A theoretical solution for pile-supported embankments on soft soils under one-dimensional compression

摘要

Pile-supported embankments are increasingly being used for highways, railways, storage tanks, etc. over soft soil because of their effectiveness in accelerating construction and minimizing deformation. The stress transfer mechanisms among all of the components in a piled embankment, including the embankment fill, the piles and (or) caps, and the foundation soils, are complicated. In this study, a closed-form solution for one-dimensional loading was obtained taking into consideration the soil arching in the embankment fill, the negative skin friction along the pile shaft, and the settlement of the foundation soil. In the derivations, the piles, the embankment fill, and the foundation soil were assumed to deform one-dimensionally. This study investigated the stress concentration on top of the pile, the axial load and skin friction distributions along the pile, and the settlement of the embankment. Comparisons demonstrate that the results from this solution are in good agreement with those obtained using a finite element method. It is worth pointing out that this solution should be applied to the piles close to the centerline of the embankment and not to those near the toe of the embankment because of the two-dimensional loading condition near the toe.%Les remblais sur pieux sont de plus en plus utilisés pour les routes, les chemins de fer, les réservoirs d'entreposage, etc. sur des sols mous à cause de leur efficacité pour accélérer la construction et minimiser la déformation. Les mécanismes de transfert des contraintes à toutes les composantes du remblai sur pieux incluant le remblai, les pieux et (ou) les chapeaux des pieux, et les sols de fondation, sont compliqués. Dans cette étude, une solution exacte pour un chargement unidimensionnel a été obtenu en tenant compte de l'effet de voûte dans le remblai, du frottement superficiel négatif le long du fût du pieu, et du tassement du sol de la fondation. Dans les dérivations, on a supposé que les pieux, le matériau du remblai, et le sol de fondation se déformaient dans une seule dimension. Cette recherche a étudié la concentration de contraintes sur le sommet du pieu, les distributions de la charge axiale et du frottement superficiel le long du pieu, et le tassement du remblai. Des comparaisons démontrent que les résultats de cette solution sont en bonne concordance avec ceux obtenus avec la méthode d'éléments finis. Il est bon de noter que cette solution devrait être appliquée aux pieux près de la ligne de centre du remblai plutôt qu'à ceux près du pied du remblai à cause de leur condition de chargement bidimensionnel.