TBDY-Kazık Temel Tasarımı ile İlgili Koşullar

Kazık temeller, üst yapı yüklerini taşıma kapasitesi daha yüksek ve daha derinde olan zeminlere aktararak yapının taşınmasını sağlayan ahşap, beton veya çelik yapı elemanları olan derin temellerdir.

Yapı temellerinin projelendirilmesinde yüzeysel temeller yeterli koşulları sağlamadığında kazıklı temel tasarımına geçilir ve bu konuda Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinin  “16.9 Kazıklı Temeller” başlıklı kısmında belirtilen yöntem ve kriterler uygulanmalıdır.  TBDY Madde 16.9.1.2’de
kazık temellerin taşıma gücü hesabında kullanılacak yaklaşımlar belirtilmiştir.

Taşıma gücü;
-Statik yükleme deney sonuçlarından elde edilen veriler kullanılarak hesaplanabilir.
-Zemin araştırmalarından elde edilen zemin özellikleri kullanılarak hesaplanabilir.
-Statik yükleme deneyleri ile geçerliliği sağlanmış dinamik yükleme deneylerinden elde edilen sonuçlar kullanılarak hesaplanabilir.

Bilindiği üzere “kazık yükleme deneyleri” kazıkların basınç, çekme ve yanal yükleri emniyetli bir şekilde karşılayabildikleri değerlerin belirlenmesi amacıyla yapılmaktadır.

TBDY 2018’de kazık yükleme deneylerinin tasarımda daha yaygın şekilde kullanılması için, bu deneylerin uygulandığı durumlarda dayanım katsayılarının daha küçük değerlerde kullanılabileceği belirtilmiş ve aşağıdaki tablo verilmiştir.

Dayanım Türü	Dayanım Katsayısı Simgesi	Dayanım Katsayısı Değeri
		Kazık yükleme deneyi yapılmamış ise	Kazık yükleme deneyi yapılmış ise
Çevre sürtünmesi (basınç)	γRsb	1.5	1.3
Çevre sürtünmesi (çekme)	γRsc	1.6	1.4
Uç direnci	γRu	2	1.5
Toplam taşıma gücü (basınç)	γRt	-	1.4

 

Tabloda verilen düşük dayanım katsayıları için gerekli asgari yükleme deney adedi şu şekilde verilmiştir.
16.9.2.2 – Tablo 16.4’te kazık yükleme deneyi yapılması durumu için verilen dayanım katsayısı değerleri, her bina altında en az bir adet yükleme deneyi ve proje sahasında kullanılan kazıkların en az %1’i üzerinde yükleme deneyi yapılması durumunda kullanılabilir. Bu minimum sayılardan daha fazla deney yapılması halinde, bölgesel deneyimlerin ışığında dayanım katsayılarında en fazla 0.10 kadar azaltma yapılabilir.

Ayrıca;
Deprem Tasarım Sınıfı DTS = 1, 1a, 2, 2a olan binaların kazıklı temellerinde, en az iki adet statik yükleme deneyi yapılarak tasarım kabullerinin yerinde doğrulandığı kanıtlanacaktır.

Kazıkların Düşey Taşıma Gücü Hesabı

Statik ve deprem etkisi içeren yükleme durumlarının her biri için ayrı ayrı olmak üzere aşağıda verilen koşulun sağlanması gerekmektedir;

Ptv≤Qtv

Burada;

Ptv: Kazığa etkiyen düşey tasarım kuvveti,

Qtv: Kazığın düşey tasarım dayanımınıdır.

Qtv düşey tasarım dayanımı ise şu iki şekilde belirlenmektedir.

Qtv=Qks/γRs+Qku/γRu

Qtv=Qktv/γRt

Qks= Karakteristik çevre sürtünmesi direnci,

Qku= Karakteristik uç direnci,

Qktv= Karakteristik toplam kazık taşıma gücü

Kazıkların grup davranışları ile ilgili aşağıdaki madde verilmiştir;
16.9.3.3 – Grup davranışı gösterecek kazıklı temellerde taşıma gücü; grup içinde bulunan her bir kazığın toplam taşıma gücü ile kazıklar ve arasında kalan zeminden oluşan bloğun taşıma gücü değerlerinin küçük olanı olarak seçilecektir.

Kazıkların Yanal Taşıma Gücü Hesabı

Statik ve deprem etkisi içeren yükleme durumlarının her biri için ayrı ayrı olmak üzere aşağıda verilen koşulun sağlanması ve doğrusal olmayan yük-yerdeğiştirme davranışı göstermesi beklenen yanal yüklü kazıkların tasarımında izin verilebilir yerdeğiştirmelerin ve kazık kesitinin taşıma gücünün aşılmadığının hesapla gösterilmesi gerekmektedir;

Pty≤Qty

Pty= Kazığa etkiyen yanal tasarım kuvveti,

Qty= Kazığın yanal tasarım dayanımı

 

Kazıklı Temellerin Deprem Hesabı

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nin  “16.10.1. Yapı – Kazık – Zemin Etkileşimi” bölümünde gerekli yaklaşımlar açıklanmıştır;
16.10.1.2 – Kazıklı temellerin deprem hesabı için, dinamik yapı – kazık – zemin etkileşimi çerçevesinde, aşağıdaki hesap yaklaşımları kullanılabilir:
(a) Ortak sistem yaklaşımı: Üstyapı (bina), bina temeli, kazıklar ve zeminin taşıyıcı sistemin kısımları olarak birarada modellenip analiz edildiği bu yaklaşımda, tüm kısımların doğrusal olmayan davranışları gözönüne alınabilir.
(b) Altsistem yaklaşımı: Üstyapı-temel altsistemi ile temel-kazık-zemin altsisteminin ayrı ayrı modellenip birbirleri ile etkileşimi de dikkate alınarak analiz edildiği bu yaklaşım, prensip olarak doğrusal davranışı esas alır. Ancak mühendislik pratiğinde bu yaklaşımın belirli yöntemler çerçevesinde temel-kazık-zemin altsisteminin ve üstyapı-temel altsisteminin doğrusal olmayan davranışı için de uygulanmasına izin verilebilir.
16.10.1.3 – Altsistem yaklaşımı çerçevesinde yapı – kazık – zemin etkileşimi iki aşamada ele alınır. Kinematik etkileşim ve eylemsizlik etkileşimi olarak adlandırılan bu aşamaların ve bu aşamalar için kullanılabilecek hesap yöntemleri ile tasarım kurallarının ayrıntıları EK 16C’de verilmiştir. Yöntem I, Yöntem II ve Yöntem III olarak adlandırılan bu yöntemlerin uygulama alanları Yerel Zemin Sınıfı’na, Deprem Tasarım Sınıfı’na ve Bina Yükseklik Sınıfı’na bağlı olarak Tablo 16.5’te tanımlanmıştır. Yapı sahibinin / tasarım mühendisinin tercihine bağlı olarak Yöntem II yerine Yöntem I, Yöntem III yerine Yöntem II kullanılabilir ve yöntemlerin uygulama alanları genişletilebilir.

Kazıkların Tasarımına İlişkin Özel Koşullar

16.10.2.1 – Kinematik etkileşim kapsamında taşıdıkları hasar riskleri nedeni ile, deprem etkisi altındaki bina temellerinde eğik kazıklara izin verilmez.
16.10.2.2 – Betonarme ve öngerilmeli betonarme kazıkların minimum enkesit boyutları 30 cm / 30 cm veya φ35 cm olacaktır.

Analiz Yöntemi	Deprem Tasarım Sınıfı	Bina Yükseklik Sınıfı	Yerel Zemin Sınıfı
Yöntem I	DTS= 1, 1a, 2, 2a	BYS=1	ZD, ZE, ZF
Yöntem II	DTS=1a, 2a	BYS=2,3	ZD, ZE, ZF
Yöntem II	DTS=3, 3a, 4, 4a	BYS=1	ZD, ZE, ZF
Yöntem III	DTS=1a, 2a	BYS≥4	ZD, ZE, ZF
Yöntem III	DTS=1, 2, 3, 3a	BYS≥2	ZD, ZE, ZF

 Etkileşim Analiz Yöntemlerinin Uygulama Alanları

16.10.2.3 – Betonarme kazıklarda kazık başlığının altındaki kazık boyunun, 3 metreden az olmamak üzere, üstten 1/3’ünde boyuna donatı oranı, DTS = 1, 1a, 2, 2a olan binalarda 0.01’den, DTS = 3, 3a, 4, 4a olan binalarda ise 0.008’den az olmayacaktır. Bu bölgeye konulacak spiral donatı (veya dikdörtgen kesitli çakma kazıklar için etriye) çapı DTS = 1, 1a, 2, 2a olan binalarda 10 mm’den, DTS = 3, 3a, 4, 4a olan binalarda ise 8 mm’den az ve spiral adımı (veya etriye aralığı) 200 mm’den fazla olmayacak, ancak üstten en az iki kazık çapı kadar yükseklikte 100 mm’ye indirilecektir.
16.10.2.4 – Çelik boru kazıkların et kalınlıkları Denk.(16.17)’deki koşulu sağlayacaktır:
DTS=1, 1a, 2, 2a olan binalarda: D/t ≤ 60
DTS=3 ,3a, 4, 4a olan binalarda: D/t ≤ 80
16.10.2.5 – Çelik kazıkların betonarme temele (kazık başlığına) monolitik bağlantıları, kazıkların tepesinde en az iki kazık çapı derinliğinde düzenlenecek betonarme tıpalar ile yapılacaktır. Tıpalardaki boyuna donatı, kazık tepesinde hesaplanan eğilme momenti ve eksenel kuvveti betonarme kesit olarak aktaracak şekilde düzenlenecektir. Tıpa yüksekliği boyunca 16.10.2.3’te tanımlanan spiral enine donatı kullanılacaktır. Kazık eksenel kuvvetinin tıpadan çelik kazık kesitinde güvenle aktarıldığı hesapla gösterilecektir.