Kazıklı radye temellerde kazık boyu değişiminin 2 ve 3 boyutlu nümerik analizi
2D and 3D numerical analysis of pile length variation on piled raft foundations
Yazar: GAYE ENNUR YÜCE
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: Fore kazık = Bored pile ; Kazıklı temeller = Piled foundations ; Kohezyonsuz zemin = Cohesionless soil ; Rijit kazık = Rigid pile ; Sonlu elemanlar = Finite elements ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Yapı temelleri = Structure foundations ; Yarı sonsuz malzeme = Semi infinite material ; Çakma kazık = Driven pile

Özet:
Teknolojinin hızla ilerlemesiyle birlikte, yüksek katlı ve ağır yapıların inşaatı gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Zemin parametrelerinin uygun olmadığı, dayanımı düşük seviyede olan zeminler üzerinde, bir projenin yapılmasının mecburi olduğu durumda ya radye temellerin ya da kazıklı radye temellerin kullanılması gerekmektedir. Geoteknik mühendisliğinde seçilecek temel tipinin mevcut olumsuz durumları karşılamasının yanında ekonomik olması da büyük önem arz etmektedir. Radye ve kazıkların yük taşıma kapasitelerinin birleşimi ile ortaya çıkan kazıklı radye temel sistemlerinin kullanımı gittikçe artmaktadır. Kazıklı temellerin yapımı yüzeysel temellere göre oldukça pahalıdır. Bu sebeple kazıklı temellerin tasarımında optimum ekonomik maliyetler göz önünde bulundurulmalıdır. Tasarımı etkileyen parametrelerin farklı kombinasyonları kullanılarak bilgisayar programları yardımı ile analizler yapılıp zamandan ve iş gücünden tasarruf edilmektedir. Elde edilen nümerik analiz sonuçları birbirleri ile karşılaştırılmalıdır. Bu karşılaştırmalardan sonra daha gerçekçi ve ekonomik tasarımlar modellenebilecektir. Bu çalışmada, kazıklı radye temellerin kenar kazık boylarının farklı uzunluklara (10 cm, 15 cm, 25 cm ve 30 cm) sahip olduğu durumlar için 2 boyutlu ve 3 boyutlu nümerik analizler üç farklı rölatif zemin sıkılığında (Dr=%10, Dr=%40 ve Dr=%65) ayrı ayrı yapılmıştır. PLAXIS 2D ve 3D paket programlarının CONNECT Edition 21 versiyonu ile yapılan nümerik analizler sonucunda kazıklı radye temellerin yapıdan gelen yüke karşılık taşıma gücü ve oturma değerleri araştırılmıştır. Yapılan nümerik analizler sonucunda, kenar kazık boylarının 10 cm' den 30 cm'ye artması durumunda taşıma gücü değerlerinin %150-200 oranında arttığı, belirli yük altındaki oturma değerlerinin %15-40 oranında azaldığı görülmüştür. Ayrıca, zeminin rölatif sıkılığının (Dr) %10'dan %65'e artması sonucu taşıma gücünün %250-380 kadar arttığı görülmüştür. Kenar kazık boyları ve rölatif sıkılık değişiminden elde edilen taşıma güçleri ve oturma değerleri incelendiğinde bu değerlerin kabul edilebilir güvenli sınırlar içerisinde kaldığı görülmüştür. Tüm bu hususlar göz önüne alındığında, kenar kazık boylarının belirtilen sınırlar içerisinde azaltılması ile daha ekonomik tasarımlar yapılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
As technology advances rapidly, the construction of high-rise and heavy structures is becoming increasingly important. In cases where a project must be constructed on soils with low strength, where soil parameters are not suitable, either raft foundations or piled raft foundations must be used. In geotechnical engineering, it is crucial to select a foundation type that is both capable of meeting the existing adverse conditions and cost-effective. The utilization of piled raft foundation systems, which consist of the total load-bearing capacity of both rafts and piles, is on the rise. The construction of piled foundations is quite expensive compared to shallow foundations. For this reason, optimum economic costs should be considered in the design of piled foundations. By using different combinations of parameters affecting the design, analyses can be performed with the help of computer software to save time and labor. The obtained numerical analysis results should be compared with each other. After these comparisons, more realistic and economical designs can be modelled. In this study, 2D and 3D numerical analyses were conducted separately for three different relative soil densities (Dr=10%, Dr=40%, and Dr=65%) for piled raft foundations with various lengths of edge piles (10 cm, 15 cm, 25 cm, and 30 cm). As a result of the numerical analyses performed with PLAXIS 2D and 3D CONNECT Edition V21 package programs, the bearing capacity and settlement values of piled raft foundations in response to the load from the structure were investigated. As a result of the numerical analyses, it was observed that the bearing capacity values increased by 150-200% and the settlement values under certain loads decreased by 15-40% when the length of the edge piles increased from 10 cm to 30 cm. In addition to that, it has been observed that the bearing capacity increases by 250-380% as the relative density (Dr) of the soil increases from 10% to 65%. When the bearing capacity and settlement values obtained from changing the length of edge piles and relative density are analyzed, it is observed that these values are within acceptable safe limits. Considering all these issues, it is concluded that more economical designs can be made by reducing the edge pile lengths within the specified limits.