DEFORMATION BASED OPTIMIZATION OF PILED RAFT FOUNDATION SYSTEMS DESIGNED ON SATURATED CLAY SOIL: THE EXAMPLE OF CYPRUS ISLAND

Abstract

In this study, optimization based on deformation of piled raft foundation systems designed due to bearing capacity problem in saturated clayey soil in Long Beach region of Iskele district of Cyprus Island has been made. In the study, in order to determine loads transferred to the foundation, a 60,5 m high, 19 storey reinforced concrete building model, whose carrier system is shear wall+frame was made.The foundation type was selected as raft foundation firstly. It has been shown by calculation that the raft foundation does not safely carry the load from the superstructure, and then piled raft foundation designs were adopted. In the pile raft foundation designs, 20 different piled raft foundation models were made by using number of the piles, diameter of the piles and length of the piles as variable parameters. As a result of the study, optimum model based on deformation was selected by determining how number of the piles, diameter of the piles and length of the piles affect the values of settlement and lateral deformation in saturated clayey soil. While selection of optimum model, design costs were also taken into consideration.

Keywords

• Saturated Clay
• Piled Raft Foundation
• Deformation
• Optimization

SUYA DOYGUN KİLLİ ZEMİNDE TASARLANAN KAZIKLI RADYE TEMEL SİSTEMLERİNİN DEFORMASYONA DAYALI OPTİMİZASYONU: KIBRIS ADASI ÖRNEĞİ

Abstract

Bu çalışmada, Kıbrıs Adası’nın İskele ilçesindeki Long Beach bölgesinde yer alan suya doygun killi zeminde taşıma gücü probleminden dolayı tasarlanan kazıklı radye temel sistemlerinin deformasyona dayalı optimizasyonu yapılmıştır. Çalışmada, temele aktarılan yüklerin tespit edilmesi amacıyla, taşıyıcı sistemi perde+çerçeve olan 60,5 m yüksekliğinde 19 katlı betonarme bina modeli yapılmıştır. Temel tipi ilk olarak radye temel seçilmiştir. Radye temelin üstyapıdan gelen yükü güvenli bir şekilde taşımadığı hesapla gösterilmiş ve ardından kazıklı radye temel tasarımlarına geçilmiştir. Kazıklı radye temel sistemlerinde, değişken parametreler olarak kazık sayısı, kazık çapı ve kazık uzunluğu değerleri kullanılarak, 20 farklı kazıklı radye temel modeli yapılmıştır. Çalışma sonucunda, suya doygun killi zeminde kazık sayısı, kazık çapı ve kazık uzunluğu parametrelerinin oturma ve yanal deformasyon değerlerini nasıl etkilediği saptanarak deformasyona dayalı optimum model seçilmiştir. Optimum model seçilirken, tasarım maliyetleri de göz önünde bulundurulmuştur.

Keywords

• Suya Doygun Kil
• Kazıklı Radye Temel
• Deformasyon
• Optimizasyon

References

1. Akbari, A., Eslami, A., Nikookar, M., 2021. Influence of Soil Stiffness on The Response of Piled Raft Foundations Under Earthquake Loading. Transportation Infrastructure Geotechnology.
2. Alver, O., Özden, G., 2015. Tabakalı Zeminlerde Kazıklı Radye Temellerin Optimum Tasarımı. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 17 (49), 13-26.
3. Baziar, M.H., Rafiee, F., Lee, C.J., Azizkandi, A.S., 2018. Effect of Superstructure on The Dynamic Response of Nonconnected Piled Raft Foundation Using Centrifuge Modeling. International Journal of Geomechanics, 18 (10).
4. Bozkurt, R., Demiröz, A., 2020. Kazıklı Radye Temel Boyutlarının Oturma Davranışı Dikkate Alınarak Optimum Tasarımı. İleri Mühendislik Çalışmaları ve Teknolojileri Dergisi, 1 (2), 123-129.
5. Coduto, D.P., 2001. Foundation Design: Priciples and Practices. New Jersey: Prentice Hall.
6. Das, B., 2010. Principles of Foundation Engineering.Stamford, United States of America: Cengage Learning.
7. Enar Mühendislik Mimarlık ve Danışmanlık Ltd. Şti., 2018. “Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti İskele İlçesi Konut Projesine Ait Sondaja Dayalı Temel ve Zemin Etüd Raporu” İskele, KKTC.
8. Kabakçı, İ., 2017. Zemin Çivili Duvarların Tasarım İlkeleri ve Snap-2, Snailz, Plaxis, Slide Programları ile İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.

9. Kardoğan, P.S.Ö., Işık, N.S., 2020. A Verification Analysis for Piles in Liquefiable Soil. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8 (3), 712-719.
10. Letsios, C., Lagaros, N.D., Papadrakakis, M., 2014. Optimum Design Methodologies for Pile Foundations in London. Case Studies in Structural Engineering, 2, 24-32.
11. Leung, Y.F., Klar, A., Soga, K., 2010. Theoretical Study on Pile Length Optimization of Pile Groups and Piled Rafts. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 136, 319-320.
12. Nguyen, D.D.C., Jo, S.B., Kim, D.S., 2013. Design Method of Piled-Raft Foundations Under Vertical Load Considering Interaction Effects. Computers and Geotechnics, 47, 16-27.
13. Orhan, M., 2020. Geoteknik Mühendisliği ve Temel İnşaatı I. Ankara: Gazi Kitabevi.
14. Önalp, A., Sert, S., 2016. Geoteknik Bilgisi III Bina Temelleri. İstanbul: Birsen Yayınevi.
15. Özden, C., 2020. Statik Betonarme Projeleri Ulusal Yapı Analiz Programları ile Yapılan Dolgulu Dişli Döşemeli Binaların Etabs Analiz Programı ile İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Antalya.
16. Poulos, H.G., 2001. Piled Raft Foundations: Design and Applications. Geotechnique, 51 (2), 95-113.
17. Sinha, A., Hanna, A.M., 2017. 3D Numerical Model for Piled Raft Foundation. International Journal of Geomechanics, 17 (2).
18. Sivrikaya, O., Toğrol, E., 2019. Arazi Deneyleri ve Geoteknik Tasarımda Kullanımları. İstanbul: Birsen Yayınevi.
19. TBDY, (2018), “Deprem Etkisi Altında Binaların Tasarımı İçin Esaslar, AFAD”, Ankara, Türkiye.
20. T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Yüksek Fen Kurulu Başkanlığı, (2020), “İnşaat Birim Fiyatlarına Esas İşçilik-Araç ve Gereç Rayiç Listeleri”, Ankara, Türkiye.
21. TS 498, (1987), “Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, TSE”, Ankara, Türkiye.
22. TS 500, (2000), “Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, TSE”, Ankara, Türkiye.
23. TS EN 1991-1-4, (2007), “Yapılar Üzerindeki Etkiler- Bölüm 1-4: Genel Etkiler- Rüzgar Etkileri (Eurocode 1), TSE”, Ankara, Türkiye.
24. Varghese, R., Boominathan, A., Banerjee, S., 2019. Seismic Response Characteristics of a Piled Raft in Clay. Journal of Earthquake and Tsunami, 13 (1), 1-28.
25. Yeğit, M., Zorluer, İ., 2019. Aynı Zemin Koşullarında Farklı Kazık Gruplarının Performansı. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19 (2), 410-418.
26. Yurtseven, H.E., 2018. Lefke-Doğu (Lefke, KKTC) Kıbrıs Tipi Masif Sülfit Cevherleşmesinin Jeolojisi, Mineralojisi ve Kökeni. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.