Uç veya uca yakın alt kısmı daha sıkı veya katı zemin ya da kayaya soketli kazıklarda zemin yüzeyinden itibaren bir dolgu ve/veya yumuşak kil-silt tabakası uca nazaran daha fazla oturma yaparsa bu tabakalardan kazığa aşağı doğru kuvvet uygulanır. Bu kuvveti doğuran mekanizmalar sonucu gelişen ters yöndeki sürtünmeye negatif çevre sürtünmesi denilir.
Negatif çevre sürtünmesini ortaya çıkaran mekanizmalar aşağıdadır. Bu mekanizmaların negatif çevre sürtünmesi oluşturabilmesi için öncelikli şart kazık ucunun oturmakta olan tabakaya nazaran daha az oturmasıdır. Kazık
zeminle birlikte oturursa negatif çevre sürtünmesi oluşmaz.
1. Yumuşak kil/elastik silt tabakasının üstüne dolgu yapılması ve bu dolgu yükü altında zemin oturma yaparken içinde kazık bulunursa
2. Yumuşak kilde kazık çakıldıktan sonra aşırı boşluk suyu basıncı sönümlenirken kilin oturma yapması
3. Yeraltı su seviyesinin bir şekilde düşürülmesi ve bunun sonucunda efektif
gerilme artışına bağlı oturma meydana gelmesi
4. Komşu parsellerde sürşarj uygulaması
Negatif çevre sürtünmesi bir kazık grubu içinde dış sıra kazıklarda etkili olur. İç sıra kazıklarda bu etki genellikle ihmal edilecek mertebede kalır. Tarafsız düzlemde negatif çevre sürtünmesi pozitif çevre sürtünmesine eşit olur (Qn=Qs ). Qn’nin hesaplanabilmesi için tarafsız düzlemin derinliğinin (zn ) belirlenmesi gerekir. Bu parametre kazığın ucuna yük aktarılma durumuna göre değişen değerler alır. Uç kazıklarında (kazık ucu çok sıkı kum-çakıl veya kayada) derine inerken, yüzer kazıklarda (uca hiç yük aktarmayan veya uç direncinin ancak küçük bir kısmının mobilize olduğu kazıklar) kazığın alt ucundan yaklaşık L/3 kadar yukarıda olur.
Negatif çevre sürtünmesi oturan tabakanın deplasmanı ile ortaya çıktığı ve bilhassa ince daneli zeminlerde zaman içinde tam olarak mobilize olduğu için efektif gerilme tabanlı hesap yöntemleri kullanılır.
Negatif yük geçici bir etki olup kazık servis yüküne doğrudan eklenmez. Kazığa
olan etkisi basınç gerilmesinin malzeme emniyet gerilmesini aşma ihtimali açısından incelenir. Ancak üst yapıdan gelen servis yükü (basınç) ve negatif çevre sürtünmesi birlikte dikkate alınarak bunların kazık kapasitesine nazaran makul bir güvenlik faktörü ile taşındığını göstermek gerekir (Qp hesabında negatif çevre sürtünmesi arz eden çok yumuşak-yumuşak kil tabakasının kazık kapasitesine pozitif katkısı ihmal edilir. Qp’ nin basınç yüklerine göre hesabında Fs=2.0 veya 2.5 güven faktörünü sağlaması temin edilir.) Aksine bir yaklaşım mühendisi aşırı güvenli tarafta kalan bir tasarıma sürükler:
G E O - M I N D S 