Kazıklı temellerde zemin kazık etkileşimi parametrelerinin incelenmesi

Year 2022, Volume: 37 Issue: 2, 625 - 640, 28.02.2022

Mehmet Ali Yiğit Mehmet İnanç Onur Eren Balaban

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.825224

Abstract

Kazıklı temeller, köprü, baraj, nükleer santral gibi önemli inşaat mühendisliği yapıları için en yaygın kullanılan derin temel çeşitlerinden biridir. Zemin davranışının ve yapı-kazık davranışının birbirini etkilediği süreç, yapı-kazık-zemin etkileşimi olgusu ile açıklanmaktadır. Bu çalışmada zemin-kazık etkileşimi, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’de yer alan ve kinematik etkileşim hesap yöntemlerinden biri olan Yöntem III’ün hesap adımları temel alınarak irdelenmiştir. Yeraltı su seviyesi altındaki kum, kil ve tabakalı zeminlere gömülü tekil kazık ile kil zemine gömülü kazık grupları için analizler yapılmıştır. Analizlerde kazık çapı, kazık boyu, kazık elastisite modülü ve zemin türü değişken parametreler olarak seçilmiştir. Kazık grubu için ise; TBDY-2018 yönetmeliğinde yer alan β katsayıları ile zayıf kil zeminler için FHWA (Federal Karayolu İdaresi) yönetmeliğinde yer alan grup verimliliği katsayısı karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde; kazık boyu, kazık çapı ve kazık elastisite modülü arttıkça moment değerlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Kazıkların dinamik yükler altındaki davranışının statik yükler altındaki davranışından farklı olduğu görülmüştür. Bu nedenle deprem bölgelerinde sadece statik analizlerin yetersiz kalacağı ve tasarım sırasında dinamik yapı-zemin-kazık etkileşimi analizlerinin yapılması gerektiği saptanmıştır. Ayrıca, her proje için, projeye özel girdilerin belirlenmesi, parametrelerin ortaya konulması ve analizlerin yapılması gerektiği çalışma sonucunda önerilmiştir.

Keywords

Zemin kazık etkileşimi, kazıklı temeller, kinematik etkileşim

References

• [1] Algın, H.M., Ekmen, A.B., Yenmez, L., Baret kazıklı radye temellerin üç boyutlu sonlu elemanlar analizi, Teknik Dergi, 30 (5), 9443 – 9458, 2019.
• [2] Ateş, B., Şadoğlu, E., Kum zeminlerdeki kazıklı rafye temellerin optimum kazık aralığının deneysel olarak incelenmesi, Teknik Dergi, 32 (1), 1 – 3, 2021.
• [3] Taşan, H.E., Savidis, S.A., Akdağ C.,T., Açık deniz rüzgar enerjisi türbinleri tekil kazık temellerinin çevresindeki boşluk suyu basıncı gelişimi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (2), 331 – 341, 2014.
• [4] Allmond, J.D.A., Kutter, B.L., Design considerations for rocking foundations on unattached piles, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 140 (10), 2014.
• [5] Armstrong, R.J., Boulanger, R.W.B., Beaty, M.H., Liquefaction effects on piled bridge abutments: Centrifuge tests and numerical analyses, 139 (3), 433 – 443, 2013.
• [6] Anastasopoulos, I., Kourkoulis, R., Gazetas, G., Tsatsis, A., Interaction of piled foundation with a rupturing normal fault, Geotechnique, 63 (12), 1042 – 1059, 2013. [7] Armstrong, R.J., Boulanger, R.W., Beaty, M.H., Equivalent static analysis of piled bridge abutments affected by earthquake-induced liquefaction, J. Geotech. Geoenviron. Eng. 140 (8), 2014
• [8] Bagheri, M., Jamkhaneh, M.E., Samali, B., Effect of seismic soil-pile-structure interaction on mid-and high-rise steel buildings resting on a group of pile foundations, Int. J. Geomech., 18 (9), 2018.
• [9] Callisto, L., Rampello, S., Capacity design of retaining structures and bridge abutments with deep foundations, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 139 (7), 1086-1095, 2013.
• [10] Castelli, F., Maugeri, M., Post-earthquake analysis of a piled foundation, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 139 (10), 2013.
• [11] Ma, K., Xu, Q., Seismic softening behavior of pile-raft foundation constructed in clayey soil site subjected to far field earthquake, Journal of Vibroengineering, 16 (2), 560 – 574, 2014.
• [12] Kuo, K.A., Hunt, H.E.M., Dynamic models of piled foundation, Transactions of the ASME, 65 (3), 2013.
• [13] Stringer, M., Madabhushi, G., The effect of pile installation method on dynamic pile response, 11 (2), 87 – 99, 2011.
• [14] Stringer, M.E., Madabhushi, S. P. G., Axial load transfer in liquefiable soils for free-standaing piles, Geotechnique, 63 (5), 400-409, 2013.
• [15] Stringer, M. E., Madabhushi, S.P.G., Re-mobilisation of pile shaft friction after an earthquake, Canadian Geotechnical Journal, 50 (9), 2013.
• [16] Zarzalejos, J.M., Aznarez, J.J., Padron, L.A., Maeso, O., Influences of type of wave and angle of incidence on seismic bending moments in pile foundations, Earthquake Engng Struct. Dyn., 43 (1), 41 – 59, 2014.
• [17] Kampitsis, A.E., Sapountzakis, E.J., Giannakos, S.K., Gerolymos, N.A., Seismic soil-ple-structure kinematic and inertial interaction – Anew beam approach, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 55, 211 – 224, 2013.
• [18] Rahmani, A., Taiebat, M., Finn,W.D.L., Ventura, C.E., Evaluation of p-y springs for nonlinear static and seismic soil-pile interaction analysis under lateral loading. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 115, 438 – 447, 2018.
• [19] Lim, H., Jeong, S., Simplified p-y curves under dynamic loading in dry sand, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 113, 101 – 111, 2018.
• [20] Jalali, M.M., Golmaei, S.H., Jalali, M.R., Borthwick, A., Ahmadi, M.K.Z., Moradi, R., Using finite element method for pile-soil interface (through Plaxis and Ansys), J. Civ. Eng. Constr. Technol., 3 (10), 256 – 272, 2012.
• [21] Luo, C., Yang, X., Zhan, C., Jin, X., Ding, Z., Nonlinear 3D finite element analysis of soil – pile – structure interaction system subjected to horizontal earthquake excitation, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 84, 145 – 156, 2016.
• [22] Cai, Y., Liu, Z., Li, T., Yu, J., Wang, N., Vertical dynamic response of a pile embedded in radially inhomogeneous soil based on fictitious soil pile model, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 132, 2020.