Settlement Instrumentation and Monitoring as a Risk Management Measure in the Waterfront Toronto Project

ABSTRACT: The compressibility parameters of soft soils, generally determined from laboratory one-dimensional (1D) consolidation tests and field tests such as cone penetration tests with pore pressure dissipation (CPTus), are important design parameter to predict the rate and magnitude of settlement in the field. However, various reasons contribute in the differences in the field observations and laboratory tests results. This paper presents a case study to highlight the importance of settlement instrumentation and monitoring plan in projects. The soil heterogeneity encountered throughout the Site combined with the wide range of compressibility values, strict post-construction settlement design criteria and the low differential settlement tolerance for the site features, encouraged the examination of the settlement monitoring data to complement and/or validate the existing laboratory and field data. The monitoring plan consisted of settlement plates (SPs) and vibrating wire piezometers (VWPs) to better understand the settlement behavior of the peat and organic silt layers at the site. The Asaoka (1978) method was applied to the field settlement monitoring data together with borehole data to refine the coefficient of consolidation, cv and estimate the duration to end-of-primary (EOP) under the design surcharging. Settlement monitoring data were also used to calibrate and/or validate the compressibility parameters (Cc, Cr, OCR) determined from laboratory tests. The refined compressibility parameters provided greater confidence in the effectiveness of preloading in limiting the post-construction settlements of the compressible layers within the design criteria and informed the behavior of the utilities following placement of the permanent fill.

RÉSUMÉ: Les paramètres de compressibilité des sols mous, généralement déterminés à partir des tests de consolidation unidimensionnels (1D) en laboratoire et des tests sur le terrain tels que les tests de pénétration de cône avec dissipation de la pression interstitielle (CPTus), sont des paramètres de conception importants pour prédire le taux et l'ampleur du tassement sur le terrain. Cependant, diverses raisons contribuent aux différences dans les observations sur le terrain et les résultats des tests de laboratoire. Cet article présente une étude de cas pour souligner l'importance de l'instrumentation de règlement et du plan de surveillance dans les projets. L'hétérogénéité du sol rencontrée sur tout le site, combinée à la large gamme de valeurs de compressibilité, aux critères stricts de conception de tassement post-construction et à la faible tolérance de tassement différentiel pour les fonctionnalités du site, a encouragé l'examen des données de suivi des tassements pour compléter et / ou valider les données de laboratoire et de terrain existantes. Le plan de surveillance comprenait des plaques de tassement (SP) et des piézomètres à fil vibrant (VWP) pour mieux comprendre le comportement de tassement des couches de tourbe et de limon organique sur le site. La méthode Asaoka (1978) a été appliquée aux données de surveillance du tassement sur le terrain avec les données de forage pour affiner le coefficient de consolidation, cv et estimer la durée jusqu'à la fin du primaire (EOP) sous la surcharge de conception. Les données de surveillance des tassements ont également été utilisées pour étalonner et / ou valider les paramètres de compressibilité (Cc, Cr, OCR) déterminés à partir d'essais en laboratoire. Les paramètres de compressibilité affinés ont fourni une plus grande confiance dans l'efficacité de la précharge pour limiter les tassements post-construction des couches compressibles dans les critères de conception et ont informé le comportement des services publics après la mise en place du remblai permanent.