A contribution to optimum design of piled rafts

Abstract

The majority of piled raft foundations have been designed ignoring any contribution from the raft or pile cap, although it is well known that the raft plays an important role in the overall performance. In such conventional designs, the overall settlement of the foundation is likely to be very small, owing to the installation of more piles than are necessary. However, from an economical point of view, it is preferable that the foundation is designed in such a way that the average and differential settlements are limited to an acceptable level, but where the load-carrying capacity of the raft is taken into account. In this paper, a framework for a new design concept, in which piles are installed only beneath the central area of a relatively flexible raft to minimize the differential settlement, is presented through the results of an extensive parametric study. The so-called 'hybrid' approach, developed by Clancy, was used in the analyses. The study showed that piled rafts may be designed for negligible differential settlements by including a pile group over the central 16–25% (by area) of the raft, with the pile group stiffness approximately equal to that of the raft alone. The total pile capacity should be about 40–70% of the total applied load, depending on the pile group area ratio and the Poisson's ratio of the soil. The validity of the method is examined through the results of centrifuge model tests conducted by the authors. La conception de la plupart des fondations à dalle flottante sur pieux ne dent aucun compte de Pinfluence de la dalle flottante on de la structure de liaison, bien qu'on sache fort bien que la dalle flottante joue un rôle important dans la performance d'ensemble des fondations. Dans de telles conceptions classiques, le tassement général des fondations tend à être très faible, car on utilise plus de pieux qu'il ne faut. Toutefois, d'un point de vue économique, it est préférable de concevoir les fondations de façon à limiter à un niveau acceptable le tassement moyen et le tassement différentiel, en tenant compte de la capacité portante de la dalle flottante. L'article présente, au moyen des résultats d'une paramétrisation extensive, le schéma d'un nouveau type de conception, où les pieux ne sont placés que sous la partie centrale d'une dalle flottante relativement souple afin de minimiser le tassement différentiel. Les analyses ont reposé sur la m6thodologie «hybride» mise au point par Clancy. Mode montre qu'on pent concevoir des dalles flottantes sur pieux qui réduiront à un niveau négligeable le tassement différentiel, en plagant un groupe de pieux sous la partie centrale de la dalle flottante (16–25% de sa superficie), la rigidité du groupe de pieux étant approximativement égale à celle de la dalle flottante seule. La capacité portante totale des pieux devrait être égale à 40–70% de la charge totale appliquée, en fonction du rapport de section du groupe de pieux et du coefficient de Poisson du sol. Les auteurs évaluent la validity de cette méthode en examinant les résultats de leurs essais sur modèle centrifuge.