The influence of a bored tunnel on pile foundations [chapter]

Joost van der Schrier, A Bezuijen
2006 Tunnelling. A Decade of Progress. GeoDelft 1995-2005  
In a modern urban environment, the underground space becomes increasingly congested due to the high value of the land that forces the new infrastructure projects to be constructed deeper into the ground. For each new project, the potential of both expected and unexpected clashes between new tunnel alignments and the foundations of the existing structures becomes more probable. However, to date, the research on tunnel-pile clashes has been scarce. In the current study, the effects of such a
more » ... ects of such a situation are studied by carrying out finite element analyses for a scenario that is typical in the London ground profile. A parametric study was conducted to investigate the influence of the pile raft bending stiffness on the building settlement and the change in piles' axial forces. It is shown that an increased raft bending stiffness helps to transfer the load from the trimmed pile to the adjacent piles, thus reducing the settlement of the trimmed pile. In the process of tunnel excavation, the pile settles due to the soil-induced downdrag and the loss of both its base and part of its shaft capacity. It is concluded that the tunnel-pile clash has a large impact on the surface structure, piles and tunnel itself. RÉSUMÉ Dans un environnement urbain moderne, l'espace souterrain est devenu très prisé face à la montée des prix des terrains. De ce fait, les nouveaux projets d'infrastructure sont dorénavant forcés de s'installer plus en profondeur. Pour chaque nouveau projet, la probabilité de collision, attendue ou non, entre de nouveaux tunnels et les fondations de structures existantes a augmenté. Cependant, à ce jour, les études sur les collisions tunnel-pieux sont peu nombreuses. Dans cette étude, les conséquences de cette situation sont examinées au travers d'analyses par éléments finis pour un scénario qui est typique d'un profil de sol Londonien. Une étude paramétrique a été conduite pour étudier l'influence de la rigidité flexionnelle d'un massif sur pieux sur le tassement d'un bâtiment ainsi que sur le changement de forces axiales des pieux. Cette étude montre que l'augmentation de la rigidité flexionnelle du radier contribue à transférer les charges du pieu coupé vers les pieux adjacents, réduisant ainsi le tassement du pieu coupé. Lors de l'excavation du tunnel, les pieux se tassent du fait des forces d'enfoncement induites et de la perte en résistance provenant de la base du pieu coupé et d'une partie de sa surface de frottement. Nous en concluons que la collision tunnel-pieux a d'importantes conséquences sur les structures à la surface, sur les pieux et sur le tunnel lui-même.
doi:10.1201/9781439834268.ch19 fatcat:np7rtmss4zg2jkpottzajrdq7u