T.C.DİCLE ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK - MİMARLIK FAKÜLTESİİNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİTİRME TEZİ

TAŞIMA GÜCÜ HESAPLAMALARI

I. YönetenJeo. Müh. Veysi GÜMÜŞ

Hazırlayan

MERT DURSUN

DİYARBAKIR 1999

1

T.C.DİCLE ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK - MİMARLIK FAKÜLTESİİNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

93351019 Mert DURSUN tarafından hazırlanan TAŞIMA GÜCÜ HESAPLAMALARI konulu BİTİRME TEZİ tarafımdan incelenerek sınava girmesi uygun görülmüştür.

Yöneten Jeo. Müh. Veysi GÜMÜŞ

Yöneticisi tarafından uygun görülen BİTİRME PROJESİ sınavı için aşağıdaki komisyonun oluşturulması uygun görülmüştür.

Bölüm Başkanı Doç. Dr. Sedat HAYALİOĞLU

Yöneten (Başkan) :.................................................... Üye : .................................................... Üye :.....................................................

BİTİRME PROJESİ sınavı yapılan 93351019 Mert DURSUN,........................puanla başarılı / başarısız bulunmuştur.

SINAV KOMİSYONU

Unvan, Adı-Soyadı : İmza

.............................................. .................................

2

ÖZET

Bu tezde zeminin taşıma gücü iki ana bölümde incelenmektedir. Birinci bölümde , temellerin tanıtımı ve çeşitleri hakkında yüzeysel bilgiler; İkinci bölümde ise temel zemini taşıma gücü , yüzeysel temellerde taşıma gücü hesaplamaları ve derin temellerde taşıma gücü hesaplamaları deneysel ve teorik olarak incelenmektedir. Deneysel taşıma gücünün bulunmasıyla ilgili kısımda ; standart , statik ve dinamik penetrasyon deneyleri anlatılmaktadır. Teorik taşıma gücü ile ilgili kısımda ise ; zeminin kayma direncine dayalı yaklaşımlar sunulmaktadır.

Bu Tez çalışmamda , Taşıma Gücü Hesaplamaları ve bu hesaplamalarda kullanılan faktörler konusunu ele aldım.

Projemin hazırlanması aşamasında , bana yardımcı olan hocam Jeo. Müh. Sayın VEYSİ GÜMÜŞ’e teşekkürlerimi sunuyorum

MERT DURSUN

3

İÇİNDEKİLER

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

1.YAPI TEMELLERİ...........................................................................................................................1

1.1.Temel......................................................................................................................................21.2.Temel Zemini..........................................................................................................................21.3.Temellerin Sınıflandırılması.................................................................................................4

1.3.1.Yüzeysel Temeller.....................................................................................................41.3.2.Yüzeysel Temel Çeşitleri..........................................................................................5

1.3.2.1.Basit Duvaraltı Temelleri...........................................................................51.3.2.2.Beton Duvaraltı Temelleri...........................................................................51.3.2.3.Betonarme Duvaraltı Temelleri...................................................................51.3.2.4.Beton Tekil Temeller.....................................................................................61.3.2.5.Kademeli Beton Temeller............................................................................61.3.2.6.Tekil Betonarme Temeller...........................................................................61.3.2.7.Sürekli Temeller............................................................................................61.3.2.8.Radye Temeller.............................................................................................6

1.3.3.Derin Temeller...........................................................................................................71.3.3.1.Derin Temel Çeşitleri....................................................................................7

1.3.3.1.1.Kazık Temeller.................................................................................7

2.TAŞIMA GÜCÜ HESAPLAMALARI.............................................................................................7

2.1.Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü Hesaplamaları............................................................82.1.1.Deneysel Taşıma Gücü..............................................................................................11

2.1.1.1.Standart Penetrasyon Deneyi.......................................................................122.1.1.2.Statik Penetrasyon Deneyi............................................................................172.1.1.3. Dinamik Penetrasyon Deneyi......................................................................18

2.1.2.Teorik Taşıma Gücü.................................................................................................202.1.2.1.Taşıma Gücü Faktörleri...............................................................................212.1.2.2.Şekil Faktörü.................................................................................................222.1.2.3.Yeraltısuyu etkisi...........................................................................................23

2.2.Derin Temellerde Taşıma Gücü Hesaplamaları..................................................................272.2.1.Kazıkların taşıma gücü.............................................................................................27

2.2.1.1.Münferit kazıkların taşıma gücü.................................................................272.1.1.2.Dinamik kazık formülleri.............................................................................282.1.1.3.Kazıklara ait taşıma gücünün yükleme deneyleri ile bulunması..............312.1.1.4.Kazık yükleme deneylerinin kritiği ve uygulamadaki değerler................342.1.1.5.Kazıkların taşıma gücünü bulmaya yarayan diğer yollar.........................35

2.1.1.5.1.Derin penetrasyon deneyi sonuçlarından faydalanma..................352.1.1.5.2. Çeşitli zeminler için tablolardan faydalanma...............................35

2.1.1.6.Bir kazık grubunun taşıma gücü.................................................................36

KAYNAKLAR.......................................................................................................................................41

4

GİRİŞ

Yapı temellerinin görevi, üst yapı yüklerini temel zemine iletmektir. Zemine iletilen yükler temel düzlemi altında gerilmeler (taban basınçları) oluşturur. Taban basınçları zemin kütlesi içinde dağılarak, belli derinliklerde sıkışma, şekil değişmelerine neden olur. Sıkışma ve şekil değiştirmenin büyüklüğü yüklerin şiddetine, doğrultusuna ve iletim biçimine bağlı olduğu kadar zeminin zikzak özelliklerine de bağlıdır. Taş, ahşap, çelik gibi malzemelerin fiziksel özellikleri gerçeğe yakın olarak saptanabilir. Temel zemini homojen, izotop olmayan (heterojen)bir ortamdır. Bu nedenle zeminin sıkışabilirliği şekil değiştirmesi ve kayma direnci arasında matematiksel bir bağıntı kurulamaz. Ayrıca temel zeminin davranışına ilişkin model deney sonuçları da , deney koşullarına göre değişebilir. Tüm bu güçlüklere karşın, zemin mekaniği ve temel tekniği biliminin ulaştığı teorik ve deneysel düzey bir çok temel probleminin çözümünü gerçekleştirmektedir. Bir taşıyıcı sisteminin tasarımında, temel sisteminin de amaca en uygun biçimde düzenlenmesi yapımın sağlamlığı bakımından zorunludur. Örneğin Yapı yükleri etkisi ile zeminin sıkışması sonucu oluşan farklı oturmalar, yapılarda önemli çatlakların oluşmasına neden olur. Bu durum göz önüne alınarak, yapının her bölümündeki oturmaların aynı değerde olması sağlanmalıdır. Bunun içinde, zemin özelliklerinin doğru olarak saptanması ve temel sisteminin zemindeki sıkışmaya uyacak biçimde tasarlanması zorunlu olur. Ayrıca yapının taşıyıcı sisteminin seçiminin de, zemin özelliklerinin göz önünde bulundurulması gerekir. Yapı taşıyıcı sistemi zemin deformasyonlarına uyabilecek şekilde tasarlanmalıdır.

Temel zeminindeki oturma farklarına kolayca uyan yapılara bükülebilir (fleksible) yapımlar, uyamayan yapılara da rijit yapılar adı verilir. Rıjit yapılar zemindeki oturmalara uyamayacağından, oturmalara bağlı olarak çatlayabilir. Bu nedenle statik bir sisteme karar vermeden önce, temel zeminin davranışına ilişkin yeterli bilgilerin elde edilmesi gerekir. Örneğin sağlam olmayan, yükler etkisi ile çok sıkışabilen zeminler üzerine yapılacak yapıların taşıyıcı sisteminin bükülebilir olmasında bölümlerin matsallı olarak bağlanabilmesinde yani tüm sistemin izostatik olarak seçilmesinde büyük yarar vardır. Bu nedenle, sağlam olmayan zeminler üzerine yapılacak yapılarda ekonomik sonuçlar elde edilmez. Çok büyük alanlı yapılar, farklı tabakalardan oluşan zeminler üzerinde oturursa oturmalarda büyük farklar olabilir. Bu nedenle, yapılarda oluşabilecek çatlamaları önlemek amacı ile, yapı kütlesi ile parçalanmalıdır. Böylece yapı taşıyıcı sistemi ile temel türüne karar vermeden önce, temel zeminin araştırılması ve özelliklerinin saptanmasında büyük yararların sağlanacağı anlaşılır.

5

1.YAPI TEMELLERİ1.1.Temel

Yapı yüklerini zemine aktaran elemanlardır. Yapılara gelen yükler ; Sabit yükler (kendi ağırlığı , sabit eşya vb.) hareketli yükler, dinamik yükler , kar yükleri , su basınçları , yanal zemin basınçları vb. olabilir.

1.2.Temel Zemini

Yapı yüklerini doğrudan veya temeller vasıtasıyla taşıyan zemin ortamıdır. Yapı yüklerinin doğrudan taşınması (toprak baraj gibi) durumunda temel zemini temel olarak da adlandırılır. Yapı yüklerinin temeller vasıtasıyla aktarılması durumunda ise , temel zemini ile temel arasında , ayrılmaz bir karşılıklı etkileşim söz konusu olur.

Temeller genel olarak iki ana gruba ayrılırlar. Sığ temeller (yüzeysel temeller) , yapı yüklerini , zemin yüzüne yakın olan sığ derinliklere aktarırlar. Tekil (münferit temel , pabuç) Şerit (mütemadi , sürekli) ve Radye temeller (radye , radyejeneral , plak temel) , sığ temellere örnek olarak verilebilir.

Kolon

Temelü

L

B

Df

B=D

Df

A ) Tekil Temeller

B

Kolon

Temelü

L

B

B ) Şerit Temel6

Df

Kolon

Temel

B

L

C ) Radye Temel

Yapı

Kazık başlığı

Taşıma GücüDüşük Zemin

Kazıklar

Taşıma Gücüİyi Zemin

Şekil 1 Temel Sistemleri (V.KUMBASAR-F.KİP 1969)

D ) Kazıklı temel

7

Yapı yükleri , zemin yüzüne yakın zemin ortama güvenli bir şekilde taşıttırılamazsa , derin temeller ile , yükler derindeki sağlam tabakaya aktarılır. Kazıklı temeller , derin temellere örnek olarak verilebilir. ( Şekil 1 )

Yapı temellerinin görevi, üst yapı yüklerini temel zemine iletmektir. Zemine iletilen yükler temel düzlemi altında gerilmeler (taban basınçları) oluşturur. Taban basınçları zemin kütlesi içinde dağılarak, belli derinliklerde sıkışma, şekil değişmelerine neden olur. Sıkışma ve şekil değiştirmenin büyüklüğü yüklerin şiddetine, doğrultusuna ve iletim biçimine bağlı olduğu kadar zeminin zikzak özelliklerine de bağlıdır. Taş, ahşap, çelik gibi malzemelerin fiziksel özellikleri gerçeğe yakın olarak saptanabilir. Temel zemini homojen, izotop olmayan (heterojen)bir ortamdır. Bu nedenle zeminin sıkışabilirliği şekil değiştirmesi ve kayma direnci arasında matematiksel bir bağıntı kurulamaz. Ayrıca temel zeminin davranışına ilişkin model deney sonuçları da , deney koşullarına göre değişebilir. Tüm bu güçlüklere karşın, zemin mekaniği ve temel tekniği biliminin ulaştığı teorik ve deneysel düzey bir çok temel probleminin çözümünü gerçekleştirmektedir. Bir taşıyıcı sisteminin tasarımında, temel sisteminin de amaca en uygun biçimde düzenlenmesi yapımın sağlamlığı bakımından zorunludur. Örneğin Yapı yükleri etkisi ile zeminin sıkışması sonucu oluşan farklı oturmalar, yapılarda önemli çatlakların oluşmasına neden olur. Bu durum göz önüne alınarak, yapının her bölümündeki oturmaların aynı değerde olması sağlanmalıdır. Bunun içinde, zemin özelliklerinin doğru olarak saptanması ve temel sisteminin zemindeki sıkışmaya uyacak biçimde tasarlanması zorunlu olur. Ayrıca yapının taşıyıcı sisteminin seçiminin de, zemin özelliklerinin göz önünde bulundurulması gerekir. Yapı taşıyıcı sistemi zemin deformasyonlarına uyabilecek şekilde tasarlanmalıdır.

Temel zeminindeki oturma farklarına kolayca uyan yapılara bükülebilir (fleksible) yapımlar, uyamayan yapılara da rijit yapılar adı verilir. Rıjit yapılar zemindeki oturmalara uyamayacağından, oturmalara bağlı olarak çatlayabilir. Bu nedenle statik bir sisteme karar vermeden önce, temel zeminin davranışına ilişkin yeterli bilgilerin elde edilmesi gerekir. Örneğin sağlam olmayan, yükler etkisi ile çok sıkışabilen zeminler üzerine yapılacak yapıların taşıyıcı sisteminin bükülebilir olmasında bölümlerin matsallı olarak bağlanabilmesinde yani tüm sistemin izostatik olarak seçilmesinde büyük yarar vardır. Bu nedenle, sağlam olmayan zeminler üzerine yapılacak yapılarda ekonomik sonuçlar elde edilmez. Çok büyük alanlı yapılar, farklı tabakalardan oluşan zeminler üzerinde oturursa oturmalarda büyük farklar olabilir. Bu nedenle, yapılarda oluşabilecek çatlamaları önlemek amacı ile, yapı kütlesi ile parçalanmalıdır. Böylece yapı taşıyıcı sistemi ile temel türüne karar vermeden önce, temel zeminin araştırılması ve özelliklerinin saptanmasında büyük yararların sağlanacağı anlaşılır.

1.3.Temellerin Sınıflandırılması

Temel zeminin ve yapının özelliklerine göre değişik türde inşa edilirler. Yükü yüzeye yakın yerlerde zemine aktaran yüzeysel temeller veya daha derinde bulunan sağlam zemine yükleri aktaran derin temeller olarak ikiye ayrılır.

1.3.1.Yüzeysel Temeller

Yükü zemin yüzeyine yakın yerlerde zemine aktaran temeller yüzeysel temellerdir. Sağlam zemin yüzeye yakındır. Yüklerin fazla olmaması ve zeminin durumu gereği bu tip temeller yapılır. Temel alt tabanı don bölgesi sınırın altında yapılır. Yüzeysel temellerde yapı yükü dorudan doğruya temel tabanı ile taşıyıcı zemine aktarılır. Temel zemini üniform değilse,

8

çürük bölgeler kırışlar ve ızgara kirişlerle geçilmeye çalışılır. Zemin ve yük durumuna göre çeşitli yüzeysel temeller mevcuttur.

TEMELLERYÜZEYSEL TEMELLER DERİN TEMELLERBASİT DUVARALTI TEMELLERİ KESON TEMELLERTEKİL BETON TEMELLER KUYU TEMELLERNASS TEMELLER KAZIKLI TEMELLERSÜREKLİ BETON TEMELLERBASAMAKLI BETON TEMELLERTEKİL BETONARME TEMELLERDAİRESEL TEMELLERSÜREKLİ TEMELLERİKİ YÖNDE SÜREKLİ TEMELLERRADYEJENERAL TEMELLER

TABLO 1 (TEMELLERİN SINIFLANDIRILMASI)

1.3.2.Yüzeysel Temel Çeşitleri

1.3.2.1.Basit Duvaraltı Temelleri

Basit duvaraltı temelleri duvar altlarında taş, tuğla, beton veya betonarmeden yapılır. Az katlı yığma binalarda temel taş duvar ile bunun altında ve üstünde betonarme hatıldan ibarettir.

1.3.2.2.Beton Duvaraltı Temelleri

Yüklerin az olması halinde sürekli ve tekil beton temeller yapılır. Temel h kalınlığı pratik tablolarla tayin edilir. Sürekli duvaraltı temelde birim boy için hesap yapılır. Temel taban basıncı üniform olarak kabul edilir.

1.3.2.3.Betonarme Duvaraltı Temelleri

Yapı yükünün büyük olmasından veya zemin gerilmelerinin düşük olmasından dolayı temel L konsol boyu büyükse temel betonarme yapılır.

L>d/√3 ise temele donatı konulur L= temel boyu d= temel kalınlığı. Duvaraltı betonarme temellerde temel kesitinin 0.002’si kadar donatı konulmalıdır.

9

1.3.2.4.Beton Tekil Temeller

Bu tip temeller daha çok çelik yapı temellerinde kullanılır. Kolon yükü fazla ise kolon tabanından doğan gerilmeler kontrol edilir. A=kolon, a = beton temelin üst yük alanı .Beton üst yüzünde kolon tabanı altında müsaade edilen beton gerilmesi.

== b3 A / a , 1 (1)

olmalıdır

1.3.2.5.Kademeli Beton Temeller

Temelin oturacağı zemin seviyesi derinde ise temel bu seviyeye beton temele indirilir. Üstüne betonarme temel inşa edilir. Beton temel tabanı zemin emniyet gerilmesi ve temel yüküne göre tayin edilir. En kritik kayma gerilmeleri, zemin gerilmelerinin max olduğu yönde kolon yüzünde meydana gelir.

1.3.2.6.Tekil Betonarme Temeller

Betonarmeden yapılır. Dikdörtgen veya trapez kesitli olabilir. Trapez kesitli olanlar daha ekonomiktir. Üst eğimi büyük olan temeller için kalıp yapılması gerekir. Eğim en fazla ½ olabilir. En çok ¼ eğimi kullanılır . Kolonlar temele kolon kesitinden daha büyük alanlı kaidelerle bağlanır. Tekil temellerde eğilme, koyma ve zımbalamaya göre tahkik hesapları yapılır.

En büyük temel momentleri kolon kenarından geçen eksenlerde meydana gelir. Gerilmelerin kenarlara yayılışı düzgün olmayıp kolon ekseninden temel kenarlarına doğru azalan bir yayılış gösterir. Bunun için temel taban ortasında donatıyı sıklaştırmak gerekir. Kenarlardaki donatı seyrek konulur. Tekil temelde kırılma kolon kenarından başlayarak yaklaşık 450’lik bir eğilme , açılan kesik piramitlerin yüzü boyunca olur.

1.3.2.7.Sürekli Temeller

Zemin emniyet gerilmesi küçük, yüklerin büyük olması halinde tekil temeller birbiri içine girerler. Tekil temeller bir aks boyunca birleştirilerek sürekli temeller yapılır. Bazen yapıdaki farklı oturmaları azaltmak için bu tip temeller kullanılır. Bir sürekli temel kirişi ile bunun tabanını teşkil eden plaktan (Ampatman plağı ) ibaret sürekli temelin hesabı kirişlerde zemin reaksiyonundan oluşan eğilme momentleri ve kuvvetlerine göre yapılır. Zeminin hakiki karakteristiklerini, üst yapının rijitliğini temelin deformasyonlarını göz önüne alarak hesap yapılması güçlükler doğurmaktadır.

1.3.2.8.Radye Temeller

Temel zemini sıkışabilen bir zeminden ibaret ise tekil temeller yayana birbirlerine yaklaşır, bu halde temel tabanını tamamen örten radye temeller yapılır. Böylece yüklerin ve oturmaların üniform dağılması sağlanır. Kirişli ve kirişsiz radye temeller hesaplandıktan sonra

10

bunların deformasyonlarının seçilen plak kalınlığına göre plaklar için yapılan kabuller içinde kalınlığın kontrolü gerekir.

1.3.3.Derin Temeller

Büyük taşıma gücü daha derinde olan zemin tabakalarından yararlanmak için derin temeller yapılır. Temel sistemi yapı yükünü derine aktarır. Sağlam zemin derinlerdedir. Özel temel etütleri ve inşa metotları gerektirir. Derin temel olarak kuyu temeller, keson temeller, kaşık temeller yapılır.

1.3.3.1.Derin Temel Çeşitleri

1.3.3.1.1.Kazık Temeller

Yapı yüklerinin yüzeysel temel sistemleri ile taşıtılamadığı hallerde, sağlam tabaka derinlerde ise kazıklı temeller kullanılır.

Yapı yükleri kazık uç kuvvetleri veya yüzeysel sürtünme yoluyla zemine aktarılır. Kazık yapı malzemesi ve zemin ekotisite değerleri farklı olduğundan yumuşak malzeme yük taşımayacaktır. Kazıklar arasında bulunan zemine yük verilmemelidir. Kazıklı temellerde kazık ucundan daha derinlere kadar sondaj ve temel zemini incelemeleri yapılmalı, derinlerde sıkışabilir tabakaların kalınlığı tespit edilmesi ve uygun kullanışlı kazık tipi seçilmelidir.

2.TAŞIMA GÜCÜ HESAPLAMALARI

Temel , yapının üzerinde bulunduğu zeminle temasını sağlayan ve yapıdan gelen yükleri zemine aktaran yapının önemli bir birimidir. Temellerin stabilite analizinde iki kriter dikkate alınır. Birincisi, temelde oluşacak oturma değerleridir. Bu. değerler,yapı cinsine göre verilen sınırlar dahilinde kalmalı veya genel bir ifade ile yapıya zarar vermeyecek ölçüde olmalıdır. İkincisi, temel altındaki zeminin kayma yenilmesine karşı uygun bir yapıda bulunmasıdır. Yani, taşıma gücü şartını sağlanması gerekmektedir. Eğer ilk kriter sağlanıyor ise, genellikle ikinci kriter de sağlanmış olacaktır. Kural olarak tasarım,ikinci kriter dikkate alınarak yapılır ve birinci kriterin kontrolü şeklinde devam eder. Fakat önemli yapılarda veya karmaşık yapılı zeminlerde, ayrıca hassas oturma analizinin yapılması gerektiği belirtilmelidir.

Temeller, üzerinde bulundukları zeminin taşıma gücü ve üzerlerine inşa edilen yapıların duyarlılığına göre boyutlandırılırlar. Temel zemini, taşıma gücü yönünden bundan sonraki bölümlerde detaylı olarak anlatılacaktır. Yapıların duyarlılığı ise, tasarımda dikkate alınması gerekli önemli bir noktadır. Yapılar, duyarlılık yönünden " fleksibl" ve " rijit" olmak üzere iki sınıfa ayrılırlar. Fleksibl yapılar, daha az duyarlı olup farklı oturmalara müsait yapıdadırlar. Rijit yapılar ise, zeminde oluşacak farklı oturmalara müsait değillerdir ve bu. farklı oturmalardan dolayı ilave zorlamalara maruz kalırlar. Yani, duyarlılığı yüksek yapılardır. Bu nedenle fazla duyarlı yapıların temel tasarımı özenle yapılmalıdır. Özellikle karmaşık yapıya sahip zayıf zeminlerde veya hareketli yüklere maruz yapılarda daha dikkatli olmak gerekmektedir, Bu şartlara sahip zemin ve yapılarda oturma derzleri düzenlenmesi, farklı oturmaların yapı üzerindeki olumsuz etkilerinin önlenmesi yönünde sunulan çözüm yöntemlerinden biridir. Fakat oturma derzleri ; yeraltı suyu seviyesi altında sızdırmazlık

11

yönünden probleme neden olduklarından, düzenlemenin bu problem dikkate alınarak yapılması gerektiği unutulmamalıdır.

Temeller yukarıda kısaca değinilen esaslar doğrultusunda değişik şekilde sınıflandırılırlar. Temel (gömülme) derinliğine göre yapılan sınıflamalarda " yüzeysel ve derin temeller" olmak üzere iki ana sınıfa ayrılırlar. Bazı kaynaklarda " çok yüzeysel temeller" olarak üçüncü bir sınıfa da rastlamak mümkündür. Ev ve benzeri hafif yapılarda kullanılan bu temellerin boyutlandırılmasında taşıma gücü ve oturma kriterlerinden çok; bitki örtüsü , drenaj , geçirimlilik , nem oranı ve don etkisi gibi yöre karakteristikleri dikkate alınır.

Yüzeysel temellerde , temel derinliği temel genişliğinden küçüktür ( Df <B ).Bu temeller için temel derinliği sınırı üç metre olarak düşünülebilir. Fakat bu kural, her zaman geçerli değildir. Çok büyük yapı temelleri, büyük temel derinliğine rağmen , ( Df<B ) şartını sağlaması nedeniyle yüzeysel temel sınıfına girerler.

Yüzeysel temeller temel boyutlarına göre değişik şekilde adlandırılırlar. Eğer temel uzunluğu temel genişliğinin beş katına eşit veya büyük ( L 5B) ise, bu tür yüzeysel temeller " şerit temel " olarak bilinir. Aksi durumda, yani temel uzunluğu temel genişliğinin beş katından küçük ( L < 5B ) ise, bu tür yüzeysel temeller " tekil temel" olarak adlandırılır. Tekil temeller genellikle kare, dikdörtgen ve dairesel şekilli olurlar. Şerit temeller duvar yükü, tekil temeller ise kolon yükü taşırlar. Kolon yüklerinin fazlalığı nedeniyle temel boyutlarının komşu temelleri etkileyecek kadar genişlemesi, birleşik temel sistemini gerekli kılar. Birden fazla kolon yükünü taşıyan bu tür temeller " konsol temel" olarak bilinir. Eğer zemin özelikleri, temel alanının yapı alanına yakın olmasını gerektirecek kadar zayıf veya yapı yükü aynı duruma neden olacak kadar büyük ise, tekil ve birleşik temeller yerine yayılı temeller tercih edilir. Bu tür temeller günümüzde "radye" olarak bilinmektedir. Radye temel, rijit bir plaka gibi düşünülür. Bu tür temellerin tercih edilmesiyle, aşırı ve farklı oturmalardan dolayı yapıda oluşacak olumsuz etkiler ortadan kaldırılmış olur.

Derin temellerde, temel derinliği temel genişliğinden büyüktür ( Df> B). yüzeysel temellerden farkı, temel derinliğinin diğer boyutlardan çok büyük olmasıdır. Derin temeller basitçe "kazıklı ve kuyu. temeller" olarak ikiye ayrılır. Kazıklı temeller, taşıma güçlerinin daha düşük olması ve uçlarının sağlam birime ulaşması gibi zorunlulukları nedeniyle kuyu temellerden farklılık arz ederler. Kuyu temellerde taşıma gücü yönünden yüksek bir emniyet faktörü sağlanacağından, oturmalar meydana gelmez veya çok küçük değerlerle sınırlandırılır. Bu nedenle oldukça duyarlı yapılar olarak bilinen gökdelenler, kuyu temeller üzerine inşa edilirler.

2.1.Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü Hesaplamaları

Rijit yapıların temelleri genellikle taşıma gücü. esasına göre boyutlandırılır. Temel zemini taşıma gücü analizinde, zeminin kayma direnci ile konsolidasyon karakteri dikkate alınır. Bu özelikleri temsil edecek parametreler, bozulmamış numuneler üzerinde yapılan. laboratuar deneyleri ve arazide yapılan yerinde deneyler ile tespit edilir. Temel zemini taşıma gücü analizi ise iki yöntemle yapılır. Teorik ve deneysel taşıma gücü olarak adlandırılan bu yöntemler ilerde detaylı olarak anlatılacaktır.

Bu iki yöntemin yanında ilk tasarım amaçlı olarak değişik zemin tipleri için taşıma gücü yaklaşımında da bulunulmuştur Tablo 2 , zemin özelliklerinin bilinmesi durumunda müsaade edilebilir taşıma basıncı aralıkları ile kullanım için tavsiye edilen değerleri sunmaktadır. Bu tablo, ayrık temeller üzerine inşa edilmiş bir yapı için son yenilmeye karşı uygun bir emniyet faktörünün seçilmesi ve yapıya zarar verici oturmaların önlenmesi esası dikkate alınarak hazırlanmıştır. Farklı oturmaların söz konusu olduğu yerlerde bu değerler kullanılmamalı ve detaylı araştırma, deney ve analizler yapılmalıdır. Tablo 2 de verilen değerlerin yalnızca temel zemini dayanım parametrelerinin bilinmediği durumlarda ilk tasarım amaçlı olarak kullanıldığı unutulmamalıdır.

12

Tablo 2 de verilen müsaade edilebilir taşıma basıncı değerlerini, çok yumuşak-orta sıkılıkta ince taneli zemin aralığında veya yeraltısuyu tablası üzerinde kullanmak gerektiğinde emniyetsiz sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu durumda taşıma gücü değerleri teorik yöntemle kontrol edilmelidir. Ayrıca tablodan seçilen değerlerin, bitişik yapıların performansıyla bütünlük taşımasına dikkat edilmelidir. Eğer zemin içindeki taşıyıcı tabaka daha zayıf ve sıkışabilir veya kompressibilitenin derinliğe bağlı olmaksızın sabit olduğu yerlerde, bütün temel yapısı için konsolidasyon oturma analizi yapılmalıdır. Bu nedenlerle, temelin boyutları ve pozisyonuna bağlı olarak Tablo 2 de verilen değerlerinin uyarlanması gerekmektedir. Bu uyarlama aşağıdaki esaslar dahilinde yapılmalıdır.

1. Sıkıştırılmış dolgu malzemenin müsaade edilebilir taşıma. basıncı, tabii zemine ait değere eşit alınır. Sıkıştırılmamış dolgu veya organik malzemelerin müsaade edilebilir taşıma basıncı ise malzeme özellikleri ve kıvamlılık derecesine bağlı olarak Tablo 2 den olduğu. gibi alınmalıdır.

2. Sıkışabilir ince taneli zeminlerde müsaade edilebilir taşıma basıncı, genellikle yapının bütünüyle oturmasının dikkate alınmasıyla sınırlandırılır.

3. Kayaç için tabloda verilen değerler kayacın tek eksenli basınç dayanımını aşıyorsa, müsaade edilebilir taşıma basıncı kayacın tek eksenli basınç dayanımına eşit alınır.

4. Eksantrik yüklerin etkisindeki temellerin altında oluşan maksimum taban basıncı, Tablo 2 de verilen nominal değerleri aşmamalıdır.

5. Rüzgar ve deprem yüklerinden dolayı taşıma basıncında nominal değerin 1/3 den daha küçük oranda oluşabilecek fazlalık "tolere edilebilir. Eğer deprem ve rüzgar yüklerinden dolayı oluşan aşırı yükler tablo 'da verilen nominal değerlerin 1/3 den fazla ise, müsaade edilebilir taçıma basıncı nominal değerinin 1/3' ü oranında artırılır.

6. Yumuşak kaya veya iri taneli zeminler üzerindeki temeller için müsaade edilebilir taşıma basıncı , 50 cm den sonraki her 30 cm derinlik için nominal değerlerinin % 5 i oranında arttırılır.

7. Eğer temel yüzeyde ve Tablo 2 deki ilk üç sınıfta verilen sert veya orta

sertlikteki kayaçlar üzerinde oturuyor ise, verilen nominal değerler olduğu gibi kullanılır.

Temel derinliğinin her 30 cm. lik artışında bu nominal değerler % 10 oranında artırılır,

Şekil 2 Zayıf Tabaka Ve Yüzeysel Temel

(Temel zemini taşıma Gücü , Hasan Tosun , 1989 – ANKARA)

13

Tablo 2. Taşıyıcı malzeme cinsine göre müsaade edilebilir taşıma basıncı değerleri(NAVFAC DM-7.2 ,1982)

Temel Altındaki Taşıyıcı Malzeme Kıvamlılık

Müsaade Edilebilir Taşıma

Basıncı qa (kN/m2)

Kullanım için tavsiye Qa aralığı edilen değer

Masif kristalize magmatik ve metamorflkKayaç: granit ,diyorit,bazalt, gnays,çimentolu konglomera (sağlam)

Sert sağlam kayaç6000 - 10000 8000

Yapraklanmalı metamorfik kayrak şist (sağlam)Orta sert sağlam kayaç

3000 - 4000 3500

Tortul kayaç: Sıkı çimentolu şeyl, kumtaşı,silt taşı boşluksuz kireçtaşı Orta sert sağlam kayaç

1500 - 2500 2000

Ayrışmış ve parçalanmış herhangi bir kayaç

(Şeyl gibi aşırı killi kayaçlar hariç)ROD<25 Yumuşak kayaç

800 – 1200 1000

Sıkı şeyl veya sağlam şartlarda diğer killi kayaçlar Yumuşak kayaç 800 – 1200 1000

iyi derecelenmiş ince ve iri taneli zemin karışımı:

(GW-GC,GC,SC) Çok sıkı

800 – 1200 1000

Çakıl , çakıl-kum karışımı. iri çakıl-çakıl karışımı : (GW.GP,SW,SP)

Çok sıkıOrta sıkı – sıkıGevşek

600 – 1000 700400 – 700 500200 – 600 300

İri-Orta daneli kum, az çakıllı kum

(SW,SP)

Çok sıkıOrta sıkı – sıkıGevşek

Çok sıkıOrta sıkı – sıkıGevşek

400 – 600 400

200 – 400 300

100 – 300 150

İnce-orta kum,siltli veya killi orta-iri kum (SW.SM,SC)

300 – 500 300200 – 400 250100 – 200 150

Homojen organik olmayan kil,kumlu veya siltli kil(CL ,CH)

Çok katı-sertOrta katı-katıYumuşak

300 – 600 400100 – 300 20050 - 100 50

Organik olmayan silt, kumlu veya killi silt Çok katı-sertOrta katı-katıYumuşak

200 – 400 300100 – 300 150 50 – 100 50

8. En küçük boyutu yaklaşık 1 m den küçük olan temeller için müsaade edilebilir

taşıma basıncı, nominal değerin 1/3 nün. temelin en küçük boyutuyla çarpışmasıyla elde

edilir,

9. Eğer temel altındaki zeminde Şekil 1 de gösterildiği .gibi daha zayıf bir tabaka

var ise, bu. tabakaya etkiyen yapı yükü Eşitlik 1 den bulunur. Burada Q , temelin kendi

ağırlığını ihtiva etmeyen uygulanan yük, L ; temel uzunluğu ve B ;temel genişliğidir. Eşitlik 1

den elde edilen bu değer,Tablo 1 den elde edilen nominal değerden küçük veya eşit olmalıdır.

14

(NAVFAC DM-7.2 ,1982) (2)

10. Eğer sömel Şekil 3 de gösterildiği gibi asılı kaldırma yüküne maruz kalıyor ise,

bu kaldırma yüküne direnç Eşitlik 3 den hesaplanır. Burada Q ; uygulanan kaldırma yükü, W ;

temelin ve temel üstünde kesik çizgi ile gösterilen malzemenin toplam efektif ağırlığıdır.

Zemin ağırlığının bulunmasında, su tablasının üstünde toplam birim ağırlık ( ) , su

tablasının altında ise yüzer birim hacim ağırlık ( ) kullanılmalıdır. Eşitlik 3 den elde

edilecek emniyet faktörünün ikiden küçük olmaması gerekmektedir (F>2).

(TERZAGHİ , K. and PECK , R.B 1948 ) (3)

Şekil 3 Asılı Kaldırma Yükü Etkisindeki Yüzeysel Temel (NAVFAC DM-7.2 ,1982)

2.1.1.Deneysel Taşıma Gücü

Deneysel taşıma gücünün bulunmasında Standart, Statik ve Dinamik Penetrasyon,

Pressiometre ve Veyn gibi arazi deneyi sonuçları kullanılır. Deneysel yöntemde temelin

maksimum oturması dikkate alınarak müsaade edilebilir taşıma basıncı ampirik olarak

bulunabilir. Fakat bitişik temellerin etkisiyle oluşan. oturmalar dikkate alınmaz. Deneysel

yoldan taşıma gücü analizine gidilmesi halinde, eğer sömeller birbirlerini etkileyecek kadar

yakın aralıklı yerleştirilmiş ise, ayrıca detaylı oturma analizi yapmak gerekmektedir.

15

2.1.1.1.Standart Penetrasyon Deneyi

İlk defa 1927 yılında ABD de Raymond Concrete Piling firması tarafından kullanılan ve

çapı 60-100 mm arasında değişen sondaj kuyularında uygulanabilen Standart Penetrasyon

Deneyi, dikkatli yapıldığı takdirde zeminin fiziksel ve mekanik özelikleri hakkında faydalı

ve ucuz ampirik bilgiler sağlamaktadır. Esas olarak kumlu zeminlerde kullanılan bu deney,

yumuşak killerden zayıf kayalara kadar değişik malzemelerde farklı amaçlar için

uygulanabilmektedir.

Basit mekanik bir mekanizması olan bu deney de , özel sonda deney yapılacak seviyeye

indirilir. 63.5 kg lık bir ağırlık 76 cm yükseklikten düşürülerek, sondanın zemin içinde 30

cm ilerlemesi için gerekli enerji veya darbe sayısı tespit edilir. Deneyi yapan sondörün

deneyiminden kullanılan malzemenin yıpranma derecesine kadar birçok faktörün etki ettiği bu

deneyde, elde edilen ham darbe sayısı (N) değerlerinin deney yapılan seviye ve yer altı suyu

durumuna göre düzeltilmesi gerekmektedir.

N değeri ile zeminin müsaade edilebilir taşıma basıncı arasındaki ilk ilişki, Terzaghi ve

Peck tarafından 1948 yılında sunulmuştur . Temel genişliğine bağlı olarak N değerlerinin

incelendiği. bu yaklaşımda, direk olarak müsaade edilebilir taşıma basıncı

bulunabilmektedir. Şekil 4 de verilen bu ilişki, oturmaların 25 mm yi aşmadığı ve yeraltısuyu

seviyesinin temel tabanından en az temel genişliğinin iki katı kadar derinlikte olduğu

durumlar için geçerlidir

16

.

Şekil 4 - Kum Üstüne Oturan Temellerin Müsaade Edilebilir Taşıma Basıncı

(TERZAGHİ , K. and PECK , R.B 1948 )

Terzaghi ve Peck'in bu yaklaşımı yayınlandığı 1948 yılından beri, tutucu sonuçlar

sunduğu. gerekçesiyle değişime uğramış veya konuyla ilgili olarak yeni yorumlar

sunulmuştur Bunlardan biri, Peck ve arkadaşları tarafından 1974 yılında teklif edilenidir. Bu

yaklaşımda, 1948 yılından sonra yapılmış araştırma sonuçları ve bilgi birikimi dikkate

alınmaktadır . Bu yöntemde, temel altındaki zeminde temel genişliğinin iki katı (2B) kadar

olan derinlikte elde edilen N değerlerinin ortalaması alınır ve bazı düzeltmeler yapılır. Eğer

zemin siltli, ince taneli kum ve yeraltı suyu ihtiva ediyorsa ve N> 15 ise, N değerleri Eşitlik 4

de verildiği gibi düzeltilir. Ayrıca derinlik faktörüde dikkate alınmalıdır. Sondaj tijinde

oluşacak titreşim,yüzeyde uygulanacak enerjinin doğrudan sonda ucuna aktarılmasını

önlemektedir . Ayrıca derin seviyelerde tijin zati ağırlığı batmayı kolaylaştırmaktadır.

17

Bu nedenle ölçülen N değerinin bir derinlik düzeltmesine tabi tutulması gerekmektedir

(Eşitlik5) . Eşitlik 6 da verilen P' , efektif düşey örtü basıncıdır. Aynı düzeltme faktörü, Şekil

5 de grafike edilmiştir.

Şekil 5 Düzeltme Faktörü CN Değerleri (GİBBS , H.J. and HOLTZ , W.G. ,1957)

N’ = 15 + 0.5 ( N – 15 ) (GİBBS , H.J. and HOLTZ , W.G. ,1957) (4)

N” = CN .N (GİBBS , H.J. and HOLTZ , W.G. ,1957) (5)

CN = 0.77 log10 (GİBBS , H.J. and

HOLTZ , W.G. ,1957) (6)

Düzeltilmiş bu ortalama N değerleri, Şekil 6 da verilen yeni grafiklerde kullanılarak,

daha hassas olarak çözüme gidilebilir. Şekil 6 da verilen bu bağıntıda, 25 mm lik oturmayı

18

tolere edebilecek zeminin müsaade edilebilir taşıma basıncı, N değeri ve Df/B oranına bağlı

olarak incelenmektedir. Burada Df temel derinliği, B ise temel genişliğidir.

1.5 0 0.5 1 1.5 0 0.5

Temel genişliği B, m

Şekil 6. Müsaade Edilebilir Taşıma Basıncı Değerleri

( PECK , P.B. , HANSON , W.E and THORNBURN , T.H. ,1974 )

Şekil 6 dan elde edilen müsaade edilebilir taşıma basıncı qa değerinin, ortamda yeraltı

suyu olması durumunda yeniden düzeltilmesi gerekmektedir ( Eşitlik 7 ) Burada cw düzeltme

faktörüdür ve Eşitlik 8 den bulunur. Bu faktörün bulunmasında kullanılan Dw temel

etrafındaki sürsaj yüzeyinden yeraltısuyu tablasına olan derinliktir.

q'a = cw . qa ( PECK , P.B. , HANSON , W.E and THORNBURN , T.H. ,1974 )(7)

cw = 0.5 + ( PECK , P.B. , HANSON , W.E and THORNBURN , T.H. ,1974 ) (8)

N değerine bağlı olarak geliştirilen bir başka yaklaşımda Meyerhof tarafından yapılmıştır Mayerhof'un ilk makalesinde, Terzaghi ve Peck tarafından geliştirilen ve şekil 4 de sunulan bu ilişki formüle edilmiştir (Eşitlik 9). 25 mm lik oturmaların tolere edildiği varsayımıyla geliştirilen bu ilişkilerde, temel genişliğinin 1.25 m den büyük ( B> 1.25 m) olduğu durumlar için Eşitlik 9 ve aksi durum için. ( B < 1.25 m) Eşitlik 10 un kullanılması tavsiye edilmektedir.

qa = (MEYERHOF , G.G. ,1965 ) (9)

19

qa = (MEYERHOF , G.G. ,1965 ) (10)

qa = (MEYERHOF , G.G. ,1965 ) (11)

Eşitliklerde kullanılan. büyüklükler SI birimindedir. Müsaade edilebilir taşıma basıncı

(qa) kN /m2 , oturma (s) mm ve temel genişliği (B) m boyutundadır. N , temel tabanında

temel genişliği kadar derinlikteki değerlerin ortalamasıdır.

N değeri dolaylı yönden zeminin taşıma gücünün bulunmasında da

kullanılabilmektedir. Şekil 7 , kum ve kumlu çakıl için N darbe sayısı ile kayma direnci açısı

arasındaki ilişkiyi sunmaktadır Kabaca Eşitlik 12 deki gibi formüle edilebilen bu ilişki ile

zeminin kayma direnci açısı tesbit edilebilmektedir. Bu elde edilen değerler, teorik taşıma

gücü analizinde kullanılan taşıma gücü faktörlerinin bulunmasında kullanılmaktadır.

( PECK , P.B. , HANSON , W.E and THORNBURN , T.H. ,1974 ) (12)

Şekil 7 Darbe Sayısı Ve Kayma Direnci Açısı ( ) Arasındaki İlişki

( PECK , P.B. , HANSON , W.E and THORNBURN , T.H. ,1974 )

20

2.1.1.2.Statik Penetrasyon Deneyi

Statik penetrometre olarak bilinen bu deneyde, değişik sonda tipleri kullanılmaktadır.

Birbirlerinden uç dirençlerinin ölçülmesi bakımından ayrılan bu penetrometrelerde, basınç

altında zemin içine itilen sonda ucunun gösterdiği direnç ile bütün sonda çubuğu çevresinde

oluşan sürtünme kuvveti ölçülür.

En yaygın tipi olarak bilinen Hollanda penetrometresi iç içe geçmiş iki çubuktan

oluşur.10 cm2 kesit alanı. ve 600 lik konik bir başlığa sahiptir. Gevşek, uniform, ince taneli

zemin depozitlerinde başarıyla kullanılabilen bu deneyle, Standart Penetrasyon Deneyinde

karşılaşılan eksiklikler önlenmektedir. Fakat yoğun zeminlerde ve taneleri köşeli olan,

depozitlerde uygulama zorluğuna sahiptir. Ayrıca bir sondaj kuyusu açımına gerek olmayan

bu deneyde sonuçlar ; zeminlerin sınıflanması, müsaade edilebilir taşıma basıncı ve

oturmaların bulunmasına yönelik önemli bilgiler vermektedir.

Özellikle kazıklı temellerin tasarımda yaygın bir kullanımı olan Statik Penetrometre

Deney sonuçları, zemin sınıfının bilinmesi halinde yüzeysel temeller içinde kullanılabilir.

Temel genişliği yaklaşık 1-2 m olan kohezyonsuz zemin üzerindeki yüzeysel bir temel için

müsaade edilebilir taşıma basıncı aşağıda verilen bağıntı ile hesaplanabilir (Eşitlik 13) Bu

eşitlik içSSin kullanılan qc konik uç direncidir ve kN/m2 boyutundadır.

qa = (MEYERHOF , G.G. ,1965 ) (13)

Eşitlik ( 13 ) yalnızca çok basit durumlar için geçerlidir. Daha hassas çözümler için,

temel genişliği ve derinliğini dikkate alarak geliştirilmiş ( Şekil 8 ) kullanılmalıdır. Mayerhof

tarafından geliştirilmiş bu şekilde, temel genişliği ve temel derinliğinin fonksiyonu olarak

penetrometre vasıtasıyla ölçülen uç direnci qc ile müsaade edilebilir taşıma basıncı qa

arasındaki ilişki incelenmektedir. Bu ilişki, Eşitlik 14 de formüle edilmektedir. Bu eşitlikte,

temel genişliğinin ( B ) m boyutunda olduğuna dikkat edilmelidir.

qa = . qc (SANGLERAT , G. , 1972) (14)

qc = Uç Direnci kN/ M2

21

B = Temel Genişliği MDf = Temel Derinliği M

Sekil 8. Statik Penetrasyon Deneyinde Müsaade Edilebilir Taşıma Basıncı(SANGLERAT , G. , 1972)

2.1.1.3. Dinamik Penetrasyon Deneyi,

Dinamik Penetrasyon Deneyi, SPT ile aynı prensiplere sahip olup bu deneyin yapıldığı klasik kuyular arasında veri toplamak maksadıyla uygulanır. Bu deneyde 64 mm çaplı ve 600

tepe açılı konik bir başlık kullanılır. 63.5 kg lık bir ağırlık 76 cm yükseklikten düşürülür ve her 30 cm’ lik ilerleme için darbe sayısı tespit edilir.

Dinamik Penetrasyon Deneyi, kuyu açma işleminden kaynaklanan olumsuz etkileri ortadan kaldırmasına rağmen,genel olarak SPTnin sahip olduğu dezavantajların hepsine maruz kalır. Kuyu açmadan deney yapma durumunda ise, sondaj tijlerinin sürtünmesi dikkate alınmalıdır. Bu. durum için muhafazalı konik başlık kullanılması tavsiye edilmektedir

Bu deney sonuçları, zemin cinsinin bilindiği yerlerde zeminin taşıma gücünün bulunmasında kullanılmaktadır. Dinamik penetrasyon direnci Nco , SPT sonuçlarıyla mukayese edilmiş ve aşağıdaki ampirik ilişki bulunmuştur. N, darbe sayısıdır.

Nco = 15 N (GADSBY . J.W 1971) (15)

Bu deney sonucunda elde edilen dinamik darbe sayısı Nco SPT darbe sayısı N e

çevrildikten sonra. Standart Penetrasyon Deneyinde verilen esaslar doğrultusunda zeminin

müsaade edilebilir taşıma basıncı bulunabilir. Buna alternatif olarak < 4 şartını sağlayan

temeller için, müsaade edilebilir taşıma basıncı Eşitlik 16 de verilen " Dutch formülü"

vasıtasıyla tesbit edilebilir. Eşitlik 17 de verilen dinamik direnç, 20 gibi bir emniyet

faktörüyle bölünerek müsaade edilebilir taşıma basıncı elde edilir.

22

qa = (SANGLERAT,G.,1972) (16)

Rd = (SANGLERAT,G.,1972) (17)Rd, = dinamik birim direnç , kN/m2

ed = gömülme uzunluğu / darbe , cmm = şahmerdanın ağırlığı, kNHd = şahamerdanın düşüm yüksekliği , cm

Pr = tij ağırlığı, kNA= konik başlığın kesit alanı , m2

Deneysel yoldan zeminin müsaade edilebilir taşıma basıncının bulunmasına alternatif

olarak bir başka yaklaşımda Meigh ve Hobbs tarafından yapılmıştır . Standart, Statik ve

Dinamik penetrasyon Deney sonuçlarının birlikte incelendiği bu yaklaşımda besaplanan nihai

değer, düzeltilmiş müsaade edilebilir taşıma basıncı olarak tanımlanmaktadır.

qa’ = (MEIGH, A.C. and HOBBS. N.B.,1975) (18)

Kb = (MEIGH, A.C. and HOBBS. N.B.,1975) (19)

qc = uç direnci, kN/m2

Nco= dinamik penetrasyon direnci

Burada qa ; Terzaghi-Peck yaklaşımından ( Şekil 4) bulunan müsaade edilebilir taşıma basıncı, qc ; Hollanda sondalı Statik Penetrometreden elde edilen uç direnci, Nco ;Dinamik Penetrasyon Deneyinden elde edilen düzeltilmiş dinamik penetrasyon direncidir ( darbe sayısı / 0.3 m), (Eşitlik 19) den bulunan Kb değeri, kabaca zemin cinsine göre Tablo 3 den de alınabilir. Bu değer, düzeltilmiş müsaade edilebilir taşıma basıncının. bulunmasında pratik olarak kullanılabilmektedir ( Eşitlik 18) . Tane büyüklüğü ve tane dağılımına bağlı olarak değişen düzeltme faktörü Kb değerlerinin özellikle oturma hesaplarında kullanılması tavsiye edilmektedir. Taşıma gücü hesaplarında kullanılması durumunda ise, diğer yöntemlerle hesaplanan değerlerin doğruluk derecesini arttıracaktır.

Kb ZEMİNİN CİNSİ

23

2.5 Kumlu Silt4 İnce Kum5 İnce – Orta Kum8 Kumlu Çakıllı Kum8 Orta – İri Taneli Kum8 – 16 Çakıllı Kum12 – 16 Kumlu çakıl

Tablo 3. Düzeltme Faktörü Kb Değerleri (DE BEER, E.E. ,1965)

2.1.2.Teorik Taşıma Gücü

Son taşıma gücü teorik olarak temel altındaki zeminin kayma direnci parametreleri

kullanılarak hesaplanabilir. Terzaghi , Prandtl denklemini zemin şartlarına uygulayarak

yüzeysel temeller için taşıma gücü bağıntısını geliştirmiştir (Eşitlik 20 )

Yüzeysel temeller için teorik ve gözsemsel yenilme analizleri şematik olarak (şekil 9)

da sunulmaktadır. Bu çözümde temel tabanı üzerinde kalan zeminin kayma direnci ihmal

edilerek taşıma gücünün gömülme derinliğine eşdeğer bir yükle temsil edildiği varsayılmıştır.

Sürekli şerit temeller için taşıma gücü ve müsaade edilebilir taşıma gücü bağıntıları sırasıyla

(eşitlik 20) ve ( 21) verilmektedir.

Şekil 9. Taşıma Gücü analizinde Teorik Ve Ampirik Yenilme

(SKEMPTON , A.W. ,1951)

qu = c (SKEMPTON , A.W. ,1951) (20)

qa = (SKEMPTON , A.W. ,1951) (21)

qu = Son Taşıma Gücü

qa = Müsaade Edilebilir Taşıma Basıncı

A. B = Şerit Temelin Genişliği

Df = Temel Derinliği

C = Zeminin Kohezyon Direnci

= Zeminin Birim ağırlığı

24

B. F = Emniyet Faktörü

Nc , Nq , N = Taşıma Gücü Faktörleri

Skempton , Eşitlik 21 da verilen müsaade edilebilir taşıma basıncı bağıntısını yeniden düzenlenmiştir (Eşitlik 22 ) Burada P, zemin ve zemin suyunun etkisiyle ortaya çıkan toplam örtü basıncı olup hesaplanmasında temel seviyesi dikkate alınır. P’0 ise efektif örtü basıncıdır. Müsaade edilebilir taşıma basıncı Eşitlik 41 de farklı şekilde ifade edilmesine rağmen, normal zemin şartlarında farklı sonuçların elde edilmediği belirtilmelidir.

qa = (SKEMPTON , A.W. ,1951) (22)

Zeminin kayma direncine dayanan taşıma gücü analizinde, temel ve zemin özelliklerini. temsil eden bazı değişkenlerin iyi şekilde tanımlanması gerekmektedir. Temel boyutları, konsantrik ve eksantrik yükleme durumu, yeraltı suyu seviyesi gibi faktörlerin varlığında yukarıda verilen bağıntıların uyarlanmış şekliyle kullanılması gerekmektedir. Fakat temel derinliğinin temel genişliğine eşit veya küçük (Df B) ve temelin düşey kenarında ve Tabanında oluşan sürtünme ve adhezyon dirençlerinin ihmal edildiği varsayımı , bu bölümde bahsi geçen bütün analiz biçimleri için geçerlidir.

Terzaghi taşıma gücü bağıntıları incelendiğinde, son taşıma gücünün temel derinliğiyle değiştiği gözlenmektedir. Kohezyonlu zemin (=0) üzerine oturan yüzeydeki bir temel (Df=0) için taşıma gücü ,temel genişliğine bağlı olarak değişmemektedir. Kohezyonsuz zeminde (c=0) ise, son taşıma gücü direk olarak temel genişliği ile ilgilidir. Bu durum için, temel derinliğinin temel genişliğine göre etkisi daha fazladır.

2.1.2.1.Taşıma Gücü Faktörleri

Teorik taşıma gücü hesaplarında zemin ;kohezyon (c), içsel sürtünme açısı () ve birim

ağırlık ( ) parametreleri ile temsil edilir. Daha önce tanımlanan taşıma gücü bağıntılarından

görülebileceği gibi kohezyon ve birim ağırlık hesaplarda direk olarak kullanılmaktadır.

Kayma direnci açısı ise, taşıma gücü faktörlerinin bulunmasında önemli bir parametredir.

Burada taşıma gücü faktörlerinin nasıl elde edildiği konusuna girilmeden, yalnızca bu işlemler

sonucunda ulaşılan nihai bağıntılar verilecektir.

Nq = tan2 (45+ / 2 ) e . tan (SKEMPTON , A.W. ,1951) (23)Nc = (Nq-1) cot (SKEMPTON , A.W. ,1951) (24)

Ng = 1.8 ( Nq - 1 ) tan (SKEMPTON , A.W. ,1951) (25)

Bu eşitlikler, analizlerde kolaylık sağlamak amacıyla grafik veya tablolar halinde

sunulmuştur. (Şekil 10), değişik içsel sürtünme açısı değerleri için taşıma gücü faktörlerini

vermektedir. Fakat (Şekil 10) dikkatli incelenirse, taşıma gücü faktörlerinin, kayma direnci

açısının küçük aralıklarında önemli oranda değişiklik arzettiği gözlenecektir. Özellikle aşırı

konsolide kohezyonlu zeminlerde kayma direnci açısı , arazi ve laboratuar yükleme şartlarına

25

bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bu nedenle hesaplarda kullanılacak taşıma gücü

faktörlerinin dolayısıyla içsel sürtünme açısının seçimi, arazi şartlarını en iyi şekilde temsil

edecek yükleme oranı dikkate alınarak yapılmalıdır,

Şekil 10 da verilen taşıma gücü değerleri genel yenilme şartları için geçerlidir. Benzer

çözüm, yerel yenilme şartları için de yapılabilir. Terzaghi, yerel yenilme analizinde kohezyon

ve içsel sürtünme açısının gerçek değerlerinin 2/3 ünün alınmasını önermektedir.

Şekil 10

Taşıma Gücü Faktörleri (HANSEN. J. B. 1961 )

2.1.2.2.Şekil Faktörü

Temelin şekli, aşağıda uyarlanmış şekliyle verilen Eşitlikten görülebileceği gibi yarı

ampirik şekil faktörlerinin kullanılmasıyla taşıma gücü hesaplarında dikkate alınır.

Qa = c . Nc . sc +Df . Nq . sq + 0.5 . . B . N . s (DE BEER, E.E. ,1965) (26)

Burada sc , sq ve sg şekil faktörleridir. Tablo 8 , DIN 4017 standardında verilen şekil

faktörü değerlerini sunmaktadır Bu tabloda kullanılan L ve B değerleri dikdörtgen temelin

boyutları olup, sırasıyla temelin uzunluğu ve genişliğini temsil etmektedir. Farklı 'temel

şekilleri için genel,kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminlerde kullanılacak taşıma gücü

eşitlikleri Tablo 9 da verilmektedir

2.1.2.3.Yeraltısuyu Etkisi

26

Yeraltısuyu tablasının pozisyonu ve duraylılığı taşıma gücü analizlerinde önemle

dikkate alınması gereken bir faktördür.

Temel Şekli Şekil Faktörleri

Sc , sq Sg

Şerit 1.0 1.0

Dikdörtgen 1+0.3 B / L 1 - 0.4 B / L

Kare veya daire 1.3 0.6

27

Tablo 4 .Şekil Faktörleri

(CANADIAN MANUAL 1975)

28

Şekil 11Farklı Zemin Şartlarında farklı Şekilli Temeller İçin Taşıma Gücü ( qu ) Eşitlikleri

(NAVFAC DM – 7.2 , 1982)

29

Eğer su seviyesi yüzeye kadar ulaşıyorsa, zeminin taşıma gücü yaklaşık olarak yarı değerine düşecektir. Çünkü zeminin yüzer birim hacim ağırlığı ( s ), birim ağırlığın () yaklaşık yarısına eşit olacaktır. Eğer kalıcı su tablası ; temel tabanında temel genişliğinden büyük bir derinlikte ise, düşey basıncın; hesaplanmasında zeminin toplam birim ağırlığı kullanılacaktır.

Eger yeraltısuyu seviyesi temel tabanına yakın veya temel tabanının üstünde ise yüzer birim hacim ağırlık kullanılmalıdır. Yeraltı suyu seviyesinin duraylı olmaması durumunda, dalgalanma sırasında suyun ulaştığı en yüksek seviye, yeraltısuyu seviyesi olarak dikkate alınıp hesaplarda kullanılacaktır . İlgili notasyonlar Şekil 12 de gösterilmektedir.

Şekil 12 Yüzeysel temeller ve yeraltısuyu (CANADIAN MANUAL, 1975)

Yeraltısuyu etkisi dikkate alınarak taşıma gücü bağıntıları yeniden formüle edilmiştir

Şekil 13 ; su tablası derinliği, temel genişliği ve zeminin kayma direnci açısına bağlı olarak

birim ağırlık faktörü ( F1) ve yenilme zonu derinliğini ( d0 ) vermektedir. Bu çözümler ,

yeraltısuyu seviyesinin yatay , temel tabanının pürüzlü ve kohezyonlu zeminlerde ( = 0 )

yeraltısuyunun etkili olmadığı varsayımlarına göre yapılmıştır.

30

Şekil 13 Yeraltısuyu Etkisindeki Zeminlerde Taşıma Gücü Analizi

(NAVFAC DM- 7.2 1982)

Terzaghi’den sonra taşıma gücü analizinde daha gerçekçi sonuçlara ulaşabilmek için

bazı analitik ve ampirik araştırmalarda yapılmış ve yeni yaklaşımlarda bulunulmuştur. Daha

önce bahsi geçen temel geometrisi ve yer altı suyunun , zemin taşıma gücü üzerindeki etkisine

ilaveten kırılma yüzeyi şekli temel derinliği , eğimli yükleme şartları gibi konularda da

gelişme kaydedilmiştir.

31

2.2.Derin Temellerde Taşıma Gücü Hesaplamaları2.2.1.kazıkların taşıma gücü

2.2.1.1.Münferit kazıkların taşıma gücü,

Kazıklarla narin münferit ayaklar arasındaki tek fark, inşalarındaki metotdan ileri gelir.

Kazıkların enine kesidi, genel olarak sabittir. Bazı tip kazıklarda enine kesit sabit değildir ve

kazık hafifçe koniktir. Buna rağmen, kazıkların taşıma gücünü hesaplamak için münferit

ayaklar sırasında söylenenlerden faydalanmak mümkündür, Bir kazığın taşıdığı Q yükünün Qf

kısmı, kazık çevresindeki sürtünme ile taşınır, Geriye kalan Qp kısmı ise kazığın ucu

tarafından zemine aktarılır. Buna göre, statik yükler altında bir kazığın taşıma gücü:

Q = Qp + Qf (ÇAMLIBEL, N.A İstanbul) (27)

formülü ile gösterilir. Burada Qf miktarına sürtünme direnci ve Qp, miktarına da uç

direnci denir. Qp ve Qf simgeleri, münferit ayakların taşıma gücünü veren formülde sırası ile

QD ve 2 R fs Df ifadelerine denk gelir. Üniform plastik tabakalara, örneğin ; derinliği önemli

olan yumuşak kil, nehir dolması, vaz, silt gibi zeminlere tamamı ile gömülü olan kazıklarda

Qp uç direnci, Qf sürtünme direncine göre çok azdır ve ihmal edilebilir. Bu çeşit kazıklara

sürtünme kazıkları (friksiyon kazıkları) veya yüzen kazıklar denir. Diğer taraftan, kazığın uç

kısmı daha dayanıklı tabakalara girmiş veya dayanıklı tabakalara oturmuş ise yükün önemli

bir kısmı Qp uç direnci tarafından alınır. Yumuşak vaz veya plastik kil tabakalarını delerek

ucu kayaya dayanmış, veya kaidesi kayaya oturtulmuş kazıkların yükü uç tarafından taşınır.

Böyle kazıklara sütun kazıklar veya uç kazıkları denir

Qf sürtünme direnci ile Qp uç direnci arasındaki oran zeminin cinsine ve kazığın

boyutuna bir de kazığın yapılış metoduna bağlıdır. Ahşap ve hazır betonarme kazıklar gibi

bazı kazıklar zemine çakılarak sokulurlar. Bazı kazıkları inşa için de ilk önce zemine bir kılıf

(mesela serbest kapalı bir boru) çakılır. Kılıf içindeki boşluk betona doldurulur. Bazı tip

kazıklarda beton doldurma Sırasında kılıf dışarıya çekilir. Bu çekme çalışması çakma

sırasında zeminde uyandırılmış gerilmelerin bir kısmını yok eder. Kazık veya kılıfların sert

zeminlere çakma işini kolaylaştırmak için basınçlı Sudan faydalanılır. Kazığın ucundan veya

ucunun çevresinden fışkıran bu basınçlı su, kazık ucu altındaki zemini gevşetir.

Diğer bir grup kazıkları inşa için zemine, sondaj aletleri ile bir delik açılır. beton bu

delik içine dökülür. Bu arada delik kaplamasını teşkil eden boru (tubaj) yerinde bırakıldığı

gibi sökülüp dışarı da çıkarılabilir.

32

Diğer bazı inşa sistemlerinde zemine ucu açık bir boru çakılır. Borunun içine giren

zemin materyali sondaj aletleri veya basınçlı su vasıtası ile temizlenir. Bu suretle hazırlanan

delik içine beton dökülür.

Silindirik münferit ayakların taşıma gücünü bulmaya ait hesap metotlarındaki belirsizlik dolayısı ile kazıkların taşıma gücünü hesaplamaya ait çabaların başarısızlıkla sonuçlanması doğaldır. Bütün bu gayretlerde keyfi kabuller veya mevcut teorilerin doğru olmayan uygulaması görülmektedir. Mesela, uç mukavemeti, yalnız iki boyutlu deformasyonlar için doğru olan teorilerle (pasif toprak itkisi teorisi veya sonsuz uzunluktaki şerit temeller ve banketlerin taşıma gücü teorisi ) hesaplanmıştır.

Kazık çevresine gelen basınç Coulomb'un toprak basıncı teorisi ile bulunmuştur. Halbuki bu teori, yalnız iki boyutlu (bir düzlem içindeki) deformasyonlar için yürürlüktedir. Bundan başka, zeminin hacimsel sıkışma kabiliyetinin uç direnci üzerine olan etkisi tamamıyla ihmal edilmiştir. Şu halde, laboratuarda yapılan zemin deneylerine dayanarak bir kazığın taşıma gücünü hesaplamak, bu gün için mümkün olmadığından bu değer ya mahallî tecrübelere dayanılarak belirlenir yada bir deney kazığı üzerinde yükleme deneyî yaparak doğrudan doğruya tayin olunur.

Yükleme deneyi mecburiyetinden kurtulmak için basit bir şantiye ölçüsü vasıtasıyla (yani belli bir WT ağırlığındaki tokmağın belli bir H yüksekliğinden kazık başına düşmesi sonucu kazığın zemine giriş miktarını ölçerek) taşıma gücünü hesaplamak için yüzyıldan fazla bir zamandan beri sürekli gayretler harcanmaktadır.

Kazığın AF giriş miktarı ile zeminin bu girişe karşı gösterdiği dîrenç arasındaki

bağlantıyı gösteren denklemlere Dinamik kazık formülleri ismi verilmiştir.

2.1.1.2.Dinamik kazık formülleri.

Münferit bir kazığın belli bir tokmak darbesi yüzünden zemine gireceği miktarı ile zeminin bu girişe karşı göstereceği direnç arasındaki bağlantının, münferit bir kazığın, statik yükler altında batmaya karşı göstereceği dirence benzetilerek, Şekil ( 2 – A ) da o e b eğrileriyle gösterilen şekilde olduğu kabul olunur.

33

Şekil ( 14) (Kum Zemin Dirençleri) (ÇAMLIBEL, N.A İstanbul)

Kum zeminlerin kazığın girmesine karşı gösterdiği direnç, şekil ( 14 – A) da görüldüğü üzere giriş miktarı ile artar. buna mukabil, killi zeminlerin göstereceği direnç, şekil ( 14 – A)da işaret ediği üzere, girme olayı sırasında bir maksimum değerden geçebilir. Bu suretle kazığın tokmak darbesi altında zemine girerken göreceği direncin, giriş miktarının p değerini alması sırasında değişebileceği görülür.

Bu yüzden, girişe karşı zeminin göstereceği dinamik direnç teriminin belli bir manası

yoktur. Bu sebeple bu terim ile girişe karşı gösterilen nihai direnç, yani girme eğrisinin düşey

asimptotuna karşılık gelen QD direnci kast olunur.

Tokmak darbesi ile kazık '"zemine kadar girer. Bunun p kısmı daimi giriş

miktarıdır. (’ — ) miktarı ise kazığın çevresindeki zeminin geçici elastik sıkışma

(kısalma) miktarıdır. Bundan dolayı tokmak darbesi ile zemine Batma (girme) olayını her

zaman "elastik bir geri tepme takip eder". Bu anda kazık başının hissedilebilecek derecede

yukarı doğru çıktığı görülür. Şekilde bu geri tepme b a eğrisi ile gösterilmiştir. Zeminin

gösterdiği direnç ile buna tekabül eden girme miktarı artışı çarpımı girme olayının artışı

sırasında yapılan işe eşittir.

Şekilde taranan (o b a )alanları, kazığın zemine p kadar girmesi sırasında çevre sürtünmesini yenmek ve Kazık ucu altındaki zemini etrafa itmek için lazım gelen işi gösterir. Bu faydalı işe ilave olarak, tokmağın darbesi ile kazık ve etrafındaki zemin şiddetli titreşim haline sokulmuş olur ve tokmak kazık başına düştükten sonra bir çok kereler zıplar.Bu dinamik olaylar için harcanan enerjiye kayıp gözü ile bakılır.

Mevcut dinamik kazık formüllerinde şu basitleştirici kabuller yapılmıştır: Zeminin

kazığın girmesine karşı gösterdiği direnç, kazığın kadar girişi sırasında sabittir ve değeri

de Qd dir. Şu halde, E1 ile toplam enerji kaybı gösterilir ve düşen tokmağın yaptığı işin H. WT

olduğu düşünülürse :

H• WT = (QD - WK - WT) +Eı (CANADIAN MANUAL1975) (28)

Veya kazık ve tokmağın WK ve WT ağırlıklarını Qd yanında ihmal ederek :

34

H. WT = QD + Eı (CANADIAN MANUAL1975) (29)

Yazılır. Bundan başka, kayıp olan enerji olarak yalnız kazığın ve çevresindekî zeminin geçici olan elastik sıkışması (kısalması) dolayısı ile harcanan enerji kabul olunur. Diğer taraftan, tokmak darbesinin doğurduğu vibrasyonlar dolayısı ile mevcut olan önemli enerji kayıpları ihmal edilir. Şekilde gösterilen (direnç-giriş) diyagramını, kazık formüllerinin çıkarılmasındaki biraz keyfi kabulleri olan yukarıdaki taranmış alanın a b d kısmını E1 enerji kaybı kısmına katacak ve oadne alanı yerine de aynı yükseklikte bir dikdörtgen alacağız. Bu dikdörtgenin

Qd= alanı (CANADIAN MANUAL1975) ( 30 )

genişliği, dinamik kazık formülünün gösterdiği dinamik direnç olarak kabul edilebilir.

Şekillere göre, bu Qd değeri, Q'd dinamik direncinden küçük veya büyük olabilir.

Yukarı ki (29) formülündeki Eı enerji kaybı miktarını belirlemek îçin kullanılan mutat metotlar aşağıdaki kabullerden birine dayanır.

a) Eı enerji kaybı, Qd dinamik direnci ile kazığın ('—) geçici giriş miktarı çarpımına eşittir.

b) Eı enerji kaybı, sadece, kazığın elastik kısalmasından dolayıdır.c) E1 enerji kaybı, Newton'un çarpma teorisi vasıtası ile hesaplanacak enerji kaybına

eşittir.d) Eı enerji kaybı, kazığın elastik kısalmasından doğan kayıp Newton’un enerji kaybı

toplamına eşittir. (Yani madde b .ve c toplamına eşittir).Aşağıda türlü dinamik kazık formülleri, taşıma gücüne göre yazılacaktır. Bu formüllerin

bazıları, bunları çıkaran sahipleri tarafından , taşıma gücüne göre ve bazıları da kazığın emniyet yüküne göre düzenlenmiştir. Bu formüllerde :

L == kazığın boyu (cm olarak)

A = kazığın kesit alanı (cm2 olarak)

wk= kazığın ağırlığı (kg olarak)

E = kazığın yapıldığı malzemenin elastiklik modülü (kg/cm2 olarak.)

m = Newton'un çarpma teorisindeki sademe katsayısı.WT = tokmak ağırlığı (kg olarak) H = tokmağın düşüş yüksekliğidir (cm olarak)

1) Eı enerji kaybı a haline göre takdir olunursa E,= Qd ( - ) (CANADIAN MANUAL1975) (31)

yazılır

bu takdirde (31) denkleminden;

QD = (CANADIAN MANUAL1975) (32)

35

bulunur. Bu denklem ile hesap yapmak için ' miktarının ölçülmesi lazımdır. Bu da

zor olduğundan bu formül kullanılmaz.

2) Weisbach teorisi Bu kabule göre enerji kaybı sadece kazığın elastik kısalması

dolayısıyladır. Weisbach, kazığın zemine girmesine karşı olan direncinin kazık ucunda

toplandığını kabul eder. Kazıktaki eksenal basınç, sıfırdan Qd değerine yükselir. Şu halde,

kazığın kısalması için gerekli iş:

E1= ½ Qd 2 L (WEISBACH) ( 33 )

Bu değer ( 1 ) denkleminde yerine konur ve Qd çözülürse Weisbach'ın

Qd = (WEISBACH) (34 )

formülü bulunur.

2.1.1.3.Kazıklara ait taşıma gücünün yükleme deneyleri ile bulunması.

Bir kazığın, zeminin kırılmasına sebep olmaksızın emniyetle taşıyabileceği yükü bulmak için kazık yükleme deneyi yapılır. Çakılmış veya yerinde dökülmüş bir kazık yüklenerek etüt edilir. Bazen bir kaç kazıktan meydana gelen küçük bir kazık grubu da yüklenerek deney yapılır. Belli bir iş içîn yapılacak kazık yükleme deneylerinin sayısı, yapının şekil ve önemî ile temel zeminin cinsine bağlıdır.

Çakılmış kazıklar halinde, kazığın çakılması sırasında, 10 ~ 20 vuruştan ibaret her tokmaklama. işi sonundaki refü miktarları ölçülür ve kaydedilir. Kazığın yüklenmesine, zeminin cinsine göre, çakma işinin bitmesinden belli bir zaman sonra başlanır. Bu belli zaman kumlu ve geçirgen zeminlerde en az 24 saat, killi ve az geçirgen zeminlerde ise en az 5 gündür. Bundan amaç, çakma işi sırasında zemin içinde meydana gelen yeni gerilme durumunun tekrar dengeye girmesini beklemektîr.

Dengenin tekrar sağlanması, boşluk suyu akımı ile de ilgili olduğundan az geçirgen zeminlerdeki bekleme müddeti uzundur. Kazık yükleme deneyi yapıldığı sırada zeminin, mesela yakında kazık çakma gibi işler yüzünden titreşim haline girmemesine dikkat etmek lazımdır. Bu söylenenler düşünülürse kazık yükleme deneyi, yapının yapılmasından sonra mevcut olacak denge durumuna uyacak şekilde, sabit dengedeki zeminde yapılmalıdır. Kazık çakma sureti ile veya civarda yapılan başka işler yüzünden dengesi bozulmuş (deneyden biraz evvel örselenmiş veya deney sırasında örselenmekte olan) zemin içindeki kazıklar üzerinde yükleme deneyi yapmak doğru değildir. Kazığın yüklenmesi bir veren vasıtası ile veya doğrudan doğruya yapılır. Veren kullanılması halinde, bunların her deneyden önce ayarlanması lazımdır. Veren, üzerine ağırlık konmuş veya zemine ankre edilmiş veya çakılı olan diğer kazıklara bağlanmış bir platform ile kazık başı arasına konur ve kuvvet miktarı manometre üzerinde okunur. Doğrudan doğruya yükleme halinde kazığın başına, tahmin

36

edilen yükü alabilecek büyüklük ve sağlamlıkta ve devrilmeyecek şekilde bir platform inşa olunur ve devrilme ihtimaline karşı emniyet tedbirleri alınır. Yük olarak kum torbaları, tuğla veya profil demirleri veya demir külçeleri kullanılır. Yükleme deneyleri vasıtası ile uygun ve işe yarar netice almak için bunların bazı şartlar altında yapılması lazımdır

Genel olarak yükleme sırasında kazık başının batma miktarları ölçülür ve grafik olarak tespit edilir. ölçme işi, bir milimetrenin onda biri veya yüzde birini gösteren ölçü saatleri vasıtası ile yapılır. Kazığın hemen yanında, zemine tespit edilen bu ölçü saatleri, kazığa tespit edilmiş (betonarme kazık halinde betona gömülerek tutturulmuş) rijit kollara bağlanır. Bu ölçü, kazık başının, zemine göre izafî çökme miktarını verir. Bundan başka, en az 10 m uzakta bulunan hassas bir nivo aleti ve kazığın başına tespit edilmiş ve platformu serbestçe delip geçen taksimatlı bir çubuk (mira) vasıtası ile kazık başının mutlak çöküntüleri ölçülür. Mutlak çöküntüleri ölçmek işinde kullanılacak röper noktaları, kazıktan en az 6 ila 7 metre uzakta olmalıdır. Gerek nivo aletinin konduğu nokta ve gerekse röper noktalarının kazık başından olan uzaklığı, kazığın yüklenmesi dolayısı ile zemin seviyesinde teşekkül edecek yayvan bir kase şeklindeki çöküntü bölgesinin çapına bağlıdır. Bu noktalar, teşekkül edecek bu çöküntü bölgesinin dışında kalmalıdır. Kazık başının nivo aleti vasıtası ile ölçülecek mutlak çöküntüsü aşağıdaki beş türlü deformasyonun toplamıdır.

a) Yük ve zeminden gördüğü reaksîyonlar altında kazığın elastik kısalması. Bu kısalma, reaksiyonların kazık boyunca olan dağılma şekline bağlıdır.

b) Kazık tarafından aktarılan yükler altında kazık ve zemin sisteminin ortak elastik deformasyonu (çökmesi),

c) Yukarıdaki sebepler dolayısı ile kazık ve zemin sisteminin devamlı deformasyonu.d) Kazık ucu altındaki basınçların, zeminin taşıma gücücünü aşması halinde kazık

ucunun batma mîktarı. Kazık ucu altındaki zeminin kırılması , batma miktarının önemli bir değere (en az 10 mm) gelmesi halinde olur. Bu sırada kazık boyunca meydana gelecek sürtünme gerilmeleri de maksimum değerlerini almış olurlar. Kazığın batması devam ederse, kazık boyunca uyanmış olan sürtünme gerilmelerinin değerleri azalmaya başlar

e) Kazığın eğilmesinden doğan kısalma. Tamamen düşey olarak çakılamamış veya eksantrik yüklenmiş kazıklarda eğilmeden dolayı bir kısalma meydana gelir. Bu kısalma miktarının, diğerleri yanında çok küçük olduğu kabul olunur.

Kazık başının, ölçü saatleri aracılığıyla ölçülen göreceli çöküntüsü kazığın elastik kısalması ile ucunun batma miktarı toplamından meydana gelmiştir. Kazığın mutlak çöküntüsü ile izafî çöküntüsü (nivo ve ölçü saatleri vasıtası ile ölçülen çöküntüler) arasındaki fark zeminin elastik ve daimi deformasyonu toplamıdır. Kazık üzerindeki yükün boşaltılmasından sonra, nivo aleti ile zeminin sürekli deformasyon ve kazık ucunun batma miktarı toplamı ölçülür. Ölçü saatleri ile de yalnız kazık ucunun batma miktarı ölçülür. Kazığın elastik kısalma miktarı îse, yükleme işinin sonunda ve bir de boşaltma işinden sonra ölçü saatleri ile yapılacak ölçüler arasındaki farka eşittir.

Kazık yükünün boşaltılmasından sonra nivo ve ölçü saatleri ile yapılacak ölçüler arasındaki fark da zeminin daimi deformasyonunu (oturmasını) verir.

Yukarıda söylenen şekilde yapılacak ölçüler sayesinde zeminin kazıktan gelen yükler altındaki durumu hakkında açık bir fikir edinmek mümkündür. Kazık yavaş ve basamaklı

37

olarak yüklenir. Her yük basamağında oturmalar pratik olarak ölçülemeyecek dereceye düşünceye kadar beklenir.

Bir kazığın belli bir servis yükünü kaldırıp kaldıramayacağı hak-kında bir fikir edinmek için şu yolda hareket edilir: Kazık bu belli yüke kadar yüklenir ve oturmalar, nihayet buluncaya kadar (kumlu zeminlerde en az 24 saat) beklenîr. Bundan sonra kazığın yükü belli yükün 1,5 misli oluncaya kadar arttırılır ve oturmaların nihayet bulması beklenir. Bundan sonra kazık, mümkünse, zemine batıncaya kadar (zemin kırılıncaya kadar) yüklenir. Bu çeşit deneylerle güvenlik sayısının değeri hakkında kesin bir fikir elde edilir ve zeminin kırılmasına sebep olan yük pratik olarak bulunur.

Kazık ucunun kabul olunabilecek batma miktarı, içinde bulunduğu veya dayandığı zeminin cinsine bağlıdır ve orta boydaki kazıklar için hiç bir zaman birkaç milimetreyi geçmemelidir. (en çok 10 mm). Belli bir yük için kazık ucu batma miktarının, biraz evvel söylenen değeri aşması zeminin kırılmasına aittir. Bundan dolayı kazığın bu belli servis yükünü azaltmak lazımdır.

Yükleme deneyinin amacı, kazığın kaldırabileceği yükün maksimum değerini bulmak ise, kazık, zemin kırılıncaya (yani kazık birdenbire önemli miktarda batıncaya) kadar yüklenir. Pratikte kazığı, zemin kırılıncaya kadar yüklemek kabil değilse, kazığın emniyet yükü olarak, yüklenen maksimum ağırlığın 2/5 şi kabul edilir. Pratikte kazığın oturmaları ordinat ekseninde milimetre ve her basamağa tekabül eden yük de ton olarak apsis ekseninde alınarak bir deney diyagramı çizilir. Oturma miktarları, en az her yükleme basamağının başlangıcında ve sonunda olmak üzere iki defa ölçülür. Zeminin, kazık ucunun girmesine karşı göstereceği direnç az ise kırılma bir müddet sonra meydana gelir. Kırılma anı, diyagramdaki oturma eğrisi gidişinin sert bir şekilde kıvrılması ile belli olur. Tersine olarak zeminin, kazık ucunun girmesine karşı göstereceği direnç büyükse, kazığın, kırılma oluncaya kadar yüklenmesi her zaman kabil olmaz. Böyle hallerde oturma eğrisi sert bîr şekilde kıvrılmaz.

Bazı hallerde kazık çevresi yüzeyindekî sürtünme dirençleri, kazığın harekete başlaması ile birlikte maksimum değerlerini alabilirler. Bu gibi hallerde, kazık ucu altındaki zemin kırılmış olsa bile bunun diyagramda meydana çıkarılması genel olarak çok zordur. Böyle bir hale tekabül eden diyagramın eğriliği, ancak kazık hareketi oldukça büyük olduktan ve bunun sonucu sürtünme dirençleri azalmağa başladıktan sonra artmağa başlar.

Çok kere, sürtünme dirençlerinin değeri hakkında bir fikir edinmek için kazık sökülür. Kazık sökme deneyi bilhassa negatif sürtünmelerin meydana gelmesi söz konusu ise, çok faydalı dayanak noktaları verir. Kazık sökme deneyi, yükleme deneyinin tersi olarak yapılır. Kazık sökülürken, yükleme deneyindeki diyagrama karşın ; çekme kuvvetî ile çıkma miktarı arasındaki bağlantıyı gösterecek bir eğri çizilir. Kazığı batıran ve söken kuvvetler arasındaki fark, kazık ucu altındaki zeminin kırılmasına sebep olan yük olarak kabul olunur.

Kazığın uç direncini doğrudan doğruya ölçmek için bir de şu şekilde deney yapılır: Çapı D1 olan bir kazık çakılır ve sökülür. Veyahut D1 çapında bir sondaj deliği açılır. Bu suretle elde olunan D1 çapındaki deliğin içine D2<D1 olmak üzere D2 çapında bir kazık sokulur ve ucu deliğin dibine hafifçe çakılır. Çevresi ile delik duvarı arasında halka şeklinde boşluk kalan bu kazık üzerinde yükleme deneyi yaparak uç direnci ayrı olarak. bulunmuş olur.

Kazık sökme işinde bulunan sürtünme kuvvetleri, kazığın yukarı doğru hareketine aittir. Halbuki istenilen, kazığın aşağı doğru hareketi sırasında doğacak sürtünme gerilmelerînîn

38

miktarıdır. Bu maksadı sağlamak için şu deneyden faydalanmak mümkündür : D2 çapında bir kazık çakılır ve sökülür. Bu şekilde zeminde D2 çapında bir delik elde edilmiş olur. Bu deliğe Dı>D2 olmak üzere ikinci bir kazık çakılır. Çapı, delik çapından büyük olan bu kazık delik duvarını bastırarak yatay basınçların uyanmasına sebep olur. Ucu, delik dibinden bir miktar yukarıda kalacak şekilde çakılacak bu ikinci kazık üzerînde deney yapılarak sürtünme direnci ayrı olarak bulunur.

Uç ve sürtünme dirençlerini ayrı ayrı bulmak için bir de şu yol vardır istenilen derinliğe gelindiği zaman içi boş kazık içinden geçip takma uca dayanan. bir çubuk vasıtası ile uç bir miktar daha derinliğe çakılır. Bu suretle takma uç, kazık gövdesinden ayrılmış olur. Uç üze-rinde, buna takılı çubuk vasıtası ile yükleme deneyi yaparak uç direnci içi boş kazık gövdesi (boru) üzerinde yükleme deneyi yaparak da çevre Sürtünmesi direnci ayrı ayrı bulunmuş olur.

Arazi durumu uygun olursa, çevre sürtünmesi direncini bir de şu şekilde bulmak kabildir: Kazık ucu seviyesine kadar bir galeri açılır. Kazık, ucu bu galerî tavanını delinceye kadar çakılır Yapılacak bir yükleme deneyinin sadece sürtünme direncini vereceği aşikardır.

Kazık yükleme deneyleri ve kazıklı temellerin taşıma kabiliyetini ölçmek için bir takım direktif ve yönetmelikler yapılmıştır. Bunlar hakkında bir fikir edinmek için Alman yönetmeliklerinden DIN 1054 ün incelenmesi tavsiye edilebilir.

2.1.1.4.Kazık yükleme deneylerinin kritiği ve uygulamadaki değerleri

a. Kazık üzerinde yapılacak yükleme deneyleri, evvelki madde de söylenen şartlar altında yapılmalıdır. Bu şartlara riayet olunmazsa, kazık yükleme deneylerine dayanarak sonuç çıkarmak çok zor olur.

b. Kazık yükleme deneyi münferit bir kazığın taşıma gücü ile kazığın çevresinde ve altında bulunan zeminin, aktarılan yükler altındaki durumu hakkında bir fikir verir. Böyle bir deney, kazık gruplarına oturtulan temellerin taşıma gücü ile oturma miktarları hakkında bir fi-kir vermez. Bu bakımdan, küçük bir kazık gurubu ile yapılacak yükleme deneyi ile de yeter derecede kesin fikir edinmek mümkün değildir.

c. Bir kazığın yüklenmesi halinde, bunun zemine batmasına karşı göreceği direnci doğuran kuvvetlerin karışıklığı dolayısı ile, zeminin kırılmasına sebep olacak maksimum yükün presisyon ve kesinlikle bulunması her zaman mümkün olmaz. Bazı hallerde kazığın deformasyon miktarı, zeminin kırılmasını sağlayacak derecede olmaz. Böyle bir halde sürtünme direncinin (kazık çevresindeki sürtünme gerilmeleri toplamının) ortalama değeri hakkında bir fikir edinmek için kazık sökme deneyi yapmak lazımdır.

d. Yükleme deneyleri evvelki maddede söylenen şartlar altında yapılır, ve deney sonuçlan uygun şekilde incelenerek tefsir olunursa kazıkların taşıyabileceği yük hakkında çok kıymetli neticeler elde olunur. Deneyleri, kazığın Önemli miktarda ve hızla batması anına (yani zemin kırılıncaya) kadar yürütmek mümkün olursa, güvenlik sayısı hakkında da genel bir fikir edinilmiş olur. Yükleme deneyleri, çakma sırasında ölçülen refü miktarlarına dayanan incelemeler ile jeoteknik etütlerin sonuçlarını kontrol etmek bakımından da faydalıdır. Küçük şantiyeler halinde kazık yükleme deneyleri, aynı zamanda, çok kere pahalı olan jeoteknik etütlerin (sondaj, numune alma ve laboratuar deneyleri ile yapılan etütlerin) yerinî de tutabilirler. Yükleme deneylerinin, şantiye işlerinin idaresi bakımından şu psikolojik faydası da vardır: Kazıklar üzerinde deneyler yapıldığını bilen kazık çakma personeli, işlerinde azami itinayı gösterirler ve beklenmedik olaylar halinde şantiye mühendisini hemen haberdar ederek işin selametini sağlar.

39

2.1.1.5.Kazıkların taşıma gücünü bulmaya yarayan diğer yollar.2.1.1.5.1.Derin penetrasyon deneyi sonuçlarından faydalanma.

Zeminin tabiî durumunda muayenesine mahsus metotlar sırasında görülen derin Penetrasyon deneyi ile:

a) Konik bir ucun batmasına karşı zeminin gösterdiği direncin,b) Konik ucu ile birlikte içî boş bir borunun batmasına karşı zeminin gösterdiği direncin

doğrudan doğruya ölçülebileceği görülmüştü. Ölçülen bu iki değer arasındaki fark da toplam sürtünme direncidir.

Bir kazığın zemine batması olayı da, derin penetrasyon deneyi halindeki duruma benzediğinden kazığın taşıma gücünün hesabında, ölçülen uç ve sürtünme dirençlerinden , faydalanmak olasıdır. Yalnız bu sırada bazı hususlara dikkat etmek gerekir, Derin penetrasyon deneyinde kullanılan ucun boyutu, kazık ucu boyutuna göre oldukça küçüktür. Bu sebeple, zeminin heterojenliğinin ucun zeminden göreceği direnç üzerine tesiri büyüktür. Aynı bir zemin tabakası için çizilen direnç diyagramında büyük değişiklikler varsa, kazığa ait uç direncinin hesabında kaydedilen en küçük direnci kullanmak uygun olur. Kalınlığı az olan sağlam bir tabakanın altında yumuşak bir tabaka seviyesinde bulunan uç direncini hesaba esas almak dikkatsizlik olur. Çünkü, bu sağlam vc fakat ince tabaka, kazık ucu altında aynı direnci gösteremez ve kazık tarafından zımbalanabilir.

2.1.1.5.2. Çeşitli zeminler için tablolardan faydalanmaŞantiyelerde, yukarıdaki maddelerde görülen yükleme deneylerine uygun olarak,

yapılan deney sonuçlarını toplayarak belli bölgeler için çeşitli zemin cinslerindeki uç ve sürtünme dirençlerini istatistiksel bir değerde veren tablolar hazırlamak mümkündür. Sonradan, özellikle hesaplarda ve avam proje işlerinde bu tablolardan faydalanmak pek çok kolaylığı beraberinde getirir. Aşağıdaki tablo bu konuda bir fikir vermek bakımından faydalıdır. Bu tabloda güvenlik sayısı 3 olarak seçilmiştir. Bazı hallerde bu güvenlik sayısını I,5 a indirmek zorunda kalınabilir Bu tablonun uygulaması sırasında kazığın, çakılı bulunduğu zeminin cinsi göz önünde tutularak ve deformasyonların şekli de düşünülerek sürtünme direncinin hesaba katılıp katılmayacağı, şayet katılacaksa bunun pozitif veya negatif olarak mı hesaplanacağı hakkında önceden bir karar vermek lazımdır.

40

Qf

Sürtünme direnci

(kazık sökme deneylerinden)

Limit Güven ile

Qp

UçDirenciTon

Örnek:L=10 mOrt. Çap = 25 cmÇevre alanı = 7.8 m2

Olan ahşap kazığın Qs taşıma gücü

Qf Qp Qs

Saf kum ve çakıl 10—12 4

~40 ve daha çok 10—15 31,4 15 46,5

Sert kil6—10 3

~10 ve daha çok 3 23,5 3 26,5

Yumuşak plastik kil ve kumlu çamur

3-4 1-1,5

Qp=

~

0,2 Qf

0 10 0 10

Çok yumuşak kil çamur

1-2 0,5 0 4 0 4

Turbalık, gevşek dolma zemin

0,7 0,250 0 2 0 2

TABLO 5 (Zemin uçlarında uç ve sürtünme dirençleri) (ÇAMLIBEL, N.A İstanbul)

2.1.1.6.Bir kazık grubunun taşıma gücü.Şimdiye kadar görülen metotlarla yalnız münferit bir kazığın taşıma gücü hesaplanır.

Tatbikatta kazıklar grup halinde kullanılır. Çünkü, bir temel tarafından zemine aktarılacak kuvvetin büyüklüğü bunun altına çok sayıda kazık yerleştirmeyi gerektirir.

Bir kazık grubunun taşıyabileceği maksimum yükün, gruptaki kazıkların münferit olarak taşıyabilecekleri maksimum yüklerin toplamına mutlaka eşît olması gerekmez. Kazık grubunun taşıma gücü, gruptaki kazıklara ait taşıma güçleri toplamına eşit olabileceği gibi çok kere bundan küçüktür. Bazı hallerde büyük de olabilir. (Zemininin kazıklar ile sıkışması hali gibi)

Bir kazık grubunun taşıma gücünü bulmak için yükleme deneyinden faydalanmak

mümkündür. Fakat kazık grupları üzerinden yükleme deneyi yapmak çok ağır yüklere ihtîyaç

gösterdiği için külfetli ve pahalıdır. Bu sebeple, kazıklı temellere ait her özel halde, önceden

yapılmış jeoteknik etütler ile elde olunan tecrübeye dayanarak, grup içindeki kazıkların,

münferit bir kazık için bulunan limit yükü (taşıma gücü değeri) kaldırıp kaldıramayacağı

incelenir. Bu konuya ait genel kurallar koymak ve formüller çıkarmak imkansızdır. Bu

41

sebeple, bir kazık grubunun taşıma gücünü belirlemek için aşağıdaki maddeleri göz önünde

bulundurmak gerekir :

a) Yalnız uç dirençleri ile yük taşıyan kazıklardan oluşan bir grup halinde,

kazıklar arasındaki uzaklık yeter derecede olursa, kazık grubunun kaldırabileceği yükün,

gruptaki kazıkların teker teker taşıyabileceği maksimum yükler toplamına eşit olduğu kabul

edilebilir. Çünkü: uç direncinin, taşıma gücü formülleri ile hesaplanan ve zeminin kırılmasına

sebep olan kritik yüke eşdeğer olduğu görülmüştü. Zeminin kırılması sırasında kazık ucunun

plastik hale soktuğu zemin kütlesinin hacmi bellidir Kazıklar arasındaki uzaklık, uçları altında

oluşacak plastik bölgelerin birbirîne karışmamasını sağlayacak derecede iseler, bunların

bîrbirine tesiri yoktur. Burada, uçların dayandığı zeminin kafi derecede kalın olması lazımdır.

kazıklar, uçlarından geçen düzlem seviyesinde bîr çok kuvvetlerin önemli konsantre olmasına

sebep olur. Şayet, kazık uçlarının dayandığı tabaka ince ise, ve bunun altında da yumuşak bir

tabaka bulunuyorsa, ince tabakanın kazık grubu altında zımbalanması tehlikesi vardır. Kazık

uçlarından gelen yükler, bu kırılma (zımbalanma) dolayısıyla olduğu gibi alttaki yumuşak

tabakaya biner. Zımbalanan alan (kazık grubunun plandaki alanı) ne kadar büyükse kazık

uçlarının aktardığı kuvvetlerin tesiri altında kalacak derinlik de o kadar artar. Kuvvetlerin tesir

sahasına gîren derinlik ne kadar artarsa, sıkışacak tabaka kalınlığı o kadar büyüyeceğinden,

temeldeki oturmalar da o nispette önemli olur. uygulamada bu yüzden ortaya çıkan çok kaza

vardır. örneğin Nil üzerinde inşa edilen bir köprü orta ayağında bir kaza şu şekilde meydana

gelmiştir. Zemin: 10 metre kalınlığındaki lem tabakası altında 0,7 metre kalınlığında bir

kalker tabakası bulunmaktadır. Kalker tabakası altında da 3 metre kalınlığında kil tabakası

vardır. Orta ayaklar, lem tabakasını delerek kalkere dayanan 10 ar kazıktan meydana gelen

gruplara oturtulmuştur. Münferît tecrübe kazıkları üzerinde yapılan deneyler taşıma gücü

olarak büyük yükler vermiştir. Çakma sırasında ölçülen refülerde çok uygun bulunmuştur.

Fakat, köprünün tecrübesi sırasında, merkez orta ayağı al-tındaki kazıklar, ince kalker

tabakasını zımbalayarak kile batmıştır. Bu yüzden orta ayak çok kısa bir müddet içinde 1 m

oturmuştur. uygulamada buna benzer daha bir çok kaza örnekleri vardır. Bu gibi hallerde,

zımbalanmayı önlemek için, gruptaki kazıklara gelen yükü azaltmak meseleyi çözmez. Çünkü

belli alana, daha çok sayıda kazıktan ayni yük gelir ve ince tabakanın kırılması önlenmiş

olmaz. Yükü zemine emnîyetle aktarmak için daha uzun kazık çakmak ve ince tabakayı delip

geçerek daha derinlerdekî sağlam ve yeter derecede kalın tabakalara inmek lazımdır. yada ,

kazıklı temele gelen toplam. yükü azaltmak ve bu suretle kazık sayısını arttırmadan yükünü

küçültmek gerekir.

b) Bazı hallerde çok sayıda kazık çakarak uç direncini arttırmak mümkündür.

Çünkü kazık sayısı ile birlikte zeminin sıkılığı da artar. Bu hal özellikle yeter kalınlıkta fakat

yapısı gevşek olan kum tabakalarında meydana gelir. Bu takdirde, kazık grubundaki bir

kazığın taşıma gücü, bu zeminde çakılacak münferit bir kazığın taşıma gücünden büyüktür.

Bu hal, güvenlik kaygısı ile hesaba katılmayarak, yeteri kalınlıkta olmak şartı ile, gevşek bir

42

kum tabakasına çakılacak kazık grubunun taşıma gücü, münferit bir kazık için bulunan taşıma

gücünü kazık sayısı ile çarparak bulunur.

c) Çakma sırasında kazıkların etrafında bulunan zeminin ilkin fizik ve mekanik

özelikleri değişir ve bazen bu suretle sürtünme, gerilmeleri-nin değerleri küçülür. Bir kazık

grubundaki kazıklar arasındaki aralığın az olması halinde, kazıkları ihtiva eden zemin kütlesi,

çakma işi dolayısıyla tamamen örselenmiş bir duruma girer.

Yapılan bir çok laboratuar deneylerine göre, kohezyonlu zeminlerin sıkışma özelikleri.

(kompresibiliteleri) örselenme dolayısıyla artar. Kendi ağırlıkları gibi îlkin yükler altında ve

uzun müddetler içinde sıkışarak konsolide olmuş kil tabakaları çakma işi dolayısıyla

örselenerek gevşek duruma girerler ve sonradan, kendi ağırlıkları altında tekrar sıkışarak

otururlar. Çünkü, kendi ağırlığı altında uzun seneler içinde sıkışarak dengeye girmiş bir kil

tabakasında ağırlık daneden daneye aktarılır ve boşluk suyu sadece hidrostatik basınç

altındadır. Kazık çakma dolayısı ile daneler arasındaki bu sıralanma bozularak yük taşıyan

dane iskeleti kırılmış olur. Bu suretle yükün bir kısmı boşluk suyuna binerek bir boşluk suyu

akımı meydana gelir ve bunun neticesi boşluk hacmi küçülerek tabaka oturmaya başlar. Bu

suretle kil tabakası adhezyon dolayısıyla kazıklara asılır ve çevre yüzeyinde negatif sürtünme

kuvvetleri doğurur.

Çakma dolayısıyla zeminin örselenmesi olayı, bilhassa yüzen kazıklarla teşkil edilen

temel halinde tehlikelidir. Çünkü yüzen kazıkların taşıma gücü, en az yüzde sekseni olmak

üzere, sürtünme direncinden kaynaklanır. Böyle bir halde, sürtünme direncinin azalması, uç

direncinin de kırılarak kazık grubunun batmasına sebep olabilir.

Kazıkların gevşek bir kum tabakası içine çakılması halinde, çakma işi zeminin

sıkılığını arttırır. Kazıkları çevreleyen zemin kütleleri de birbirini karşılıklı etkimeye başlar.

Bu suretle, kazıklar arasında bulunan zemin kemerlenerek direnir ve sürtünme kuvvetleri

kazık grubunun ABCD çevresine aktarılmış olur. (Şekil 15)de görülen bu kazık grubunu içine

alan ABCD zemin kütlesinin dışında kalan kum tabakası ilkin gevşeklîğîni pratik olarak

muhafaza eder, Böyle bir halde, kazık grubunun ABCD çevresindeki sürtünme kuvvetlerinin,

kazık grubuna gelen toplam yük düşünülerek kontrol edilmesi lazımdır.

Şekil 15 (Bir Kazık Grubunun Taşıma Gücü) (ÇAMLIBEL, N.A İstanbul)

43

Yukarıdaki düşüncelere göre kazık gruplar ile temel inşasında sürtünme direncine

güvenmek bir çok hallerde tehlikelidir. Mümkün oldukça uç dîrenci ile taşıyan kazık grupları

teşkil etmeye çalışılmalıdır. Kazık gruplarının durumu üzerindeki bu genel incelemeler,

kazıklan yeter derecede aralıklı çakmanın lazım geldiğini göstermektedir. Pratikte bu hususta

bir çok düzenleme vardır kazıklar arasındaki a aralığını hesap için

A = (35)

ampirik formülü tavsîye edilebilir. Burada P kabul edilen kazık yüküdür. P ton olarak

konur ve a metre olarak bulunur.

A. Bierbaumer, münferit bir kazığın yükünü zemine aktarması hakkında bir takım kabul

ve varsayımlar yaparak, kazık grubundaki bir kazığın münferit bir kazık gibi düşünülebilmesi

için, kazıklar arasındaki a aralığının :

a = (36)

formülü ile hesaplanacak miktardan büyük olması lazım geldiği sonucuna varmıştır.

Burada L == kazığın zemin içinde kalan kısmının uzunluğu,

D == kazığın çapını gösterir.

İsveç Devlet Demiryollarının oluşturduğu jeoteknik komisyonunun kazık grupları ile

yaptığı yükleme deneyi sonuçlarına göre, kazıklar arasındaki a uzaklığı :

A= (37)

dan büyük olursa, kazıkların, taşıma güçlerîne ait olan karşılıklı etkimesi pratik olarak

sona erer. Bununla beraber kazık grubunun oturma miktarı, münferit bir kazığınkine göre

daima daha çoktur.

Kazık grupları içinde bulunan kazıkların yükleme miktarları, yukarıdaki düşüncelerden

başka temelin başlangıç oturma miktarlarını hesaplayarak bulunur.

44

MENARD,L. 1965, The Determination of the Bearing capacity andl Settlement of

Foundations from Pressumeter Tests :Proc. 6 th Int. Conf. SMFE, Montreal, V.2, 295 sayfa.

MENARD L., 1972, Rules for the Calculation of Bearing Capacity and. Foundation

Settlement Based. on pressumeter Tests : Draft Translation 159, Army Corps of Engineers,

Cold Regions Research and Eng. lab.

MENARD L, 1975, Interpretation and. Application of Pressumeter Test Results, Soil-Soils, V.26.s: 1-43.BAQUELIN, F., JEZEQUEL, J.F. and SHIELDS, D.H., 1978, The Pressumeter and

Foundation Engineering : 1 st Edition, Trans Tech. Publications, 617 Sayfa.

45

CALHOON, M., 1970, Field Testing with. the Pressuremeter: Lecture given at the

University of Kansas, U.S.A. (Unpublished.).

SKEMPTON, A.W., 1951, ultimate Bearing Capacity of Foundations : Geotech. V.2. s: 301-

332.

HANSEN, J.B., 1961, A General Formula for Bearing Capacity : Bull.ll, Dan. Geotech.

Inst., Copenhagen.

CANADIAN MANUAL, 1975, Foundation Engineering : Canada Printing and. publishing,

Ottowa, Canada, 318 sayfa.

MEYERHOF, G.G., 1955, Influence of Roughness of Base and Ground Water Condition on the Ultimate Bearing Capacity of Foundation, Geotech.,

ALPERSTEIN, R. and LEIFER, S., 1976, Site Investigation with Static Cone

Penetrometer : ASCE, J. GED, May, s : 539-558.

AWKATI, Z., 1970, Report Prepared for Office Use While Employed by Soil Exploration

Company : St. Paul.Minn., (Unpublished)

SCHMERTMAN, J.H., 1970, Static Cone to Compute Static Settlement over Sand : Proc.

ASCE, SMFE Division, V.98, SI,I3, s : 1011-1043.

GADSBY, J.W. 1971, Discussion of " The Correlation of Cone Size in the Dynamic Cone

Penetration Test with the Standard Penetration Test" : Geotech., V.21/2, s: 188-189

MOHAN, D., AGGARWAL, U.S. and TOLIA, D.S.,1970, The Correlation of Cone Size in

the Dynamic Cone Penetration Test with the Standard Penetration Test : Geotech. V.20, s:

315-319

DE BEER, E.E., 1965, Bearing Capacity and Settlement of Shallow Foundations on Sand :

Proc. Symp. on Bearing Capacity and Settlement of Foundations, Duke University s: 15-33.

KÖSEOĞLU, S., 1987, Temeller Statiği ve Konstruksiyon ( Temel Bilgiler 1) : Matbaa

Teknisyenleri Basımevi, 3. Basım, Istanbul, 256 sayfa.

NAVFAC DM-7.1, 1982, Soil Mechanics Design Manual 7.1: Department of the NAVY, Naval Facilities Engineering Command , 348 sayfa.

46

NAVFAC DM-7.2, 1982, Foundations and Earth Structures Design Manual-

7.2 :Department of the NAVY, Naval Facilities Engineering Command, 234 sayfa .

MEYERHOP, G.G., 1956, Penetration Tests and Bearing Capacity of Cohesionless Soils:

Proc. ASCE, SMFE Division, V.62, P. 866, 19 sayfa.

ORDEMiR, i., 1981. Alüvyon Temel Zemini Incelemesi : Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisligi Birinci Ulusal Kongresi, ODTÜ , Ankara, s: 1-13.

KOŞAR, E., 1965, Standard Penetrasyon Deneyi ve Mekanik Sonda Tecrübeleri : IV.

Mühendislik Jeoloji Semineri, Devlet Su İşleri Genel Müdürlügü, Ankara

U.S.B.R., 1974, Earth Manual : A Water Resources Technical Publication, Second Edition,

State Government Printing Office, Washington, 789 sayfa.

GÜNTEKİN, A., 1985, Standard Penetrasyon Deneyi :Dolgu Barajlar Yonünden Zemin

Mekaniği Semineri, DSI Genel Müdülüğü Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi

Başkanlıgı, Adana

TERZAGHI, K. and PECK, R.B., 1948, Soil Mechanics in Engineering Practice, John

Wiley and Son , 1 st Edition

MEYERHOF, G.G., 1965, Shallow Foundations : State -of-the Art- Review Paper, Proc.

ASCE, V.91.

SUTHERLAND, H.B., 1974, Gen. Review Paper on Granular Materials in Proc. Conference

on Settlement of Structures, Cambridge : British Geotechnical Society (1975), a : 479-499.

MEIGH, A.C. and HOBBS, N.B., 1975, " Soil Mechanics" Chapter 8 in Engineers

Reference Book: 3 rd Edition, Bi. by L.S. Blake, Kewnes-Buttervroth.

BAZARAA, A.R., 1967, The Use of the Standard Penetration Test for Estimating Settlement

of Shallow Foundations on Sands : Hi. D. Thesis, University of Illinois.

GIBBS, H.J. and HOLTZ, W.G., 1957, Research on Determining the Density of Sands by

Spoon Penetration Testing: Proc. Fourth Int. Conf. SMFE, London, 3:35-39.

PECK, P.B., HANSON, W.E. and THORITBURN, T.H., 1974, Foundation Engineering :

John Wiley and Son, 2 nd Edition, N.Y.

47

SANGLERAT, G., 1972, The Penetrometer and Soil Exploration : ELsevier Publ. Co.,

Amsterdam.

BEGEMANN, H.K., 1963, The Use of the Static Penetrometer in Holland. : New Zealand

Engineering , February, 42 sayfa

FHWA, 1978, Guidelines for CPT Performance and Design Prepared by John H.

Schmertman U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, 145 sayfa.

HASAN TOSUN 1989. Temel Zemini Taşıma Gücü DSİ ankara

48