daha yüksek çıktığı görülür. Eurocode 7, diğer yöntemlerdeki gibi toptan bir güvenlik sayısı kullanmaz. Tüm belirsizlikler için tek bir güvenlik katsayısı kullanmak hesaplamalarda diğer belirsizliklerin

denetlenmesi için uygun olmaz. (Çapar Ö. F., Aydın H ve Büyükbaş F., 2009)

Problem 2 ‘ de

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I çözümünde;

RD / A΄ = (0 + 1,6x18,40x1x1,15x1+0,5x3x1,6x20,09x1x0,7x1) / 1,0

RD / A΄ = 122,07 t/m2 taşıma gücü bulunmuştur.

(Diğer Eurocode 7 taşıma güçleri sonuçları için tablo 24’te

gösterilmiştir.)

Problem 2 ‘ de

Terzaghi,Meyerhof ve Brinch Hansen yöntemlerinde,

Terzaghi qd = 109,75 t/m2 , qa = qd / 3 = 36,6 t/m2

Meyerhof qd = 140,48 t/m2 , qa = qd / 3 = 46,82 t/m2


Brinch Hansen qd = 144,79 t/m2 , qa = qd / 3 = 43,9 t/m2

Problem 2’deki taşıma güçlerine bakıldığı zaman aslında qd değerleri Eurocode 7 taşıma gücü (RD / A΄) değerlerine yakın sonuçlar içermektedir. Fakat Terzaghi, Meyerhof ve Brinch Hansen yöntemlerinde emniyetli taşıma güçleri qa değeri olarak ele alındığı için Eurocode 7 taşıma gücü daha yüksek çıkmaktadır. (Tablo 24)

Problem 2 ‘ de

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II çözümünde;

ɣø = 1,25 ɣC = 1,25 sadeleştirme katsayıları ele alınarak

ø = 30 / 1,25 = 24˚ olarak taşıma gücü hesaplandığında

RD / A΄ = 56,12 t/m2 hesaplanmıştır.

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I de ø = 30 ˚ olduğu için RD / A΄ = 122,07 t/m2

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II de ø = 24 ˚ olduğu için RD /

A΄ = 56,12 t/m2

Tasarım Yaklaşımı II de ,

Çözüm Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I dekiyle aynı fakat bu yaklaşımda direnç faktörü ɣR = 1,4 olduğu için taşıma gücü ɣR = 1.4

gibi bir direnç faktörüne bölünerek,

RD / A΄ = (0 + 2x1,6x18,40x1x1,5x1+0,5x3x1,6x20,09x1x0,7x1) / 1,4

RD / A΄ = 87,19 t/m2 , Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I dekinden

farklı olmuştur.

Tasarım yaklaşımlarındaki farklı sonuçların çıkması zemin parametrelerindeki sadeleştirme katsayıları ve taşıma güçlerinin


tasarım yaklaşımlarına göre direnç faktörüne bölünmelerinden kaynaklanmaktadır.

4) Eurocode 7 taşıma gücü hesaplarına baktığımız zaman tasarım yaklaşımları arasında en düşük taşıma gücünü tasarım yaklaşımı I kombinasyon II ve tasarım yaklaşımı III yaklaşım durumları vermektedir. Eurocode 7 de boyutlandırmaların tasarım yaklaşımı I kombinasyon II ile boyutlandırılmasını öngördüğü için ve zemin

parametrelerinde sadeleştirme katsayıları içerdiği için bu yaklaşımın daha güvenli tarafta kalacağı öngörülmektedir. Bu yaklaşımın kullanılmasının daha uygun olacağı taşıma gücü hesaplarında verilmektedir. (Tablo 24)


Tablo 24 : Yüzeysel Temel Taşıma Güçleri

PROBLEM 1 PROBLEM 2 PROBLEM 3

Yöntem Eurocode 7

Drenajlı Yöntem Eurocode 7

Drenajlı Yöntem Eurocode 7

Drenajsız Eurocode 7

Drenajlı

Terzaghi

qa =

716,25

kPa

Tasarım Yaklaşımı I

Kombinasyon

I RD/A΄=

2039,61 kPa

Terzaghi

qa = 36,6

t/m2


Kombinasyon

I RD/A΄= 122,07 t/m2

Terzaghi

qa =

163,14 kPa


Kombinasyon

I RD/A΄= 320,71 kPa


Kombinasyon

I RD/A΄= 371,48 kPa

Meyerhof

qa =

738,21

kPa


Kombinasyon

II RD/A΄= 774,95 kPa

Meyerhof

qa =

46,82t/m2


Kombinasyon

II RD/A΄= 56,12 t/m2

Meyerhof

qa = 186,3

kPa


Kombinasyon



Kombinasyon


Brinch-

Hansen

qa =

669,67

kPa

Tasarım Yaklaşımı II

RD/A΄= 1456,86 kPa

Brinch-

Hansen

qa = 43,9

t/m2

Tasarım Yaklaşımı II RD/A΄= 87,19

t/m2

Brinch-

Hansen

qa = 188

kPa


RD/A΄= 229,08 kPa

Tasarım Yaklaşımı II RD/A΄= 266,1

kPa

Tasarım Yaklaşımı III

RD/A΄= 774,95 kPa

Tasarım Yaklaşımı III RD/A΄= 56,12

t/m2


RD/A΄= 238,08 kPa


RD/A΄= 197,33 kPa

21.2. Derin Temeller Taşıma Gücü Sonuçları

1) Eurocode 7 ile ilgili olarak 4 farklı problem çözümü yapılmıştır. İlk iki problem kumlu zeminler için 3. problem killi bir zemin

için taşıma güçleri bulunmuştur.

2) Eurocode 7 çözümü (Tasarım yaklaşımı 1, 2 ve 3) dışında problem 1’de Meyerhof, Janbu ve SPT sayısına göre taşıma güçleri bulunmuştur. Problem 2’de Meyerhof ve Janbu yöntemlerine göre taşıma gücü bulunmuştur. Problem 3’ te ise Eurocode 7 çözümü dışında, Janbu yöntemine göre çözüm yapılarak taşıma gücü sonuçları tablo 25’te karşılaştırılmıştır.

Taşıma gücü sonuçlarını karşılaştırıldığında, Eurocode 7 taşıma güçleri; problem 1’de Meyerhof, Janbu ve SPT hesap yöntemlerinden, problem 2’de, Meyerhof ve Janbu hesap yöntemlerinden, problem


3’te ise Janbu yöntemine göre hesaplanan taşıma gücünden tüm tasarım yaklaşımları için daha yüksek bulunmuştur.

Problem 1’de

Meyerhof yöntemi için, Qa = 625 kN

Janbu yöntemi için, Qa = 1176,5 kN

SPT-N yöntemi için, Qa = 764,9 kN

Eurocode 7 taşıma gücü hesapları için:

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I yükleme durumu için, RCD =

1680,4 kN

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II yükleme durumu için, RCD =

1307 kN

Tasarım Yaklaşımı II yükleme durumu için, RCD = 1805,4 kN

Tasarım Yaklaşımı III yükleme durumu için, RCD = 1832 kN

çıkmaktadır. Diğer taşıma gücü sonuçları tablo 25’te gösterilmiştir.

3) Meyerhof, Janbu ve SPT yöntemlerine göre bulunan son taşıma güçleri (Qd), bazı belirsizliklerden kurtulmak için 3 gibi bir güvenlik sayısına bölünerek emniyetli taşıma gücü (Qa) bulunmaktadır. Bu yöntemlerde yüksek bulduğumuz taşıma güçlerini güvenlik sayısına bölerek daha güvenli tarafta kalmak için daha da düşürülür.

Eurocode 7 taşıma gücü hesaplarında ise bulduğumuz karakteristik uç direnci (Rbk) ve karakteristlik sürtünme direnci (Rsk) için tasarım yaklaşımlarına göre ayrı ayrı sadeleştirme katsayılarına (ɣb ve ɣs)

bölerek tasarım taşıma gücü (RCD) bulunur. Diğer yöntemler, (Meyerhof, Janbu ve SPT) uç direnci (Qb) ve sürtünme direncini (Qs)


toplayarak toptan bir güvenlik sayısına böldüğü için Eurocode 7 taşıma güçlerinden daha düşük taşıma güçleri vermektedir.

Eurocode 7 taşıma gücü için her tasarım yaklaşımlarına göre karakteristik uç direnci (Rbk) ve karakteristlik sürtünme direnci (Rsk) ayrı ayrı sadeleştirme katsayılarına (ɣb ve ɣs) bölünerek taşıma gücü sonuçları her tasarım yaklaşımı için ayrı ayrı çıkmaktadır.

Problem 2’de

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon I yükleme durumu için, RCD =

1010,7 kN

Tasarım Yaklaşımı I Kombinasyon II yükleme durumu için, RCD =

786,3 kN

Tasarım Yaklaşımı II yükleme durumu için, RCD = 1085,7 kN

Tasarım Yaklaşımı III yükleme durumu için, RCD = 1073,3 kN

Problem 2 örneğindeki gibi her tasarım yaklaşımları için ayrı ayrı tasarım taşıma gücü RCD bulunmaktadır. Diğer sonuçlar tablo 25’te

gösterilmiştir.

4) Eurocode 7 taşıma gücü hesaplarına baktığımız zaman tasarım yaklaşımları arasında en düşük taşıma gücünü tasarım yaklaşımı I kombinasyon II vermektedir. Eurocode 7 de boyutlandırmaların tasarım yaklaşımı I kombinasyon II ile boyutlandırılmasını öngördüğü için diğer tasarım yaklaşımlarından daha güvenli olacağından dolayı bu

yaklaşımın kullanılmasının daha uygun olacağı taşıma gücü hesaplarında verilmektedir. (Tablo 25)


Tablo 25 : Derin Temel Taşıma Gücü Sonuçları

21.3. Eurocode 7 (1994) ve Eurocode 7 (2004) Taşıma Gücü Sonuçları

1) Yüzeysel temeller ve derin temeller ile ilgili olarak 2 örnek problem Eurocode 7 (1994) ve Eurocode 7 (2004)

yönetmeliklerine göre taşıma güçleri hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Eurocode 7 (1994), yönetmeliğine göre ve 3 duruma (A, B ve C) göre hesaplanmış, taşıma gücü karşılaştırılmasında durum B esas alınmıştır. Eurocode 7 (2004)

yönetmeliğne göre de 3 farklı tasarım yaklaşımlarına göre (Tasarım yaklaşımı 1,2 ve 3) taşıma güçleri bulunarak tablo 26’da verilmiştir.

PROBLEM 1 PROBLEM 2 PROBLEM 3

Yöntem Eurocode 7 Yöntem Eurocode 7 Yöntem Eurocode 7

Meyerhof

Qa = 625

kN


Kombinasyon

I RCD =

1680,4 kN

Meyerhof

Qa = 538,7

kN


Kombinasyon I

RCD = 1010,7 kN

Janbu

Qa =

953,4 kN


Kombinasyon I

RCD = 1310,3

kN

Janbu

Qa =

1176,5 kN


Kombinasyon

II RCD =

1307 kN

Janbu

Qa = 597,2

kN


Kombinasyon II

RCD = 786,3 kN


Kombinasyon

II RCD =

1021,6 kN

SPT-N

Qa = 764,9

kN

Tasarım Yaklaşımı II RCD = 1805,4

kN

Tasarım Yaklaşımı II RCD

= 1085,7 kN


RCD = 1718 kN

Tasarım Yaklaşımı III RCD = 1832

kN


RCD = 1073,3 kN

Tasarım Yaklaşımı III RCD = 1362,2

kN


2) Eurocode 7 (1994), yönetmeliği temeller için tasarım durumu olarak ‘‘Durum B” tasarımını ele alır. Bu sonuca göre iki yönetmeliği kıyaslandığunda, Eurocode 7 (1994) ile hesaplana

taşıma güçleri durum B için Eurocode 7 (2004) yönetmeliğinin tüm tasarım yaklaşımları ile (Tasarım yaklaşımı I , II ve III) hesaplanan taşıma güçlerinden yüksek çıkmıştır. Sonuçların farklı çıkması yüzeysel temel taşıma gücü hesabında Eurocode 7 (1994), yönetmeliğinde temel taban faktörünün alınmaması (bc,bq ve bɣ) ve ɣR direnç faktörünün ele alınmamasından

kaynaklanmaktadır. Derin temel taşıma gücü hesabında ise Eurocode 7 (1994) yönetmeliğinde delme kazıklar için tek durum için ɣb ve ɣs etki katsayılarının olmasından ve ɣR direnç faktörünün ele alınmamasından kaynaklanmaktadır. Eurocode 7

(2004)’te ise 3 farklı tasarım yaklaşımına göre (tasarım yaklaşımı 1, 2 ve 3) ayrı ayrı ɣb ve ɣs etki katsayıları alınmıştır. (Tablo 26)


Tablo 26 : Eurocode 7 (1994) ve Eurocode 7 (2004) Taşıma Gücü Sonuçları

YÜZEYSEL TEMELDE TAŞIMA GÜCÜ DERİN TEMELDE

TAŞIMA GÜCÜ

Eurocode 7 (1994) Eurocode 7 (2004) Eurocode 7

(1994)

Eurocode 7

(2004)

Drenajsız Drenajlı Drenajsız Drenajlı

1179,5 kN

(Durum A)

1010,7 kN


Kombinasyon

I

272,51 kPa

(Durum A)

453,55 kPa

(Durum A)

320,71 kPa


Kombinasyon I

371,48 kPa


Kombinasyon

I

320,7 kPa

(Durum B)

487,42 kPa

(Durum B)

238,08 kPa


Kombinasyon II

197,33 kPa


Kombinasyon

II 1179,5 kN

(Durum B)

786,3 kN


Kombinasyon

II 238,1 kPa

(Durum C)

244 kPa

(Durum C)

229,08 kPa


266,1 kPa


238,08 kPa


197,33 kPa


887,9 kN

(Durum C)

1085,7 kN


1073,3 kN



KAYNAKLAR

Bhattacharya S., Madabhushi S. P. G. ve Bolton M. D. (2004), “An Alternative

Mechanism of Pile Failure in Liquefiable Deposits During Earthquakes”,

Géotechnique, Volume 54, No. 3, 203-213.

Bond A., Harris A., (2008). Decoding Eurocode 7.

Briaud, J. L.,Tucker, L., Lytton, R. L., And Coyle, H. M. (1985). Behavior of Piles

and Pile Groups, Report No. FHWA>RD-83>038, Federal Highway

Administration,Washington, DC.

Çapar Ö. F. , Aydın H., Büyükbaş F., (2009). Yüzeysel Temellerin Taşıma Gücü

Hesabında Eurocode 7 Kullanımı, 3.Ulusal Geoteknik Kongresi.

Çekinmez Z., (2010). General Information About Eurocode and Design of Pile

Foundations, METU Civil Engineering Department.

Das Braja M., (1995). Principles of Foundation Engineering, PWS Publishing

Company.

EN 1990:2002+A1 (2002). Basis Of Structural Design.

EN 1997-1, (2004). Geotechnical Design.

ENV 1997-1, (1994). Geotechnical Design.

Hansen, J. B. (1970). A Revised and Extended Formula for Bearing Capacity,

Bulletin 28, Danish Geotechnical Institute, Copenhagen.

Janbu, N. (1953). An Energy Analysis of Pile Driving with the Use of

Dimensionless Parameters, Norwegian Geotechnical Institute, Oslo,

Publication No. 3.


Janbu, N., Bjerrum, L., and Kjaernslı, B. (1956). “Veiledning vedlosning av

fundamentering— soppgaver,” Publication No. 18, Norwegian Geotechnical

Institute, pp. 30–32.

Meyerhof, G. G. (1953). “The Bearing Capacity of Foundations Under Eccentric

and Inclined Loads,” Proceedings, Third International Conference on Soil

Mechanics and Foundation Engineering, Zürich, Vol. 1, pp. 440–445.

Meyerhof, G. G. (1963). “Some Recent Research on the Bearing Capacity of

Foundations,” Canadian Geotechnical Journal, Vol. 1, No. 1, pp. 16–26.

Orr T.L.L, (2005). Evaluation of Eurocode 7 Geotechnical Design, Dublin.

Önalp A., Arel E., (2013). Geoteknik Bilgisi I, Birsen Yayınevi.

Önalp A.,Sert S., (2010). Geoteknik Bilgisi III , Birsen Yayınevi.

Skempton, A. W. and Bjerrum, L., (1957). A contribution to the settlement analysis

of foundations on clay. Geotechnique,7(4):168-178

Sönmez Y., (2009). Zemin İncelemesi ve Temel Tasarımı, Birsen Yayınevi.

Terzaghi, K. (1943). Theoretical Soil Mechanics,Wiley, New York.

TS ENV 1997-1, Geoteknik Tasarımda Esaslar

TS ENV 1992-1-1, Betonarme Yapılan Tasarımı

Toğrol E., Sivrikaya O., (2009). Arazi Deneyleri ve Geoteknik Tasarımda

Kullanımlar, Birsen Yayınevi.

Vesic, A. S. (1963). “Bearing Capacity of Deep Foundations in Sand,” Highway

Research RecordNo. 39, National Academy of Sciences, pp. 112–153.


Vesic, A. S. (1973). “Analysis of Ultimate Loads of Shallow Foundations,” Journal

of the Soil Mechanics and Foundations Division, American Society of Civil

Engineers, Vol. 99, No. SM1, pp. 45–73.

ISBN: 978-625-7562-01-0

taŞima gÜcÜ

Documents