VII. BÖLÜM
TEMELLER
YÜZEYSEL TEMELLER
Prof.Dr. Mehmet Berilgen
YTÜ İnş.Fak.
Temel Nedir ?


Üst yapı yüklerini zemine aktaran yapı
elemanlarına Temel denir.
Temel tasarımı şu iki kriteri sağlamalıdır :
•
•

Temeli taşıyan zeminde göçmeye karşı yeterli bir
güvenlik sağlanmalıdır.
Taşıma gücü kriteri
Oturmalar, özellikle farklı oturmalar, izin verilebilir
sınırlar içerisinde kalmalıdır.
Oturma kriteri
Bu iki koşulun yanısıra, temele iletilen
yükler altında temel malzemesinde
yaratılan gerilmelerin malzemenin dayanımı
aşmaması gerekir.
Yüzeysel ve Derin Temel






Temeller, yükü zemine iletmelerine göre başlıca iki grup
altında toplanabilirler:
Yüzeysel temeller ve derin temeller.
Uygun koşullarda yüzeysel temeller daha ekonomik
olduklarından tercih edilirler.
Yüzeysel temeller derinlikleri genişliklerinin yaklaşık dört
katından fazla olmayan temellerdir
Derin temeller, derinlikleri genişliklerinin yaklaşık dört
katından daha derin temel olarak tanımlanabilir.
Derin temeller yapı altındaki zemin tabakasının yeterli
taşıma gücü değerine sahip olmadığı ve/veya yapıda
oluşabilecek oturmaların öngörülen sınırların üzerinde
olması durumunda tercih edilirler.
Temel Tasarımı



Bir yüzeysel temelin derinliği don derinliği, su içeriğinde
olacak değişikliğin hacimsal değişikliklere yol açtığı aktif zon
derinliği, bitkisel ve organik zemin derinliği, örselenmiş ve
ayrışmış üst tabaka derinliği, çöp veya kontrolsüz dolgu
derinliği, oyulma derinliği , deprem yükleri altında sıvılanma
veya kayma mukavemetinin yitirilmesi olasılığı olan tabaka
derinliği gözetilerek belirlenir.
Sıralanan bu etkenlerin yanı sıra yapım güçlükleri ve maliyet
ile taşınacak yükün doğrultusu, büyüklüğü ve yükleri
taşıyabilecek iyi özellikleri olan zemin tabakası derinliği temel
derinliğinin belirlenmesinde etkilidirler.
Diğer yandan eski bir temel yanında oluşturulacak yeni bir
temelin kazı nedeniyle eski temelin güvenliğini tehlikeye
düşürmemek için ya özel destekleyici önlemler almak ya da
temel zemini özelliğine göre belirlenecek bir kritik bölge
dışında kalmak için düzenlemeler yapmak gerektiği açıktır.
Temel Derinliğini belirleyen etkenler






Don derinliği
Büzülme şişme
Komşu yapıların temelleri
Köprü ve duvar temellerinde olası oyulma
Kanalizasyon deşarj bölgeleri, çöp sahaları
ve bataklık sularının suladığı alanlarda
betonarme donatısında korozyon
Kum zeminlerde su ve rüzgar erozyonu
Temel tasarımın etkileyen diğer
hususlar




YASS’nin yüksek olduğu gevşek kum-silt
zeminlerde sıvılaşma potansiyeli,
Yumuşak kil ve silt formasyonlarında düşük
taşıma gücü ve yüksek oturma beklenir
Aşırı konsolide killi zeminler çoğu kez büzülme
çatlakları ve eklemleri içerdiğinden kayma
direncinin saptanmasında dikkate edilmelidir.
Yüzeysel temelin şevin içinde veya gerisinde
olması durumunda düz zemin koşullarına göre
daha az taşıma gücü olacağı unutulmamalıdır.
TEMEL TİPLERİ

a. Yüzeysel Temeller

b. Derin Temeller
• Tekil Temeller
• Sürekli Temeller
• Birleşik Temeller
• Radye Temeller
• Kazıklı Temeller
• Ayak Temeller
• Keson Temeller
Tekil temel
Birleşik temel
Radye temel
Sürekli(şerit) temel
Temel göçme mekanizmaları
(Vesic,1973)
Yük/birim alan, q
Sıkı kum ve rijit kohezyonlu zemin
Göçme
yüzeyi
Oturma
Yük/birim alan, q
Orta sıkı kum ve orta rijit kil
Göçme
yüzeyi
Oturma
Yük/birim alan, q
Göçme
yüzeyi
Yüzey temeli
Gevşek kum ve yumuşak zemin
Oturma
Transcosna Buğday Silosu,
Kanada (18 Ekim 1913)
Temelin batı kenarı 7.32 m batmış
Yüzeysel Temellerin Taşıma Gücü
Terzaghi Taşıma Gücü Teoremi
Sürşarj
H
A
C
Aktif
zon
F
D
Radyal
zon
G
Pasif
zon
E
Terzaghi Taşıma Gücü Teorisi Göçme Modeli
Analitik çözümde varsayımlar









Şerit temel(düzlem şekil değiştirme durumu)
Plastik denge (limit denge)
ACD üçgen zonu elastiktir. AD ve CD yatayla  açısı yapar.
ADF ve CDE radyal kırılma zonlarıdır. DF ve DE logaritmik
spiral olarak alınabilir.
AFH ve CEG Rankine pasif zonudur.
Temel tabanı üzerinde kayma dayanımı ihmal edilerek bu
bölgedeki (Df derinliğince) zemin etkisi sürşarj olarak
gözönüne alınmıştır.
Temel derinliği genişliğinden fazla değildir.
Zemin c,  zemini olup yeraltı suyu çok derindedir.
Temel eksenel ve dikey yönde yüklüdür.
Terzaghi Taşıma Gücü Denklemi
q u =






c Nc + q Nq + 0.5 B N
qu: Temelin birim alanı için son taşıma gücüdür.
c : Zeminin kohezyonu
Nc, Nq , N : İçsel sürtünme açısı ’ ye bağlı taşıma gücü
faktörleri
 : Zeminin birim hacim ağırlığı
B : Temel genişliği
q : temel düzeyindeki sürşarj gerilmesidir.
Terzaghi Taşıma Gücü Faktörleri


 3  
2
  tg
 e  4 2


Nq  

 2 cos 2  45   



2  

Nc  N q  1Cot

1  K p
N  
 1
2
2  Cos  

   33 
K p  3tg 2  45  

 2 

Terzaghi Taşıma Gücü Faktörleri

Nc
Nq
N
Kp
Nq
0
5.7
1.0
0.0
10.8
1.0
10
9.6
2.7
1.2
14.7
1.6
20
17.7
7.4
5.0
25.0
3.3
30
37.2
22.5
19.7
52.0
9.5
40
95.7
81.3
100.4
141.0
42.3
Kare ve dairesel temel


Kare Temel :
qu = 1.3 c Nc + q Nq + 0.4  B N
Dairesel temel :
qu = 1.3 c Nc + q Nq + 0.3  B N
Yeraltı Su Seviyesinin Etkisi
1o Durumda ikinci terimde
q = n D1 + A D2, üçüncü
terimde  = A
2o Durumda ikinci terimde
q = n Df ,  ort1=dA+(
- dA )
 A B
n
B
3o
Durumda suyun etkisi
gözetilmeyecektir.
Eşitliklerde n su düzeyinin
üzerinde, A su altındaki
birim
hacim
ağırlığını
göstermektedir.
Genel Taşıma Gücü Denklemi
1
qu  c  N c  Fcs  Fcd  Fci  q  N q  Fqs  Fqd  Fqi     B  N  Fs  Fd  Fi
2
Fcs, Fqs, Fs = Şekil Faktörleri
Fcd, Fqd, Fd = Derinlik faktörleri
Fci, Fqi, Fi = Yük Eğim Faktörleri
Nc, Nq, N = Taşıma Gücü faktörleri
B = Temel Genişliği
q = Df= Temel Taban Seviyesinde Sürşarj Yükü
  Zeminin Birim Hacim Ağırlığı (YASS altında  )
A
Şekil Faktörleri (De Beer, 1970)
B
Fcs  1  0.4( )
L
B
Fqs  1  ( ) tan 
L
B Nq
Fs  1  ( )( )
L Nc
Derinlik Faktörleri
Df / B  1 için
Df / B>1 için
Fcd
Fcd
Fqd
Fqd
Fd
Fd
Eğim Faktörleri
Hanna ve Meyerhof, (1983) :
Fci  Fqi  (1 

Fi  




2

2
)
90o
Genel göçme durumu için Taşıma Gücü Katsayıları
Net Taşıma Gücü Kavramı
Q
  z ( D f  Dc )   b Dc  qu
B L
z z b alınırsa
Q
 qu   z D f
B L


Df = q olup qu – q = qnet net taşıma gücü diye adlandırılır.
Üst yapı yüklerinin yarattığı zemin gerilmelerini net taşıma gücü
ile karşılaştırmak yeterli olmaktadır
Taşıma Gücünde Güvenlik Kavramı



Güvenlik sayısının uygulanmasında genelde iki yol izlenmektedir :
Nihai taşıma gücü veya net taşıma gücününün bir güvenlik
sayısına bölünmesi.
• Yapı temellerinde kohezyonsuz zeminlerde sıkılık ve olası
göçmenin etkisine bağlı olarak 2 – 5, kohezyonlu zeminlerde
3 – 6 arasında değer uygulanmaktadır.
Zemin parametrelerinin pik değerlerinin güvenlik sayıları ile
azaltılarak taşıma gücü eşitliklerinde kullanılması
d  Arctg (

tg
)
FS 2
cd 
c
FS1
Burada c ve  pik, cd ve d güvenli kayma dayanımı parametreleri
FS1 ve FS2 sırasıyla 1.2 – 1.3 ve 1.5 – 2.5 alınması önerilen
güvenlik sayılarıdır.
Güvenli taşıma gücü
qu
qa 
FS



qu=Nihai taşıma gücü
qa=Güvenli taşıma gücü
FS=güvenlik sayısı
Kohezyonlu Zeminlerde Temel
Taşıma Gücü

Kil zeminlerde uzun dönemde drenajlı davranışın geçerli
olduğu hallerde kilin efektif kohezyon ve kayma direnci açıları
kullanılarak Denklem 1 yardımı ile hesaplanmaktadır. Kısa
dönem-drenajsız davranış (=0) durumunda Nq= 1.0 ve N=0
olacağından kilde net taşıma gücü qun:
qun=cuNc
(1)
veya
qun = cuNc FcsFcdFci
(2)
Denklem (1) kullanıldığında Nc faktörünün Skempton (1951)
tarafından önerilen Şekil 2’ den alınması, Denklem (2) de ise
Tablo 1’ de verilen Nc=5.14 değerinin kullanılması gerekmektedir.
Skempton Nc Taşıma Gücü Faktörü (Craig 1988)
Kohezyonlu Zeminde SPT
Deneyinden Taşıma Gücü
Serbest Basınç Mukavemeti ve Standart Penetrasyon N değeri Arasındaki İlişki
(NAVFAC 1982)
Kohezyonlu Zeminde CPT
Deneyinden Taşıma Gücü
qc  po
cu 
Nk
Nk Değerinin Plastisite İndisi Değerine Göre Değişimi
(Lunne ve Eide 1976)
Kohezyonsuz Zeminlerde Taşıma
Gücü




•
•
•
Kohezyonsuz zeminlere oturan yüzeysel temellerin
projelendirilmesinde iki koşul aranmaktadır:
Toplam göçmeye karşı emniyetin en az GS= 2.0 olması
Oturmaların 25 mm değerini aşmaması
Çeşitli boyuttaki temeller üzerinde yapılan ölçümlerden
temel genişliği B<1.0 m olması halinde taşıma gücünün
kritik olduğu;
B> 1.0 m durumunda projelendirmeyi oturmaların kontrol
ettiği anlaşılmıştır (Berry ve Reid 1987).
Uygulamada temel genişliğinin genellikle 1.0 m’ nin
üzerinde olduğu dikkate alındığında sığ temellerin kum
zeminde oturma kriterine göre projelendirilmesi esas
alınmalıdır (Peck vd.1974).
Kohezyonsuz Zeminlerde SPT ve CPT
Deneylerinden Taşıma Gücü Tayini
SPT N Değeri ile o
Arasındaki İlişki
Koni Uç Direnci ile o Açısı
Arasındaki İlişki
Yer altı Suyunun Etkisi

Yeraltı suyu seviyesinin temel altından B veya daha derin
olması halinde net emniyetli taşıma gücü qnem:
qnem = 11 N
(kPa)

Yeraltı suyu seviyesi zemin yüzeyinde olması halinde :
qnem=0.5x11N

(kPa)
Yeraltı suyu seviyesinin zemin yüzeyinden Dw derinliğinin
0DwDf+B olması halinde ise:
qnem= 11 N
(kPa)
İzin Verilebilir Yapı Oturmaları






Aşırı oturmaların yapısal olumsuzlukların yanısıra yapı kullanımında
aksamalara yol açması beklenebilir.
Yapılar için izin verilebilir oturmalar bu nedenle yapı türü, yüksekliği,
yeri ve kullanım amacına bağlı olduğu gibi oturmaların dağılımı, hızı ve
büyüklüğü de önemli etkendir.
Kavram olarak bir yapıdaki temellerin yapabileceği farklı oturmaların
ve yapının bunun hangi derecesine dayanabileceğinin bilinmesi
gerekse de çoğu kez bunu hesaplamak çok zordur, zira yapı
elemanlarının birbirine etkisi, yapı oturdukça yüklerin yeniden dağılımı
ve zamanın bundaki etkisini kestirmek olanağı yoktur.
Terzaghi – Peck’e göre birçok yapı kolonlar arasında 20 mm farklı
oturmaya uyum gösterebilir ve farklı oturmalar toplam oturmanın
granüler zeminlerde mertebesinde olduğundan maksimum oturmayı
25 mm ile sınırlamak ayrık temeller için iyi bir uygulamadır.
Oturmalar yavaş geliştikçe yapının zarar görmeksizin karşı
kalabileceği oturma büyüklüğü de artmış olacağından kohezyonlu
zeminlerde daha fazla oturmaya izin verilebilir.
Uygulamada yapı altında yer alan tabakaların kalınlık ve sıkışma
özelliklerini tam olarak kestirmek hemen hemen olanaksız olduğundan
doğması olası olumsuzlukların giderilebilmesi amacıyla izin verilebilir
oturma sınırları genellikle gözlemlere dayandırılmaktadır.
Yapıda oturma biçimleri
   max   min
Açısal çarpılma(distorsiyon) 

 

l
l
   max   min
Açısal çarpılma(distorsiyon) 
(a) Ünform oturma, (b) Farklı oturma
(çarpılma=distorsiyon), (c) Eğilmeli oturma
 

l
l
Download

q - yarbis