An Investigation of the Dynamic Behavior of Piled Raft Foundation Systems Constituted on Sandy Soil: The Example of TRNC-Lefke

Abstract

In this study, dynamic behavior of piled raft foundation systems designed due to settlement problem on a sandy soil in Lefke district of the Turkish Republic of Northern Cyprus has been investigated. For design and analysis, firstly a 19 storey 60.5 m high reinforced concrete building was modeled in the Etabs program. In case of raft foundation on sandy soil, it has been shown by calculation that the maximum axial load transferred from the superstructure to the foundation is not reliably carried due to the settlement problem, and then piled raft foundation designs have been made. In the pile desings, number of piles, diameter of piles and length of piles were used as variable parameters of the system. In this context, 18 different piled raft foundation designs were made and dynamic analysis were carried out by modelling of each of these designs in Plaxis 2D program. As a result of the dynamic analysis, the settlement and lateral deformation values in the foundation systems were examined. As a result of this study, it was determined how number of piles, diameter of piles and length of piles affect the deformations that formed under dynamic effect in piled raft foundation systems designed on sandy soil.

Keywords

• Sandy soil
• Piled raft foundation
• Dynamic analysis
• Deformation

KUMLU ZEMİNDE TEŞKİL EDİLEN KAZIKLI RADYE TEMEL SİSTEMLERİNİN DİNAMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ: KKTC-LEFKE ÖRNEĞİ

Abstract

Bu çalışmada, Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti’nin Lefke ilçesinde yer alan kumlu bir zeminde oturma probleminden dolayı tasarlanan kazıklı radye temel sistemlerinin dinamik davranışları incelenmiştir. Tasarım ve analizler için, öncelikle Etabs programında 19 katlı 60,5 m yüksekliğinde betonarme bina modellenmiştir. Kumlu zeminde radye temel teşkil edilmesi halinde üstyapıdan temele aktarılan maksimum eksenel yükün oturma probleminden dolayı güvenilir bir şekilde taşınmadığı hesapla gösterilmiş ve ardından kazıklı radye temel tasarımlarına gidilmiştir. Kazık tasarımlarında sistemin değişken parametreleri olarak kazık sayısı, kazık çapı ve kazık uzunluğu değerleri kullanılmıştır. Bu bağlamda, 18 farklı kazıklı radye temel tasarımı yapılmış ve bu tasarımların her biri Plaxis 2D programında modellenerek dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Dinamik analizler sonucunda, temel sistemlerinde oluşan oturma ve yanal deformasyon değerleri incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucu olarak, kazık sayısı, kazık çapı ve kazık uzunluğunun, kumlu zeminde tasarlanan kazıklı radye temel sistemlerinde dinamik etki altında oluşan deformasyonları nasıl etkilediği saptanmıştır.

Keywords

• Kumlu zemin
• Kazıklı radye temel
• Dinamik analiz
• Deformasyon

References

1. Alsaleh, H., Shahrour, I., 2009, “Influence of plasticity on the seismic soil–micropiles–structure interaction”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Cilt 29, Sayı 3, ss. 574-578.
2. 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, Cilt 18, Sayı 10.
3. Chourasia, J., Pendharkar, U., Singh, R., 2018, “Dynamic analysis of pile foundation with footing in different foundation soils”, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), Cilt 5, Sayı 1, ss. 12-16.
4. Das, B., 2010, Principles of Foundation Engineering, Cengage Learning, Stamford, United States of America.
5. Dindar, H., Akgün, M., Atalar, C., Özdağ, Ö.C., İpek, Y., Tunçel, A., Akdemir, Ö., “K.K.T.C. Lefkoşa İlçesinde Yapılan Mikrotremor Çalışmaları”, 3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, DEÜ, İzmir, 14-16 Ekim 2015.
6. Elmas, A., 2018, “Kıbrıs Adası yapısal süreksizliklerinin EGM08 gravite verileri kullanılarak belirlenmesi”, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, Cilt 42, Sayı 1, ss. 17-32.
7. Geoteam Mühendislik Ltd. Şti., 2018, Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti Lefke ilçesi konut projesine ait sondaja dayalı temel ve zemin etüd raporu, Lefke, KKTC.
8. Gibbs, H.J., Holtz, W.G., “Research on Determining the Density of Sands by Spoon Penetration Testing”, Proceedings of the 4th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, London, England, 35-39, August 1957.

9. Ha, J.G., Ko, K.W., Jo, S.B., Park, H.J., Kim, D.S., 2018, “Investigation of seismic performances of unconnected pile foundations using dynamic centrifuge tests”, Bulletin of Earthquake Engineering, Cilt 17, Sayı 5, ss. 2433-2458.
10. Hakyemez, A., 2004, Kuzey Kıbrıs Oligosen-Pliyosen İstiflerinin Planktonik Foraminifera Biyostratigrafisi, Doktora tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
11. KKTC DBYBHY, 2015, KKTC Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti Bakanlar Kurulu, KKTC.
12. Menzenbach, E., 1967, “Le capacidad suportante de pilotes y grupos de pilotes”, Technologia (Ingeneria Civil), Cilt 2, Sayı 1, ss. 20-21.
13. Meyerhof, G.G., 1965, “Shallow foundations”, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Divisions, Cilt 91, Sayı 2, ss. 21-31.
14. OCDI, 2002, Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan, The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan, Tokyo.
15. Ordu, E., Özkan, M.T., 2006, “Kazıklı temellerin deprem performanslarının üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi”, İTÜ Dergisi, Cilt 5, Sayı 2, ss. 27-34.
16. Osmanoğlu, U., 2021, Farklı Zemin Gruplarında Tasarlanan Kazıklı Radye Temel Sistemlerinin Statik ve Dinamik Koşullar Altında Deformasyon Tabanlı Optimizasyonu: Kıbrıs Adası Örneği, Yüksek lisans tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
17. Rahmani, A., Pak, A., 2012, “Dynamic behavior of pile foundations under cyclic loading in liquefiable soils”, Computers and Geotechnics, Cilt 40, ss. 114-126.
18. Sadek, M., Shahrour, I., 2006, “Influence of the head and tip connection on the seismic performance of micropiles”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Cilt 26, Sayı 5, ss. 461-468.
19. Taha, A., Naggar, M.H.E., Turan, A., 2015, “Experimental study on the seismic behaviour of geosynthetic-reinforced pile-foundation system”, Geosynthetics International, Cilt 22, Sayı 2, ss. 183-195.
20. TBDY, 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, T.C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
21. TS EN 1991-1-4, 2007, Yapılar Üzerindeki Etkiler- Bölüm 1-4: Genel Etkiler- Rüzgar Etkileri (Eurocode 1), Türk Standardları Enstitüsü, TSE, Ankara.
22. TS500, 2000, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standardları Enstitüsü, TSE, Ankara.
23. TS498, 1987, Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, Türk Standardları Enstitüsü, TSE, Ankara.
24. Uzuoka, R., Sento, N., Kazama, M., Zhang, F., Yashima, A., Oka, F., 2007, “Three-dimensional numerical simulation of earthquake damage to group-piles in a liquefied ground”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Cilt 27, Sayı 5, ss. 395-413.
25. 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.
26. Zhan, Y.G., Wang, H., Liu, F.C., 2012, “Modeling vertical bearing capacity of pile foundation by using ABAQUS”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering, Cilt 17, ss. 1855-1865.