Kazıklı radye temellerin tasarımını etkileyen faktörlerin araştırılması

T.C.

SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

KAZIKLI RADYE TEMELLERĠN TASARIMINI ETKĠLEYEN FAKTÖRLERĠN

ARAġTIRILMASI Rahim Kağan AKBULUT

DOKTORA TEZĠ

ĠnĢaat Mühendisliği Anabilim Dalı

Mayıs-2014 KONYA Her Hakkı Saklıdır

TEZ BĠLDĠRĠMĠ

Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranıĢ ve akademik kurallar çerçevesinde elde edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalıĢmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.

DECLARATION PAGE

I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results that are not original to this work.

Rahim Kağan AKBULUT Tarih: 2014

iv ÖZET

DOKTORA TEZĠ

KAZIKLI RADYE TEMELLERĠN TASARIMINI ETKĠLEYEN FAKTÖRLERĠN ARAġTIRILMASI

Rahim Kağan AKBULUT

Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü ĠnĢaat Mühendisliği Anabilim Dalı

DanıĢman: Prof. Dr. Özcan TAN

2014, 171 Sayfa Jüri

Prof. Dr. Özcan TAN Prof. Dr. Bayram Ali UZUNER Doç. Dr. A. ġahin ZAĠMOĞLU

Doç. Dr. Mustafa YILDIZ Yrd. Doç. Dr. Murat OLGUN

Doktora tez çalıĢmasında basınç ve çekme kazıklarının yük-oturma davranıĢı ile kazıklı radye temellerin tasarımını etkileyen faktörler deneysel olarak araĢtırılmıĢtır. Literatürde model kazık yükleme deneylerine iliĢkin sınırlı sayıda çalıĢmalar bulunmaktadır. Bu tür çalıĢmaların gerçek durumu temsil edip etmediği tartıĢma konusu olmuĢtur. Ayrıca geçmiĢte yapılan kazık yükleme deneylerinde, özellikle model kazıklı radye deneylerinde; kazık ucu, çevre sürtünmesi ve radye tarafından karĢılanan yükler güvenilir bir Ģekilde ölçülememiĢtir. Bu çalıĢmalarda genellikle bu yüklerin bir kısmı (örneğin toplam yük) hassas olmayan yöntemler ile ölçülüp diğerleri statik kazık formülleri ile tahmin edilmeye çalıĢılmıĢtır. Yine geçmiĢte yapılan çalıĢmalara göre daha geniĢ ve uzun deney tankı seçilerek sınır etkileri en aza indirilmiĢ, daha büyük çapta model deneyler yapılabilmiĢtir. Model kazıklar gerçek durumdaki gibi betondan, kazığın oluĢturulacağı zemin ortamında imal edilmiĢ, bu Ģekilde farklı çevre koĢullarının kazık tasarımını etkilemesi önlenmiĢtir.

Deneysel çalıĢmalar, kazıklı radye temellerde radyenin sistemin taĢıyabileceği toplam yüke ihmal edilmeyecek düzeyde katkısı olduğunu göstermiĢtir. Kazıklı radye temel sisteminde baĢlangıçta yükün tamamının radye tarafından karĢılandığı, çok küçük oturma miktarlarında yükün kazıklara aktarıldığı görülmüĢtür. Kazık çapının %10 u kadar bir oturmada radyenin toplam yükün %25-40 ını karĢıladığı belirlenmiĢtir. Radyenin 40mm oturmasına karĢılık gelen yük paylaĢım oranı ile 1mm oturmaya karĢılık gelen yük paylaĢım oranı arasında %30-%100 artıĢ gözlenmiĢtir. Deneysel olarak belirlenen göçme yükleri ile çeĢitli yöntemlerle belirlenen yükler karĢılaĢtırıldığında, en az göçme yükünün kazık çapının %10 u kuralı ile, en fazla göçme yükünün ise Mazurkiewiez grafik yöntemi ile belirlendiği görülmüĢtür.

v

Model radye temellerde sınır taĢıma gücü temel kesit alanı ile yaklaĢık doğrusal olarak artarken, küçük oturma miktarlarında temel kesit alanı artıĢı ile taban basıncında önemli bir artıĢ olmadığı görülmüĢtür.

Model kazık çekme deneyleri ile kazık çekme kapasiteleri ve kazık deformasyonları ölçülmüĢ olup, kazık yanal alanı arttıkça çekme kapasitesinin doğrusal yakın bir Ģekilde arttığı gözlenmiĢtir.

Anahtar Kelimeler: Kazıklı Radye Temel, Model kazık, Kumlu zemin, Kazık yükleme deneyi

vi ABSTRACT

Ph.D THESIS

AN ĠNVESTIGATĠON OF FACTORS INFLUENCING THE DESIGN OF PILED RAFT FOUNDATIONS

Rahim Kağan AKBULUT

THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY

DOCTOR OF PHILOSOPHY IN CIVIL ENGINEERING Advisor: Prof. Dr. Özcan TAN

2014, 171 Pages Jury

Prof. Dr. Özcan TAN Prof. Dr. Bayram Ali UZUNER Assoc. Prof. Dr. A. ġahin ZAĠMOĞLU

Assoc. Prof. Dr. Mustafa YILDIZ Asst. Prof. Dr. Murat OLGUN

Load-settlement behavior of pressure and tension piles and factors effecting the design of piled raft foundation are experimentally researched in PhD dissertation. There is a limited number of research in literature related to pile loading test. Whether these kinds of researches reflect the real situation is a subject of debate. Moreover, in pile loading tests, especially in model piled raft tests which were conducted in the past, pile toe, environmental friction and loads which were dealt by raft were not measured in a reliable way. In this research, a certain part of these loads (i.e. total load) are measured by non precision methods and others were tried to be estimated by static pile formulas. Boundary actions were minimized by selecting a larger and longer trial tank compared to past researches and greater extents of model tests were able to be conducted. Model piles made from concrete as in the real situation, fabricated in ground setting which the pile would create; various environmental conditions effecting pile design is prevented in this way.

Experimental researches have shown that raft contribute a great deal to total load which the system is able to carry in piled raft foundations. It has been observed that in the beginning stage the whole load is met by raft in the pile raft foundation and the load is transferred into the piles at the times of small amounts of settlement. It is determined that in a settlement of a percentage of 10% of pile diameter, raft encounters the 25-40 %of the total load. %30-%100 of increase has been observed between the rates of the load sharing corresponding to 40 mm and 1mm of raft settlement. Comparing the failure loads determined empirically and the other loads determined by different methods, it is found that the minimal

vii

failure load is determined by %10 of pile size rule and the maximal failure load is determined by Mazurkiewiez diagram method.

It is concluded that the load power boundary in raft settlement model increases in parallel with principal section area and bearing pressure does not increase when principal section area increase in small amount of settlement.

It has been observed that pile pulling capacities and pile deformations are measured by model pile pulling tests and pulling capacity increases in a linear way as pile traverse increases.

viii ÖNSÖZ

ÇalıĢmam süresince her türlü yardım ve desteğini esirgemeyen tez danıĢman hocam Sayın Prof. Dr. ÖzcanTAN‟a içtenlikle teĢekkürlerimi sunarım.

Bu çalıĢma kapsamındaki deneyler, Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi ĠnĢaat Mühendisliği Bölümü Zemin Mekaniği Laboratuvarında yapılmıĢtır. Dolayısıyla, bu laboratuvarlarda sorumlu ve görevli öğretim elemanları ile diğer tüm çalıĢanlara, bana gösterdikleri yardım ve destek için çok teĢekkür ediyorum. Bu kapsamda, özellikle, Mühendislik Fakültesi ĠnĢaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalındaki Sayın ArĢ. Gör. Dr. Ġ. Hakkı ERKAN ve ArĢ. Gör. Yavuz YENGĠNAR‟ın, Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi ĠnĢaat Bölümünden Sayın Doç. Dr. A. ġahin ZAĠMOĞLU ile Yrd. Doç. Dr. Seracettin ARASAN‟ın isimlerini en içten saygı ve teĢekkürlerimle anmak isterim.

Her zaman ve her konuda beni asla yalnız bırakmayan ve desteklerini hiçbir zaman esirgemeyen saygıdeğer aileme, sevgili eĢime ve çocuklarıma Ģükranlarımı sunarım.

Rahim Kağan AKBULUT KONYA-2014

ix ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET ... iv ABSTRACT ... vi ÖNSÖZ ... viii ĠÇĠNDEKĠLER ... ix SĠMGELER VE KISALTMALAR ... xi 1. GĠRĠġ ... 1 2. KAYNAK ARAġTIRMASI ... 3 2.1. Teorik ÇalıĢmalar ... 3 2.2. Deneysel ÇalıĢmalar ... 25

2.3. Teorik ve Deneysel ÇalıĢmalar ... 35

3. KAZIKLI RADYE TEMELLER ... 50

3.1. Radye Temeller ... 50

3.2. Kazıklı Temeller ... 53

3.2.1. Kazıklı temellerin tarihçesi ... 53

3.2.2. Kazıklı temel kullanım alanları ve türleri ... 53

3.2.3. Kazıklı temellerin yük taĢıma gücü hesapları ... 56

3.2.3.1. Statik kazık formüllerinden yük taĢıma gücü hesabı ... 56

3.2.3.2. Kazık yükleme deneyleri ile yük taĢıma gücü hesabı ... 61

3.2.3.3. Dinamik kazık formüllerinden yük taĢıma gücü hesabı ... 65

3.3. Kazıklı Radye Temeller ... 67

3.3.1. Kazıklı radye temellerin uygulama alanları ... 67

3.3.2. Kazıklı radye temellerin analizi ... 68

3.3.2.1. BasitleĢtirilmiĢ hesap yöntemleri ... 70

3.3.2.2. YaklaĢık sayısal analiz yöntemleri ... 76

3.3.2.3. Ġleri sayısal analiz yöntemleri ... 77

4. MATERYAL VE YÖNTEM ... 79

4.1. Model Deneylerde Kullanılan Zemin Özellikleri ... 79

4.2. Model Deney için Üretilen Kazık ve Radyeler ... 80

4.3. Model Deney Düzeneği ... 84

4.4. Kum Zeminin Model Deney Düzeneğine YerleĢtirilmesi ... 85

4.5. Deney Programı ... 89

4.5.1. Model radye yükleme deneyleri ... 89

4.5.2. Model kazık yükleme deneyleri ... 90

4.5.3. Model kazık çekme deneyleri ... 91

4.5.4. Model kazıklı radye temel deneyleri ... 92

x

5.1. Model Radye Temel Deney Sonuçları ... 99

5.2. Model Kazık Deney Sonuçları ... 105

5.2.1. Tek kazık yükleme deney sonuçları ... 105

5.2.2. Tek kazık çekme deney sonuçları ... 116

5.3.Model Kazıklı Radye Deney Sonuçları ... 121

5.3.1. BirleĢik dökülen kazıklı radye deney sonuçları ... 121

5.3.1.1. Radye altı tek kazık yükleme deney sonuçları ... 121

5.3.1.2. Radye altı iki kazık yükleme deney sonuçları ... 123

5.3.2. Kazık ve radye birleĢtirilerek oluĢturulan kazıklı radye deney sonuçları ... 123

5.3.2.1. Radye altı tek kazık yükleme deney sonuçları ... 124

5.3.2.2. Radye altında iki kazık ile yükleme deney sonuçları ... 131

6. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER ... 135 6.1. Sonuçlar ... 135 6.2. Öneriler ... 139 KAYNAKLAR ... 140 EKLER ... 148 ÖZGEÇMĠġ ... 156

xi

SĠMGELER VE KISALTMALAR

Simgeler

Akg Kazık grup alanı

Akk Kazık toplam en kesit alanı

Ap Kazık uç kesit alanı

As Kazık yan yüzey alanı

B,Br Radye geniĢliği

c Kohezyon

ca Zemin-kazık arasında adhezyon etkisi

cu Drenajsız kayma mukavemeti

D,d Kazık çapı

de EĢdeğer çap

Df Temel derinliği

Dr Rölatif sıkılık

E1 Üst tabaka zemin elastisite modülü

E2 Alt tabaka zemin elastisite modülü

Ep,Ek Kazık elastik modülü

Er Radye elastik modülü

Es Zemin elastik modülü

ɤ Zeminin birim hacim ağırlığı

h Kalıp yüksekliği

H Tokmak düĢü yüksekliği

kN Kilo Newton

kk Kazık rijitliği

kkr Kazık grubu rijitliği

Ko Toprak basıncı katsayısı

kr Radye rijitliği

kr Rölatif radye sertliği

ks Yatay toprak basıncı katsayısı

L Kazık boyu

mm Milimetre

n Kazık sayısı

xii

nt Kazık sayısı

p Kazık çevre uzunluğu

ɸ,ⱷ,φ Zemin içsel sürtünme açısı

Pk Kazığa gelen yük

Pkr Kazıklı radyeye gelen yük

Pku Kazık grubu son yük taĢıma gücü

Pmax Tek kazık çekme deneyinden elde edilen maksimum yük

Po Dizayn yükü

Pr Radyeye gelen yük

PSu Nihai sürtünme kapasitesi

Qç Kazık çevre sürtünmesi

Qkazık Kazık yükü

Qmax Kazık göçme yükü

Qp Kazık ucu ile taĢınan toplam yük

qp Kazık uç direnci

qp,l Limit kazık uç direnci

qs Çevre sürtünmesi

Qs Kazık yan yüzeyi ile taĢınan toplam yük

Qtoplam Toplam yük

Qu Kazık nihai yük taĢıma gücü

Qu Kazık uç direnci

qu Nihai yük taĢıma gücü

R GörünüĢ oranı

rb BaĢlık yarıçapı

rm Maksimum etki yarıçapı

s Kazık aralığı, refü

Sk Kalıcı oturma

Skr Kazıklı radye oturması

Smax Maksimum oturma

Sr Radye oturması

Wp Kazık ağırlığı

Wr Tokmak ağırlığı

tr Radye kalınlığı

xiii αkr Kazıklı radye temel katsayısı

δ Kazık-zemin sürtünme açısı

ξ Kazık etki yarıçapı oranı

σı Efektif gerilme

σv‟ Ortalama düĢey efektif gerilme

Kısaltmalar

2D Ġki boyutlu

3D Üç boyutlu

ABD Amerika BirleĢik Devletleri ASTM Amerikan deney standartları BHA Birim hacim ağırlık

CPT Koni penetrasyon deneyi

ft Feet

ISSMGE Uluslararası geoteknik mühendisliği ve zemin mekaniği komitesi

in Ġnch kPa Kilopaskal MN Meganewton MPa Megapaskal N Newton PDR Poulos-Davis-Randolph metodu SP Üniform kum

SPT Standart penetrasyon deneyi

SW Ġyi derecelenmiĢ kum

TDG Teknik destek grubu

1. GĠRĠġ

Kazıklı radye temel uygulamaları günümüzde sıkça kullanılmaya baĢlanan bir birleĢtirilmiĢ temel uygulaması olarak karĢımıza çıkmaktadır. Bu uygulama son yıllarda birçok çalıĢmaya konu olmuĢ, kazıklı radye temellerin düĢey, yatay ve dinamik yükler altında davranıĢları çeĢitli yönleri ile araĢtırılmaktadır.

Yapı temellerinin üst yapıdan gelen yükleri emniyetle taĢıyabilmesinin yanında istenilen oturma koĢulunu da sağlaması gerekmektedir. Buna ilaveten seçilen temel çeĢidinin ekonomik sınırlar çerçevesinde kalması da temel mühendislerinin istediği diğer bir koĢuldur. Bazı zemin durumlarında zemin taĢıma gücü açısından yeterli olsa dahi, müsaade edilebilir oturmaların aĢılması ve farklı oturmaları önlemek için radye temellerin altına belli sayıda kazıklar imal edilmekte ve söz konusu bu oturmaların karĢılanmasında kazıklar önemli rol oynamaktadır.

Kazıklı radye temel uygulamalarında, kazık baĢlığının zemine temas etmemesi durumunda ki baĢlık (ızgara) genel anlamda bir radyedir. Klasik kazıklı temel tasarımlarında kazık ızgarasının (radyenin) yük taĢımadığı kabul edilmektedir. Bu kabul oldukça muhafazakâr olup, zeminin kazığa göre daha fazla oturma yaptığı çok özel durumlarda karĢılaĢılır. Genelde zeminle temas halinde olan kazık baĢlığı bir Ģekilde belirli oranda kazıklarla beraber yapı yükünü taĢımaktadır. ĠĢte bu kazık ile radye arasındaki yük paylaĢım oranları ile kazık-radye davranıĢı son yıllarda çeĢitli araĢtırmalara konu olmuĢtur. Çünkü sistemin oturma açısından problemsiz oluĢu ya da bir baĢka ifade ile aynı oturma değerinde radyenin belirli bir oranda yük taĢıdığının kabulü ve daha az sayıda kazık kullanılarak bir kazıklı radye temel tasarımı ekonomik açıdan büyük önem taĢımaktadır. Son yıllarda yapılan çalıĢmalara göre kademeli olarak yüklenen kazıklı radye temellerde radye tarafından taĢınan yük oranı sistemdeki kazık sayısının artmasıyla azalmakta bu durum kazık baĢına düĢen yükü azalmaktadır.

Kazıklı radye temellerin etkin tasarımında öne çıkan baĢlıca parametreler:

 Zemin özellikleri

 Radyenin esnek ya da rijit tasarımı

 Kazık çapı

 Kazık boyu

 Kazık yerleĢim düzeni

 Yük uygulanma doğrultusu ve Ģekli olarak sayılabilir.

Yukarıda sayılan tüm parametreler için kazıklı radye temel sistemlerinin gerek vaka analizleri ile gerekse de arazide büyük ölçekli model deneylerle veya laboratuvar ortamında küçük ölçekli model deney düzeneklerinin kurulması ile bu temel sistemlerindeki kazık-radye-zemin etkileĢimlerinin, yük paylaĢım oranlarının ve oturma davranıĢlarının bilinmesi ve mevcut literatürün geniĢletilmesi temel mühendisliği açısından büyük önem arz etmektedir.

Bu çalıĢmada; kazıklı radye temellerin düĢey statik yükler altındaki yük-oturma davranıĢları ile kazık-radye yük paylaĢım mekanizmalarının açıklıkla anlaĢılması için laboratuvar ortamında küçük ölçekli model deneyler yapılmıĢtır. Kazıklı radye tasarımını etkileyen kazık boyu, kazık yerleĢimi, zemin sıkılığı gibi sisteme etkiyen parametrelerin, bu temel sisteminin taĢıma gücü ve oturma davranıĢı üzerindeki etkileri araĢtırılmıĢtır. Ayrıca farklı boy ve çaplardaki model kazıklar ile farklı zemin sıkılıklarında yükleme ve çekme deneyleri de yapılmıĢtır.

2. KAYNAK ARAġTIRMASI

Literatürde kazıklı radye temeller üzerine birçok çalıĢma mevcuttur. Özellikle kazıklı radye temellerin tasarımına etki eden faktörlerin araĢtırılmasında daha çok sonlu, sınır veya ayrık eleman metotlarını kullanan ve ileri sayısal analizleri yapabilen ticari yazılımlarla yapılan parametrik çalıĢmalar çoğunluk arz etmektedir. Buna karĢın bu temellerin tasarımında oturma ve taĢıma gücü açısından parametrelerin etkisinin laboratuvarda deneysel olarak modellerle araĢtırıldığı çalıĢmalar ise sınırlı sayıda bulunmaktadır. Bu bölümde araĢtırma konusu ile ilgili olarak araĢtırmacılar tarafından yapılmıĢ çalıĢmalar özetlenerek sonuçları verilmiĢtir.

2.1. Teorik ÇalıĢmalar

Poulos H.G. (1993) problemli zeminlerde (oturan ve ĢiĢen) kazıklı radyelerin dizaynı hakkında çalıĢmıĢtır. Poulos çalıĢmasında radyenin taĢıma kapasitesi açısından tek baĢına yeterli olduğu durumlarda bu tip zeminlerde radyeye stratejik olarak yerleĢtirilmiĢ birkaç kazık takviyesi ile temeldeki oturma ve farklı oturma problemlerinin çözülebileceğini belirtmiĢtir. ÇalıĢmasında yapısal yükleri desteklemek için etkin bir Ģekilde kullanılan kazıklı radyelerin aslında haricen oluĢan zemin hareketlerinin bu tip temellerin performansını nasıl etkilediği ile ilgili çalıĢmalar yok denecek kadar az olması nedeniyle böyle bir çalıĢma yaptığını ifade etmiĢtir. Poulos çalıĢmasında zeminde emme veya efektif gerilme değiĢimlerinin sonucu olarak aĢağı (oturma) ya da yukarı (ĢiĢme) yönlü hareketlere bağlı olarak zemin-radye-kazık etkileĢimlerinin sonuçlarını sunmaktadır. ÇalıĢma sonucunda; zemin konsolidasyon hareketine maruz ise basınç yükleri kazıklara negatif çevre basıncı olarak etki etmekte ve zeminin küçük hareketleri için bile radyenin ağırlığı kazıklara binmektedir. Ġkinci olarak zemin ĢiĢme hareketine maruz ise bu sefer hem ĢiĢen zeminin hareketinden hem de radyenin altında oluĢan basınç kuvvetlerinden dolayı çekme yükü kazıklara binmektedir. Her iki durumda da kazıklı radyenin hareketi tek baĢına kazık grubunun hareketinden daha büyük olmaktadır. Yazar harici düĢey zemin hareketlerinin olması durumunda kazıklı radye kullanımından kaçınmanın en iyi çözüm olacağını belirtmiĢtir.

Ta L.D. ve Small J.C. (1997) yaptıkları çalıĢmada kazıklı radye sistemlerinin bilgisayar destekli hesaplarında yeni bir yaklaĢım geliĢtirmiĢlerdir. Hesaplama, uzun

zaman alan grup kazıkların ve kazıklı radye hesaplarını çok küçük hatalarla kısa sürede analiz sonuçlarına ulaĢmıĢlardır. ÇalıĢmada kazıklı radye temellerde ve radyelerde etki faktörlerinin yaklaĢık olarak hesabında nümerik analiz metotları tasvir edilmiĢ ve tek sınırlandırma radyedeki tüm elemanların kare ve eĢit boyutlu olması öngörülmüĢtür. ÇalıĢmada katı zemin tabakasına yerleĢtirilen 4x4 kazıklı radye grubunun davranıĢı deney ile araĢtırılmıĢtır. TaĢıyıcı zemin tabakasının katı kıvamda olduğu durumda kazıkların daha çok, radyenin ise daha az yük taĢıdığı gözlemlemiĢlerdir.

Mendonça A.V. ve De Paiva J.B. (2000) kazıklar üzerine oturan radyelerin statik analizlerinde sınırlı eleman metodu adlı çalıĢmalarında zemin, kazık ve plaka arasındaki eĢ zamanlı etkileĢimleri dikkate alan kazıklı radyelerde sınırlı eleman metodu formülizasyonunu geliĢtirmiĢlerdir. Bu yaklaĢımda zemin elastik lineer homojen yarı sonsuz ortam, radye ince ve kazıklar ise tek eleman olarak modellenip hem kazık hem de radye integral eĢitlikleri ile ifade edilmiĢlerdir. Ayrıca çalıĢmada her bir kazık arasındaki kesme kuvveti 2. dereceden polinom olarak alınmıĢ ve zemin-baĢlık ara yüzeyi üçgen elemanlara bölünerek sınırlandırılmıĢtır. ÇalıĢmada rijit ve bükülebilir kazık gruplarının yük aktarım mekanizması deneysel olarak sınırlı elemanlar metodu ile araĢtırılmıĢ ve sonuçlar literatürdeki diğer araĢtırmacıların ki ile karĢılaĢtırılmıĢtır.

Zhang H.H. ve Small J.C. (2000) çalıĢmalarında geleneksel olarak düĢey yüklere maruz baĢlıklı kazık gruplarının aynı zamanda yatay yüklerle de yüklenmesi ve sonlu elemanlar yöntemi ile birlikte kullanılan APPRAF isimli program yardımı ile bu yüklere maruz temellerin analizini yapmıĢlardır. BaĢlık (radye) ince bir tabaka, kazıklar elastik birer kiriĢ ve zemin ise farklı malzemelerden oluĢan yatay tabakalar halinde modellenmiĢtir. ÇalıĢmada elastik modülü derinlikle artan üç farklı zemin örneği kullanılmıĢ ve sonuçlar analizde kullanılan programın ve sonlu elemanlar yönteminin, yatay ve düĢey yükler altında farklı zeminlerde yapılan baĢlıklı kazık gruplarının davranıĢını değerlendirmede çok yararlı ve etkin bir yol olduğunu göstermiĢtir. Ayrıca çalıĢmada bu metodun tüm eksen momentleri kadar yatay ve düĢey yüklemeye maruz baĢlıklı kazık grup temellerinin de davranıĢlarının analizinde kullanılabilirliği göstermiĢlerdir. Rijit baĢlıklı bir kazık grubu ile esnek baĢlıklı kazık grubu arasında kazık baĢlarındaki yük dağılımının mukayesesinde kullandıkları bu metodun eski metotları destekler mahiyette olduğunu vurgulamıĢlardır.

Prakoso W.A. ve Kulhawy F.H. (2001) yaptıkları çalıĢmada kazıklı radyelerin tanımında basitleĢtirilmiĢ lineer elastik ve lineer olmayan düzlem deformasyon sonlu eleman modelleriyle analizler yapmıĢlardır. Kazık grubunun basınç kapasitesi ve sistem geometrisi, radye etkileri gibi veriler, farklı yer değiĢtirmeler, radye eğilme momentleri ve kazıklı radyenin yük taĢıma oranı „ortalamalar‟ üzerinden değerlendirilmiĢtir. ÇalıĢma da sonucunda üç boyutlu hem elastik hem de elastik-plastik çözümlerden aĢağıdaki sonuçlar elde edilmiĢtir:

 Sistem geometrisinin en etkili elemanları kazık grubundaki kazık derinliği ve radye geniĢlik oranıdır.

 Ortalama düĢey yer değiĢtirmeleri (oturmalar) minimize etmek için geniĢlik oranı 1 civarında iken, farklı yer değiĢtirmeleri (oturmaları) minimize etmek için gerekli geniĢlik oranı 0,5 olarak bulunmuĢtur. Her iki oturmayı da minimize etmek için oranlar arasında iterasyon prosesi kolaylıkla uygulanmaktadır.

 Tek bir kazığın radye alanına oranı (bu oran kazıklar arası boĢluk ile kazık çapının birleĢiminden oluĢur) yer değiĢtirmeleri minimize etmek için %5-6 civarında olması yeterlidir. Bu oran ayrıca en az radye eğilme momenti ve yük aktarım mekanizması için en etkili orandır.

Hartmann F. ve Jahn P. (2001)‟de kazıklı radyelerde sınırlı eleman analizleri yapmıĢlardır. Bu metot bu tip temellerin formülasyonlarını modellemede genellikle kullanılan analitik bir yöntemdir. ÇalıĢmada iki model üzerinde çalıĢılmıĢtır. Bunlardan ilki tabakalı yarı-uzay üzerinde KirĢof levhası ve ikincisi ise Winkler zemini üzerinde KirĢof levhasıdır. Levhalar uygun sınır elemanlarla ve kazıklar ise lineer sonlu elemanlar kullanılarak modellenmiĢtir. ÇalıĢmada geometrik model olarak “Treptowers” adlı yüksek katlı bina ele alınmıĢtır. ÇalıĢmada sınır eleman metodu temel plakası ile zemine etki eden parametrelerle direkt olarak beraber çalıĢtırıldığından zemin-yapı etkileĢiminin analizini çok daha etkin Ģekilde çözdüğü görülmüĢtür.

Poulos H.G. (2001) ISSMGE‟de (International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering) sunduğu raporunda kazıklı radye temellerin analiz metotların bahsetmiĢtir. Raporda belirtilen sonuçlar aĢağıdaki gibidir:

- Basit dizayn metotları detaylı dizayn aĢamasında çok daha kompleks analizlerin yerini güvenlikle almaktadır,

- Ġki boyutlu analizlerde (FLAC -2D gibi), oturma ve kazık yüklerinin doğal olarak mevcut düzlem-deformasyon varsayımlarından dolayı fazla tahmin edilmesine yol açabileceği,

- Üç boyutlu analizlerin (FLAC-3D gibi), kazık radye analizleri için olanak dahilinde en fazla tam doğrulukla kullanılan metotlardır. Bu analizler zamana bağlı olarak kurulup çalıĢtırılmalarına rağmen tutarsız eğilme momentlerine de yol açabilirler. Eğer gerilme çıktıları momentlerin hesaplanmasında direkt olarak kullanılmıĢsa ve radyede katı elemanlar kullanıldıysa, bu analizlerden Gauss noktasındaki gerilmelerden sonuçlar çıkararak veya momentleri elde etmek için hesaplanan yer değiĢtirmeleri kullanarak birçok tatminkar sonuçlar elde edilebilir,

- Kazıklı radye temelde var olan değiĢik etkileĢimleri (kazık-kazık, kazık-radye, radye-kazık, radye-radye) dikkate almak Ģarttır. Bu etkileĢimler yükün çoğunluğunun radye tarafından karĢılandığı, farklı oturma ve oturmaların ciddi Ģekillerde küçümsendiği geleneksel yapı analizlerinin çoğunda genellikle göz ardı edilir,

- ÇalıĢmada kazık radye analizinde düĢey yükleme kadar yanal yüklemenin de tabi tutulduğu bir metot geliĢtirilmiĢtir. Bu metot ile bazı sadeleĢtirmeler de kapsanarak, tam ölçekli arazi deneylerinden oldukça iyi bir Ģekilde gözlemlenen davranıĢların tahmini de yapılabilir. Ama yine de rutin bir dizaynda kullanılan basit yaklaĢımlar geliĢtirmenin ileriki araĢtırmalarda sağlanması gerekliliğini ifade etmiĢtir.

Chow Y.K. vd., (2001) kazıklı radye temelleri varyasyonel bir yaklaĢım kullanılarak analiz etmiĢlerdir. ÇalıĢmada kazıklar ve radye minimum potansiyel enerji prensibi kullanılarak analiz edilmiĢtir. Kazıklar ve radyenin deformasyonunu temsilen sonlu seriler kullanılmıĢtır. ÇalıĢmada bu metodun çok sayıda kazıklarla oluĢturulan kazıklı radyelerin analizinde çok etkili sonuçlar verebileceği ortaya konmuĢtur. Arazi ölçümleri ve diğer nümerik analizlerle kıyaslanan bu metot çok mantıklı uzlaĢı göstermiĢtir. ÇalıĢmanın Clancy ve Randolph (1993)‟un çalıĢmaları ile çok yakın sonuçlar verdiği belirtilmiĢtir. Varyasyonel bu metot daha sonra Poulos (1994), Ta ve Small (1996) ve Sinha (1998) ile ortalama oturma, merkez-köĢe farklı oturma,

maksimum eğilme momenti ve kazıklardaki yük oranları açısından birbiri ile kıyaslanmıĢ ve çok yakın sonuçlar elde edilmiĢtir (ġekil 2.1). ÇalıĢmada ayrıca “Dashwood House” ve Frankfurt kili üzerindeki en yüksek bina üzerinde bilgisayar ölçümleri ve yeni varyasyonel metot beraber analiz edilmiĢtir.

ġekil 2.1. Farklı çözümlerin kıyaslanması (Chow, Y.K., 2001)

Small J.C. ve Zhang H.H. (2002) düĢey ve yanal yükler altında kazıklı radyelerin davranıĢı incelemiĢlerdir. ÇalıĢmada radye ince bir plaka olarak ve kazıklar ise elastik kiriĢlerle modellenmiĢtir. Kazıklar ve radye sonlu elemanlar metodu ile çözülürken, zemin sonlu tabaka teorisi ile çözülmüĢtür. Kazıklı radye hem her yönde

yüklemeye hem de momentlere maruz bırakılmıĢtır. ÇalıĢmada 3x3 gruplu 0,564m dairesel kesitli 10m boyunda kazıklar, radye kalınlığı 0,25 m ve s/d=3 ve 5 olacak (aralık/çap) Ģekilde dizayn yapılmıĢ ve analizler yürütülmüĢtür. ÇalıĢma sonucunda sonlu tabaka metodu ile genel yükleme tiplerinde kazık gruplarının üretimi yapılabilmektedir ve hem zemin yüzeyinde hem de zemine radyenin teması durumunda bu analizin kullanılabilirliği ispatlanmıĢtır. Bu metot da kullanılan verilerin kıyaslama için daha kolay olduğu ve sonlu eleman çözümleri için gerekli olan büyük “mesh”lerin oluĢturulmasının gerektirmediğine vurgu yapılmıĢtır.

Poulos H.G. (2002)‟de yaptığı çalıĢmasında kazıklı radye temellerin tasarımında basit bir dizayn prosedürü geliĢtirmiĢtir. Poulos, sadece radye temel kullanılan bazı durumlarda bu temelin bazı dizayn gereksinimlerini sağlamayacağı ve bunun içinde radyeye kazık ilavesi ile ancak temelin performansının iyileĢtirilebileceğini belirtmiĢtir. Stratejik olarak yerleĢtirilmiĢ sınırlı sayıdaki kazıkların kullanımı ile radyenin nihai taĢıma kapasitesi, oturma ve farklı oturma davranıĢlarının iyileĢtirilebileceği vurgulanmıĢtır. Poulos yaptığı bu çalıĢmada birçok çalıĢmaya rehber olmuĢ ve kazıklı radye temellerin ön tasarımında iki durumu incelemiĢtir. Bunlardan ilki tüm temelin davranıĢının değerlendirilmesi öteki ise sadece kolon yükleri altında temel davranıĢının değerlendirilmesidir. Ayrıca çalıĢmasında kazıklı radye basit tasarımında aĢağıda sıralanan farklı iki açıdan da bu temele ait davranıĢı incelemiĢtir;

 Tüm yük kapasitesi ve oturma-yük davranıĢı,

 Tek kolon yükü altında kazık ve radyenin bölgesel yük taĢıma kapasitesi.

Poulos, herhangi bir temel sisteminde olduğu gibi kazıklı radye temel dizaynında da aĢağıdaki bazı konuların irdelenmesi ve tartıĢılması gerekliliğini vurgulamaktadır. Bu konulardan bazıları Ģöyle sıralanmıĢtır:

 Yanal ve düĢey nihai taĢıma kapasitesi ve moment yüklemeleri,

 Maksimum oturma,

 Farklı oturmalar,

 Radyenin yapısal dizaynı için gerekli moment ve kesme kuvvetleri,

 Kazıkların yapısal dizaynı için gerekli kazık yükleri ve momentleri.

Liang F.Y. vd., (2003) düĢey yüke maruz yastıklı kompozit kazıklı radyenin nümerik analizini yapmıĢlardır. ÇalıĢmada yazarlar geleneksel kazıklı radyenin olumsuz

koĢullarda uygulamaları için, yastık etkisi kadar kazık modülü ve eĢit olamayan uzunluklarının etkisini de birleĢtirdikleri ve adını kompozit kazıklı radye koydukları bir temel geliĢtirmiĢlerdir. Bu yeni tip kompozit temelde kullanılan kısa kazıklar yumuĢak yüzeysel zemini güçlendirmede, uzun kazıklar oturmayı azaltmakta ve yastık ise kazıklardan zemine aktarılan gerilmeyi yeniden dağıtıp ayarlamada kullanılmaktadır. ÇalıĢmada bu kompozit temelin taĢıma gücü ve oturma davranıĢındaki ana faktörler üç boyutlu sonlu eleman metodu kullanılarak analiz edilmiĢ ve kazıklı radye temel kavramına yeni bir dizayn yaklaĢımı sunulmuĢtur.

Mendonça A.V. ve de Paiva J.B. (2003) yaptıkları çalıĢmada düĢey yükle yüklenmiĢ radye ve kazıklı radye temellerin analizinde sonlu ve sınırlı elemanlar metotlarını birlikte kullanarak analiz yapmıĢlardır. ÇalıĢmada iki tip problem analiz edilmiĢtir. Ġlki plandaki Ģekli dikdörtgen veya daire olan radyelerde zemin radye etkileĢimidir. Bu problem için sonuçlar literatürde bahsedilen analitik veya nümerik çözümlere kapalıdır. Ġkinci ele alınan problem ise kazıklı radye temellerde sonlu ve sınırlı eleman metot çifti ile çözümüdür. Bu analizlerde çapraz yer değiĢtirmeler her iki metotta da çok yakın değerlerdedir. ÇalıĢmada eksik taraf özellikle kazıkların rijit varsayıldığı durumlarda eğilme momenti dağılımının gözlemlenmemiĢ olmasıdır.

Liang F.Y. ve Chen L.Z. (2004) yaptıkları çalıĢmada kazıklı radye temellerin analizinde modifiye ve varyasyonel bir yaklaĢım sunmuĢlardır. ÇalıĢmada serbest cisim analizi genellikle diğer çalıĢmalarda kullanılan kazıklı radyenin bütünü veya kazık grubu zemin sisteminin yerine kazıklı radye temelden izole edilmiĢ bükülebilir radyede yapılmıĢtır. Radyenin dönme Ģekli, basit yaklaĢık analitik çözüm ile değerlendirilen kazık ile zemin yükleri arasındaki etkileĢimler ve bir takım tanımlanmayan katsayıların bir fonksiyonu olarak sunulmuĢtur. ÇalıĢmada kazıklı radye sisteminin tepkisi minimum potansiyel enerji prensipleri ile tanımlanmıĢtır. Yazarlar, diğer dar yaklaĢım metotları ile mukayese edildiğinde bu çalıĢma da sunulan yaklaĢımın daha ucuz ve hesaplanabilir yeterlilikte olduğunu belirtmiĢlerdir.

Reul O. (2004) kazıklı radyelerin taĢıma davranıĢı üzerine nümerik bir çalıĢma yürütmüĢtür. ÇalıĢmada aĢırı konsolide bir kil üzerinde kazıklı radye temelin taĢıma davranıĢı üç boyutlu sınırlı eleman yöntemi ile araĢtırılmıĢ ve tartıĢılmıĢtır. Üç boyutlu analizler kazık ile radye arasındaki etkileĢimin en önemli etki olduğunu göstermiĢtir.

ÇalıĢmada optimum temel dizaynının mevcut kazanımları bir örnek ile ispatlanmıĢtır. Analiz sonuçları kazık-radye etkileĢiminde yüzey sürtünmesinin oturma ve yükün artmasıyla azaldığını göstermiĢtir. Pratik olarak iyi seçilmiĢ yükler altında kazıklı radyedeki kazıklar nihai taĢıma kapasitelerine ulaĢmamıĢlardır. Kazık grubundaki kazıkların denk yay katılıkları ve dirençleri sırasıyla yapının oturmasına (yüküne) ve kazığın pozisyonuna bağlıdır. Kazık direncindeki yükün ve denk yay katılığının artmasıyla kazık grubundaki kazıkların dağılımı ve mutlak boyları da değiĢmektedir. Nümerik bu çalıĢmada yük seviyesi ve sistem konfigürasyonuna bağlı olarak belli bir alanın üzerinde verilen maksimum oturma ve kazıklı radye katsayısının çeĢitlilik gösterdiği de bulunmuĢtur.

Reul O. ve Randolph M.F. (2004) üniform olmayan düĢey yüklere maruz kazıklı radyeler için dizayn stratejilerini araĢtırmıĢlardır. ÇalıĢmada 259 farklı kazıklı radye konfigürasyonu 3 boyutlu elasto-plastik sonlu eleman analizi ile hesaplanmıĢtır. ÇalıĢmada kazık konumları, kazık sayısı, kazık uzunluğu ve radye üstündeki yük dağılımına ek olarak radye-zemin katılık oranları da değiĢtirilerek analizler yapılıĢtır. ÇalıĢmada parametre değiĢiminin amacı optimum dizayn prosedürünü araĢtırmak olarak belirtilmiĢtir. ÇalıĢmada derinlikle elastisite modülü değiĢen Frankfurt kili modellenmiĢtir. Zemin cap (baĢlık) modeli ile temsil edilmiĢtir. Parametrik olarak yürütülen bu çalıĢmada temel dizaynı optimizasyonun yükleme seviyeleri, yükleme tipi ve temel zemini durumlarına bağlı olduğunu göstermiĢtir (ġekil 2.2). ÇalıĢmada bulunan sonuçlar en genel hatları ile aĢağıda özetlenmeye çalıĢılmıĢtır:

 Genellikle, aynı toplam kazık boyları için yüksek sayıdaki kazıklardan çok uzun kazıklarla oluĢturulan modellerde ortalama oturmalar, bu çalıĢma kapsamında araĢtırılan tüm kazık konfigürasyonları için kazıksız radye ile mukayese edildiğinde azaltılan tek parametredir. Kazıklı radyenin tüm sertlikleri yük seviyesinin artmasıyla azalmıĢtır.

 Farklı oturmalar, ortalama oturmalar değerlerine göre yük konfigürasyonu ve radye-zemin sertlik oranı açısından çok daha hassastır. Üniform yükleme ve köĢe kenar yükleme durumunda radye için farklı oturmalar, radyenin merkez alanı altında teĢkil edilen kazıklarla daha etkin Ģekilde azaltılmıĢtır. Eğilme momentinin hesabı lineer olmayan kazık-zemin etkileĢimleri göz önüne alınsa da alınmasa

da çok hassastır. Kazık teĢkilinde üniform yüklemeye maruz radye için kazıksız radyeye kıyasla eğilme momentlerinin azalmadığı görülmüĢtür.

ġekil 2.2. Kullanılan sistem ve yük konfigürasyonları (Reul, O., ve Randolph, M.F., 2004)

Tan Y.C. ve Chow C.M. (2004) yumuĢak zeminlerde kazıklı radye dizaynı üstüne çalıĢmıĢlardır. ÇalıĢmada yumuĢak zeminlerde inĢa edilen belirli yapılar referans alınarak kazıklı radye temel sistemi dizayn konuları araĢtırılmıĢtır. Dizayn yaklaĢımında 2 tip yaklaĢım geliĢtirilmiĢtir. Bunlardan ilki düĢük katlı yapılar (3‟den daha az katlı yapılar) ve orta katlı yapılarda (3 ile 5 katlı yapılar) dizayn yaklaĢımlarıdır. ĠdealleĢtirilmiĢ radyede üniform yükleme için oturma ile beraber tas Ģeklini almaktadır (ġekil 2.3). Oturma radye merkezinde en büyük ve köĢelerde en küçük değerleri almaktadır. Oturma azaltıcı kazıkların radyede orta bölgede kullanılması ile farklı oturmalar azaltılmıĢ olmaktadır (ġekil 2.4). ġekil 2.5‟de kazıklı radye konsepti verilmektedir. Bu çalıĢmada kazık etkileĢimi için PIGLET ve PIGEON adlı yazılım, yapısal analiz için ise SAFE adlı ticari yazılım kullanılmıĢtır. Ayrıca analizler PLAXIS 3D Foundation sonlu elemanlar metodu kullanan yazılım ile de analiz edilmiĢtir. Analiz sonuçları, kazık reaksiyonları ve oturmalar açısından müsaade edilebilir sınırlar

içerisinde güvenli çıkmıĢtır. ÇalıĢmada ayrıca düĢük katlı, orta katlı ve silo altındaki kazık ilaveli radyelerdeki vaka analizlerinden de bahsedilmiĢtir.

ġekil 2.4. Lokal deformasyon kontrolünde oturma azaltıcı kazıklar (Tan, Y.C., ve Chow, C.M., 2004)

Poulos H.G. (2005) de yumuĢak zemin durumlarında kazıklı radye ve denkleĢtirilmiĢ kazık radyeler hakkında bir takım çalıĢmalar yapmıĢtır. Bu çalıĢmada yazar ilk olarak sadece temel uygulanan yükün etkin olduğu durum, ikinci olarak ise hem uygulanan yüke ve hem de dıĢarıdan oturmalara maruz kalan zemin durumlarını çalıĢmıĢtır. Poulos çalıĢmasında zemin de oturmalar oluĢtuğunda, kazıklı radyenin yapı ile zemin arasında oluĢacak farklı oturmaları azalttığını göstermiĢtir.

Chow H.S.W ve Small J.C. (2005) de düĢey yükleme altında farklı boy ve çaplarda kazıklarla oluĢturulan kazıklı-radyelerin davranıĢını araĢtırmıĢlardır. Radyeler üniform olmayan yüklere maruz kaldıklarında farklı çap ve boydaki kazıklarla desteklenerek farklı oturmaları azaltmada ve temelin dönmesini engellemede önemli rol oynamaktadır. ÇalıĢmada bu parametrelerin etkisini incelemek amacıyla sonlu tabaka metodu kullanılmıĢtır. Zemin farklı özelliklerdeki yatay tabakalara bölünmüĢ ve sadece radyeye düĢey yükler uygulanmıĢtır. Radye-zemin-kazık arasındaki etkileĢimler hesaplanmıĢtır.

Analizde 0,8 m. kalınlığında 20 m. geniĢliğinde dikdörtgen bir radye (Radye elastisite modülü, Er=25000MPa) kullanılmıĢtır. AraĢtırmada iki durum incelenmiĢtir.

Durum 1‟de 9 m uzunluğunda 0,4 m çapında kazıklar, 2.durumda ise 21 m uzunluğunda 0,6 m çapında ve 7 m uzunluğunda 0,4 m çapında kazıklar kullanılarak analizler yapılmıĢtır. Analizler sonlu tabaka ve sonlu eleman metodu ile ayrı ayrı yapılıp birbiri ile kıyaslanmıĢtır. Sonlu eleman metodu ile yapılan analizlerde yer değiĢtirme sonlu tabaka yöntemine göre küçük oranlarda daha az çıkmıĢ ancak genel olarak iki metot da birbirine uyum göstermiĢtir. Radye merkezinde düĢey yer değiĢtirmeler birbiri ile kıyaslandığında, radye altında farklı boy ve çaplarda kazık kullanıldığında, aynı çap ve boydaki kazıklara oranla yer değiĢtirmeler çok daha az mertebelerde kalmıĢtır. Ayrıca çalıĢmada “Messeturm” binasının temelindeki farklı boydaki kazıklarla inĢa edilen kazıklı radyenin de bilgisayar hesapları yapılmıĢtır.

Lin D. ve Feng Z. (2006) çalıĢmalarında tabakalı zemin üzerinde inĢa edilen düĢey yüklü esnek kazıklı radyenin radye-kazık-zemin etkileĢimleri 2 boyutlu sonlu farklar programı ile analiz edilmiĢtir. Temel zemini lineer-elastik malzeme, radye ise düzlem deformasyon altında kiriĢ olarak modellenmiĢtir. ÇalıĢmada düĢeyde yüklenmiĢ temel zeminine radye esnekliğinin etkisi kadar hem kazık hem radyenin oturma ve

eğilme momentleri de araĢtırılmıĢtır. Analizde kalın radyeler ince radyelerden daha yüksek eğilme momentine sebep olmuĢtur. Yazarlar, 0,01<kr<10 (1 m < tr < 5 m)

arasındaki rölatif radye sertliğinin (kr) bu aralıkta bulunması, radye kalınlığının (tr)

yüksek hassaslık sergilediği radye oturmasında geçiĢ bölgesi olarak kabul edilebileceğini belirtmiĢlerdir. Kazıklı radyeler genelde bu aralıkta imal edildiğinden pratik olarak bu aralık ilgili bir aralıktır. Kazıklı radyelerin eğilme momenti kazıksız radyelerinkine göre düĢüktür. 10x10 kazıklarla desteklenen 30x30m ebadındaki kazıklı radyenin kalınlığının 1m teĢkil edildiğinde 5m teĢkil edildiğine oranla daha düĢük eğilme momenti bulunmuĢtur.

Sanctis L. ve Mandolini A. (2006) da yumuĢak killi zeminlerde kazıklı radyelerin taĢıma gücünü incelemiĢlerdir. Kazıklı radyelerin geleneksel dizaynı radye katkısını ihmal etmekte, yalnız kazıklı temelin taĢıma kapasitesi yaklaĢımına göre yapılmaktadır. Neticede aĢırı tutucu kriterlere göre genellikle kazıklı temeller dizayn edilirler. Geleneksel metoda karĢın, radyenin tüm taĢıma gücündeki katkısının hesaplanmasıyla daha ekonomik ve rasyonel çözümlerin elde edilebileceğinden bahsedilmiĢtir. ÇalıĢmada bir takım sonlu elemanlar programı (ABAQUS) yardımı ile nümerik analizler yapılmıĢtır. ÇalıĢmada kazık çapı 1m (d) seçilmiĢtir. Kazık boyu 20d ve 40d, radye geniĢliği Br=12d, 20d ve 28d alınmıĢ, kazık aralıkları s=4d ve 8d, kazık

sayıları ise n=9-25-49 olarak seçilmiĢtir (ġekil 2.6). ÇalıĢma sonunda kırılma anında yumuĢak kil bir zeminde kazıkların aldığı toplam yük oranı hemen hemen sabit ve birbirine eĢit olduğu görülmüĢtür.

ġekil 2.6. 3D parametrik analiz için tasarlanan kazıklı radyeler (Sanctis, L., ve Mandolini, A., 2006)

Liang F. vd., (2006)‟da değiĢik rijitliklerdeki yastıklarla desteklenmiĢ kompozit kazıklı radye temellerin optimizasyonunu çalıĢmıĢlardır. ÇalıĢmada Fredholm 2.derece integral eĢitliklerini ve hayali kazık metodu, oluĢturulan model kazıklı radye temel analizi problemlerin çözümünde kullanılmıĢtır. ÇalıĢmada yastığın rijitliği düzenlenerek optimizasyon amacına ulaĢtırılmıĢtır. Ayrıca çalıĢmada dizayn prensiplerini tanımlamak için nümerik örnekler kullanılmıĢtır. ÇalıĢma sonucunda optimizasyonun gerçekleĢmesi için modeldeki iç kısımdaki kazıklardaki yastığın rijitliğinin artırılması, köĢe ve kenar kazıklarındaki yastığın rijitliğinin ise azaltılması gerekliliği saptanmıĢtır.

Gendy M.E. vd., (2006) yılında yayınladıkları çalıĢmalarında birleĢik kazıklı-radye temellerin ampirik non-lineer analizini araĢtırmıĢlardır (ġekil 2.7). Ampirik bağıntılar veya arazi ölçümlerinden elde edilen yük-oturma eğrilerine bağlı olarak birleĢik kazıklı radyelerin non-lineer analizi, temel zeminin asıl tepkisinin dikkate alınması amacıyla bu çalıĢma hazırlanmıĢtır. Analizde her bir kazık Ģaft ve ucu boyunca ele alınmıĢtır. Bunun amacı hem uçtaki hem de yan yüzey arasındaki üniform oturmaların varlığını da hesaba katmak olmuĢtur. Bu varsayım birleĢik kazıklı radye davranıĢını modellemeye imkân vermiĢtir. Kazıkların non-lineer tepkisi DIN4014‟deki yük-oturma eğrilerinin ampirik bağıntılarından elde edilmiĢtir. Ampirik ve teorik prosedürler arasındaki iliĢkiden NPRD adlı metot geliĢtirilmiĢtir. NPRD‟nin etkinliği

farklı diğer birçok yazarın konu edindiği Frankfurt Messeturm binasının analiz sonuçları ile kıyaslanmıĢtır. ELPLA adlı program çalıĢmada kullanılmıĢtır.

ġekil 2.7. Hesaplama prosedürlerine ait karikatür (Gendey., vd., 2006)

Small J.C. ve Poulos H.G. (2007)‟de kazık radye temellerin lineer olmayan analizi adlı çalıĢmalarında, kazıklı radye temellerde kazıkların sergilediği yük-sapma davranıĢını incelemiĢlerdir. ÇalıĢmada kazıklar değiĢik katılıklara sahip yay gibi ele alınırken, radyenin sınırlı elemanlar metodu kullanılarak lineer olmayan davranıĢ modeli analiz edilmiĢtir. Zemin ise farklı katılıklara sahip zemin tabakalarından oluĢabilen orta elastik gibi ele alınmıĢtır. Her ne kadar kazıklar yük seviyelerine göre değiĢebilen katılıklara sahip olsalar bile çalıĢmada gruptaki kazık etkileĢimlerinin sabit kaldığı varsayılmıĢtır. ÇalıĢmada kullanılan bilgisayar yazılımı “GARP” (Kazıklarla radyelerin genel analizi) bu modeli de kapsamaktadır. Bu program yüksek yapılarda inĢa edilen kazıklı radyelerin analizini gözlemlenen davranıĢlarından ve hesaplamalarının mukayesesi ile yapmaktadır. ÇalıĢma sonucunda kullanılan analiz programı yardımı ile elastik hesaba göre lineer olmayan hesaplarda oturmaların daha fazla çıktığı sonucuna varılmıĢtır.

Niandou H. ve Breyse D. (2007) çalıĢmalarında zemin özelliklerinin varyasyonu, zemin homojenliğinin temelde tahmin edilmesi güç yer değiĢtirme ve gerilmelere yol açacağından bahsetmektedir. ÇalıĢmada yatay zemin varyasyonu ile zemin-yapı etkileĢiminin nasıl etkileneceği nümerik bir model olan kazıklı radye ile açıklanmıĢtır. ÇalıĢmada sistemin yapısal tepkisi Monte-Carlo simülasyonları kullanılarak analiz edilmiĢtir. Sonuçlar kazık dizaynı kadar radye dizaynı içinde genel mühendislik modellerine nazaran çok farklı bulunmuĢ ve zeminin heterojen yapısının

zemin-yapı etkileĢiminin ve sistemin güvenirliliği açısından önemli olduğu belirtilerek dizayn açısından bazı ilkeler çalıĢmada yer almıĢtır.

Small J.C. ve Liu H.L.S (2008) kazıklı radye temellerde zaman-oturma davranıĢını sonsuz elemanlar metodunu kullanarak araĢtırmıĢlardır. ÇalıĢmalarında genellikle kazıklı radye temellerin ve kazık gruplarının oturmaları daha çok dikkate alınmasına rağmen aslında zamana bağlı davranıĢa daha az dikkat edildiği bu nedenle çalıĢmalarında zamana bağlı olarak kazıklı bir radyenin konsolidasyonunu 3 boyutlu sonlu eleman yöntemini kullanarak modellemiĢlerdir. Sonuçlar tam ölçekli bir yapının oturmasının ve zamanla artan momentlerin bu zamana bağlı metot ile tahmin edilebileceğini göstermiĢtir.

Öztürk K. (2008) kazıklı radye temeller ile ilgili genel bir bilgi vermiĢ ve bu temellerdeki tasarım kıstaslarını sunmuĢtur. ÇalıĢmada Poulos (2000) tarafından önerilen bir elle hesap yönteminin sayısal bir örneğe uygulanması üzerine çalıĢılıp ayrıca örnekte ele alınan temel ve zemin modeli üç boyutlu bir sonlu eleman programı ile de analiz edilmiĢ ve sonuçları karĢılaĢtırılmıĢtır. Ayrıca tezin ikinci bölümünde Ġzmir‟de yüksek katlı bir yapı modeli ele alınmıĢ ve bu model için yalnız radye temel, geleneksel kazıklı temel ve kazıklı radye temel analizleri yapılmıĢ, sonuçları da birbiri ile karĢılaĢtırılmıĢtır.

Dash S.R. vd., (2009)’da Bhuj (2001) depreminde sıvılaĢabilir bir zeminde imal edilen kazıklı radye destekli “Custom Office” ve “Kandla Port” kulelerinde meydana gelen hasarlarla ilgili bir vaka analizini sunmaktadırlar. 22 m uzunluğundaki kule çatısından dolayı eksantrik yüke sahip olup kazıklı radye ile desteklenmiĢtir. Zemin 12 m kum üstünde 10m kil tabakasına sahiptir. Kule 32 kazıklı 0,5 m kalınlığında radyeden oluĢmaktadır. Kazık boyları 18m olup 10m boyundaki kil zemini geçip sıvılaĢabilir tabakada konuĢlandırılmıĢtır. ÇalıĢma sonucunda temelin dinamik analizi analitik olarak detaylandırılmıĢtır.

Liang F. vd., (2009) çalıĢmalarında düĢey yükler altında farklı kazıklarla kazıklı radye temellerin analizinde integral eĢitliği metodu üzerine çalıĢmıĢlardır. Kazıklı radyelerde kazık boyu ve düzeni, radyenin eğilmesi ve gerilmeler üzerinde önemli derecede etkilere sahiptir. Radye altında farklı boyut ve özellikte kullanılan kazıklar

yeni bir konsept olup kazıklı radyenin dizaynında optimizasyon elde edebilirler. Bu çalıĢmada fiktif kazık modelleri ile integral eĢitlik metodu farklı kazıklarla kazıklı radye temelin analizine uyarlanmıĢtır. Bu problemden ikinci derece Fredholm integralleri elde edilmiĢtir. ÇalıĢmada temel zemini ile kazıklar arasındaki yük paylaĢımı, yük transferi ve kazıklı radyenin oturması nümerik hesaplamalar kullanılarak elde edilmiĢtir. Bu metottan elde edilen sonuçlar literatürdekiler ile kıyaslanmıĢtır. Farklı kazıklarla kazıklı radyelerin dizaynı optimizasyon tekniği ile bu çalıĢmada buluĢturulmuĢtur. Çevre zeminindeki kazıkların rijitlik etkisi, geleneksel etkileĢim faktörü yaklaĢımıyla kıyaslanarak da tartıĢılmıĢtır. ÇalıĢma sonucunda belirli Ģartlar altında farklı çap ve uzunlukta kazık kullanımı radyedeki yapısal değerlendirmeler dikkate alınarak kesme, moment ve kazıklı radyelerdeki toplam ve diferansiyel oturmaların azaltılmasında ekonomik olarak dikkate alınması gerekliliği vurgulanmıĢtır. Ayrıca bu çalıĢmada kazıklı radye davranıĢı elastik sınır durumu ile incelenmiĢtir.

Rabiei M., (2009)‟da kazıklı radyelerle ilgili yaptığı parametrik çalıĢmada radye kalınlığı, kazık uzunluğu, kazık sayısı ve kazık konfigürasyonu parametrelerinin kazıklı radyelerin davranıĢı üzerindeki etkilerini araĢtırmıĢtır. Yazar çalıĢmasında ELPLA adlı ticari bilgisayar programı kullanmıĢtır. Bu program sonlu elemanlar metodunu kullanarak çözüm yapmaktadır. ÇalıĢmada 4 tip kazık yerleĢim planı kullanılmıĢtır. 1. planda kazıklar radye altında üniform olarak yerleĢtirilmiĢtir. 2. planda kazıklar yalnız radyenin merkezinde, 3.planda ise merkezde olduğu kadar kenar köĢelere, 4.planda da sadece radyenin kenarlarına yerleĢtirilmiĢtir. Kazık boyları 5-10-20 m, kazık çapları 1-2 m olarak seçilmiĢtir. Radye kalınlıkları 0,5-0,75-1-1,25-1,5-2 m olacak Ģekilde seçilmiĢtir. ÇalıĢma sonucunda radye kalınlığının artması ve kazık sayısı ve uzunluğunun azalması ile radyenin maksimum eğilme momenti artıĢ göstermiĢtir. Ayrıca radye kalınlığının artmasının farklı oturmaları azaltmada öncelikli olduğunu aynı zamanda bu kalınlığın artması yine hem kazık hem de kolon yüklerinin zımbalama kuvvetine karĢı çok yararlı olacağı belirtilmiĢtir. Ġnce radyeler hariç radye kalınlığının artması maksimum oturmayı etkin bir Ģekilde etkilemediğini de yazar ayrıca belirtmiĢtir. Oturmalar açısından 1m‟nin üzerindeki radye kalınlıklarının çok az veya hiç faydasının olmadığı da çalıĢmada belirtilen baĢka bir husustur. Son olarak yazar kazıklı radye dizaynında radye altında kazık yerleĢiminin önemine büyük vurgu yapmıĢtır.

Gök S. ve Toğrol E. (2009) yaptıkları bu çalıĢmada önerdikleri hesap yönteminde, yapı yükünün radye ve kazıklar ile beraber taĢınacağını göstermekte ve farklı paylaĢım oranlarına göre radye ve kazık grubunun oturmalarını ayrı ayrı hesap etmiĢlerdir. Kazık grubunun oturma hesabında eĢ değer radye yönteminden faydalanmıĢlardır. ÇalıĢmalarında çeĢitli Qkazık/Qtoplam oranları için elde edilen oturma

miktarlarını karĢılaĢtırmıĢlar ve kazık grubu ile radyenin oturmalarının eĢit olduğu paylaĢım oranını belirlemiĢlerdir. Elde edilen sonuçlar ile hem oturma miktarı hem de kazık boyunun belirlenmesini sağlamıĢlardır. ÇalıĢmada önerilen hesap yöntemi iki farklı örneğe uygulanmıĢ ve Plaxis 3D Foundation yazılımı ile desteklenmiĢtir.

Kaltakçı V. (2009) aĢırı konsolide kil zemin üzerinde inĢa edilen kazıklı radye temellerin düzgün yayılı yük altındaki oturma davranıĢlarını, farklı kazık yerleĢim planları ve yük seviyeleri için 2 ve 3 boyutlu sonlu elemanlar yöntemlerini kullanarak analiz yapmıĢtır. Yapılan analizler hem kendi içinde hem de literatürde Reul ve Randolph (2004) tarafından yapılan çalıĢmanın sonucu ile karĢılaĢtırılmıĢtır. ÇalıĢmada bulunan sonuçlar her ne kadar referans çalıĢmadaki ile uyumlu olmasa dahi kazıklı radye temeller altında oturmayı azaltıcı yönde kullanılan kazıkların tüm kazık yerleĢimleri ve yük artımları için oturmalarda meydana gelen ortalama oransal azalımın referans çalıĢma uyum olduğu gözlenmiĢ ve bu durumdan dolayı çalıĢmada kazıklı radye temellerin ortalama oturmalarının hesaplanmasında yeni bir yaklaĢım geliĢtirilmiĢtir.

Abusharar S.W. vd. (2009) bir yol dolgusu altında inĢa edilen çok kolonlu kompozit temeldeki konsolidasyon davranıĢını sonlu elemanlar metodunu kullanarak modellemiĢlerdir. ÇalıĢmada dolgu altında çimento, uçucu kül ve çakıldan üretilen ayrıca zemin-çimentodan üretilen uzun kolonlar yumuĢak zemin altındaki oturmaları azaltmada, kireçten imal edilen kısa kolonlar ise yüzeysel yumuĢak zemini iyileĢtirme ve güçlendirme amaçlı imal edilmiĢlerdir. ÇalıĢmada iki boyutlu sonlu elemanlar analizi kullanılıp çoklu kolon temeller ile inĢa edilen dolgu altındaki oturma davranıĢı incelenmiĢtir.

Yalçın A. ve Ġncecik M. (2010) kazıklı radye temeller ile radye temellerin düĢey ve yatay yükler altında davranıĢlarını karĢılaĢtırmıĢlardır. ÇalıĢmada üst yapı modeli ve zemin parametreleri sabit tutularak aynı yük altında radye temelde ve kazıklı

radye temelde oluĢan oturmalar ve momentler hesaplanmıĢ ve elde edilen değerler karĢılaĢtırılmıĢtır. Orta-katı kil üzerinde yapılan nümerik analiz sonucunda kazıklı radye temel uygulaması ile oturma ve eğilme momentleri önemli ölçüde azaltılmıĢ ve farklı oturmalar da önemli oranda düĢmüĢtür.

Lee J. vd., (2010) kaya üstüne oturan yumuĢak kil üzerinde yapılan kazıklı radyenin taĢıma gücü davranıĢının üç boyutlu analizini yapmıĢlardır. ÇalıĢmada yumuĢak killer üzerinde yapılmıĢ kazıklı radyelerin mevcut analiz metotları ile toplam taĢıma kapasitelerinin hesabının yetersiz olduğu vurgulanmıĢtır. Analizde kazık-zemin ara yüzü modeli kullanılmıĢtır. Analiz kare kesitli radye altında, farklı kazık boylarında ve farklı kazık yerleĢim düzenlerinin düĢey yüklenmesi ile uygulanmıĢtır. ÇalıĢmada zemin-kazık etkileĢiminin, kazıklı radyenin taĢıma gücü davranıĢındaki etkisi araĢtırılmıĢ ve buna ilave olarak güvenlik sayıları ile oturmalar arasındaki iliĢki ve nihai durumda kazık ile radye arasındaki yük paylaĢımı değerlendirilmiĢtir.

Ziaie-Moayed R. vd., (2010) farklı boyutlardaki kazıklarla kazıklı radye temelleri modelleyip değerlendirmiĢlerdir. ÇalıĢmada farklı kazık çaplarında tüm zemin tipleri için kazıklı radyeler 3D sonlu eleman programında (ANSYS) modellenmiĢtir. ÇalıĢma birbirine göre farklı olarak sıralanmıĢ 8 ayrı model zemin kullanılmıĢ ve zeminler iki tabaka halinde modellenmiĢtir. ÇalıĢmada eĢit kesitte ve farklı kesitlerde kare Ģeklinde kazıklar kullanılmıĢtır. Radye 68x30 m ve 1 m kalınlığında seçilmiĢtir. ÇalıĢmada farklı yükler altında tüm zemin tiplerinde farklı kazık çapları ile teĢkil edilen kazıklı radye modelleri aynı çaptaki kazıklarla teĢkil edilen kazıklı radye modellerinden daha iyi sonuçlar vermiĢtir. Ancak kazıklı radyenin davranıĢı tüm zemin durumlarında aynı olmamıĢtır. Örneğin üst tabakanın yumuĢak kil alttaki tabakanın sıkı çakıl olduğu model diğerlerinden en iyi sonucu vermiĢtir. Farklı çaplarda kazık kullanımı, aynı çapta kullanılanlara göre toplam oturmayı azaltmıĢtır. Farklı kazık çapı kullanılan kazıklı radyede en iyi durum da maksimum ve farklı oturma sırasıyla 2,3 cm %31,9 ve 2,7 cm %96,4 azalmıĢtır. Bu da temellerin oturmasında uygun bir yöntem olabilmektedir. Alttaki zemin tabakasının sıkı zeminler olması durumunda maksimum ve farklı oturmaların kontrolünde kazıklı radyelerde farklı çaplarda kazık kullanmak ekonomiklik ve dizayn açısından iyi bir fikir olduğu vurgulanmıĢtır. Alttaki zeminin yumuĢak olması durumunda kazık çapı yerine farklı kazık boyları ile kazıklı radye teĢkili maksimum ve farklı oturmalar açısından önerilmektedir.

Rabiei M. (2010) çalıĢmasında kazıklı-radye temellerin performansında yük tipi ve kazık konfigürasyonunun etkisini araĢtırmıĢtır. Parametrik çalıĢmada ELPLA ticari yazılımı kullanılmıĢtır. ÇalıĢmada üç tip yük dağılımı (1- Radye üstünde „B‟ geniĢliğinde q üniform yükü, 2- 0,15B sağ ve sol‟da 2q ortada, 0,7B geniĢliğinde q yükü ve 3- 0,25 sağ ve sol‟da q yükü ortada, 0,5B geniĢliğinde 2q yükü uygulanmıĢtır) ve üç temel kazık konfigürasyonu (ġekil 2.8) (1- n=64 kazık radye altında üniform dağıtılmıĢ, 2- n=44 kazık ortada ve kenarlar boyunca dağıtılmıĢ, 3- n=16 kazık sadece radye altında ortada konumlandırılmıĢ)‟nun kazıklı radyenin oturması, kazık taĢıma faktörü (kazıklar tarafından taĢınan toplam yük yüzdesi) ve radyedeki maksimum momente etkisi her bir yükleme tipi için ayrı ayrı ele alınmıĢtır. Analitik çalıĢma sonucunda yapılan değerlendirmeler aĢağıda maddeler halinde sıralanmıĢtır:

 Kazık konfigürasyonu 1, 2 ve 3‟de yükleme tip 1 için toplam yükün artmasıyla, maksimum oturma artmıĢ, kazık taĢıma faktörü azalmıĢ ve maksimum pozitif ve negatif moment hemen hemen sabit kalmıĢtır.

 Yükleme tipi 2 için toplam yükün artmasıyla; maksimum oturma artmıĢ ve konfigürasyon 1 ve 2 için hemen hemen eĢit çıkmıĢtır. Kazık taĢıma oranı ise azalmıĢ, maksimum negatif moment konfigürasyon 1, 2 ve 3 için artmıĢ ve maksimum pozitif moment konfigürasyon 2 için azalmıĢtır ancak konfigürasyon 1 ve 3 için yaklaĢık sabit kalmıĢtır.

 Yükleme tipi 3 için toplam yükün artmasıyla; maksimum oturma artmıĢ ve konfigürasyon 1, 2 ve 3 için hemen hemen eĢit çıkmıĢtır. Kazık taĢıma oranı ise azalmıĢ, konfigürasyon 1 ve 2 için maksimum negatif moment hemen hemen eĢit çıkmıĢ ve maksimum pozitif moment konfigürasyon 1, 2 ve 3 için de artıĢ göstermiĢtir.

 Oturmanın azaltılmasında yük tipi 1 ve 2, ve kazık konfigürasyonu 1 ve 2 en iyi seçimdir. Yük tipi 3 ve kazık konfigürasyonu 3 diğer konfigürasyonlara oranla daha az oturmaya sahiptir.

ġekil 2.8. Analizde kullanılan model özellikleri (Rabiei 2010)

Zhang Q. vd., (2010) tabakalı zeminlerde aynı tip kazıklar arasındaki etkileĢimini tek kazık ve kazık grupları açısından oturma analizlerini nümerik olarak çalıĢmıĢlardır. ÇalıĢmada elasto-plastik davranıĢ gösteren tabakalı zeminde tek bir kazığın davranıĢında 2 model kullanılmıĢtır. 1. modelde kazık Ģaftı boyunca yer değiĢtirmeler ile kayma gerilmeleri arasında lineer olmayan iliĢkinin açıklandığı hiperbolik yaklaĢım ve 2. model olarak ise kazık ucunda mobilize olan yük ile oturma arasındaki iliĢkiyi temsil eden bilineer pekleĢen model kullanılmıĢtır. Ayrıca çalıĢmada önerilen metodun gerçekliliğini araĢtırmak için tabakalı zeminde tek bir kazık örneği ile grup kazık örneği nümerik olarak çözülmüĢtür. Zemin tabakaları kumlu silt ve siltli kil olarak alınmıĢtır.

Leung Y.D. vd., (2010)‟da kazıklı radyeler ve kazık gruplarındaki kazık uzunluklarının optimizasyonu üzerine teorik bir takım araĢtırmalar yapmıĢlardır. Kazık grupları sıklıkla eĢit ve benzer kazık boylarında dizayn edilirler. Bu çalıĢmada farklı boylardaki kazıkların hem kazık grupları açısında hem de kazıklı radye temeller açısından temelin bütün performansının optimizasyonu irdelenmiĢtir. Analiz sonuçları,

taĢıma kapasitesinin çoğunu sürtünme direncinden alan kazıkların kullanıldığı durumlarda farklı boyda kazıkları kullanmanın uygulanabilir olduğunu göstermiĢtir. ÇalıĢmada aynı miktarda toplam kazık ile kazık uzunluğunun optimizasyonundan, üst yapıda meydana gelen çatlama ve bozulmalara sebep olan farklı oturmaların azaltılabileceği ve temel kalınlığının artırılabileceği teorik olarak kanıtlanmıĢtır. Yazarların çalıĢmada kazık boyu optimizasyon tekniği ile ilgili bir kazanımları da en az malzeme ile istenilen seviyedeki temelden maksimum performans alarak çevresel ve ekonomik dönüĢüm elde etmek olmuĢtur.

Poulos H.G. (2010) da yüksek katlı yapı temellerinin tasarımına yeni bir yaklaĢım getirmiĢtir. Yazar çalıĢmasında limit durum dizayn yaklaĢımı ile kazıklı temel sistemini tasarlamak ve kazık grubu için kullanılan bilgisayar yazılımında bu yaklaĢımı uygulama amacı gütmüĢtür. Bu yaklaĢım ise üç analizin yapımından oluĢmaktadır. Bu analizler ise Ģöyle sıralanabilir, Tam stabilite analizi, KullanıĢlılık analizi, Kazık ve radyenin yapısal tasarımı için yapısal hareketleri elde etme analizidir.

Bnaik N. ve Desai A.K. (2011) Katzenbach vd., (1998)‟deki kullandıkları kazıklı radye temel sisteminin üç boyutlu sonlu elemanlar programı kullanarak sismik performansını araĢtırmıĢlardır. Kazıklı-radye temellerin non-lineer analizlerinde asıl sorun çözüm için gerekli sürenin çok uzun olmasıdır. ÇalıĢmada 12 model oluĢturulmuĢ ve farklı tabakalı (sert kil, orta kum, sıkı kum) zeminler kullanılmıĢtır. ÇalıĢmada Bhuj Depremi dataları SAP2000 v14 bilgisayar programı ile analiz edilmiĢtir. KarĢılaĢtırmalı iki analiz bu raporda sunulmuĢtur. Durum 1‟de zemin-yapı etkileĢimi olması ve olmaması durumu incelenmiĢtir. Durum 2‟de ise kazıklı radye temel ve radye temel karĢılaĢtırılması yapılmıĢtır. 2. durumda dinamik yükleme kadar statik yüklemede sisteme uygulanmıĢtır. Oturmalar temel sistemi ortasında „x‟ doğrultusunda hesaplanmıĢtır. Dinamik yükleme durumunda çok küçük değerlerde radye çekme gerilmeleri gözlemlenmiĢtir. Ayrıca yine bu durumda yapının üst kısmındaki yatay ötelenme radye temelde kazıklı radye temele göre daha fazla bulunmuĢtur.

Huang M. vd., (2011) çalıĢmalarında tabakalı zeminlerde düĢey yükler altında uygulanan kazıklı radye temellerin basitleĢtirilmiĢ doğrusal olmayan çözümü sunulmuĢtur. ÇalıĢmada önerilen metot, sonlu elemanlar yaklaĢımı ve yayınlanmıĢ arazi yükleme deneyi verileri ile karĢılaĢtırılarak doğrulanmıĢtır. Bu karĢılaĢtırmalar

çalıĢmada önerilen metodun tabakalı zeminlerde kazıklı radyelerin, kazık gruplarının ve tek kazıkların yük dağılımını tahmin etmede oldukça mantıklı olduğunu sergilemiĢtir. Ayrıca çalıĢmada kullanılan basit çözümün kazıklı radyelerde oldukça pratik bir çözüm olduğunu da göstermiĢtir.

Mu L. vd., (2011) tabakalı zeminlerde inĢa edilen tünellerde zemin hareketlerini azaltıcı yönde kullanılan kazıklı radyelerin yanal tepkilerinin analizi için basitleĢtirilmiĢ bir analitik yöntem önermiĢlerdir. Önerilen bu metot santrifüj deney sonuçları ile kıyaslanarak doğrulanmıĢtır. ÇalıĢma sonucunda ek yanal deformasyonlar ve eğilme momentlerinin taban zemininin sertliği artması durumun da artacağı bulunmuĢtur.

Omeman Z.M. (2012)‟de yaptığı çalıĢmasında düĢey yüklere maruz kum bir zemindeki kazıklı radyelerin yük paylaĢımlarını Plaxis 2D programı yardımı ile incelemiĢtir. ÇalıĢmada parametre olarak; uygulanan yük, kazık çapı, kazık boyu, kazık aralığı, kazık-zemin ve radye elastisite modülü, kazık-zemin ara yüzey dayanımını azaltma faktörü, zeminin Poisson oranı, zeminin içsel sürtünme açısı, zeminin hacimsel genleĢim açısı, zeminin birim hacim ağırlığı, radye kalınlığı, radye geniĢliği seçilmiĢtir. Bu parametrelerin yük paylaĢımındaki etkileri sonlu elemanlar programı yardımı ile araĢtırılmıĢtır.

2.2. Deneysel ÇalıĢmalar

Bakholdin B.V. (2003) yılında kazıklı radye temellerin dizayn ve imalat prosedürleri için yaptığı çalıĢmasında kazık radye yük paylaĢımı ve zemin-kazık etkileĢimlerini araĢtırmıĢtır. Yazar çalıĢmasında model deneyler yapıp kazıklı radye temele ait oturma-yük eğrilerini elde etmiĢtir. Ayrıca model deneyinde temel ızgarasının aĢağıda ve yukarıda olan temel dizaynını Ģeffaf bir tank içerisinde fotoğraflamıĢ ve buradaki zemin tanelerinin kazıklar etrafında nasıl yer değiĢtirdiğini resmetmiĢtir. Buda kazıklı radye temelin yüklendiğinde zeminde nasıl bir durum oluĢtuğunun model resmi olarak literatürde yerini almıĢtır.

Cao X.D. vd., (2004)‟de kazıklı radyelerdeki kazıkların yük taĢıma için oturma azaltıcı olarak kullanıldıklarına değinilmiĢ ve bu temellerin dizaynında sıklıkla kazık sayının minimize etmenin denendiğini belirtmiĢlerdir. Bu çalıĢmada kazıklarla

desteklenmiĢ kumlu zeminde kazıkların radyeye temas olması ve olmaması durumuna göre birtakım analizler yapılmıĢtır. Radye sertliği, kazık uzunluğu, kazık dağılımı ve kazık sayısı gibi çok çeĢitli parametreler açısından model radyeler laboratuvar ortamında modellenip eğilme momentleri ve oturma azaltıcıları açısından yapısal olarak radyeye bağlantısız kazıklar incelenmiĢtir.

ÇalıĢmada 170x24 cm plan kesitli ve 80 cm derinlikteki model tank kullanılmıĢtır. Kum tanka rölatif sıkılığı %50 olacak Ģekilde 15 cm‟lik tabakalar halinde yağmurlama ile bir huni vasıtasıyla yerleĢtirilmiĢtir. Daha sonra kumun sıkılığı %70 oluncaya kadar her tabaka manüel kompaktör vasıtasıyla sıkıĢtırılmıĢtır. Modelde radye 44x22 cm boyutlarında 5-10-25 mm kalınlıklarında seçilmiĢtir. Kazıklar 9,5x9,5 mm kare kesitinde ve 1 mm kalınlığındadır. Kazık boyları 35 cm ve 55 cm olarak imal edilmiĢtir. Yükler iki kenarda Q, ortada 2,2Q kadar çelik bloklarla radye plakasına aktarılmıĢtır. Deney programı Çizelge 2.1 de verilmiĢtir. Kazık sırası radye geniĢliğine dik olacak Ģekilde 3 farklı Ģekilde seçilmiĢtir. (1) Radye alanının %65‟ini orta merkezinde olacak Ģekilde 4 sıra, (2) Radye alanının %32,5‟unu orta merkezinde olacak Ģekilde 4 sıra, (3) Radye alanının %65‟ini orta merkezinde olacak Ģekilde 6 sıra seçilmiĢtir.

Çizelge 2.1. Model deney programı (Cao, X.D.,vd., 2004)

Laboratuvarda yapılan model deneylerin analizinden kum üzerinde radyeye bağlantısız oturma azaltıcı kazıklarla ilgili aĢağıdaki sonuçlara varılmıĢtır;

Bağlantısız oturma azaltıcı kazıklarla kazıklı-radye teĢkilinde eğilme momentleri ve farklı oturmaların azaltıldığı görülmüĢtür.