A Case for Higher Resistance Factor - Piles Driven to Bedrock

RÉSUMÉ: Des essais de chargement statique sur pieux (ECSP) ont été effectués en conjonction avec des essais dynamiques de chargement dynamique sur pieux (ECDP) à trois sites différents afin d’étudier la capacité axiale de pieux enfoncer au refus pour appuyer la conception structurale de deux bâtiments et d’un pont. La réalisation des essais de chargement des pieux a été considérée comme un investissement pour rendre la conception des fondations plus rentables pour les projets actuels et futurs. Le Code canadien de conception des ponts routiers et le Code national du bâtiment du Canada permettent des facteurs de résistance géotechnique plus élevés pour la capacité à l’état limite ultime (ELUL) lorsque des essais statiques ou dynamiques de chargement sure des pieux sont effectués pour réduire l’incertitude géotechnique. Dans chaque cas, les propriétaires ont constaté qu’ils étaient utiles d’entreprendre les essais de chargement afin d’être en mesure d’utiliser des facteurs de résistance géotechnique plus élevés, comme le décrit le Code canadien de conception des ponts routiers et le Code national du bâtiment du Canada. Dans l’est de l’Ontario, un type de fondation profond très commun est l’utilisation de piles d’acier enfoncées au refus, qu’il s’agit de pieux de type H ou de pieux tuyaux, sur le substratum rocheux. Dans certains cas, les conditions du site exigent des longueurs de pieux qui peuvent facilement dépasser 25 m, ce qui représente un coût important pour la construction de ces structures. Pour ces trois études de cas, on a proposé des essais de chargement de pieux pour soutenir une augmentation de 50 pourcent dans la capacité ELUL factorisé des pieux. Dans chacun des trois cas, les essais de charge dynamique et statiques ont été effectués, et les résultats ont soutenu des capacités de pieux beaucoup plus élevées que prévu à l’origine autrement. Compte tenu des résultats des tests ECDS et ECDP, cet article traite également de la pertinence des facteurs de résistance géotechnique actuels pour les piles enfoncées au refus sur le substratum rocheux où, dans tous les cas, la capacité structurelle du pieux était le facteur limitant.

ABSTRACT: Static pile load tests (SPLTs) have been carried out in conjunction with high-strain dynamic pile testing (PDA) at three different sites to investigate the pile capacity in support of the structural design of two buildings and a bridge. Conducting the pile load testing was considered an investment to achieve more cost-effective foundation designs for current and future projects. The Canadian Highway Bridge Design Code and the National Building Code of Canada permit higher geotechnical resistance factors when static or dynamic pile load tests are conducted to reduce the geotechnical uncertainty. In each case the owners found value in undertaking the load tests in order to be able to use higher geotechnical resistance factors as outlined in the Canadian Highway Bridge Design Code and the National Building Code of Canada. In eastern Ontario a very common deep foundation type is the use of driven steel piles, either H-piles or pipe piles, driven to refusal on bedrock. In some cases, the site conditions require pile lengths that can easily be over 25 m, representing a material cost of the overall structure. For three case histories presented, the authors proposed and were retained to complete pile load tests to support a 50 percent increase in the factored Ultimate Limit States (ULS) axial geotechnical pile capacity. In all three cases both dynamic (PDA) and static load tests were completed, and the results supported much higher pile capacities than originally anticipated otherwise. In view of the results of the SPLT and PDA tests, the paper also discusses the appropriateness of the current geotechnical resistance factors for piles driven to refusal on sound bedrock where in all the cases undertaken the structural capacity of the pile was the limiting factor.