Settlement and additional internal forces of grouped piles in layered soil

Abstract

This paper recognizes that soil layering may have a profound effect on the settlement of pile groups and that pile-to-pile interaction induces not only additional settlement at the head of each pile but also additional stresses along its shaft. A general analytical formulation is developed, based on the Winkler model of soil reaction, for determining the vertical interaction factors between two piles embedded in multi-layered soil. It is shown that such interaction factors depend not only on the displacement field arising from the settlement of a loaded ('source') pile but also on the interplay between the adjacent ('receiver') pile and the soil subjected to this displacement field. Such interplay, which has not been considered (at least explicitly) in currently available simple methods, is quantified here through an analytically determined factor ζ which lies between 0 and 1. The paper also develops closed-form expressions for pile stiffness and interaction factors in a two-layer stratum, and highlights crucial aspects of the problem. L'article reconnaît que la stratification du sol peut avoir de profonds effets sur le tassement des groupes de pieux et que l'interaction entre les pieux produit non seulement un tassement supplémentaire à la tête de chaque pieu, mais aussi des contraintes supplémentaires le long de son fût. Les auteurs ont mis au point une formule analytique générale basée sur le modèle de r&acuteaction du sol de Winkler pour déterminer les facteurs d'interaction verticale entre deux pieux enfoncés dans un sol à couches multiples. Ils montrent que ces facteurs dépendent non seulement du champ de déplacement engendré par le tassement d'un pieu chargé («source»), mais aussi de l'interaction entre le pieu adjacent («récepteur») et le sol soumis à ce champ de déplacement. Cette interaction, dont ne tiennent pas compte (du moins explicitement) les méthodes simples actuellement disponibles, est quantifiée ici &grave l'aide d'un coefficient ζ établi par analyse, qui se situe entre 0 et 1. L'article présente également des expressions de forme fermée pour la rigidité des pieux et les coefficients d'interacdon dans un sol à deux couches, et fait ressortir les principaux aspects du problème.