Tests on piles in Keuper Marl for the foundations of a blast furnace at Redcar

Abstract

One of the largest bIast furnaces in Europe is currently being constructed for the British Stee Corporation at Redcar, Teesside. The structure is supported by a 38 m square, 4·O m thick slab carried on 600 mm dia. endbearing piles in the Keuper Marl at a depth of 15 m. The site is on the estuary of the River Tees with a geology consisting of alluvium overlying the marl. The Paper discusses structural design requirements, site investigation and the character of the marl as revealed in boreholes at the site, results of plate tests carried out by the Building Research Establishment (BRE), preliminary pile load test results and their correlation with the plate tests and working pile tests, and construction problems. Assuming an elastic untform response from the pilehnarl system (pile/marl stifness, 180 MN/m per pile) a dished conjiguration was pre dicted for dejlexion of the slab with maximum settlement of 7 mm and d@erential defexion of 3 mm due to slab deformation. Cores ‘obtained from boreholes at the site exhibited all the weathering zones of the CIasstjication proposed by Skempton and Davis. Frequent reversals in degrees of weathering were encountered. Estimates of the in situ moduli of the marl obtained by the BRE from plate loading tests on 865 mm and 584 mm dia. plates range from about 50 MN/m2 in the highly weathered marl to upwards of 3000 MN/m2 in the unweathered marl. The values determinedfrom the piles founded immediately above the unweathered marl were higher than the in situ values determinedfrom the plate tests in the weathered marl, reflecting the effects of com paction during formation of the piles. Un des plus importants hauts fourneaux d'Europe est actuellement en train d'être construit pour la British Steel Corporation à Redcar, Teesside. La structure est supportée par un radier careé de 38 m, de côté et d'une épaisseur de 4·0 m implante’ sur des pieux de 600 mm travillant en pointe dans le marne du Keuper à une profondeur de 15 m. Le chantier est implanté sur l'estuaire de la rivière Tees dont la géologic consiste en un dépôt alluvionnaire surmontant la marne. La communication discute les prescriptions du projet de structure, la reconnaissance des sols et les caractéistiques de la marne telle qu'elle a été révélée dans les trous de sondage sur le chantier, les résultats des essais de plaque entrepris par le Building Research Establishment (BRE), les résultats préliminaires d'essai de chargement de pieu et leur corrélation avec Ies essais de plaque et Ies essais de pieu réel, et les problèmes de construction. Admettant une réaction élastique uniforme du système pieu-marne (raideur pieu-marne, de 180 MN/m par pieu) une déformation plane a été prédite pour l'aflaissement du radier avec un tassement maximum de 7 mm et un tassement différentiel de 3 mm causé du radier. Les échantillons obtenus dans les sondages sur le chantier, ont montrés toutes les zones d'altération de la classification proposée par Skempton et Davis. Des changements fréquents du degré d'altération furent rencontés. Les estimations du module in situ de la marne obtenues par le BRE avec des essais de chargement sur des plaques de 865 mm et 584 mm ont varié d'environ 50 MN/m2 dans la marne à altération importante jusqu'au-dessus de 3000 MN/m2 dans la marne intacte. Les valeurs déterminées avec des pieux fondés au-dessus de la marne intacte étaient plus élevées que les valeurs in situ déterminées par des essais de plaque dans la marne altérée, reflétant les eflets de compactage pendant la réalisation des pieux.