INVESTIGATION OF THE EFFECT OF SURFACE ROUGHNESS AND PILE GEOMETRY ON PILE BEHAVIOR WITH FIELD TESTS AND NUMERICAL ANALYSES
Öz
Deep foundation systems are pile systems that transfer the load from the superstructure to the solid soil layers or to the soil it is in by surface friction, and are used in cases where superficial foundations are insufficient. Piles manufactured in sandy soils generally transfer the load they receive to the soil through surface friction resistance. For this reason, the surface roughness of piles manufactured in sandy soils is important in terms of bearing capacity. Within the scope of this study, firstly field tests have conducted under axial compression force with two concrete piles, namely barrettes and bored piles, manufactured with smooth surfaces. Afterwards, these piles were roughened by bonding the sand used in the field tests to the pile using chemical adhesives, and the results obtained by applying compressive load under the same conditions were compared with the results of smooth surface piles. When the test results were compared, it was revealed that rough surface piles performed better than smooth surface piles. It has been observed that the surface roughness effect on barrette piles contributes more than that of bored piles. In addition, for smooth surface piles the field tests were modeled in three dimensions using the Plaxis 3D program, which works with the finite element method, and it was observed that the analysis results and the test results were compatible.
Anahtar Kelimeler
Surface roughness barrette pile bored pile field test numerical analysis
Kaynakça
- Al-Mosawi, M.J., Fattah, M.Y. and Al-Zayadi, A. A. O., 2011. Experimental Observations on the Behavior of a Piled Raft Foundation, Journal of Engineering, 17(4), 1–11. https://10.31026/j.eng.2011.04.13
- ASTM D4254-16 (2016). Standard test methods for minimum index density and unit weight of soils and calculation of relative density. ASTM International. https://www.astm.org
- ASTM D4253-16 (2016). Standard test methods for maximum index density and unit weight of soils using a vibratory table. ASTM International. https://www.astm.org
- Baca, M., Brzakala, W. ve Rybak, J. (2020). Bi-directional static load tests of pile models. Applied Sciences, 10 (5492). https://doi.org/10.3390/app10165492
- Bağrıaçık, B. (2015) Kohezyonsuz zeminlerde düşey yüklü kazıklı radye temellerin analizi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
- Bajad, S.P. and Sahu, R. B., 2008. An experimental study on the behavior of vertically loaded piled raft on soft clay, The 12th Intl. Conf. Of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (IACMAG), 84–90. https://www.researchgate.net/publication/242419852_An_Experimental_Study_on_the_Behaviour_of_Vertically_Loaded_Piled_Raft_on_Soft_Clay
- Chang, D.-W. ve Lin, Y. K. (2019). Three-dimensional finite element analyses of barrette piles under compression and uplift loads with field data assessments. Geotechnical Engineering. 50(3), 58-73. https://www.researchgate.net/publication/340527834
- Deshpande, S.S. Ve Thakare, S.W. (2017) Performance of piled raft foundation subjected to non-uniform load, International Journal Of Civil Engineering And Technology, 8 (4), 16031613. ISSN Print: 0976-6308 and ISSN Online: 0976-6316 https://iaeme.com/Home/issue/IJCIET?Volume=8&Issue=4
- Fındık M., Çelik İ. D., Uzundurukan S., Başar E. E., Barlas E.(2021) Kazıklı Radye Temel Sisteminde Temel-Zemin Etkileşiminin Yapısal Davranış Üzerine Etkisi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt 26, Sayı 2, 573-588 https://10.17482/uumfd.850730
- Hsu, M. C., Yu, C. H. ve Chen, C. H. (2017). Case studies forside resistance of barrette piles using results of ultimate load tests. Journal of GeoEngineering, 12(2), 65–79. https://10.6310/jog.2017.12(2).3
- Horikoshi, K., Matsumoto, T., Hashizume, Y., Watanabe, T. and Fukuyama, H., 2003. Performance of piled raft foundations subjected to static horizontal loads,” International Journal of Physical Modeling in Geotechnics,3, 37–50. https://10.1680/ijpmg.2003.030204
- Köpüklü, H. (2015). Baret kazıklı temeller ile ilgili hesap yöntemleri, imalat ve kalite kontrol esasları. (Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. İstanbul
- Mangushev, R. A. ve Nikitina, N. S. (2018). Evaluation and analysis of bearing capacity of bored piles and deep-laid pile-barrette for a high-rise building on loose grounds based on calculations and field tests. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 14(2), 109–116. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2018-14-2-109-116
- Okar, M. (2018). Kum zeminlerde yatay yüklü baret kazıkların davranışının belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. İstanbul
- Rivera, N. E. ve Estores, G. B. (2022). Single pile fem modeling: ultimate capacity determination of bored piles embedded in silty-sands using modified drucker-prager cap model. Civil Engineering and Architecture, 10(1), 175–193. https://doi.org/10.13189/cea.2022.100116
- Toğrol, E. ve Tan, A. O., 2003. Kazıklı Temeller, Birsen Yayınevi.
- Vu, A., Pam, D. C., Nyugen T., He, Y. (2014) 3d Finite element analysis on behaviour of piled raft foundations, 4th International Conference On Civil Engineering, Architecture And Building Materials, China, 580-583. https://10.4028/www.scientific.net/AMM.580-583.3
- Yıldız, K. (2011). Baret kazıklı temellerde düşey taşıma kapasitesi, (Yüksek Lisans Tezi) İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,İstanbul
YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN VE KAZIK GEOMETRİSİNİN KAZIK DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAZİ DENEYLERİ VE SAYISAL ANALİZLERLE ARAŞTIRILMASI
Öz
Yüzeysel temellerin yetersiz kaldığı durumlarda kullanılan kazık sistemleri, üst yapıdan gelen yükü sağlam tabakalara aktararak ya da yüzey sürtünmesi ile içerisinde bulunduğu zemine aktarmak sureti ile karşılayan derin temel sistemleridir. Kum zeminlerde imal edilen kazıklar genellikle üzerlerine aldıkları yükü yüzey sürtünme direnci ile zemine aktarmaktadırlar. Bu sebeple kum zeminlerde imal edilen kazıkların yüzey pürüzlülüğü taşıma gücü bakımından önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında yüzeyi pürüzsüz olarak imal edilen baret ve fore kazık olarak iki beton kazık ile eksenel basınç kuvveti altında arazi deneyleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonrasında bu kazıklar içerisine yerleştirildikleri kum zeminin kimyasal yapıştırıcılar kullanılarak kazığa yapıştırılması ile pürüzlendirilip aynı koşullar altında yüklemeye maruz bırakılarak elde edilen sonuçlar pürüzsüz kazık sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları karşılaştırıldığında pürüzlü kazıkların pürüzsüz kazıklara göre daha iyi performans gösterdikleri ortaya konmuştur. Baret kazıklarda ki yüzey pürüzlülüğü etkisinin fore kazıklardan daha fazla katkı sağladıkları görülmüştür. Ayrıca yapılan arazi deneyleri pürüzsüz kazıklar için üç boyutlu olarak sonlu elemanlar metoduyla çalışan Plaxis 3D programında modellenmiş ve analiz sonuçları ile deney sonuçlarının uyumlu oldukları görülmüştür.
Anahtar Kelimeler
Yüzey pürüzlülüğü baret kazık fore kazık arazi deneyi sayısal analiz
Kaynakça
- Al-Mosawi, M.J., Fattah, M.Y. and Al-Zayadi, A. A. O., 2011. Experimental Observations on the Behavior of a Piled Raft Foundation, Journal of Engineering, 17(4), 1–11. https://10.31026/j.eng.2011.04.13
- ASTM D4254-16 (2016). Standard test methods for minimum index density and unit weight of soils and calculation of relative density. ASTM International. https://www.astm.org
- ASTM D4253-16 (2016). Standard test methods for maximum index density and unit weight of soils using a vibratory table. ASTM International. https://www.astm.org
- Baca, M., Brzakala, W. ve Rybak, J. (2020). Bi-directional static load tests of pile models. Applied Sciences, 10 (5492). https://doi.org/10.3390/app10165492
- Bağrıaçık, B. (2015) Kohezyonsuz zeminlerde düşey yüklü kazıklı radye temellerin analizi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
- Bajad, S.P. and Sahu, R. B., 2008. An experimental study on the behavior of vertically loaded piled raft on soft clay, The 12th Intl. Conf. Of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (IACMAG), 84–90. https://www.researchgate.net/publication/242419852_An_Experimental_Study_on_the_Behaviour_of_Vertically_Loaded_Piled_Raft_on_Soft_Clay
- Chang, D.-W. ve Lin, Y. K. (2019). Three-dimensional finite element analyses of barrette piles under compression and uplift loads with field data assessments. Geotechnical Engineering. 50(3), 58-73. https://www.researchgate.net/publication/340527834
- Deshpande, S.S. Ve Thakare, S.W. (2017) Performance of piled raft foundation subjected to non-uniform load, International Journal Of Civil Engineering And Technology, 8 (4), 16031613. ISSN Print: 0976-6308 and ISSN Online: 0976-6316 https://iaeme.com/Home/issue/IJCIET?Volume=8&Issue=4
- Fındık M., Çelik İ. D., Uzundurukan S., Başar E. E., Barlas E.(2021) Kazıklı Radye Temel Sisteminde Temel-Zemin Etkileşiminin Yapısal Davranış Üzerine Etkisi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt 26, Sayı 2, 573-588 https://10.17482/uumfd.850730
- Hsu, M. C., Yu, C. H. ve Chen, C. H. (2017). Case studies forside resistance of barrette piles using results of ultimate load tests. Journal of GeoEngineering, 12(2), 65–79. https://10.6310/jog.2017.12(2).3
- Horikoshi, K., Matsumoto, T., Hashizume, Y., Watanabe, T. and Fukuyama, H., 2003. Performance of piled raft foundations subjected to static horizontal loads,” International Journal of Physical Modeling in Geotechnics,3, 37–50. https://10.1680/ijpmg.2003.030204
- Köpüklü, H. (2015). Baret kazıklı temeller ile ilgili hesap yöntemleri, imalat ve kalite kontrol esasları. (Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. İstanbul
- Mangushev, R. A. ve Nikitina, N. S. (2018). Evaluation and analysis of bearing capacity of bored piles and deep-laid pile-barrette for a high-rise building on loose grounds based on calculations and field tests. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 14(2), 109–116. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2018-14-2-109-116
- Okar, M. (2018). Kum zeminlerde yatay yüklü baret kazıkların davranışının belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. İstanbul
- Rivera, N. E. ve Estores, G. B. (2022). Single pile fem modeling: ultimate capacity determination of bored piles embedded in silty-sands using modified drucker-prager cap model. Civil Engineering and Architecture, 10(1), 175–193. https://doi.org/10.13189/cea.2022.100116
- Toğrol, E. ve Tan, A. O., 2003. Kazıklı Temeller, Birsen Yayınevi.
- Vu, A., Pam, D. C., Nyugen T., He, Y. (2014) 3d Finite element analysis on behaviour of piled raft foundations, 4th International Conference On Civil Engineering, Architecture And Building Materials, China, 580-583. https://10.4028/www.scientific.net/AMM.580-583.3
- Yıldız, K. (2011). Baret kazıklı temellerde düşey taşıma kapasitesi, (Yüksek Lisans Tezi) İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,İstanbul
Ayrıntılar
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | İnşaat Geoteknik Mühendisliği, İnşaat Mühendisliğinde Sayısal Modelleme |
| Bölüm | İnşaat Mühendisliği |
| Yazarlar | |
| Yayımlanma Tarihi | 3 Haziran 2025 |
| Gönderilme Tarihi | 18 Ocak 2025 |
| Kabul Tarihi | 16 Nisan 2025 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025Cilt: 28 Sayı: 2 |
