Design and Construction of Two Cantilevered Sheet Pile Walls for Shoreline Stabilization

RÉSUMÉ: Cette étude de cas présente la conception et la construction de murs de palplanches en porte-à-faux pour stabiliser les berges à deux sites où les conditions de sol sont très différentes. Le premier site est situé le long de la rivière Mattagami à Timmins, en Ontario. Une défaillance s'est produite dans la pente d'argile varvée de 10 à 12 m de hauteur à côté d'un développement résidentiel existant, ce qui a entraîné la démolition de trois maisons. Un programme de stabilisation des pentes a été mis en œuvre pour la Ville de Timmins afin d'arrêter la croissance progressive de la rupture et de protéger les maisons restantes. La conception consistait en deux rangées de palplanches en porte-à-faux, enfoncées à une profondeur importante à travers la pente instable. Le deuxième site est situé à Sainte-Anne-De-Bellevue, à l'extrémité ouest de l'île de Montréal, au Québec, le long de la rive du fleuve Saint-Laurent. Le mur riverain actuel se détériorait et risquait de s'effondrer. La conception soumise à l'appel d'offres, qui comprenait des ancrages d'attache du nouveau mur à travers le mur existant, coûtait plus cher que le budget de la municipalité et comportait de nombreux risques pour la construction. Une solution de rechange conçue par l'entrepreneur a été proposée avec un mur combiné, qui utilisait des pieux en porte-à-faux forés dans le substrat rocheux très altéré pour soutenir les palplanches. Pour les deux projets, le présent document décrit les enquêtes sur le terrain menées par l'entrepreneur, les analyses de stabilité et la conception, ainsi que les méthodes de construction des deux murs, et en particulier les défis survenus pendant la construction.

ABSTRACT: This case study paper presents the design and construction of cantilevered sheet pile walls to stabilize shorelines at two sites with very different ground conditions. The first site is located along the Mattagami River in Timmins, Ontario. A failure occurred in the 10 to 12 m high varved clay slope next to an existing residential development, ultimately resulting in the demolition of three houses. A slope stabilization program was implemented for the City of Timmins to stop the progressive growth of the failure and to protect the remaining homes. The design consisted of two rows of cantilevered steel sheet piles, driven to significant depth through the unstable slope. The second site is located in Sainte-Anne-De-Bellevue at the west end of the Island of Montreal, Quebec, along the shore of the St. Lawrence River. The existing shoreline wall was deteriorating and at risk of collapse. The tendered design, which included tie-back anchors from the new wall back through the existing wall, cost more than the municipality’s budget and had many risks for construction. A contractor-designed alternate was proposed with a combi-wall, which used cantilevered pipe piles drilled into the highly weathered bedrock to support the sheet piles. For both projects, this paper describes the field investigations by the contractor, the stability analyses and design, as well as construction methods for both walls, and in particular describes the challenges which occurred during construction.