SPT-Based Method for Estimating Axial Capacities of Single-Helix Piles in Sand

ABSTRACT: Helical piles are broadly used across Canada in various engineering applications. The axial capacity estimation is crucial to the helical piling industry. A common prediction method estimates the capacity from the installation torque values using an empirical linear correlation, which may change with soil types and pile dimensions. A method based on in-situ soil characterization index, which would be valuable to the practice, is deficient. The primary objective of this study was hence to develop a method to predict the capacity of helical piles using blow counts from Standard Penetration Tests (SPT). In this study, twelve full-scale load tests of helical piles including six axial compressive tests and six tensile tests were carried out in a sand site. Results from the present tests and the literature were compiled to construct a helical pile load-test database. From this database, a direct method based on SPT blow count N for estimating the axial capacity of single-helix piles is proposed. Unlike other prediction methods, shaft resistance and helix end bearing were separated in this study, and were correlated with the N.

RÉSUMÉ: Les pieux hélicoïdaux sont largement utilisés partout au Canada dans diverses applications d'ingénierie. L'estimation de la capacité axiale est cruciale pour l'industrie des pieux hélicoïdaux. Une méthode de prédiction courante estime la capacité à partir des valeurs de couple d'installation en utilisant une corrélation linéaire empirique, qui peut changer avec les types de sol et les dimensions des pieux. Une méthode basée sur l'indice de caractérisation des sols in-situ, qui serait utile à la pratique, est déficiente. L'objectif principal de cette étude était donc de développer une méthode pour prédire la capacité des pieux hélicoïdaux en utilisant le nombre de coups à partir des tests de pénétration standard (SPT). Dans cette étude, douze essais de charge à grande échelle de pieux hélicoïdaux dont six essais de compression axiale et six essais de traction ont été réalisés dans un site sablonneux. Les résultats des tests actuels et de la littérature ont été compilés pour construire une base de données d'essais de charge sur pieux hélicoïdaux. A partir de cette base de données, une méthode directe basée sur le nombre de coups SPT N pour estimer la capacité axiale des pieux à simple hélice est proposée. Contrairement à d'autres méthodes de prédiction, la résistance de l'arbre et le roulement à bout hélicoïdal ont été séparés dans cette étude.