Reliability-Based Calibration of Geotechnical Resistance Factors for Driven Steel Pipe Piles at a Large Industrial Project

P Thomson

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: FOUNDATION DESIGN - III Driven Piles

ABSTRACT: Values for reliability index and associated geotechnical resistance factors for design of structures are given in applicable codes (e.g. National Building Code of Canada (NBCC)). However, the use of the Building Code may not be strictly applicable to industrial structures with limited to no occupancy or do not satisfy the definition of building. The use of a building code in such circumstances would tend to produce a foundation design that is too conservative and expensive. The Owner and their Geotechnical Consultant collaborated during design of a large bitumen processing facility to produce project and site-specific geotechnical resistance factors for the design of driven steel pipe piles. Geotechnical investigation results were used to characterize site variability prior to executing a static and high-strain dynamic pile load test program. Pile load test results were used to confirm the accuracy and bias of the geotechnical prediction method. A critical consideration was selecting appropriate target reliability indices, which were selected in the order of 2.0 to 3.5 based on risk considerations, structure type and through consideration of redundancy in pile groups. The project-specific geotechnical resistance factors that were derived for axial compression loading conditions increased from 0.60 (suggested in NBCC) to between 0.62 and 0.81. This exercise resulted in a projected 40% reduction in foundation construction costs, savings of millions of dollars. This case history demonstrates the value that can be added to a project through close collaboration between the owner and their consultant.

RÉSUMÉ: Les valeurs de l'indice de fiabilité et de facteurs de résistance géotechniques nécessaires pour la conception de structures sont données dans les codes applicables (par exemple le Code national du bâtiment du Canada (CCNB)). Cependant, ures industrielles avec peu ou aucune occupation qui ne répondent pas à la définition de bâtiment. L'utilisation d'un code de construction dans de telles circonstances aurait tendance à produire une conception de base qui est trop conservatrice et coûteuse. Le propriétaire et le conseiller géotechnique ont collaboré lors de la conception d'un grand centre de traitement du bitume pour produire de facteurs de résistance géotechnique spécifiques au site et au projet pour la conception de pieux tubulaires en acier. Les résultats des enquêtes géotechniques ont été utilisés pour caractériser la variabilité du site avant d'exécuter un programme statique et dynamique à grand déplacement. Les résultats des essais de charge ont été utilisés pour confirmer l'exactitude et biais de la méthode de prédiction géotechnique. Un aspect critique a été la sélection des indices de fiabilité cible appropriés, qui ont été sélectionnés dans l'ordre de 2,0 à 3,5 sur la base de considérations de risque, le type de structure et grâce à l'examen de redondance dans les groupes de pieux. Les facteurs de résistance géotechniques spécifiques au projet qui ont été dérivées pour les conditions de charge de compression axiale est passé de 0,60 (suggéré dans CCNB) à entre 0,62 et 0,81. Cet exercice a mené à une réduction prévue de 40% des coûts de construction des fondations, des économies de millions de dollars. Ce cas démontre la valeur qui peut être ajouté à un projet grâce à une collaboration intime entre le propriétaire et consultant.

Access this article:
Canadian Geotechnical Society members can access to this article, along with all other Canadian Geotechnical Conference proceedings, in the Member Area. Conference proceedings are also available in many libraries.

Cite this article:
P Thomson (2016) Reliability-Based Calibration of Geotechnical Resistance Factors for Driven Steel Pipe Piles at a Large Industrial Project in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

@article{3905_0722115137,author = P Thomson,title = Reliability-Based Calibration of Geotechnical Resistance Factors for Driven Steel Pipe Piles at a Large Industrial Project,year = 2016}