Comparison of bearing capacity in shallow foundations according to standard penetration and pressuremeter tests

Yıl 2025, Cilt: 15 Sayı: 1, 122 - 139, 15.03.2025

Zübeyde Kankan , Baran Toprak

Öz

Foundations of structures must be designed to support the weight of the structure and other loads. For foundation design, the bearing capacity of the soils must be known. Bearing capacity of soils: It is defined as the maximum stress that the soils can transfer to the soil without shear failure while remaining within the settlement limits due to the loads acting on it. The bearing capacity of soils is of critical importance for the safe construction of structures. Standard Penetration Test (SPT) and Pressuremeter Test (PMT) are field tests used to determine the bearing capacity of soils. While both methods serve similar purposes, they differ in terms of their application and the data they provide. While these two tests provide important information in soil engineering, they also contain important details that must be taken into consideration for correct interpretation and use. This research paper compares the effectiveness of Standard Penetration Test (SPT) and Pressuremeter Test (PMT) methods for determining the bearing capacity of shallow foundations. Using GEO5 Geotechnical Design Program, SPT and PMT test data performed under different ground conditions and the same load were analyzed. Analyzes showed that the PMT method gave significantly higher carrying capacity values than SPT. As a result, it is recommended to evaluate SPT and PMT data together for a more reliable foundation design. The study was supported by data from the Halkalı-Kapıkule Railway Line project.

Anahtar Kelimeler

Bearing capacity, GEO5, Pressuremeter, Standard penetration, Shallow foundations

Standart penetrasyon ve presiyometre deneylerine göre yüzeysel temellerde taşıma gücü değerlerinin karşılaştırılması

Öz

Yapıların temelleri, yapının ağırlığını ve diğer yükleri taşıyacak şekilde tasarlanmalıdır. Temel tasarımı için, zeminlerin taşıma gücü bilinmesi gerekir. Zeminlerin taşıma gücü: zeminlerin, üzerine etkiyen yüklerden dolayı oturma sınırları içerisinde kalarak kayma göçmesi olmadan zemine aktarabileceği maksimum gerilme olarak tanımlanır. Zeminlerin taşıma gücü, yapıların güvenli bir şekilde inşa edilmesi için kritik bir öneme sahiptir. Standart Penetrasyon Testi (SPT) ve Presiyometre Testi (PMT), zeminlerin taşıma gücünü belirlemek için kullanılan saha deneyleridir. Her iki yöntem de benzer amaçlara hizmet ederken, uygulama şekilleri ve sağladıkları veriler açısından farklılıklar göstermektedir. Bu iki test, zemin mühendisliğinde önemli bilgiler sunmakla birlikte, doğru yorumlama ve kullanım açısından dikkat edilmesi gereken önemli detaylar içermektedir. Bu araştırma makalesi, yüzeysel temellerin taşıma kapasitesini belirlemek için Standart Penetrasyon Testi (SPT) ve Presiyometre Testi (PMT) yöntemlerinin etkinliğini karşılaştırmaktadır. GEO5 Geoteknik Tasarım Programı kullanılarak, farklı zemin koşullarında ve aynı yük altında yapılan SPT ve PMT deney verileri analiz edilmiştir. Analizler, PMT yönteminin SPT'ye göre anlamlı derecede daha yüksek taşıma kapasitesi değerleri verdiğini göstermiştir. Sonuç olarak, daha güvenilir bir temel tasarımı için SPT ve PMT verilerinin birlikte değerlendirilmesi önerilmektedir. Çalışma, Halkalı-Kapıkule Demiryolu Hattı projesinden alınan verilerle desteklenmiştir.

Anahtar Kelimeler

GEO5, Presiyometre, Standart penetrasyon, Taşıma gücü, Yüzeysel temel

Etik Beyan

Çalışmamda araştırma sürecini etik ilkelere uygun olarak gerçekleştirdim.

Destekleyen Kurum

Kırıkkale Üniversitesi

Teşekkür

Çalışmamda bana yardımcı olan Dr. Öğr. Üyesi Baran Toprak' a engin bilgi ve deneyimini benimle paylaştığı için teşekkür ediyorum.

Kaynakça

• Ağan, C. (2014) Silt Biriminde (Kastamonu, Türkiye) Yapılan Menard Presiyometre, Standart Penetrasyon ve Laboratuvar Deney Sonuçları Arasındaki İlişkilerin Araştırılması. İMO Teknik Dergisi, 25(122), 6679-6698.
• Bekdemir, T. & Toprak, B. (2023). Taşıma gücü düşük farklı zeminlerde cpt değerlerine göre yüzeysel temel tasarımı. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi. 15(3), 270-288. DOI:10.29137/umagd.1370297.
• Birand, A. (2006). Sığ (yüzeysel) temeller. Teknik Yayınevi.
• Bowles, J., E. (1996). Foundation analysis and design. New York, The McGraw-Hill Companies, Inc.
• Clarke, B., G. (1995). Pressuremeters in Geotechnical Design. Chapman&Hall, Boundary Row.
• Coduto, Donald P. (2001). Temel tasarımı ilkeler ve uygulamalar (M. Mollamahmutoğlu, K. Kayabalı, Çeviri). Gazi Kitabevi.
• Dağlı, E. (2013). Sayısal ve Analitik Yöntemler ile Kohezyonsuz Zeminlerin Taşıma Gücü Hesabı. [Yüksek Lisans Tezi, Bülent Ecevit Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü]. Das, B., M. (1999). Shallow foundations bearing capacity and settlements. CRC Press.
• Erol, O., A. & Çekinmez, Z. (2014). Geoteknik mühendisliğinde saha deneyleri. Yüksel Proje Yayınları.
• Federal Highway Administration. (2002b). Revised forecast and benefit-cost analysis of the San Francisco Bay Area state highway project. U.S. Department of Transportation.
• Kanıt, R., (2003). Temel İnşaatı. Gazi Kitabevi.
• Koçak, D., B. (2017). Zemin taşıma gücünün belirlenmesi için bir yaklaşım. [Yüksek lisans Tezi, İstanbul Aydın Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü].
• Mair, R., J. & Wood, D. M. (1987). Pressuremeter testing: Methods and interpretation. CIRIA Ground Engineering Report: In-situ testing. Butterworths.
• Önalp, A. & Sert, S., (2016). Geoteknik bilgisi III bina temelleri. temel tasarımı. Birsen Yayınevi.
• Pişen, S. & Pekşen, E. (2016). Sığ zeminler için farklı yöntemlerden elde edilen zemin emniyet gerilmesi değerlerinin karşılaştırılması. Uygulamalı Yerbilimleri Dergisi, 8(2), 36-46.
• Sivrikaya, O. & Toğrol, E. (2019). Arazi Deneyleri ve Geoteknik Tasarımda Kullanımları. Birsen Yayınevi.
• Tonyalı, İ. (2011). Laboratuvar, Arazi ve jeofizik deney sonuçlarını kullanan zemin taşıma gücü hesap yöntemlerinin incelenmesi ve karşılaştırılması. [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü].
• Uzuner, B., A. (2007). Temel Zemin mekaniği. Derya Kitabevi.
• Yıldırım, S. (2009). Zemin incelemesi ve temel tasarımı. Birsen Yayınevi.
• Yıldırım, B. (2022). Yüzeysel Temellerin Tasarımında Presiyometrenin Kullanımı. [Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü].
• Yıldız, C. &Yıldırım, B. (2013). Yüzeysel temellerin tasarımında presiyometrenin kullanımı. [Yüksek Lisans Tezi, Niğde Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü].