Ground Improvement by Stone Columns - A Case Study

ABSTRACT: Stone columns have been widely used as a cost-effective, fast and environmentally friendly ground improvement method. Stone columns improve the load-bearing capacity, reduce settlement and mitigate liquefaction of soft subsoil under structures like liquid storage tanks, earthen embankments, raft foundations etc. This paper first presents the basics of the stone column technique and discusses the design considerations, applications, advantages and limitations of this method. Then a case study of stone column installation under oil tank foundations and auxiliary buildings for a bunker terminal project in the Middle East is elaborately explained. Geotechnical investigation data of the project site revealed subsurface conditions comprising of very loose to loose and medium silty sand with low SPT N values for the top 13m depth in some boreholes. This necessitated ground improvement to meet the high bearing capacity requirement of 250kPa and 300kPa under marine gas oil tank, fuel oil tank and other structures and to achieve settlement criteria of a maximum uniform settlement of 50mm and 100mm during operation and hydrotest, respectively. As the soil profile varied across the tanks, stone columns of 0.9m in diameter with a grid spacing of 2-3m square and varying treatment, depths have been used. The design procedure, construction method and verification or confirmatory tests adopted for the successful delivery of the project is also covered in this study. Keywords: Ground improvement, Stone columns, bearing capacity, oil tank.

RÉSUMÉ: Les colonnes en pierre ont été largement utilisées comme méthode d'amélioration des sols rentable, rapide et respectueuse de l'environnement. Les colonnes en pierre améliorent la capacité portante, réduisent le tassement et atténuent la liquéfaction du sous-sol mou sous les structures telles que les réservoirs de stockage de liquide, les remblais en terre, les fondations des radeaux, etc. Cet article présente d'abord les bases de la technique des colonnes en pierre et discute des considérations de conception, des applications, avantages et limites de cette méthode. Une étude de cas sur l'installation de colonnes de pierre sous les fondations de réservoirs de pétrole et les bâtiments auxiliaires pour un projet de terminal de soutes au Moyen-Orient est expliquée en détail. Les données d'investigation géotechnique du site du projet ont révélé des conditions souterraines comprenant du sable limoneux très lâche à lâche et moyen avec de faibles valeurs de SPT N pour la profondeur supérieure de 13 m dans certains forages. Cela a nécessité une amélioration du sol pour répondre à l'exigence de capacité portante élevée de 250 kPa et 300 kPa sous le réservoir de gazole marin, le réservoir de mazout et d'autres structures et pour atteindre les critères de tassement d'un tassement uniforme maximum de 50 mm et 100 mm pendant le fonctionnement et l'hydrotest respectivement. Comme le profil du sol variait d'un réservoir à l'autre, des colonnes de pierre de 0,9 m de diamètre. avec un espacement de grille de 2-3m carré et un traitement variable, des profondeurs ont été utilisées. La procédure de conception, la méthode de construction et les tests de vérification ou de confirmation adoptés pour la bonne exécution du projet sont également couverts dans cette étude.