Three-Dimensional Geotechnical Complexities of a Small Bridge Replacement

Storer J. Boone, Mrinmoy Kanungo, Glen Powney, Philip Loh, Henry Huotari

In the proceedings of: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Soil Mechanics

ABSTRACT: A 1950s-era three-span highway bridge was demolished and replaced with a new box structure and embankment infilling to allow recreational trail continuity. Ground conditions included fill, peat, and soft varved clay. Stability and settlement of the 8 to 10 m high bridge embankments challenged original construction and the bridge piers and abutments were pile supported. While soft varved clay beneath the existing embankments had consolidated since the 1950s, conditions between the embankments and piers remained unknown. This paper summarizes investigations, laboratory testing, innovative design and construction challenges associated with building the new structure within a rapid design-build contract and low-bid context. Monitoring demonstrated the difficulty in predicting settlement behaviour due to the complex three-dimensional former and new loads, influence of the remaining pier piles and the varved nature of the soft clay deposits.

RÉSUMÉ: Un pont d™autoroute, des années 1950, de trois portées, a été démoli et remplacé par un dalot, le remblai et du talus, pour maintenir l™accès aux sentiers récréatifs. Les sols présents incluaient du remblai, de la tourbe ainsi qu™une argile varvée molle. La stabilité et les tassements du talus d™approche du pont, d™une hauteur de 8 à 10 m, ont présenté un défi lors de la conception originale. Les culées et les piliers ont donc dû être supportés sur pieux. Alors que l™argile varvée molle en-dessous des talus consolidait depuis 60 ans, les conditions entre talus et piliers demeuraient inconnues. Cet article résume les études, les essais de laboratoire, la conception innovatrice et les défis de construction associés à la réalisation de la structure, dans un contexte de conception-construction rapide et de plus basse soumission. Le suivi a démontré la difficulté de prédire les tassements due à la complexité tridimensionnelle des charges originales et additionnelles, l™influence des pieux existants et la nature varvée de l™argile molle.

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