GEOTECHNICAL DESIGN OF THERMOPILE FOUNDATION FOR A BUILDING IN INUVIK

Guangwen (Gordon) Zhang, Ed Hoeve

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Foundations in Cold Regions / Fondations en régions nordiques

ABSTRACT: A thermopile foundation has been designed for a new building in Inuvik. Challenging geotechnical ground conditions at the site include an up to 3 m thick unfrozen zone (closed talik) below the active layer, up to 10 m thick ice and ice-rich soils, and warm permafrost temperatures. A set of geothermal analyses were carried out to estimate the building foundation ground temperatures with depth and time under normal working conditions of the thermopiles and climatic conditions considering projected climate changes over the building design life of 50 years. Geotechnical evaluations were conducted to estimate the required pile embedment depths in consideration of specified pile long-term creep settlement criteria and design criteria against potential frost jacking. A total of three design groups of the thermopiles were recommended for the building foundation.

RÉSUMÉ: Une fondation sur pieux thermiques a été conçue pour un nouveau bâtiment à Inuvik. Les conditions géotechniques difficiles du terrain comprennent une zone dégelée allant jusqu™à 3 m d™épaisseur (talik fermé) en dessous de la couche active, des sols riches en glace, des couches de glace allant jusqu™à 10 m d™épaisseur, ainsi qu™un pergélisol chaud. Des analyses géothermiques ont été effectuées pour estimer les températures du sol sous la fondation du bâtiment selon la profondeur et le temps dans des conditions normales de fonctionnement des pieux thermiques, ainsi que dans des conditions climatiques qui prennent en considération le réchauffement climatique prévu au cours de la durée de vie du bâtiment, qui est de 50 ans. Des évaluations géotechniques ont été réalisées pour estimer les profondeurs d™enfouissement requises en considérant les critères de fluage à long-terme d™un pieu spécifique, ainsi que les critères de conception contre l™effet potentiel du soulèvement par le gel. Trois options de conception de pieux thermiques ont été recommandées pour les fondations du bâtiment.

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