Preloading and prefabricated vertical drains design for foreshore land reclamation projects: a case study

Abstract

The Changi East Reclamation Project in Singapore comprises land reclamation in foreshore conditions. As the foreshore area was underlain by a thick layer of soft marine clay, a high magnitude of primary and secondary consolidation settlement was expected, owing to fill and future live load. An average fill thickness of 10 m was predicted to contribute to a magnitude of settlement greater than 2 m over a period of several decades. In order to minimise this expected future settlement, it was necessary to accelerate the consolidation process to complete the majority of the settlement during construction stage. A combination of prefabricated vertical drains (PVDs) with preloading ground improvement was successfully applied in this project. The technique comprises the installation of prefabricated vertical drains and the subsequent placement of surcharge to accelerate the consolidation of the underlying marine clay. This paper discusses the theories of radial drainage and the preloading technique, and considerations and design methodologies for the ground treatment of marine clay with prefabricated vertical drains in such foreshore land reclamation projects. In addition, predictions of magnitude, time rate of settlement and performance assessment of prefabricated vertical drains are also discussed. The design predictions at a case study site were compared with the field instrumentation results in order to verify the design approach used. It is found that PVDs with preloading are the most effective method for improving soft clay under land reclamation, based on the soil conditions present at the case study site. Le projet Changi East Reclamation à Singapour porte sur la réhabilitation de terrain dans les conditions d'estran. Comme la zone d'estran repose sur une couche épaisse d'argile marine molle, un tassement des consolidations primaire et secondaire de grande amplitude était présumé, en raison de remplissage et de charge utile future. On estimait qu'une épaisseur de remplissage de 10 m pourrait contribuer à une amplitude de tassement de plus de 2 m sur une période de plusieurs décennies. Afin de minimiser l' étendue du tassement prévue, il était nécessaire d'accélérer le processus de consolidation pour que la majorité du tassement se termine pendant la phase de construction. Ce projet combine avec succès l'utilisation de drains verticaux préfabriqués (DVP) avec amélioration des sols par préchargement. Le technique adoptée consiste à installer des drains verticaux préfabriqués puis à placer une surcharge pour accélérer la consolidation de la couche d'argile marine sous-jacente. Cet article présente une discussion sur les théories de drainage radial et la technique de préchargement, ainsi que des considérations et des méthodologies de conception géotechnique pour la consolidation de l'argile marine dans le cadre d'un tel projet de réhabilitation de terrain dans les conditions d'un estran. Il examine également les prédictions concernant l'amplitude et le taux de tassement en fonction du temps, et les performances des drains verticaux préfabriqués. Les prévisions de conception sur un site d'étude de cas sont comparées avec les résultats d'expérimentation de terrain afin de vérifier l'adéquation de l'approche technique utilisée. En conclusion, la méthode de PVD avec préchargement se montre la plus efficace pour améliorer l'argile molle dans le cadre de réhabilitation de terrain, lorsque l'on se base sur les conditions de sol présentes sur le site d'étude de cas.