Bearing capacity of friction piles in marine clay

Abstract

A full-scale investigation with two instrumented test piles was carried out at the St Alban test site, to study the increase in bearing capacity with time of short friction piles jacked into an over-consolidated soft sensitive marine clay. It is shown that the increase in shaft bearing capacity with time is significant and reaches about 12 times the initial shaft supporting capacity. The maximum skin friction is developed when the excess pore pressures generated during driving are fully dissipated after about 600 h. The results of load tests strongly suggest that effective stress parameters govern the behaviour of friction piles during the reconsolidation phase. The shaft bearing capacity is underestimated by approximately 45% with an effective stress approach in which the Ko, value is inferred from 1 – sin φ. However, if the measured values of Ko are taken, the calculated load carried by shaft friction is 70–90% of the actual shaft capacity. It is shown that the ultimate toe bearing capacity is strain rate dependent. For strain rates less than 5 × 10-4/s, which corresponds to pile penetration rates less than O·1 cm/s, the behaviour of tbe clay surrounding the toe is partially drained. Thus, the prediction of toe resistance for load testing conditions, i.e. a penetration rate of about 0·0001 cm/s, is complex and cannot be carried out with the undrained characteristics of the clay. Un essai en vraie grandeur a été effectué sur deux pieux instrumentés au centre d'expéiences de St Alban afin d'étudier I'accroissement dans le temps de la portance des pieux flottants courts vérinés dans une argile marine tendre surconsolidée sensible au remaniement. L'article démontre que la portance s'accroît de façon significative dans le temps et atteint environ 12 fois la valeur originale. Le frottement maximal est atteint lorsque les surpressions interstitielles créées au cours du battage des pieux se dissipent complètement après environ 600 h. Les résultats des essais de chargement montrent que les paramètres de contrainte effective régissent le comportement des pieux flottants pendant la phase de reconsolidation. La portance est sous-estimée d'environ 45% avec une méthode employant la contrainte effective dans laquelle la valeur Ko, est prise égale à 1 – sin ø. Cependant, si on prend les valeurs mesurées de Ko la charge calculée portée par le frottement représente entre 70% et 90% de la capacité réelle. On démontre que la force portance limite de pointe dépend dutaux de déformation. Pour des taux de déformation inférieurs à 5 × 10-4'/s, ce qui correspond à des vitesses de pénétration inférieures à 0, l cm/s, le comportement de l'argile entourant la base du pieu est partiellement drainé Il est ainsi très dificile de prédire la réistance de pointe pour des conditions d'essais de chargement, c'est-à-dire un taux de pénétration d'environ 0,001 cm/s, et aucune prédiction ne peut se faire sur la base des caractéristiques non-drainées de l'argile.