An analysis of the vertical deformation of pile groups

Abstract

A method of analysis is presented which permits the settlement of a pile group under vertical load to be calculated with reasonable accuracy, without the expense of a full rigorous analysis. The method is based on the superposition of individual pile displacement fields, considering the average behaviour down the pile shafts separately from that beneath the level of the pile bases. The displacement fields are determined by means of a recently developed, approximate, closed form solution for the problem of a singlez vertically loaded pile. The analysis may be applied to any general pile group, the only restriction being that all the piles must be embedded to the same depth. The soil is modelled as an elastic material characterized by a shear modulus which is assumed to vary linearly with depth, and a Poisson's ratio, assumed constant. The paper outlines the analysis and compares calculated load-settlement ratios for groups of up to nine piles with those from more rigorous numerical methods of analysis. Three field loading tests on pile groups are studied and it is shown that the settlements at working loadsmay be predicted with good accuracy using soil parameters back analysed from the results of single piles load tested on each particular site. L'article présente une méthode d'analyse qui permet de calculer, dans des limites de précision raisonnables, l'enfoncement d'un groupe de pieux sous une charge verticale, sans qu'il soit nécessaire de faire appel à une analyse complète rigoureuse qui serait onéreuse. La méthode est fondée sur la superposition de champs de déplacement de pieux individuels et considère séparément le comportement moyen du frottement latière et le comportement moyen sous la base des pieux. Les champs de déplacement sont déterminés au moyen d'une methode, approximative, récemment mise au point pour un pieu unique à charge verticale. L'analyse peut s'appliquer à n'importe quel groupe pieux pourvu que tous les pieux soient encastrés à la meme profondeur. On admet que le sol est un matériau élastique caractérisé. par un module de cisaillement qui est supposé varier linéairement en fonction de la profondeur, et par un coefficient de Poisson supposé constant. L'article présente l'analyse dans ses grandes lignes et compare les rapports charge-enfoncement calculés pour des groupes jusqu'à neuf pieux avec ceux obtenus à partir de méthodes d'analyse numériques plus rigoureuses. Trois essais de chargement in situ sur des groupes de pieux sont étudiés et l'on voit qu'il est possible de calculer assez précisément les enfoncements sous des charges de service à l'aide des paramètres du sol ré-analysés à partir des résultats obtenus pour des pieux individuels soumis à des essais de chargement sur chaque site.

An analytical approach for the prediction of single pile and pile group behaviour in clay

“…In this study, interaction between pile shafts and pile bases are assumed to be uncoupled. Additional pile base 'interactive' displacements are determined using the solution for a rigid punch on an elastic half-space proposed by Randolph and Wroth [40] defined as:…”

Pile Group Settlement Estimation: Suitability of Nonlinear Interaction Factors

“…16 where E/E 0 represents the average distribution over a depth of 2.0 m beneath the base of the piles. Moreover, it is now common knowledge that interaction between pile bases is significantly less than interaction between pile shafts (see for example Randolph and Wroth 1979); this leads to significantly reduced pile group settlement predicted by a direct analysis.…”

Influence of reaction piles on test pile response in a static load test

“…The flexibility of the test pile (reaction pile) due to its loading, δ, is given as (Randolph and Wroth, 1979) …”

“…where ξ is an attenuation coefficient of the displacement of the soil around pile shaft as the center-tocenter distance between piles increases, as suggested by Randolph and Wroth (1979) …”