Zemin güçlendirmesinde mikro kazıkların etkisinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of micropiles on soil improvement
Yazar: RAHİM KHAN NASERY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT GÖR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kazık taşıma gücü = Pile bearing capacity ; Kazıklı temeller = Piled foundations ; Kohezyonsuz zemin = Cohesionless soil ; Kumlu zeminler = Sand soil ; Mikrokazıklar = Micropiles ; Radye temelleri = Raft foundations ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Yapı-zemin etkileşimi = Soil-structure interaction ; Zemin iyileştirme = Soil improvement ; Çakma kazık = Driven pile

Özet:
Nüfusun her geçen gün artması ile yapılaşmaya uygun olan zeminler azalmakta, ormanlar ve tarım arazileri gibi çevresel ve ekonomik açıdan önemli alanlar inşaat amaçlı kullanılmakta ve bu tür uygulamaların çevreye zararlı olduğu bilinmektedir. Buna alternatif olarak yapılaşmanın olması gerektiği ve arazi sıkıntısı olan yerlerde mevcut yapıların üstüne yeni katların yapılmasının, yeni yapıların inşasının önüne geçmek için uygun bir seçenek olduğu düşünülmektedir. Mevcut yapıların üstüne ek katların yapılması yapı temellerine etki eden yüklerin artmasına sebep olmaktadır. Bu durumlarda temel sistemi ve zeminin bu ilave yükleri karşılayabilmesi için güçlendirilmesi gerekmektedir. Zemin güçlendirme tekniklerinden biri olan mikro kazıkların kullanımı, zeminin taşıma kapasitesini arttırmakta ve oturmaları azaltmaktadır. Bu sebeple mikro kazıklar birçok zemin güçlendirme uygulamasında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Mikro kazıklar, çoğunlukla çelik malzemesinden imal edildiğinden dolayı kazık sayısı artıkça proje maliyetleri de artmaktadır. Bu nedenle bu tez çalışması kapsamında, kazık sayısı ve kazıklar arası mesafenin zemin güçlendirmesi ve taşıma gücüne etkisinin belirlenmesi dolayısıyla da daha ekonomik tasarımların yapılması amaçlanmıştır. Çalışmalar kapsamında deneysel ve nümerik çalışmalar yapılmış olup elde edilen sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Düşey yükleme deneyleri, üç adet kazıksız ve radye temelin bir kenar, iki kenar, iki karşılıklı kenar, üç kenar ve dört kenarına 4,5 cm'lik mesafe ile mikro kazıklar yerleştirilerek oluşturulan kazık kombinasyonları üzerinde farklı kum zemini sıkılıklarında (Dr=%10, %40 ve %65) olacak şekilde toplamda 48 farklı deney olarak yapılmıştır. Elde edilen veriler incelendiğinde kazıklar arası mesafe azaldıkça, zemin sıkılığı, kazık sayısı ve kazık çakılan kenarların sayısı arttıkça taşıma gücünün arttığı görülmüştür. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda nümerik ve deneysel sonuçların birbirleriyle uyumlu olduğu görülmüştür.

Abstract:
With the increase of the population, the lands that are suitable for construction decreases, therefore, environmentally and economically important areas such as forests and agricultural lands are used for construction purposes and such applications are harmful to the environment. Alternatively, the construction of new floors above existing buildings is thought to be a suitable option for preventing the construction of new buildings. Additional floors lead to an increase in the loads that affect the foundations, and in such cases the soil underneath the foundation must be improved. Micropiles are widely used in many soil improvement applications to increase the bearing capacity of the soil and reduce settlement. Since micropiles are mostly made of steel material project costs increase as the number of piles increases. For this reason, within the scope of this thesis study experimental and numerical studies were carried out and compared to determine the effect of number and spacing of micropiles on soil reinforcement and bearing capacity to make more economical designs. A total of 48 experiments were carried out on 3 pileless and 45 pile combinations formed by placing micropiles at a distance of 4.5 cm on one, two, two opposite, three and four sides of raft foundations at different densities of sand (Dr= 10%, 40% and 65%). The results show increase in bearing capacity when the space between micropiles decreases, and also when the soil density, the number of piles and pile-driven sides increases. Comparisons show that the numerical and experimental results are compatible.