Derin karıştırma kolonlarının ölçülen ve hesaplanan kapasitelerinin tam ölçekli yükleme deneyleri ile incelenmesi
An assessment of measured and calculated capacities of deep mixing columns using full scale load test results
Yazar: ZEYNEP KAYA
Danışman: DOÇ. DR. SAMİ OĞUZHAN AKBAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Derin karıştırma = Deep mixing ; Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Bu çalışmada derin karıştırma kolonlarının yük-oturma davranışı ve hesaplanan ile yorumlanan kapasiteleri arasındaki ilişkiler, dört farklı sahada gerçekleştirilmiş olan toplam kırk iki adet tam ölçekli eksenel yükleme deney verisi kullanılarak incelenmiştir.  Uygulamada yaygın olarak kullanılan kapasite belirleme yöntemi yenilmeye dek sürdürülen tek deneyde ölçümler ile uyumlu sonuçlar ortaya çıkartmıştır. Bunun yanında, hesaplanan emniyetli kapasiteler ve hatta söz konusu kapasitenin %50 üzerindeki yüklerde dahi derin karıştırma test kolonlarında meydana gelen maksimum oturmaların temel tasarımında izin verilebilir oturma miktarlarının oldukça altında kaldığı, birçok deneyde ise elastik bölgenin aşılmadığı gözlenmiştir. Sonuçlar, derin karıştırma kolonlarında uç dayanımının kazık çapının yaklaşık %2-%2,5'i mertebesindeki deplasmanlarda önemli oranda mobilize olduğunu işaret etmektedir. Bu değer beklenildiği üzere fore kazıklardaki deplasmanlardan küçük, çakılan kazıklardan ise büyüktür. Yük artışı ile deformasyonlar arasında elde edilen söz konusu ilişki, derin karıştırma kolonlarının emniyetli taşıma gücü mertebesindeki yükler altında kabul edilebilecek ölçüde oturma yapacağını ifade etmektedir. Bu husus, tipik emniyet katsayıları kullanılması halinde, özel durumlar haricinde derin karıştırma kolonu tasarımında ayrıca bir deformasyon analizine ihtiyaç duyulmayacağını göstermektedir. Deneylerin genellikle son derece düşük deformasyon seviyelerinde sonlandırılmış olması, yük-deplasman eğrilerinin literatürde yer verilen kapasite tahmin yöntemleri kullanılarak yorumlanmasını güçleştirmektedir. Mazurkiewicz, Chin-Konder ve Hirany-Kulhawy yöntemlerinin derin karıştırma kolonları için asgari olarak kazık çapının %2'sine denk gelen düşey deformasyon seviyelerine ulaşan eksenel yükleme deneylerinde kapasitenin tahmininde kullanılabileceği, Brinch-Hansen %80 ve Davisson yöntemlerinin ise fore kazıklarda olduğu gibi derin karıştırma kolonlarında da nihai kapasite tayininde uygun yöntemler olmadıkları sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, load-settlement behavior and the relationship between the calculated and interpreted capacities of deep mixing columns were examined using data from forty two full scale axial load tests conducted at four different sites. The ultimate capacity calculated from the method widely used in practice and the measured ultimate load from the single test that was continued to failure have been found to be in conformity. On the other hand, it was observed that the settlements of deep mixing columns under the calculated allowable capacities and even under loads that are 50 % higher than the allowable capacities were significantly smaller than the safe limits mentioned in foundation engineering practice. It was observed that even the elastic range of deformations was not exceeded in many tests. The results point out that, for deep mixing columns, significant mobilization of the tip resistance occurs at displacements of about 2% to 2,5 % of the pile diameter. This value, as expected, is smaller than that observed for drilled shafts and is larger than that of driven piles. The obtained load-deformation relationships indicate that the settlements corresponding to the allowable load carrying capacity of deep mixing columns will be acceptable in most cases. This means that, in the design of deep mixing columns with typical safety factors there is no need for additional deformation analyses other than special considerations. Since the load tests were terminated at significantly low deformation levels, examination of load-deformation curves via certain capacity interpretation methods given in the literature becomes complicated. It has been concluded that, Mazurkiewicz, Chin-Konder, and Hirany-Kulhawy techniques can be utilized in axial load tests that attain a vertical deformation of at least 2% of the pile diameter for deep mixing columns. However, as in the case for drilled shafts, Brinch-Hansen 80% and Davisson methods are concluded to be inappropriate for the interpretation of the final capacity estimation for deep mixing columns.