Prefabricated vertical drains (PVDs) in soft Bangkok clay: a case study of the new Bangkok International Airport project

摘要

This paper presents the performance of a full-scale test embankment constructed on soft Bangkok clay with prefabricated vertical drains (PVDs) at the site of the new Bangkok International Airport in Thailand. The embankment was square in plan with a maximum height of 4.2 m, 3H:1V side slopes, and base dimensions of 40 m by 40 m. The piezometric level with depth is characterized by negative drawdown starting at around 8-10 m depth caused by excessive withdrawal of groundwater. Instrumentation was provided to monitor both horizontal and vertical movements of the test embankment. The measured increases in undrained shear strengths with depth are in agreement with the values calculated from the SHANSEP technique. The secondary compression ratio, C, was 0.018, or within the normal values for marine clays. The coefficient of horizontal consolidation measured in the field, C_h(field), was higher for soil at 4 and 10 m depths than for the weakest soil at 6 m depth. The back-calculated C_h(field) values range from 3 to 8 m2/year, and the ratio of C_h(field) to C_h(lab) ranges from 4 to 5, where C_h(lab) is the coefficient of horizontal consolidation measured in the laboratory. The degree of consolidation estimated from the pore-pressure dissipation measurements agreed with those obtained from settlement measurements. The water-content reductions from field measurements were also in good agreement with the values computed from the consolidation settlements. The full-scale study confirmed that the magnitudes of consolidation settlements increased with the corresponding decrease of PVD spacing at a particular time period. Lastly, the results of the full-scale study have proven the effectiveness of PVDs for the improvement of soft Bangkok clay.Key words: soft clay, consolidation, prefabricated vertical drain, preloading, test embankment.Cet article décrit le comportement d'un remblai d'essai grandeur nature construit sur l'argile molle de Bangkok avec des drains verticaux préfabriqués (PVD) sur le site du New Bangkok International Airport (NBIA) en Thaïlande. Le remblai était de forme carrée en plan avec un hauteur maximale de 4,2 m, des pentes de 3:1 et des dimensions de 40 m × 40 m à la base. Le niveau piézométrique en fonction de la profondeur est caractérisé par un gradient négatif vers le bas commençant à environ 8 m à 10 m de profondeur à cause d'un prélèvement excessif de l'eau souterraine. L'instrumentation fournie permettait de mesurer les mouvements tant horizontaux que verticaux du remblai d'essai. Les augmentations mesurées de la résistance au cisaillement non drainé en fonction de la profondeur concordaient avec les valeurs calculées au moyen de la technique SHANSEP. On a trouvé que le rapport de compression secondaire C était de 0,018, soit à l'intérieur des valeurs normales pour les argiles marines. Les valeurs de C_h(chantier) à des profondeurs de 4 m et 10 m sont plus élevées que dans le sol le plus mou à la profondeur de 6 m. Les valeurs de C_h(chantier) calculées à rebours varient de 3 à 8 m2/année et le rapport C_h(chantier)/C_h(lab) varient de 4 à 5. Le degré de consolidation estimé en partant des mesures de dissipation de la pression interstitielle concorde avec ceux obtenus par les mesures de tassement. Les réductions de teneur en eau d'après les mesures de chantier étaient aussi en bonne concordance avec les valeurs calculées par les tassement en consolidation. L'étude à l'échelle grandeur nature a confirmé que les amplitudes des tassements de consolidation augmentaient avec la diminution correspondante de l'espacement des PVD pour une période de temps donnée. Finalement, les résultats de l'étude grandeur nature a prouvé l'efficacité des PVD pour l'amélioration de l'argile de Bangkok.Mots clés : argile molle, consolidation, drain vertical préfabriqué, préchargement, remblai d'essai. [Traduit par la Rédaction]