Design and Construction of Geogrid Reinforced Crane Pads at a River's Edge

ABSTRACT: In order to place a set of steel beams weighing up to 36 tonnes on bridge piers for a crossing of the Queen Elizabeth Way over the Welland River, Ontario, it was necessary to position a 270 tonne crane operating at a radius of up to 24 m on the river's bank at the water's edge, on both sides of the river channel. The soil profile at each location is dominated by a thick stratum of soft silty clay soil which overlies hard bottom at a depth of about 18 m. At the northerly pad, a layer of weak compressible peat overlies the silty clay stratum. The river channel is 6 m deep and its banks rest at an angle of about 18deg to the horizontal. In view of the soft consistency of the river bank soils, the initial concept for crane support involved driving a set of end bearing piles and constructing a structural platform on the piled foundation. A detailed review of site conditions and carrying out local and global stability analyses show that a granular pad reinforced with multiple sheets of high modulus, ultra-high strength geogrid could successfully support the applied heavy crane load. The geogrid was placed in both longitudinal and transverse directions to consider all possible failure modes. The pad designs utilize recycled granular fill. The crane support pads were monitored for settlement following completion of their construction. Elevation readings were taken immediately before, during, and immediately following each lift of a bridge beam. No unexpected movement was experienced in any of the pad monitoring points which had been installed at the perimeter of the pads. Each bridge beam lift was completed in a satisfactory manner.

RÉSUMÉ: Afin de placer un ensemble de poutres en acier pesant jusqu’à 36 tonnes sur les pieux du pont pour une traversée de la Queen Elizabeth Way au-dessus de la rivière Welland, en Ontario, il était nécessaire de positionner une grue de 270 tonnes fonctionnant dans un rayon allant jusqu’à 24 m sur la berge des deux rives du chenal de la rivière. Le profil de sol à chaque endroit est dominé par une épaisse strate d’argile limoneuse plastique qui recouvre le fond dur à une profondeur d’environ 18 m. Au niveau du remblai nord, une faible couche de tourbe compressible couvre la strate d’argile limoneuse. Le chenal de rivière a une profondeur de 6 m et ses berges reposent à un angle d’environ 18° à l’horizontale. En raison de la plasticité du sol de la berge de la rivière, le concept initial pour l’appui de la grue consistait à enfoncer un ensemble de pieux colonnes et à construire une plateforme structurale sur la fondation sur pieux. Un examen détaillé des conditions du site et des analyses de stabilité globales et locales démontrent qu’un remblai granulaire renforcé de plusieurs géogrilles à solidité et à module élevés pourrait soutenir avec succès la lourde charge appliquée de la grue. La géogrille a été placée dans le bassin dans des orientations longitudinale et transversale pour tenir compte de tous les modes de défaillance possibles. Un remblai granulaire recyclé est utilisé. Le tassement des patins de support de la grue été a été surveillé après la fin de leur construction. Les lectures d’élévation ont été prises immédiatement avant, pendant et tout de suite après qu’une poutre du pont a été levée. Aucun mouvement imprévu n’a été perçu dans les points de surveillance du remblai qui ont été installés sur le pourtour des patins. Chaque levage de poutre du pont a été réalisé de manière satisfaisante.