Performance of gravity caisson on sand compaction piles

摘要

Gravity caissons were employed as part of the wharf front structures for a container port terminal in Singapore. This paper reports the movements of eight consecutive gravity caissons supported on sand compaction piles (SCPs) with highly variable lengths of penetration. It is established that the caisson movements increase with an increase in the length of the SCP, as longer SCPs are necessary when hard strata are at greater depth. The large caisson movements observed during caisson infilling and backfilling do not pose a concern because the wharf deck beams connecting adjacent caissons can be adjusted. However, the caisson movements under service loads would affect the operation of the overlying quay cranes on top of the caissons. The present field study reveals that preloading the caissons is effective in reducing the caisson movements under service loads because the observed caisson movements are insignificant during subsequent unloading-reloading of the caissons. Back-analysis using the finite element method (FEM) shows that the observed caisson movements at different construction stages can be reasonably replicated. The numerical results are also used to evaluate the caisson tilt angle, which could not be measured in the present field study. The caisson tilt is found to be independent of the length of SCPs underneath a caisson.%Des caissons gravité ont été utilisés comme composantes des structures frontales des quais pour une terminus portuaire de conteneurs. Cet article présente les mouvements de 8 caissons gravité consécutifs reposant sur des pieux de sable compacté « SCPs » ayant des longueurs de pénétration fortement variables. Il est reconnu que les mouvements de caisson augmentent avec la longueur des SCP puisque de plus longs SCP sont nécessaires lorsque les couches dures sont à des élévations plus profondes. Les mouvements importants de caisson observés durant le remplissage et le remblayage ne crée pas d'inquiétude puisque les poutres du tablier du quai reliant les caissons adjacents peuvent être ajustées. Cependant, les mouvements de caissons sous les charges de travail affecteraient l'opération des grues reposant sur le quai au-dessus des caissons. La présente étude sur le terrain révèle que le préchargement des caissons est efficace pour réduire les mouvements des caissons sous les charges de travail puique les mouvements de caisson sont négligeables au cours des chargements - déchargements subséquents. Une rétroanalyse par la méthode d'éléments finis « FEM » montre que les mouvements de caisson observés à différents stades de la construction peuvent être reproduits raisonnablement bien. Les résultats numériques sont aussi utilisés pour évaluer l'angle d'inclinaison du caisson qui ne pouvait pas être mesuré dans la présente étude sur le terrain. On a trouvé que l'inclinaison d'un caisson était indépendant de la longueur des SCP sous le caisson.