Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Ahmet Sağlamer
Tezin Onay Tarihi: 2002
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
KAZIK YÜKLEME DENEYLERİ İLE NİHAİ KAZIK TAŞIMA KAPASİTESİNİN BELİRLENMESİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA
Statik kazık yükleme deneyi, kazıklı temellerin taşıma kapasitelerini kontrol etmek ve tasarım aşamasındaki kabullerin doğrulanması amacıyla yapılan güvenilir bir deney yöntemidir. Günümüzde dar alanlarda yüksek yapılatın inşa edilmesi gerekliliği, daha az sayıda, daha yüksek kapasiteli kazıkların tasarım ve imalatını zorunlu kılmaktadır. Bu tür kazıkların ekonomik olarak tasarlanması için kazıkların göçme yüküne kadar test edilmesi gerekmektedir. Kazık yükleme deneyini göçme yüküne kadar devam ettirmek reaksiyon ve yük tatbik sisteminin büyüklüğü ve yüksek maliyeti nedeniyle her zaman mümkün olmamaktadır. Statik yükleme deneyinin kısıtlı bir formu olan ve kazığın servis yükü altındaki performansını belirlemek için tasarım yükünün 1.5 - 2.0 katma kadar uygulanan kanıtlama deneyi ile nihai kazık kapasitesinin belirlenmesi olanaklı değildir. Sadece kanıtlama deneyi sonuçlarından elde edilen bilgilerle yapılan tasarımlar, muhafazakar kapasite kullanımına ve dolayısıyla maliyetlerin yükselmesine neden olmaktadır. Yukarıda açıklanan nedenlerle ekonomik bir kazık tasarımının yapılıp uygulanabilmesi için yükleme deneyinin göçme yüküne ulaşmadan kazığın nihai kapasitesinin belirlenmesi için bir yöntemin geliştirilmesi önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin çeşitli bölgelerinde ve yurt dışında yapılan 24 adet kazak yükleme deneyi verilerinden yararlanılarak, kazıkların nihai kapasiteleri belirlenmiştir. Kazıkların nihai taşıma kapasiteleri statik yöntemlerle hesaplanarak, sonuçlar yükleme deneylerinden elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Nihai kazık kapasitesini belirlemek için kullanılan yöntemleri karşılaştırmak için istatistik analizler yapılmıştır. İncelenen oniki yöntemden en yüksek nihai taşıma kapasitesinin Chin-Kondner yöntemi ile, en düşük nihai kapasitenin ise De Beer yöntemi ile elde edildiği belirlenmiştir. Nihai kazık kapasitesinin kanıtlama testinden tahmin edilmesi için matematik modele dayanan Chin-Kondner ve Brinch-Hansen yöntemleri üzerinde inceleme yapılmıştır. Bu iki yöntemin analizinden elde edilen sonuçlar doğrultusunda kazık nihai kapasitesini belirlemek üzere üçüncü bir yöntem önerilmiştir. Tahmin edilecek nihai kazık taşıma kapasitesini değerlendirmek için yükleme deneyi mevcut yük-deplasman eğrisinin sadece belli noktalarına kadar yapılmış gibi analiz edilmiştir. Yükleme deneyi verileri elimine edilerek verilerin %50, %75 ve %100'ü Chin-Kondner, Brinch-Hansen ve Önerilen yöntem kullanılarak analiz edilmiştir. Yapılan istatistik analizler Önerilen yöntemle hesaplanan nihai taşıma kapasitesinin azalan veri yüzdesinden önemli ölçüde etkilenmediğini ve muhafazakar değerler verdiğini ortaya koymuştur. XXIVÖnerilen yöntemin performansını etkilemesi olası, kazık rijidliği, kazık narinliği ve başlangıçtaki oturmaların etkisi gibi faktörler araştırılmıştır. Önerilen yöntemle, kazık rijidliği ve kazık narinliği arasında net bir bağıntı elde edilememiştir. İncelenen kazık yükleme deneylerinde kazıkların 5 mm' den küçük oturma değerleri kullanılarak Önerilen yöntemle elde edilen nihai kapasitenin gerçekçi olmadığı belirlenmiştir. Önerilen yöntemle, nihai taşıma kapasitesini belirlemek için kullanılan diğer analitik yöntemler karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçları Chin Kondner ve Brinch Hansen yöntemleriyle hesaplanan nihai kazık kapasitesinin Önerilen yöntemle hesaplanan kapasiteden 1.30 - 1.45 kat fazla olduğunu ortaya koymaktadır. Önerilen yöntemle hesaplanan nihai kazık kapasiteleri gerek fore, gerekse çakma kazıklar için Housel ve Corps of Engineers yöntemleri ile belirlenen değerler arasında yer almaktadır. Önerilen yöntemin performansını incelemek amacıyla beş vaka çalışması yapılmıştır. Vaka çalışmaları neticesinde, Önerilen yöntemin kanıtlama deneyi sonuçlarından, nihai kazık kapasitesinin tahmin edilmesinde güvenle kullanılabileceği belirlenmiştir. Yükleme deneyi sonuçlan değerlendirilerek, kazıklatın geometrik karakteristikleri ile yük-oturma davranıştan arasında bazı bağıntılar araştırılmıştır. İnceleme konusu fore ve çakma kazıklardan benzer zemin koşullarında imal edilenler için yük oranı - oturma oranı eğrileri oluşturulmuştur. Oluşturulan eğrilerden, benzer zemin koşullarında imal edilen kazıkların tasarım yükünü hangi güvenlikle taşıdığını belirlemek mümkün olmaktadır.