Helical Screw Piles Reinforced Grouted Shafts Seismic Performance

Yasser Abdelghany, M. Hesham El Naggar

In the proceedings of: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Piles I

ABSTRACT: : The axial and lateral monotonic and cyclic behavior of helical pile foundations was investigated and new innovative helical screw systems suitable for seismic loadings were developed and patented. More than one hundred full scale field load tests were conducted on instrumented helical screw piles installed in cohesive soil. The piles included: plain helical screw piles (P-HSP); grouted (G-HSPs); fiber reinforced polymer FRP-G-HSPs; and reinforced grouted RG-HSPs. The RG-HSP piles axial capacity was more than twice that for P-HSP, with minimal reduction after cyclic loading, and their lateral capacity was more than 3 times the P-HSPs capacity. A 3-D finite element model was established. The results of 3-D finite element modeling were used to establish the load transfer mechanism and a design methodology for the considered piles. RÉSUMÉ: Le comportement axial et latéral monotone et cyclique des hélicoïdaux fondations sur pieux a été étudiée et de nouveaux systèmes de vis hélicoïdales innovantes adaptées pour des chargements sismiques ont été mis au point et breveté. Plus d'une centaine de tests de charge sur le terrain en grandeur réelle ont été menés sur instrumentés hélicoïdaux pieux vissés installés dans un sol cohérent. Les piles incluses: pieux vissés hélicoïdaux simples (P-HSP); injectés (G-HSP); polymère renforcé de fibres FRP-G-HSP et renforcés cimentée RG-HSP. Le RG-HSP piles capacité axiale était plus de deux fois le P-HSP, avec une réduction minimale après le chargement cyclique, et leur capacité latéral était plus de 3 fois la capacité P-HSP. Un modèle par éléments finis 3-D a été établi. Les résultats de la modélisation 3D par éléments finis ont été utilisés pour établir le mécanisme de transfert de charge et une méthode de conception pour les pieux considérées.

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