DETERMINATION OF ULTIMATE BEARING CAPACITY IN DEEP SOIL MIXING METHOD

Abstract

In this study, an analysis of deep soil mixing method, which is applied in the improvement of the foundation soil of a residential type building in the central district of Amasya province, was carried out. The deep soil mixing method is based on the mixing of additives (binder) by injecting into existing problematic soils by means of various mechanical shafts.It is generally applied in cohesionless soils to increase bearing capacity, to reduce settlement and liquefaction potential. In this study, deep soil mixing columns with 80 cm diameter and 15.00 meters length were designed for the foundation soil, in which bearing capacity and liquefaction problems were expected. The ultimate bearing capacity for the deep mixing column was determined according to the results obtained from the static axial loading test conducted in the field, by using some widely used methods in literature, whose names are the Brinch Hansen 80%, Chin Kondner, Decourt, Mazurkieicz and Hirany Kulhawy. In addition, the carrying capacity of a single deep mixing column was estimated with the help of Plaxis 3D Foundation finite element software modelling. As a result, Mazurkieicz method gave the closest result to the theoretically calculated bearing capacity value. On the other hand, in Brinch-Hansen 80% method, the obtained bearing capacity was low.

Keywords

• Deep Soil Mixing Method
• Static Axial Loading Test
• Finite Element Method
• Ultimate Bearing Capacity

DERİN ZEMİN KARIŞTIRMA YÖNTEMİNDE NİHAİ TAŞIMA GÜCÜNÜN BELİRLENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, Amasya İli, Merkez İlçesi’nde inşaası yapılan konut türü yapı için temel zemini ıslahında uygulanan derin zemin karıştırma yönteminin incelemesi gerçekleştirilmiştir. Derin zemin karıştırma yöntemi, mevcut problemli zeminlere çeşitli mekanik şaftlar vasıtasıyla katkı maddelerinin (bağlayıcı) enjekte edilerek karıştırılması esasına dayanır. Yöntem, kohezyonsuz zeminlerde genel olarak taşıma kapasitesi artırmak, oturmaları ve sıvılaşma potansiyelini azaltmak amaçlarıyla uygulanabilir. Bu çalışma kapsamında; taşıma gücü ve sıvılaşma problemi beklenen temel zemini için 80 cm çapında ve 15,00 metre boyunda derin zemin karıştırma kolonları tasarlanmıştır. Sahada yapılan statik eksenel yükleme deneyinden elde edilen sonuçlara göre literatürde yaygın olarak kullanılan Brinch Hansen %80, Chin Kondner, Decourt, Mazurkieicz ve Hirany Kulhawy yöntemleri ile derin karıştırma kolonu için nihai taşıma kapasitesi belirlenmiştir. Ayrıca tekil derin karıştırma kolonu Plaxis 3D Foundation sonlu elemanlar yazılımıyla modellenerek taşıma kapasitesi tahmini yapılmıştır. Sonuç olarak; teorik olarak hesaplanan taşıma kapasitesi değerine en yakın sonucu Mazurkieicz yöntemi vermiştir. Brinch Hansen %80 yönteminde ise düşük taşıma kapasitesi elde edilmiştir.

Keywords

• Derin Zemin Karıştırma Yöntemi
• Statik Eksenel Yükleme Deneyi
• Sonlu Elemanlar Yöntemi
• Nihai Taşıma Kapasitesi

References

1. Aydın, M., 2019. Derin Karıştırma Yöntemi ile Zemin İyileştirilmesi Üzerine Bir Vaka Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Türkiye.
2. Bahmanpour, A., Towhata, I., Sakr, M., Mahmoud, M., Yamamoto, Y. ve Yamada, S., 2019. The Effect of Underground Columns on The Mitigation of Liquefaction in Shaking Table Model Experiments, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 116, 15-30.
3. Birand A., 2007. Kazıklı Temeller, Teknik Yayınevi, 47-157
4. Bruce, D., A., 2000. An Introduction to the Deep Soil Mixing Methods as Used in Geotechnical Applications, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, 99,138, 6, Georgetown.
5. Can, A., Acar, K., 2016. Amasya Ataşehir Hastanesi ve Doktorlar Sitesi İnşaatı ϕ 80 cm WSM (Derin Karıştırma Kolonu) 1 No’lu Yükleme Testi Raporu; İksa Mühendislik, Ankara.
6. Coastal Development Institute of Technology, 2002. The Deep Mixing Method – Principle, Design and Construction. A.A.Balkema Publishers.
7. Coduto, D. P., 2001. Foundation Design: Principles and Practise, Prentice-Hall Inc.
8. Erbeyoğlu, E., 2019. Derin Zemin Karıştırma Yöntemi ile İyileştirme Yapılan Zeminlerde Taşıma Gücü Dağılımının Belirlenmesi, Yüksek lisans tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye.

9. Kaptan, E. C., Çınar, F. T., Bozbey, İ., 2021. Derin Karıştırma Yöntemi (dsm) ile İyileştirilen Zeminlerde Elastisite Modülü ve Serbest Basınç Mukavemeti Arasındaki İlişkinin İncelenmesi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 29: 286-296.
10. Kitazume, M., Terashi, M., 2013. The Deep Mixing Method. Netherlands: CRC Press.
11. Özaydın, K., 2012. Zeminlerin İyileştirilmesi. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği 14. Ulusal Kongresi, 4-5 Ekim 2012, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta.
12. Plaxis 3D Foundation (2019). Reference Manual, 1-2.
13. Sağlam. A., 2017. Amasya Merkez Ataşehir Hastanesi ve Doktorlar Sitesi Zemin ve Temel Mühendisliği Değerlendirme Raporu; Denge Mühendislik, Amasya.