OPTIMUM DESIGN OF PILED RAFT FOUNDATIONS ON LAYERED SOILS

Year 2015, Volume: 17 Issue: 49, 13 - 26, 01.01.2015

Ozan Alver Gürkan Özden

Abstract

Piled raft concept base on the principal of load sharing between the raft and pile group. Load sharing may provide economical designs, since it reduces required number of piles significantly. However, settlements may increase, since the interaction among piles cause a reduction in the stiffness of pile group. In this study, effects of pile number and length on the settlement behavior of a piled raft is investigated. It is shown that the optimum solution may be obtained by increasing the pile length rather than number of piles. Simplified method of Randolph and finite element method are used for settlement calculation and analysis results for two methods are compared. Pile-soil-pile interaction is calculated using equation the method of Randolph. Besides, non-linear behavior is taken into account using Caputo and Viggiani approach. It is shown that the settlement of piled rafts is independent from the number of piles beyond a certain number due to the interaction among piles. Optimum design is given as the number of piles that the settlement does not reduce anymore

Keywords

Piled raft, Optimum design, Finite element, Settlement based design, Number of piles, Pile length

TABAKALI ZEMİNLERDE KAZIKLI RADYE TEMELLERİN OPTİMUM TASARIMI

Abstract

Kazıklı radye kavramı, üstyapı yükünün radye temel ile kazık grubu arasında paylaşılması esasına dayanmaktadır. Yük paylaşımı kazık gereksinimi önemli oranda azalttığı için ekonomik tasarımlar elde edilebilir. Ancak, kazıklar arasındaki etkileşim kazık grubunun rijitliğinde azalmaya sebep olduğu için oturmalar artabilir. Bu çalışmada, kazık sayısının ve kazık uzunluğunun bir kazıklı radyenin oturma davranışı üzerine etkileri araştırılmıştır. Optimum çözümün kazıkların sayısının arttırılması yerine kazık uzunluğunun arttırılmasıyla elde edilebileceği gösterilmiştir. Basitleştirilmiş Randolph Yöntemi ve Sonlu Elemanlar Yöntemi oturma hesabı için kullanılmıştır ve bu iki yöntemin analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Kazık-zemin-kazık etkileşimi Randolph yöntemi ile hesaplanmıştır. Ayrıca Caputo ve Viggiani yaklaşımı ile doğrusal olmayan davranış hesaba katılmıştır. Belirli bir kazık sayısından sonra, kazıklı radye temel oturmasının, kazıklar arasındaki etkileşim sebebiyle, kazık sayısından bağımsız olduğu gösterilmiştir. Optimum tasarım oturmanın daha fazla azalmadığı kazık sayısı olarak verilmiştir

Keywords

Kazıklı radye, Optimum tasarım, Sonlu elemanlar, Oturma esaslı tasarım, Kazık sayısı, Kazık uzunluğu

References

• Clancy P, Randolph MF. "An approximate analysis procedure for piled raft foundation". International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 17 (12), 1993, s.849-869.
• Fellenius BH. "Pile foundations-Analytical", in Analysis and design of building foundations, ed. H.Y.Fah, 1976.
• Randolph MF. "Science and empiricism in pile foundation design", Géotechnique, 53 (10), 2003, s.847-875.
• Poulos HG. "Piled raft foundations: Design and applications", Géotechnique, 51 (2), 2001, s.95-113.
• De Sanctis L, Mandolini A, Russo G, Viggiani C. "Some remarks on the optimum design of piled rafts", in Deep Foundations 2002: An international perspective on theory, design, construction and performance, New York: ASCE Publication, 2002, s.405-425.
• Caputo V, Viggiani C. "Pile foundation analysis: a simple approach to nonlinearity effects", Riv. lt. di Geotecnica, Vol. 18, No.1, 1984, p. 32-51.
• Mandolini A, Viggiani C. "Settlement of piled foundations", Géotechnique, 47 (4), 1997, s.791-816.
• Poulos HG. "Significance of interaction and non-linearity in piled raft foundation design", in Soil-Foundatio-Structure Interaction, London: Taylor & Francis Group, 2010, s.187-192.
• Randolph MF, Wroth CP. "An analysis of the vertical deformation of vertically loaded piles", Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 104(GT12), 1978, s.1465
• Mylonakis G, Gazetas G. "Settlement and additional internal forces of grouped piles in layered soil", Géotechnique, 48 (1), 1998, s.55-72.
• Terzaghi K, Peck RB. Soil mechanics in engineering practice (Second Edition). John Wiley and Sons, 1967.
• Tomlinson M, Woodward J. Pile design and construction practice (5th ed.). New York: Taylor & Francis, 2008.