Baret kazıklı temeller ile ilgili hesap yöntemleri, imalat ve kalite kontrol hesapları

Günümüzde şehirlerde yapılaşmanın artması sonucu yerleşim alanlarına duyulan gereksinim ve artan nüfus nedeni ile ihtiyaçları karşılamak için, yüksek katlı yapılar, ağır köprüler, viyadükler, kuleler gibi yapıların inşaatları her geçen gün artmaktadır. Bu tür mühendislik yapılarında üst yapıdan zemine aktarılan yükler çok büyük mertebelere ulaşmaktadır. Bu yüklerin aktarımının yüzeysel temeller ile yapılması, oturma ve taşıma gücü kriterleri dikkate alındığında çoğu zaman yetersiz kalmaktadır. Yüzeysel temellerin derinlik bakımından ekonomik olmadığı, yüzeye yakın zemin tabakalarının taşıma gücünün düşük olduğu, inşaatı planlanan yapıların toplam ve/veya farklı oturmaya hassas olduğu, üst yapıdan temellere büyük yatay yük etkidiği veya zeminlerin üst tabakalarının deprem durumunda sıvılaşma gösterdiği durumlarda derin temeller sistemleri uygulanmaktadır. Derin temel sistemlerinden ülkemizde en yaygın olarak betonarme kazıklar kullanılmaktadır. İnşası planlanan yapının özellikleri, üst yapı yükleri ve uygulama şartları kazıklı temel maliyetlerini etkilemektedir. Tüm inşaat uygulamalarının olduğu gibi kazıklı temel inşaatı için de maliyetlerin en uygun hale getirilmesi beklenmektedir. Planlanan inşaat gereksinimleri ve yerinde dökme kazıkların ekonomiklikten uzaklaştığı durumlarda Baret kazıklar tercih edilmektedir. Baret kazıklar basit olarak, dikdörtgen kesitli fore kazık olarak tanımlanabilir. Baret terimi Fransız orjinli olup, gerçekleştirilen çalışmalarda diyafram duvar ekipmanı ile açılmış bentonit veya polimer karışımı destekli derin kuyuların, gerekli donatı yerleşimi ve beton dökülmesi ile oluşturulan kazıklı temel olarak tanımlanmaktadır. Baretler diyafram duvarların taşıyıcı eleman olarak kullanılması ya da şerit kazık olarak da tanımlanmaktadır. Baret temeller genel olarak dikdörtgen kesitlidir. Ancak uygulamada yük dağılımı, baretler tarafından desteklenen kolon planı ve inşası planlanan yapının oturumu dikkate alınarak hac, T, L, H, Y veya I kesitli olarak da imal edilebilmektedir. Üst yapı kaynaklı aşırı yüklerin zemininin derin tabakalarına aktarılmasının gerektiği durumlarında geleneksel dairesel kesitli kazıklar uygulama ve ekonomik problemlere sebep olmaktadır. Böyle durumlarda baret temeller geniş çaplı kazıklara, yerinde dökme kazıklara alternatif olmaktadır. Baretler, fore kazıklara göre şekli nedeni ile çok daha fazla çeper alanına sahip olması nedeniyle daha yüksek bir çeper sürtünme kapasitesine sahiptir. Buna ilave olarak, yapısal olarak baret temeller aynı yönde etki eden kuvvetler altında fore kazıklı temellere göre çok daha yüksek yatay kesme kuvveti ve eğime momenti kapasitesine sahiptirler. Kazık sistemlerine benzer şeklide baret kazıklarda da kalite kontrol deneyleri büyük önem taşımaktadır. Geleneksel kazık yükleme testlerinde test yükünün temini için bir reaksiyon sisteminin inşası gerekmektedir. Reaksiyon sistemi imalatı zaman alıcı ve yüksek deney yüklerinde maliyetlidir. Ayrıca iş güvenliği yönünden riskli şartlar da oluşturabilmektedir. Osterberg hücresi, geleneksel kazık yükleme deneylerine alternatif olarak ilk kez 1980'lerin sonunda uygulamaya konulmuştur. Osterberg hücresi yardımıyla kazıkların çift-yönlü olarak yüklenmesi sonucunda, zaman kayıpları ve iş güvenliği riskleri minimize edilmekte, baret temel tasarımına uygun olarak yüksek deney yüklerinin uygulanması mümkün olmaktadır. Bunun yanı sıra ayrı ayrı elde edilen uç ve çevre dirençleri, mühendislik öngörülerinin ve değerlendirmelerinin daha sağlıklı yapılmasına imkân tanımaktadır. Baret temellerin kalite kontrol deneylerinde de Osterberg hücresi ile kazık yükleme testleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Tez çalışması kapsamında baret temel sistemlerinin düşey yükler altında taşıma gücü mekanizması ve oturma davranışına yönelik geçmiş ve güncel kaynaklar detaylı incelenerek literatür taraması yapılmıştır. Baret temel sistemlerinin saha uygulamaları, imalat esasları ile diğer kazıklı sistemlere göre avantaj ve dezavantajları ele alınmıştır. Geleneksel kazık yükleme testlerine alternatif olarak geliştirilen Osterberg methodu, baret kazıklara yönelik kalite kontrol deneyleri bölümümde incelenmiştir. Son bölümde baret kazıklı temel sisteminin uygulandığı bir proje detaylı olarak incelenmiştir. Baret kazıklarının düşey taşıma gücü gerçekleştirilen teorik hesaplar ve Osterberg hücresi kazık yükleme deneyi sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Kazık yükleme testi 3D Plaxis Foundation sonlu elemanlar programı ile modellenmiş ve test performansı değerlendirilmiştir.