Centrifuge modelling of spudcan-pile interaction in soft clay

摘要

The installation and extraction of jack-up spudcans may induce significant stresses in the adjacent piles supporting the permanent jacket platforms at an offshore site. In the present study, centrifuge model tests were conducted to investigate the effects of spudcan movements on the lateral and axial behaviour of adjacent fixed-head piles embedded in soft clay. Parameters such as jack-up opera-tion period, clearance between the spudcan and pile, and the embedment length of the pile are examined. The test results show that the most critical period for platform piles is at the end of spudcan installation, and the lateral pile behaviour is more severely affected than the axial pile behaviour. During spudcan installation, the induced bending moment on a pile located one-quarter spudcan diameter away from the spudcan edge is about 2-4 times that of a pile located one spudcan diameter away. For a deeply buried spudcan with penetration of over three-quarters spudcan diameter, the induced bending moment on longer piles is much smaller than that on shorter piles. The experimental findings provide further insights into the underlying mechanisms governing spudcan-pile interaction in soft clay under various configurations and conditions.%L'installation et l'extraction de caissons de support auto-élévateurs sont susceptibles d'induire des contraintes significatives sur les pieux adjacents soutenant les plates-formes jaquettes d'une installation en mer. Dans la présente étude, on effectue des essais sur des maquettes centrifuges pour examiner les effets des déplacements des caissons de support sur le comportement latéral et axial de pieux à tête fixe adjacents, encastrés dans de l'argile tendre. On procède à l'examen de paramètres, comme par exemple les périodes d'autoélévation, le jeu entre caisson de support et pieu, et la fiche des pieux. Les résultats des essais révèlent que la période la plus cri-tique pour les pieux de plate-forme se situe à la fin de l'installation du caisson de support, et que le comporte-ment latéral du pieu est affecté de façon plus sévère que le comportement axial. Au cours de l'installation des caissons de support, le moment de flexion induit sur un pieu situé à une distance du bord du caisson de support de distance égale au quart du diamètre de ce dernier est 2,4 fois celui d'un pieu situé à une distance d'un dia-mètre de caisson de support. Pour un caisson de support enterré en profondeur, avec une pénétration égale à plus de trois quarts du diamètre de caisson de support, le moment de flexion induit sur des pieux plus longs est beaucoup plus petit que celui que l'on relève sur des pieux plus courts. Les résultats expérimentaux renforcent les connaissances sur les mécanismes sous-jacents régis-sant l'interaction caisson de support/pieu dans de l'argile tendre, avec plusieurs configurations et conditions.