A Case Study for Ground Improvement using Surcharge and Wick Drains for the Canadian Port-of-Entry Building Foundations of Gordie Howe International Bridge Project

Yu Guo, Taesang Ahn, Doug McLachlin, Curtis Simpson, Robert Sheriff, Rab Krist

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoCalgary 2022: 75th Canadian Geotechnical Conference

Session: T7

RÉSUMÉ: Le projet du pont international Gordie Howe est l'un des plus importants projets d'infrastructure en partenariat public-privé (P3) en Amérique du Nord. Le site se trouve dans la région physiographique du sud-ouest de l'Ontario et des basses terres de l'est de Détroit connues sous le nom de plaines argileuses de St. Clair. Le site contient plus de 20 m de sol meuble composé de dépôts lacustres lacustres, de dépôts d'argile limoneuse stratifiés et varvés recouvrant du till glaciaire et un substrat rocheux de calcaire et de dolomie. L'amélioration du sol à l'aide de surcharges et de drains à mèche a été utilisée pour consolider le dépôt d'argile molle afin de répondre aux exigences de conception strictes de 100 ans pour les fondations du bâtiment. Cet article présente une étude de cas détaillée des considérations de conception d'amélioration du sol, y compris des enquêtes sur le terrain et des essais en laboratoire pour caractériser les propriétés du sol, et le développement des exigences de conception pour les drains à mèche et l'épaisseur et la durée de la surcharge. Un plan d'instrumentation et de surveillance géotechnique a été élaboré pour fournir la base de la collecte des données de surveillance in situ détaillées nécessaires à la rétroanalyse pour confirmer que la fin de la période de surcharge avait été atteinte. L'enquête post-surcharge, y compris les tests de pénétration au cône, les enquêtes sur les trous de forage et les tests en laboratoire pour vérifier que les critères de conception des tassements avaient été respectés avant la construction des fondations. Cette étude de cas donne un aperçu de l'approche de conception des fondations utilisée pour les grands projets d'infrastructure en PPP.

ABSTRACT: The Gordie Howe International Bridge project is one of the largest public-private partnership (P3) infrastructure projects in North America. The site lies within the physiographic region of Southwestern Ontario and the Eastern Detroit Lowland known as the St. Clair Clay Plains. The site contains more than 20 m of soft soil comprising lake-deposited lacustrine, laminated and varved silty clay deposits overlying glacial till, and limestone and dolostone bedrock. Ground improvement using surcharge and wick drains has been used to consolidate the soft clay deposit to meet the stringent 100-year design requirements for the building foundations. This paper presents a detailed case study of the ground improvement design considerations, including field investigations and laboratory testing to characterize the soil properties, and the development of the design requirements for the wick drains and surcharge thickness and duration. A geotechnical instrumentation and monitoring plan was developed to provide the basis for collecting the detailed in-situ monitoring data required for the back-analysis to confirm that the end of the surcharge period had been reached. The post surcharge investigation including Cone Penetration Testing, borehole investigations, and laboratory tests to verify the settlement design criteria had been met prior to constructing the foundations. This case study provides insights into the foundation design approach used for this P3 infrastructure project.

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