Soil compaction by vibro-replacement: a case study

Abstract

During the earthquake of 23 November 1980, the historic centre of the village of San Michele di Serino in Southern Italy was almost completely destroyed. The site investigations carried out after the earthquake revealed the subsoil to consist fundamentally of compressible silty soils with interbedded gravelly layers. To improve the poor ground conditions prior to reconstruction, it was decided to use the vibro-compaction method with the installation of stone columns (vibro-replacement technique). In this study, the degree of soil improvement achieved at the site is assessed by comparing both the profiles of numerous penetration tests performed before and after the treatment, and the respective values of the foundation settlement calculated using the practical method developed by Van Impe and De Beer, which allows the reinforcing and soil compaction effects due to the installation of stone columns to be accounted for in a simple manner. The obtained results prove that remarkable soil compaction was achieved by the treatment, especially in the deep soil layers characterised initially by low penetration resistance. Moreover, it is shown that, if the soil compaction effect is ignored, the settlement of the composite system consisting of stone columns and soil subject to loading could be significantly overestimated. À la suite du tremblement de terre du 23 novembre 1980, le centre historique du village de San Michele di Serino, dans le sud de l'Italie, a été presque complètement détruit. Par la suite, les études menées sur le terrain ont révélé que le sous-sol consistait essentiellement de sol limoneux compressible avec des couches graveleuses intercalées. Pour améliorer les conditions de terrain peu favorables avant la reconstruction, il a été décidé d'utiliser la méthode de vibrocompaction avec l'installation de colonnes de pierre (technique de vibro-remplacement). Dans cette étude, le degré d'amélioration du sol atteint sur le site est é valué en comparant à la fois les profils de nombreux tests de pénétration réalisés avant et après traitement et les valeurs respectives de tassement de la fondation calculées par la méthode pratique développée par Van Impe et De Beer, qui permet de prendre en compte de manière simple les effets de renfort et de compaction du sol dus à l'installation de colonnes de pierre. Les résultats obtenus montrent que le traitement conduit à une excellente compaction du sol, en particulier au niveau des couches profondes caractérisées initialement par une faible résistance à la pénétration. Il est également démontré que, si l'on ignore l'effet de compaction du sol, le tassement du système composite constitué de colonnes de pierre et de sol soumis à la charge pourrait ê tre significativement surestimé.