Assessment of Geotechnical Ultimate Limit State Design of Piles Subjected to Negative Skin Friction Using Static Analysis

RÉSUMÉ: La prise en compte de la force de traînée dans la conception géotechnique à l’état limite ultime (ELU) des fondations sur pieux, influencée par le tassement du sol, représente un défi en raison des divergences entre les différents codes. Cette étude présente une comparaison de deux codes majeurs; l’AASHTO et le CHBDC, couramment utilisés en Amérique du Nord pour la conception des pieux, et évalue leurs recommandations dans l’analyse de la conception à l’ELU d’un pieu en H de production soumis au remblai d’approche d’un pont, à la consolidation ultérieure et à l’application des charges permanentes. Une analyse statique fondée sur la méthode des contraintes effectives a été menée pour déterminer la force de traînée. Ensuite, l’intensité de cette force, ainsi que les autres charges appliquées au pieu, ont été intégrées dans une évaluation quantitative basée sur les prescriptions de l’AASHTO et du CHBDC pour la conception de pieux soumis à la friction négative. Les résultats montrent que la conception des fondations sur pieux selon l’AASHTO tend à être plus conservatrice et coûteuse, ce code intégrant la force de traînée dans l’ELU géotechnique, tandis que l’adoption des prescriptions du CHBDC permet une conception plus optimisée, et potentiellement une réduction du système de fondation, en tenant compte de la répartition réelle des forces le long des pieux.

ABSTRACT: Consideration of drag force in the geotechnical ultimate limit state (ULS) design of piled foundations, influenced by ground settlement, has posed a challenge due to inconsistencies across different codes. This study presents a comparison of two prominent codes; AASHTO and CHBDC which are commonly used in North America for pile design and evaluates their recommendations in analyzing the ULS design of a production H-pile subject to bridge approach embankment filling, subsequent consolidation and dead load application. A static analysis based on the effective stress method was conducted to determine the drag force. Then the drag force magnitude along with other applied loads to the pile, was incorporated into a quantitative evaluation based on AASHTO and CHBDC provisions for design piles subjected to negative skin friction. The findings reveal that design of piled foundations based on AASHTO tends to be more conservative and costly, as this code incorporates drag force into the geotechnical ULS, whereas adopting the CHBDC provisions allows for a more optimized and potentially a reduced foundation system by reflecting the actual distribution of forces along the piles.