Kazıklı temeller ve düşey yükler altında kazıklı temel sistemlerinin hesap ve analiz yöntemlerinin rasyonelleştirilmesi

Abstract

Kazıklı temeller esasen, arazide mevcut zemin koşullarının güvenli ve ekonomik bir yüzeysel temelin teşkiline olanak vermediği durumlarda uygulanması tercih edilen bir derin temel çeşididir. Bir kazıklı temel sisteminin tasarımı yapılırken, söz konusu sistemi çevreleyen temel zemini özelliklerinin önceden belirlenmiş olması ve eğer varsa diğer alternatif çözümlerin fizibilitelerinin geoteknik ve ekonomik açılardan yeteri kadar etüt edilmiş olması gerekmektedir. Gelişen teknoloji imkanlarının kazıklı temel imalat koşullarını olumlu yönde etkilemesi sonucunda, kazıklar uygulamada yaygın olarak kullanılır hale gelmişlerdir. Kazıklı temellerin projelendirilmesinde tasarım mühendislerinin karşılaştığı en önemli sorunlar, çeşitli arazi deneyleri ile belirlenen çevresel zemin profili için kazığın emniyetle taşıyabileceği maksimum yükün (izin verilebilir taşıma gücünün) ve düşey yükler altında göçme olmaksızın yapabileceği maksimum düşey deplasmanın (oturmanın) tespit edilmesidir. Bu parametrelerin tayin edilmesinde zemin mekaniği ilkelerinin uygulanabilmesinin büyük önemi olmakla beraber, şantiye ve arazi koşullarında edinilen tecrübelere dayalı pratik bilgilerden de yararlanılmaktadır. Düşey yüklere maruz kazıklı temel sistemlerinde "taşıma gücü" ve "oturma" parametrelerinin hesap ve analiz yöntemlerinin rasyonelleştirilmesini konu alan bu çalışmada, öncelikle kazıkların uygulamada sağladığı avantajlara uygun olarak taşıdığı fonksiyonlar, geoteknik ve ekonomik profilin getirdiği sınır şartlarına bağlı olarak kazıklı temel imalatını - projede ulaşılması hedeflenen amaca göre zorunlu kılan haller ve kazıklı temel sistemlerinin kullanıldığı yerler kısaca açıklanmıştır. Daha sonra çeşitli kriterlere göre sınıflandırılması yapılan kazıklı temellerin sınıf bazında birbirilerine karşı avantajlı ve dezavantajlı olduğu durumlar özetlenerek kazıkların fiilen zemine yerleştirilmesi ve bu amaçla kullanılan ekipman donanımlarının temel unsurları belirli bir ayrıntı içinde tariflenmiştir. Kazıkların zemine yük aktarma mekanizması ve negatif çevre sürtünmesinin-oluşum mekanizmasına bağlı olarak- temel sistemi üzerindeki etkilerinin kısaca anlatıldığı bölümden sonra, düşey işletme yüklerinin etkisi altında kazıklı temel sistemlerinin "taşıma gücü" parametresinin kohezy onsuz ve kohezyonlu zeminlerde sırası ile "statik esaslı analiz", "arazi deneylerinin sonuçlarına dayalı amprik/yan amprik esaslı analiz", "dinamik esaslı analiz" ve "birebir işletme yüklerinin uygulandığı yükleme deneyi sonuçlarının grafiksel biçimde yorumlanmasına dayalı analiz metotları" üzerinde ayrıntılı olarak durulmuştur. Çalışmanın diğer bölümlerinde ise yine düşey yükler altında kohezyonsuz ve kohezyonlu zeminlere oturan kazıklarda tek kazık ve grup-XXXIV- kazıklan için ayrı ayrı taşıma gücü ve oturma büyüklüklerinin çeşitli yöntemler vasıtasıyla nasıl belirlenebileceği açıklanmaktadır. Yatay yük etkisi altında kazık - zemin davranışını ele alan ve kazık imalatı nedeniyle zemin özelliklerinin yerinde değişimi ve önceki bölümlerde verilen yöntemlerde hesaplara yansıtılmayan kazık taşıma gücüne zamanın etkisini irdeleyen konular ayrı bölümler halinde tezin son kısmında yer almaktadır. Çalışmanın son bölümünde ise daha önceki bölümlerde ayrıntılı olarak incelenen kazık taşıma gücü ve oturma hesabının nümerik yolla saptanmasına kapsamlı bir örnek teşkil eden LRTS İstanbul Hafif Metro Projesi II. Aşaması'nda yapılan kazık yükleme deneylerinin neticeleri taşıma gücü ve oturmalar açısından etraflıca incelenerek elde edilen sonuçlar pratik olarak yorumlanmıştır.