Baret kazıklarla şev stabilitesinin incelenmesi
İnvestigation of slope stability using barrette piles
Yazar: LEYLA YEŞİLBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ŞÜKRÜ ÖZÇOBAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapı yüklerinin güvenli ve ekonomik bir şekilde zemin tabakalarına aktarılmasında kullanılan temeller inşa edildikleri zeminin özelliklerine göre farklılık gösterebilirler. İhtiyaçlara cevap verecek şekilde temel tasarımının hem güvenli hem de ekonomik olması gerekmektedir. Günümüzde teknolojik gelişmelerle birlikte artan nüfusa bağlı olarak büyük ve yüksek olarak nitelendirilebilecek mühendislik yapılarının varlığı artmaktadır. Bu nedenle yapılardan zemine aktarılacak yüklerin büyüklüğü ile temel maliyetleri de artış göstermektedir. Dolayısıyla, emniyetli ve düşük maliyetli projelerin üretilmesi ve bina temelleri ile birlikte yapıların bu çerçevede inşa edilmesi gerekmektedir. Bina yüklerinin sığ temeller ile zemine taşıttırılamadığı durumlarda, taşıma gücünün zayıf ve oturma problemlerinin olduğu zemin tabakalarının geçilerek sağlam zemin tabakalarına iletilmesi ile derin temeller adı verilen temel sistemleri geliştirilmiştir. Derin temel sistemlerinden Ülkemizde en çok tercih edileni betonarme kazıklı temel sistemleri olduğundan, özellikle yapının özellikleri ve kullanım amacı kazık maliyetini ciddi derecede etkilemektedir. İnşası düşünülen projedeki kazıkların maliyetinin düşürülmesi gerektiğinden, klasik dairesel kesitli fore kazıklardan daha az maliyetli olan baret kazıklar ile temel tasarımı yapılabilmektedir. Baret terimi Fransızca kökenli olup, fore kazıklara göre dikdörtgen kesitli ve sadece betonarme olarak imal edilebilmektedir. Genel olarak daha fazla çeper alanına sahip olmaları ve yapının planı ile zamanla yapacağı oturum da dikkate alındığında dikdörtgen kesit dışında T, H, L, I gibi kesitlerde de oluşturulabilmektedirler. Dairesel kesitli fore kazıklı temellere göre yatay yönde daha fazla kesme kuvveti ve eğilme momenti kapasitesine sahip olduklarından heyelan ve yapılardaki göçmelerin önlenmesinde de ayrıca tercih edilmektedirler [1].
İnsan eliyle oluşturulan yapay ve doğal şevlerin stabilitelerinde çeşitli analiz yöntemlerinden yararlanılmaktadır. Yöntemler arasında uygulanabilirlik ve kullanılma açısından farklılıklar bulunmasına rağmen analizlerin çoğunda belirlenmiş veya zaten bilinen kritik bir kayma yüzeyinde kayan kütlenin dengesinin araştırılması söz konusudur. Kayma yüzeyini etkileyen birçok parametre olmasına rağmen, analiz yöntemlerinin çoğunda dairesel kayma yüzeyinin kullanılıyor olması gerçeğe yakın sonuçlar vermektedir. 
Bu tez kapsamında, kazıkların düşey ve yatay yönlü yük taşıma kapasiteleri ve oturma esasları, imalat yöntemleri, yükleme ve kalite kontrol deneyleri incelenmiştir. Bunun yanı sıra şevli bir alanda baret kazık uygulamasının yapıldığı bir heyelan önleme çalışması da sunulmaktadır. 2. Bölüm'de kazıkların düşey yükler altındaki mekanizmaları ile taşıma gücü konusunda literatürdeki bilgilere yer verilmiştir. 3. Bölüm'de kazıkların yatay yük altında taşıma gücü mekanizmaları ile yatay ve düşey yük altında oturma durumları hakkında bilgiler sunulmuştur. 4. Bölüm'de baret kazıkların imalat aşamaları ile avantajlı ve dezavantajlı durumları incelenmiştir. 5. Bölüm'de baret kazıkların arazi deneyleri ile kapasitelerinin değerlendirmesi yapılmaya çalışılmıştır. 6. Bölüm'de şevli alanda Baret Kazıklar ile şev stabilitesinin sağlanması için yapılmış bir uygulama incelenmiş, proje kapsamında yapılan çalışmalar, uygulamalar değerlendirilmiştir. 7. Bölüm'de sonlu elemanlar metodu ile sayısal hesaplamalar yapan PLAXİS 2D programına ait genel ve programın çalışma yöntemine dair bilgilere yer verilmiştir. 8. Bölüm'de ise heyelanın meydana geldiği sahada arazi ve laboratuvar deneylerinden elde edilmiş zemin parametreleri kullanılarak sayısal ortamda sonlu elemanlar yazılımı ile bir baret kazık analiz edilerek, baret kazıkların şev stabilitesine etkileri araştırılmıştır.

Abstract:
Foundations' capacity to transfer building loads safely and economically to ground layers depend on soil characteristics. Foundations should respond to needs and be both safe and cost-effective. The number of large and high engineering structures is increasing with technological advances and population growth. Therefore, the size and basic costs of loads transferred from structures to ground layers are also increasing. Therefore, safe and inexpensive projects should be developed, and structures should be built together with building foundations. Basic systems referred to as deep foundations have been developed to by-pass floor layers with poor bearing strength and settlement problems in order to transfer building loads to solid ground layers in cases where shallow foundations fail to do so. The reinforced concrete pile foundation system is the most widely used deep foundation system in Turkey. The characteristics and intended purpose of a structure have a significant effect on pile costs. Barette piles, which are more cost-effective than circular cross-section bored piles, are used in the design of foundations to reduce pile costs. The term "Barette" is of French origin, and barette piles are rectangular and can only be manufactured as reinforced concrete. Given that barette piles have more wall space and settle in the plan of the structure over time, they can also be manufactured with T, H, L or I -shaped cross-sections. They are also used to prevent landslides and failures in structures because they have greater shear force and bending moment capacity in horizontal direction than circular cross-section bored piles [1].
Various analysis methods are used for the stability of natural and artificial slopes. Although these methods vary in applicability and use, most of them investigate the balance of sliding mass on a defined or known critical sliding surface. Although there are many parameters affecting the sliding surface, most of the methods use a circular sliding surface, which yields realistic results.
This thesis examines the vertical and horizontal load bearing capacities of piles, settlement principles, manufacturing methods and loading and quality control tests. It also presents a landslide prevention application performed in a sloping area in which barrette piles were used. The second section presents a literature review on the mechanisms and load-bearing capacity of piles under vertical loads. The third section provides information on the mechanisms of piles under horizontal load and their settlement conditions under horizontal and vertical loads. The fourth section addresses the manufacturing stages and advantages and disadvantages of barrette piles. The fifth section evaluates the field experiments and capacities of barrette piles. The sixth section focuses on an application of barrette piles in a sloping area to provide slope stability and evaluates the works and applications within the scope of the project. The seventh section presents general information on and operation principles of PLAXİS 2D, which uses finite element method to make numerical calculations. İn the eighth section a finite element analysis of barrette piles is performed with soil parameters of field and laboratory tests in the area where landslide occurred and the effect of barrette piles on slope stability is investigated.