Kazık kendisine aktarılan yükleri taşırken zeminde kayma (g) ve hacimsel (ev) şekil değiştirmelerine neden olur. Kayma şekil değiştirmesi yük aktarıldıktan sonra kazığın reaksiyon alması için çevre sürtünmesi (kazığın yan yüzeyleri boyunca) ve uç direnci gelişirken ortaya çıkar. Hacimsel şekil değiştirmenin önemli bölümü ise eşdeğer radye temel seviyesinden itibaren meydana gelen kazık grubu oturması sırasında oluşur.
Kazık imalatı sırasında yapım yöntemine bağlı olarak kazığın çevresindeki ve uç bölümündeki zemin kütlesinde değişimler meydana gelir. Kazık ve zemin arasında ayrıca kazığın rölatif rijitliğine ve yapıldığı malzeme ile zemin türüne bağlı olarak da etkileşim söz konusudur. Bu nedenle kazıklı temel hesabı yapılırken bu unsurların tamamının dikkate alınması gereklidir.
Eşdeğer temel seviyesinin altından etkili gerilme derinliğine kadar hâkim şekil değiştirme ev iken kazık yüzeyinde gelişen çevre sürtünmesi ve uç bölgesinde mobilize olan uç direncinde kayma şekil değiştirmesi (g) ön plandadır. Kazık taşıma kapasitesi (Qp) sürtünme (Qs) ve uç direncinin (Qb) toplamından oluşur.
- ‘A’ noktasında yükün tamamı sürtünme direnci ile karşılanır, kazık kalıcı oturma arz etmez. Yük kaldırıldığında başlangıç noktasına dönülür (deplasman sıfırlanır).
- ‘B’ noktasında sürtünme direnci (Qs) tamamen mobilize olur. Bu anda kazık başı deplasmanı kazık çapının %0.3 ila %1 arasındadır [s=(0.01 veya 0.003)B]. Kazık ucunda bir miktar yük taşınır hale gelinmiştir.
- ‘D’ noktasında uç direnci (Qb) tamamen mobilize olmuştur. Kazık başı deplasmanı s=(0.1 veya 0.2)B mertebesindedir. Bu noktada kazık yükündeki küçük artışlar zemine doğru yüksek deplasmanlar ile neticelenir.
Kazık yapımından kaynaklanan etkiler nedeniyle önemli yapılarda sadece ‘hesaba dayalı yaklaşıma’ istinat edilmesi doğru bir yaklaşım değildir.
Önemli projelerde mutlaka kazık yükleme deneyi yapılır ve kazık göçme yükünü ‘D’ noktasında tamamen mobilize olan uç ve sürtünme dirençlerinin toplamından ziyade üst yapı performansına olumsuz anlamda etkilemeyecek deplasman sınırına karşı gelen yük belirler.
Bu yük genelde 6mm veya daha düşük kalıcı oturmaya neden olan ‘E’ noktasında gerçekleşir. Üst yapı proje müellifi taşıyıcı eleman aksları arasında izin verilecek açısal distorsiyon sınırını belirler ve temel tasarımını yapan geoteknik proje müellifi bu doğrultuda kazık boy ve kesitini seçer. Açısal distorsiyon limiti 1/500’ün altında tutulur. Kazık grubu için seçilen toplam oturma sınırı ise üst yapının dönmesinin kontrolü ve temiz-kirli su bağlantıları ile benzerinin hasar görmemesi açısından önemlidir.
Kazığa güvenle aktarılabilecek yük ise hesaptan veya yükleme deneyinden belirlenen göçme yüküne (Qp) belirli bir güven faktörü uygulanarak bulunur:
Tekil bir kazık için alınabilecek global güvenlik faktörü 2~3 aralığında değişebilir. Geçmiş kazık yükleme deneyleri ve sahada yapılan gözlemlerde Fs=2.5 alındığı takdirde kazık deplasmanının 10mm ile sınırlandığı görülmüştür. İleride değinileceği üzere bilhassa sondaj kazıklarında uç taşıma kapasitesi ve sürtünme direncine farklı güvenlik faktörlerinin uygulanması daha yerinde bir yaklaşım olmaktadır.
Kazık uç taşıma kapasitesinin Qb>0.5Qp olduğu hallerde kazıklar uç kazığı olarak tasnif edilebilir. Ancak kazıklara eksenel basınç yükü taşıtılırken uç kapasitesinden fazla yararlanılması durumunda kazık başı deplasmanının mutlaka fazla olacağı ve bunun yapısal performansı olumsuz etkileyebileceği hatırda tutulmalıdır. Qs>0.5Qp olduğunda ise kazık baskın olarak sürtünme kazığı halinde çalışacaktır.
Betonarme önüretim ve ucu kapalı çelik boru çakma kazıklar ile çakma yerinde dökme kazıklar zeminde oluşturdukları sıkıştırma etkisi nedeniyle yüksek deplasman kazığı olarak tanımlanabilirler. Bu tür kazıklar kohezyonsuz zeminlerde (kum, siltli kum ve non-plastik silt) sıkışmaya ve dolayısıyla içsel sürtünme açısında ve yanal zemin basıncı katsayısında (Ks) artışa; çok yumuşak ve yumuşak kohezyonlu zeminlerde ise pozitif aşırı boşluk suyu basıncı gelişimine neden olur. Aşırı boşluk suyu basıncı artışı ile efektif gerilme düşer ve drenajsız kayma mukavemeti efektif gerilmeye bağlı olduğu için zeminin taşıma kapasitesinde azalma ortaya çıkar:
Çok yumuşak-yumuşak killere kazık çakıldıktan sonra servis yükünün kazığa aktarılması için beklenmelidir. Aşırı boşluk suyu basıncı nedeniyle yumuşayan zemin basınç sönümlendikçe tekrar mukavemet kazanacaktır (tiksotropi).
G E O - M I N D S 