Soil shrinkage damages shallow foundations at Ottawa, Canada

Abstract

Fine-grained soils are often very sensitive to moisture content changes. Shrinkage due to removal of water tends to become permanent if the clay particles are randomly oriented, which is the case in the Leda clay deposits of the Ottawa-St. Lawrence river valleys. A survey of residential buildings in Ottawa revealed a wide range of damage intensity, such as settlement cracks. Wood frame construction resisted damage much better than brick buildings. Paved streets and sewers tend to drain away surface water causing lowering of the ground water table. Buildings on clay soils in Ottawa show greater settlement on the sides facing paved streets. Large trees cause severe settlement in buildings and damage to streets and sidewalks. By removing water through root systems they cause a local drying and shrinking of the soil resulting in non-uniform settlement and cracking in the roadway. Minimization of the movements, due to trees, on such soils as Leda clay, can be influenced by frequent watering to prevent drying out. Trees should not be planted close to structures and foundations should be at a depth where seasonal moisture changes are small.Fr\ue9quemment, les sols \ue0 grains fins sont sensibles aux fluctuations de la teneur en humidit\ue9. La contraction provoqu\ue9e par le retrait de l'eau a tendance \ue0 devenir permanente si les particules d'argile sont orient\ue9es au hasard. Une \ue9tude de constructions r\ue9sidentielles d'Ottawa a mis en \ue9vidence divers degr\ue9s de gravit\ue9 dans les dommages, soit par exemple les fissures de tassement. Les habitations \ue0 ossature de bois ont beaucoup mieux r\ue9sist\ue9 aux dommages que les b\ue2timents de brique. Les rues asphalt\ue9 es et les \ue9gouts favorisent l'\ue9coulement des eaux de surface, provoquant un abaissement du niveau de la nappe phr\ue9 atique. Les b\ue2timents d'Ottawa reposant sur des sols argileux subissent un tassement plus marqu\ue9 sur les c\uf4t\ue9s faisant face aux rues asphalt\ue9es. Les gros arbres provoquent de forts tassements des b\ue2timents et des d\ue9g\ue2ts aux rues et aux trottoirs; en tirant l'eau par leur syst\ue8me radiculoaire, il provoquent un ass\ue8chement localis\ue9 et un retrait du sol qui entra\ueenent un tassement irr\ue9gulier et la fissuration de la chauss\ue9e. Il est possible de favoriser la r\ue9duction des mouvements provoqu\ue9s par les arbres sur les terrains tels que les argiles Leda en proc\ue9dant \ue0 de fr\ue9 quents arrosages pour pr\ue9venir l'ass\ue8chement. Les arbres ne devraient pas \ueatre plant\ue9s pr\ue8s des b\ue2timents et les fondations devraient \ueatre implant\ue9es \ue0 une profondeur o\uf9 les fluctuations d'humidit\ue9 saisonni\ue8res sont n\ue9gligeables.Peer reviewed: NoNRC publication: Ye