Serbest ve ankastre bağlı kazıklı radye temellerde kazık-zemin radye arasındaki yük aktarım mekanizması
Load transfer mechanism between pile-soil-raft in non-contact and contact piled raft foundations
Yazar: ENES AKBAL
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KUBİLAY KELEŞOĞLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Sunulan tez çalışmasında son yıllarda uygulamada sıklıklı artan serbest başlıklı kazıklı radye temeller ve rijit başlıklı kazıklı radye temellerin yük aktarım mekanizmaları ile oturmalardaki farklılıklar ve benzerliklerin analitik ve sayısal yöntemlerle karşılaştırılması yapılmıştır. Bu kapsamda ankastre ve serbest başlıklı temelleri 1, 4 ve 9 kazıklı radye temel ile sadece radye temel modellenmiştir. Zemin YASS olmayan, sıkı kum profiline sahiptir. Serbest başlıklı temellerin arasındaki granüler dolgu ise zemine göre daha rijit ve çok sıkı kum olarak tanımlanmıştır. 
İlk etapta ankastre başlıklı temellerin yük aktarım mekanizması Randolph ve Poulos gibi araştırmacıların geliştirdikleri analitik yaklaşımlar ile sonlu elemanlar analizlerinin kullanıldığı sayısal yöntemler ile karşılaştırılmıştır. Analitik yöntemler elastik teoriye göre geliştirildikleri için kazık sayısının artmasıyla birlikte oturma değerlerinin orantılı bir şekilde azaldığı görülmüştür. Plaxis 3D programında ise bu azalmalar doğrusal değildir. Kazık yük paylaşım katsayıları kazık sayılarıyla doğru orantılı olarak artmaktadır. Randolph yaklaşımında Poulos yaklaşımına göre oturma değerleri ve kazık başlarına gelen yüklerin daha büyük değerlere ulaştığı tespit edilmiştir. 
İkinci kısımda ise ankastre ve serbest bağlı temeller daha kapsamlı olarak Plaxis 3D programı ile incelenmiştir. Serbest bağlı kazıklı radye temeller, kazık sayısının artmasıyla birlikte oturma değerlerine etkisinin az olduğu ve kazıklarda negatif çevre sürtünmesi sebep olmuştur.  Sistemdeki kazıkların taşıma gücüne katkısı azdır yani kazık yük paylaşım katsayıları düşük değerlerde kalmıştır. Serbest sistemlerde zemin içindeki oturmalar radye altında yoğunlaşmış olup heterojen bir görüntü sunmuştur. Ayrıca dolgunun kalınlığı artıkça kazık başlarına gelen yükler azalmış ve sistemdeki oturmaların daha da arttığı gözlenmiştir. Ankastre sistemlerde ise oturma dağılımları zemin içinde homojen dağılmıştır. Kayma gerilmesinin en yüksek değerleri kazık uçlarında meydana gelmiştir. Ankastre sistemler serbest sistemlerin aksine kazığın her bölgesinde pozitif çevre sürtünmesi meydana gelmiştir. Ayıca serbest ve rijit bağlı kazıklı radye temellerde radye rijitliğinin artırılması da farklı oturmaları bertaraf etmiştir. Fakat belli bir göreceli rijitlik değerinden sonra radye kalınlığının artırılmasının sisteme katkı sağlamadığı görülmüştür.

Abstract:
In the present thesis, the differences and similarities of rigid and non-contact piled raft foundations are discussed. In recent years the load transfer mechanism of non-contact piled raft foundations has been compared with the analytical and numerical methods. In this regard, a series of analyses were carried with rigid and non-contact piles as 1, 4 and 9 piles were placed under the raft foundation. The soil has a dense sand profile with no ground water level. Moreover, a very dense granular backfill material is also defined between the mat foundation and non-contact pile foundation.
In the first part of this research, the load transfer mechanism of the rigid pile raft foundations was compared with the numerical methods using finite element analysis with the analytical approaches developed by researchers such as Randolph and Poulos. Since analytical methods were developed according to elastic theory, it was seen that as the number of piles increased the settlements were also reduced proportionally. However in Plaxis 3D software these reductions are not linear. According to the Randolph approach, the settlement of the piled raft system and the loads on the individual pile heads were found to reach larger values than Poulos approach.
In the second part, rigid and non-contact piled foundations were investigated with Plaxis 3D program more extensively. With the increase in the number of piles, the settlements of the non-contact raft foundations are reduced only marginally and mobilized negative skin friction is the dominat observed load on the upper part of the piles. Thus the settlemesnts of the non-contact piles are observed under the raft foundation at the vicinity of the upper part of the piles. Moreover, as the thickness of the backfill material is increased, the loads on the pile heads were decreased but the settlements of the raft is increased. For the rigid piled raft foundations, the distribution of settlement is uniform below the foundation. The highest values of the shear stress is observed at the tip of the piles. Unlike non-contat piled rafts, rigid piled foundations have positive skin friction around the entire embedded portion of the pile body. For both cases, up to a treshold value of raft thickness, increasing the raft rigidity reduced the calculated differential settlements of the raft foundation.