Study of axially loaded post grouted drilled shafts using CPT based load transfer curves

Abstract

Post-grouted drilled shafts (PGDS) have been reported to have increased axial capacity and to experiment smaller settlements, for a certain load level, compared to conventional piles installed under similar conditions. The main objectives of this study are to develop a load transfer methodology for estimating load-settlement behavior of axially loaded piles, and investigate by using the developed methodology the factors responsible for the observed improved performance of PGDS foundations with respect to conventional drilled shafts. The first objective was met through the development of a new load transfer methodology which resulted in the program TZASP, which was validated against five well documented field case studies involving load tests on instrumented drilled shafts. The proposed methodology was used to analyze several case histories involving field load tests of instrumented PGDS foundations. The analytical work revealed the following factors responsible for the improved performance of PGDS foundations: soil compaction and stiffening under the pile tip, shear stress reversal along the pile shaft, and enlarged pile tip area due to the formation of a grout bulb. The results of the PGDS numerical models were used to develop a new PGDS design procedure.

Se ha reportado en la literatura que la inyección de lechada cementicia en la punta de pilotes excavados aumenta la capacidad de carga axial del pilote. Además, se ha encontrado que los pilotes con inyección de lechada cementicia experimentan menores asentamientos, para un determinado nivel de solicitación, que pilotes convencionales instalados bajo las mismas condiciones. Este trabajo consta de dos objetivos principales. El primer objetivo es desarrollar una metodología, basada en el método de transferencia de carga, para estudiar el comportamiento de carga-desplazamiento de pilotes individuales solicitados axialmente. El segundo objetivo es investigar los factores que controlan el aumento de capacidad de carga de pilotes inyectados con lechada cementicia a través de la aplicación de la metodología desarrollada. Para satisfacer el primer objetivo se desarrolló una nueva metodología para estimar asentamientos de pilotes. Esta nueva metodología se implementó en un programa de computadora denominado TZASP que fue desarrollado para este trabajo. El programa se validó con resultados de cinco pruebas de cargas llevadas a cabo en pilotes excavados que se encontraban adecuadamente instrumentados. Esta misma metodología se utilizó para analizar los resultados de nueve pruebas de carga llevadas a cabo con pilotes inyectados con lechada cementicia, también adecuadamente instrumentados. Los resultados de estos análisis muestran que existen al menos tres factores que controlan el aumento de capacidad de carga de pilotes inyectados: densificación del suelo debajo de la punta del pilote, desarrollo de fricción negativa a lo largo del fuste, y el aumento del área de la punta del pilote debido a la formación de un bulbo de lechada cementicia. Con los resultados de los modelos numéricos realizados se desarrolló una metodología para diseñar pilotes inyectados con lechada cementicia.