G E O – M I N D S

Sürtünme direnci: Q_si=q_siA_si

q_si: herhangi bir kohezyonsuz zemin tabakasında birim sürtünme direnci

A_s_i: tabaka içinde kazık yüzey alanı

Yanal zemin basıncı katsayısı kazık yapım yöntemine ve zeminin başlangıç sıkılığı ile türüne bağlıdır.

Tabaka içindeki ortalama efektif düşey gerilme ise üstte yer alan tabakaların birim hacim ağırlığı ile yeraltı su seviyesine (YASS) bağlıdır. Kazık-zemin arasındaki sürtünme açısını kazığın imal edildiği malzeme ve zemin türü belirler.

Yanal zemin basıncı katsayısı sondaj ve çakma kazıklarında farklı değerler alır:

Çakma kazıklar ve çakma-yerinde dökme kazıklar gevşek ve orta-sıkı kohezyonsuz zeminlerde sıkışma etkisi yaparlar (büyük deplasman kazığı etkisi). Sıkı kumlara ise kazık çakımı çoğunlukla mümkün olmaz.

Kumlu zeminlerde imal edilen sondaj kazıkları zeminde önemli ölçüde gevşeme ve örselenme meydana getirir. Bu nedenle gerek uç gerekse sürtünme direnci hesabında zeminin kazık yapımı öncesi sıkılık durumuna bakılmaksızın içsel sürtünme açısı 28°~30° aralığında alınmalıdır. Sondaj muhafaza borusu ile değil de foraj süspansiyonu ile yapılırsa aşağıdaki hususlara riayet edilir:

Bentonit süspansiyonu için q*_s=(0.7~0.9)q_s

Polimer süspansiyonu için q*_s: bentonitli forajdan daha yüksek olması beklenir

Uç direnci hesabında zeminin foraj sırasında gevşeyeceği düşünülerek azaltılmış içsel sürtünme açısı kullanılmalıdır. Bunun istinası forajın hem süspansiyon altında yapılması hem de (aynı zamanda) kazık ucunda betonlama sonrası enjeksiyon (‘post-grouting’) yapılmasıdır.

Taban enjeksiyonu için çeşitli teknikler mevcuttur. İster donatı kafesi içinde çelik borular bırakılmış olsun (sol üst), isterse donatı kafesine monte edilmiş basıncı dayanıklı polietilen veya benzeri borular (sağ üst) şeklinde olsun çimento enjeksiyonu kazık başından uca basınçlı bir şekilde ulaştırılır. Önce foraj tamamlanır ve donatı kafesi kuyu içine indirilir (a), kimi uygulamalarda kafes indirildikten sonra foraj bir miktar daha yapılsa da (b) bu nadirdir. Beton döküldükten 24 saat sonra pas payı basınçlı su ile çatlatılır (c). Bu sadece uç bölgesi ile sınırlı kalabileceği gibi uç bölgesi civarında 5B kadar yukarı çıkılabilir. Bilahare bütün kanallardan basınçlı çimento enjeksiyonu yapılır (d) ve daha sonra kanalların yarısı kapatılır ve diğer yarısından refü alınıncaya kadar enjeksiyon sürdürülür (e). Refü kriteri genellikle kazık başının zeminden dışarı doğru birkaç mm deplasman yapmasıdır. Taban enjeksiyonu ile uçta genişletme sağlanır ve kum zeminin foraj öncesi kayma mukavemeti parametrelerini kullanma imkanı edinilmiş olur.

Kazık-zemin arası sürtünme açısı ideal olarak kesme kutusu deneyinden belirlenir. Deney hücresinin alt yarısına kazık malzemesi, üst yarısına ise zemin örneği arazideki sıkılıkta yerleştirilir. Sahada beklenen yatay gerilme seviyelerinde normal kuvvetler uygulanarak kesme kutusu deneyleri yapılır.

Bu yol takip edilmek istenmezse literatürde mevcut değerler kullanılabilir.

***Şekil için kaynak:*** *Pile Design and Construction Practice, Tomlinson and Woodward (Yayınevi: Taylor&Francis, Fifth Edition, 2008)*

Taşıma kapasitesi faktörü, N^*_q, Berezantsev veya Brinch-Hansen eğrileri kullanılarak seçilebilir. Brinch-Hansen yaklaşımı Amerikan Petrol Enstitüsü (API) tarafından tercih edilmektedir ve büyük çaplı çakma kazıklarda kullanım için daha elverişli gözükmektedir.

Tamamen üniform kum zeminlerdeki kazıklar için D=L_kazık alınır. Bu grafik çakma, çakma-yerinde dökme ve sondaj kazıkları için kullanılabilir. Ancak sondaj kazıklarında tabanda enjeksiyon yapılmadıkça içsel sürtünme açısı düşük değerlerinde (25°~30°) seçilmelidir (<30° önerilir).

Kohezyonsuz zeminlerde kazık taşıma kapasitesi, Q_p, aşağıda verildiği üzere hesaplanır:

Yukarıdaki denklemde değişkenlerin birimleri birbirleriyle tutarlı olmalıdır.

Kazığın soketlendiği (uç direncinin tam anlamıyla mobilize olabilmesi için 5B soketlenme gerekir) kum tabakası yeteri kadar kalın değilse, bir başka deyişle kazık ucuna yakın bir kil tabakası mevcutsa uç direncinde azaltmaya gidilir. Bu azaltma Meyerhof’un önerdiği şekliyle doğrusal enterpolasyon tarzında olabilir ve izleyen slaytta verilmiştir.

Uç direnci konusunda dikkate alınması gereken bir diğer durum ise ucu açık çakılan boru kazıklardır. Bu tür kazıklar en çok kıyı yapılarında kullanım alanı bulur. Bu tür bir kazık kum zemine soketlendiği takdirde kazık çapına ve kazığın kum içindeki soket boyuna bağlı olarak uç direnci izleyen şekilden okunabilir.