The Use of the Pile Driving Analyzer and Regionally Optimization of Geotechnical Resistance Factors for Axially Loaded Driven Piles in Cohesive Soils

Pedram Roshani, Mohammed Javad Sheikhtaheri, Julio Angel Infante Sedano

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: Les pieux en acier battus sont largement utilisés dans les sols cohésifs comme système de fondation préféré pour les bâtiments, les ponts et autres structures dans l'Ouest canadien. Pour calculer la capacité d'un pieu au stade de la conception dans ces types de sols, plusieurs équations semi-empiriques peuvent être utilisées. L'utilisation de différentes équations semi-empiriques, résultant en une large gamme d'estimations de la capacité portante, complique le choix d'un schéma de conception approprié et conduit à l'utilisation d'un facteur de résistance géotechnique (GRF) plus élevé. Pour vérifier la capacité des pieux, l'analyseur de battage de pieux (PDA) et les tests de charge sont largement utilisés. Ces dernières années, les tests PDA sont devenus une partie régulière du programme d'assurance qualité des pieux sur les projets et de plus en plus utilisés car les tests de charge à grande échelle sont très coûteux et longs. Plusieurs études ont montré que les valeurs GRF peuvent être étalonnées dans le but de résultats de tests PDA qui peuvent aider les concepteurs à réduire potentiellement le nombre et la longueur des pieux. Cependant, depuis la mise en œuvre du PDA, on ne sait pas dans quelle mesure la valeur GRF peut être optimisée ou le prix (en dollars courants) de l'installation de pieux battus peut être diminué en utilisant chaque méthode semi-empirique. Cet article vise à développer une méthode pour améliorer le GRF recommandé dans les codes par rapport à différentes méthodes semi-empiriques dans des sols cohérents en utilisant les résultats des tests PDA. Les relations sont estimées sur la base de l'application de diverses techniques d'analyse de fiabilité. Une étude de cas est utilisée pour démontrer la méthodologie de chacune de ces techniques.

ABSTRACT: Driven Steel Piles are extensively used in cohesive soils as a preferred foundation system for buildings, bridges and other structures in Western Canada. To calculate the capacity of a pile at the design stage in these types of soils, several semi-empirical equations can be used. Employing different semi-empirical equations, resulting in a wide range of bearing capacity estimations, complicates the selection of an appropriate design scheme and leads to the use of higher geotechnical resistance factor (GRF). To verify pile capacity, the pile driving analyzer (PDA) and load tests are widely used. In recent years, PDA testing has become a regular part of pile quality assurance program on projects and increasingly used as full-scale load tests are very costly and lengthy. Several studies have shown that GRF values can be calibrated with the aim of PDA testing results which can help designers to potentially reduce the number and length of piles. However, since the implementation of the PDA, it is unknown how much the GRF value can be optimized or the price (current dollars) of installation driven pile can be diminished using each semi-empirical method. This paper aims to to develop a method to improve the recommended GRF in codes with respect to different semi-empirical methods in cohesive soils using PDA test results. Relationships are estimated based on applying various reliability analysis techniques. A case study is used to demonstrate the methodology for each of these techniques.

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