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Performance of Precast Driven Piles in Marine Clay

Journal of Geotechnical Engineering 04/1991; 117(4). DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1991)117:4(637)
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  • International Journal of Geomechanics 03/2006; 6(2). DOI:10.1061/(ASCE)1532-3641(2006)6:2(89) · 1.20 Impact Factor
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    ABSTRACT: Several full-scale, long-term tests on instrumented piles performed since the 1960s and through the 1990s are presented. The results of the tests show that a large drag load will develop in piles installed in soft and loose soils. The test cases are from Norway, Sweden, Japan, Canada, Australia, United States, and Singapore and involve driven steel piles and precast concrete piles. The test results show that the transfer of load from the soil to the pile through negative skin friction, and from the pile back to the soil through positive shaft resistance, is governed by effective stress and that already a very small movement will result in mobilization of ultimate values of shaft shear. The pile toe resistance, on the other hand, is determined by downdrag of the pile and the resulting pile toe penetration. Reconsolidation after the pile installation with associated dissipation of pore pressures will result in significant drag load. An equilibrium of force in the pile will develop, where the sustained loads on the pile head and the drag load are equal to the positive shaft resistance plus the pile toe resistance. The location of the force equilibrium, the neutral plane, is also where the pile and the soil move equally. The drag load is of importance mostly for very long piles (longer than 100 pile diameters) for which the pile structural strength could be exceeded. Downdrag, i.e., settlement of the piled foundation, is a very important issue, however, particularly for low-capacity short piles. Soil settlement at the neutral plane will result in a downdrag of the pile. The magnitude of the downdrag will determine the magnitude of the pile toe penetration into the soil, which will determine the pile toe resistance and affect the location of the neutral plane. Nature's iteration of force and soil settlement will decide the final location of the neutral plane.Key words: piles, negative skin friction, drag load, downdrag, neutral plane, pile settlement.On présente plusieurs essais à pleine échelle et à long-terme de pieux instrumentés réalisés depuis les année 1960 jusqu'aux années 1990. Les résultats des essais montrent qu'une forte charge d'entraînement va se développer dans des pieux installés dans des sols mous et meubles. Les études de cas proviennent de Norvège, Suède, Japon, Canada, Australie, USA, et Singapour, et comprennent des pieux foncés cylindriques en acier et des pieux en béton préfabriqués. Les résultats d'essai montrent que le transfert de charge du sol au pieu dû au frottement superficiel négatif, de même que du pieu au sol dû à la résistance positive du fût est régi par la contrainte effective, et qu'aussitôt qu'un très faible mouvement se produit, les valeurs ultimes de cisaillement le long du fût va se mobiliser. Par ailleurs, la résistance à la pointe du pieu est déterminée par l'entraînement vers le bas du pieu et par la pénétration résultante du la pointe du pieu. La reconsolidation après la mise en place du pieu associée à la dissipation des pressions interstitielles va produire une charge d'entraînement appréciable. Un équilibre des forces dans le pieu va se développer lorsque les charges portant sur la tête du pieu et la charge d'entraînement sont égales à la résistance positive du fût plus la résistance à la pointe du pieu. La localisation de l'équilibre des forces – le plan neutre – se situe aussi là où le pieu et le sol bougent ensemble. La charge d'entraînement est importante principalement pour les pieux très longs, plus longs que 100 diamètres du pieu, pour lesquels la résistance structurale du pieu pourrait être excédée. Cependant, l'entraînement, i.e., le tassement de la fondation sur pieu, est un problème très important et particulièrement pour les pieux courts à faible capacité. Le tassement du sol au plan neutre va produire l'entraînement du pieu. La grandeur de l'entraînement va déterminer l'importance de la pénétration de la pointe du pieu dans le sol, qui va déterminer la résistance à la pointe du pieu et affecter la localisation du plan neutre. L'itération des force en nature et le tassement du sol vont décider de la localisation finale du plan neutre.Mots clés : pieux, frottement négatif superficiel, charge d'entraînement, charge d'entraînement vers le bas, plan neutre, tassement d'un pieu.[Traduit par la Rédaction]
    Canadian Geotechnical Journal 04/2006; 43(4):409-430. DOI:10.1139/t06-009 · 1.21 Impact Factor