Behaviour of embedded model screw anchors in soft clays

Abstract

In recent years helical anchors have been used extensively in the construction of transmission tower foundations, pipelines and braced excavations. This Paper describes an experimental programme carried out to show the behaviour of multiple helical anchors at different embedment ratios in soft marine clays. The number of helical plates, their diameters and spacings are varied. Pullout tests were conducted by anchors installed in a soft marine clayey bed prepared in test tanks and at embedment ratios of 0-10. The results indicate that the anchor capacity increases with embedment ratio. The uplift capacity at any embedment ratio is explained in terms of the contribution of cohesive resistance between the top and bottom helical plates, the bearing resistance of the top helical plate alone and the shaft adhesion above. Based on embedment ratio and observations during testing, the anchors are classified as shallow, transit and deep anchors. Formulations are suggested for estimating and calculating the capacities of helical anchors which agree well with the results of previous investigators. Depuis quelques années, les ancrages hélicoïdaux ont été largement utilisés dans la construction de fondations de tours de transmission, de conduites et d'excavations armées. L'article décrit le programme expérimental mis en oeuvre pour montrer le comportement d'ancrages hélicoïdaux, dans des argiles molles marines, pour différents encastrements. Le nombre des plaques hélicoïdales, leur diamètre et l'espacement entre plaques sont variables. Des essais d'arrachement ont été réalisés sur des ancrages mis en place dans des lits d'argile molle marine préparés dans des cuves expérimentales, et ce pour des valeurs d'encastrement variant de 0 à 10. Les résultats obtenus montrent que la charge admissible des ancrages augmente avec le rapport d'encastrement. La charge verticale pour différents rapports d'encastrement peut être expliquée par une contribution de la résistance de cohésion entre le sommet et la base des plaques hélicoïdales, par la résistance ultime au sommet de la plaque et par l'adhérence latérale au dessus de celle-ci. A partir des rapports d'encastrement et des observations faites au cours des essais, les ancrages ont été répartis en trois groupes: ancrages superficiels, intermédiaires et profonds. Des équations permettant d'estimer et de calculer la charge des ancrages hélicoïdaux sont proposées. Elles se révèlent être en bon accord les résultats trouvés par les autres chercheurs.