3D FE Analysis of Effect of Ground Subsidence and Piled Spacing on Ultimate Bearing Capacity of Piled Raft and Axial Force of Piles in Piled Raft

Abstract

The effects of ground subsidence and piled spacing on axial force of piles in squared piled rafts were investigated using numerical analysis. Two cases of piled rafts in soft clay including case 1 (s = 2d) and case 2 (s = 4d) with s and d were piled spacing and piled diameter respectively were considered in this study. Undrained (without ground water pumping) and drained (with ground water pumping) conditions were applied in each case in order to evaluate variations of ultimate bearing capacity of piled raft and axial force of the piles in piled raft. The results showed that ultimate bearing capacity increased about 25% for undrained condition and about 32% for drained condition when piled spacing increased from 2d to 4d. In the same piled spacing, axial force of the piles increased about 9% for piled spacing of 2d and 7% for piled spacing of 4d when drained condition was applied. When piled spacing increased 2 times (2d to 4d), the axial force of piles increased about 7% for undrained condition and about 5% for drained condition.

Análise Numérica e Analítica de Fundações em Radier Estaqueado Composto por 16 Estacas

“…De modo geral, pode se observar em todos os métodos de cálculo que o aumento do espaçamento entre estacas resulta em uma melhoria na capacidade de carga da fundação e consequentemente na redução de recalques. Resultados semelhantes foram obtidos por Celik (2019), Kumar;Kumar (2018), Cho et al Tran;Kimura;Boonyatee (2012), Small;Zhang (2000). Para um deslocamento vertical de aproximadamente 60mm, as cargas correspondentes às suas respectivas variantes estão representadas na Figura 5.…”

Validation of a 3D numerical model for piled raft systems founded in soft soils undergoing regional subsidence

“…The use of numerical modeling has increased considerably, and it has been used as a tool that allows simulating the behavior of complex structures in real projects. Some models have been developed using different software and constitutive models mainly to evaluate how the pile spacing, load sharing, pile length, and diameter affect the settlement of the foundation (Cui et al, 2010b;Lee et al, 2010;El-Mossallamy, 2008;Roy & Chattopadhyay, 2011;Cho et al, 2012;van Tran et al, 2012b;Rodríguez-Rebolledo et al, 2015;Watcharasawe et al, 2015;Banerjee et al, 2016;Sinha & Hanna, 2017;Zhang & Liu, 2017;Alnuaim et al, 2017;Khanmohammadi & Fakharian, 2018;Luo et al, 2018;Mali & Singh, 2018). Although some of those works consider consolidation analyses, few studies have really focus on simulating the subsidence process in a more precise way using more accurate constitutive models that represent the soil behavior, which can lead to a closer analysis of the system's behavior.…”

“…Some authors have presented centrifuge tests that evaluate the influence of regional subsidence in a different type of constructions (Sun et al, 2008;Cui et al, 2010a;Cheng et al, 2011;Tang et al, 2012;Wang et al, 2013;Zhang et al, 2017a, b). On the other hand, various researches have been done using piled raft system on centrifuge like Thaher & Jessberger (1991), Horikoshi & Randolph (1996), Bajad & Sahu (2008), Goh & Zhang (2017), among others. van Tran et al (2012a, Rodríguez-Rincón (2016) and Rodríguez-Rincón et al (2020), focused specifically on the behavior of the piled raft under the effects of regional subsidence, assessing not only settlements but also load distribution.…”

Análise experimental do comportamento de sistemas radier estaqueado em solos moles em processos de adensamento

“…Cho et al (2012) por outro lado, pesquisaram a resposta de sistemas radier estaqueado considerando elementos de interface entre estacas e solo com o uso de ABAQUS. Tran et al (2012a) aprofundam nas consequências dos fenômenos de subsidência nas cidades de Ho Chi Min, Bangkok, México e Shangai, onde os recalques diferenciais das estruturas têm se incrementado pela mudança nas condições da água no solo argiloso destas cidades (fenômeno de subsidência). Concluindo que, nestes casos, a distribuição da carga nas estacas é o fator mais relevante para estimar o recalque das fundações ressaltando que poucos trabalhos têm se focado na resposta das fundações, quando submetidas a processos de subsidência do solo.…”

“…De fato, este coeficiente, que expressa à proporção de carga assumida pelas estacas, também depende da condição da água no solo, pois se pode observar que os valores são maiores para condições com abatimento das poropressões do solo (Etapa 3), que para condições somente com presença de carga (Etapa 2). Tran et al (2012a), explicam a relação entre os recalques e a carga no sistema radier estaqueado assentes em solos moles em processos de adensamento: quando a condição de abatimento é aplicada ao modelo, a carga suportada pelas estacas se incrementa. O solo por baixo do radier se desloca, resultando na diminuição da pressão de contato entre estes elementos, assim, a proporção de carga assumida pelo radier decresce.…”