SUBSTRUCTURE SUPPORT, INC. | 106 LINDEN ST. SUITE 201 | OAKLAND, CA 94607  (510) 835‐2273 | www.SUBSTRUCTURESUPPORT.COM

January 2010 

TORQUE DOWN PILES™   CLIENT’S REPORT Torque Down Piles   

Contents 

Torque Down Piles™ (TDPs) are rapidly becoming the deep pile  foundation of choice.  TDPs offer higher load capacities, lower  costs, faster installations and are installed with virtually no  vibration or noise.      Structural and geotechnical engineers as well as general  contractors continue to solve challenging project conditions and  save owners money by choosing TDPs.  Substructure Support and  our clients all share a common goal: To build our projects quickly,  economically, safely, and without change orders.  

What are Torque Down Piles?  2 

 

Special Interest 

Our clients frequently ask three questions:    1. What are Torque Down Piles?   

 

 

2. How much do they cost?    

   

3. Are Torque Down Piles right for my project? 

 

The following article is presented to address these questions.   Technical information on TDPs is presented in our article, “Torque  Down Piles™ – Engineer’s report.”  Please visit our website for a  brochure.    

 

How much do they cost?  

3 

 

Are TDPs right for my project?  4   

Completed Projects 

5 

 

 

History of Torque Down Piles  2   

Deep foundation terminology  3   

d 

2 

What are Torque Down Piles?     

  TDPs are a full displacement pipe pile proprietary to Substructure   

Support, Inc. and their licensees (patent pending).  As the name  suggests, full displacement piles push soil into the surrounding  formation minimizing the need to off haul spoils.  TDPs can be  installed in a variety of site conditions.  They provide an excellent  alternative to driven and drilled deep foundation systems.  They  offer superior performance in terms of noise pollution, vibration  of adjacent improvements and site safety.   

 

   

Installing the TDP is done with little or no vibration, noise and in most cases pre‐drilling.  Therefore, the    TDP is an excellent choice for urban infill, medical, civil, airport, and educational projects. 

Where a new invention promises to be useful, it ought to be tried. – Thomas Jefferson HISTORY of the TDP  All great inventions are developed to solve a  problem; such is the case with TDPs.  In  2001,  Steve  Neville  was  a  member  of  the  senior  management  team  for  a  major  development  in  the  Playa  Vista  district  of  West Los Angeles.  During the first phase of  the project, the foundation system consisted  of  driven  concrete  piles.    These  were  subsequently  abandoned  due  to  excessive  noise,  vibration  and  ground  heave.    Steve  was  charged  with  finding  a  suitable  deep  foundation alternative.    The  project  required  an  alternative  deep  foundation system which was comparable to  precast  driven  piles  in  terms  of  cost,  load  capacity,  and  production  rate,  but  without  spoils, and reduced ground heave, vibration  and  noise.    Unable  to  find  an  existing  deep  foundation  system  that  met  all  of  these  criteria, Steve began the task of developing a  new system himself: the Torque Down Pile.    The  TDP  was  developed  over  a  period  of  two years before being successfully accepted  by the City of Los Angeles.  The result of this  research  and  development  was  the  TDP  –  a  12  ¾  inch  diameter  full  displacement  pipe  pile with a conical tip superior to driven piles  in  terms  of  production,  noise  and  vibration  and equal or better in terms of capacity. 

Learn more about TDP attributes  Each TDP is constructed of high strength 3/8‐inch thick steel  pipes with 12 ¾ inch outside diameter.  A proprietary conical tip,  welded to the end of the pipe, is used to advance the pile into  the ground.  The tip was developed to minimize spoils and  ground heave while maximizing capacity.      The piles are screwed into the ground using a high torque drill  rig capable of installing up to 40 piles per day.  Typical  production rates range from 15 to 25 per day.  Installing the pile  is done with little or no vibration, noise and in most cases no  pre‐drilling.  Therefore, the TDP is an excellent choice for urban  infill, medical, civil, airport, and educational projects.      TDPs are generally designed for ultimate capacities in  compression ranging between about 400 and 700 kips achieved  through a combination of skin friction and end bearing.  Higher  capacities are possible, and TDP have been tested in excess of  1,000 kips.  TDPs can be installed to depths up to 120 feet.     As required, rebar is embedded into the pile head to provide  connectivity to the overlying structure and the pipe annulus is  filled with structural concrete.  The design of the TDP facilitates  concrete placement and up to 100 piles can be poured per day. 

3  

     How much do TDPs cost?   

Torque Down Piles are in many cases the most cost efficient  alternative deep foundation system available on the market.   Owners, engineers and general contractors choose TDPs as their  number one choice for installation speed, capacity, and cost.  In  general, each TDP costs between $50 and $100 per foot installed.  

 

Cost is mainly affected by site and subsurface conditions, number of 

Deep Foundation  Terminology 

required piles and length.     

Deep  foundations  are  foundation  systems  that  transfer  building  loads  through  weak  or  compressible  soil  to  an  underlying  bearing  layer.  Typical deep foundation systems consist  of  pre‐stressed  concrete,  wood,  steel  pipe  or  beams  embedded  into  the  bearing  layer  by  mechanical means of drilling, vibrating, driving,  crowding  or  boring.    Deep  foundations  may  be  selected  due  to  poor  soil  capacity,  challenging  site  conditions,  heavy  design  loads  and  geologic/seismic hazards.  Full displacement in terms of the TDP, is where  piles are installed such that the full diameter of  the  pipe  displaces  soil  laterally  into  the  surrounding 

formation 

with 

minimal 

disturbance.    The  reduced  disturbance  during 

       Learn more about TDPs low cost  Substructure Support has the capability to value engineer the  TDP system for your project.  We provide a tailored solution  based on the structural requirements and subsurface conditions,  often significantly reducing the cost of the foundation system.   Our analyses are based on our experience at similar sites and/or  an indicator and load test program.  The goal of our analysis is to  provide the most efficient design in terms of pile quantity, length  and schedule.    Substructure Support does not have backend charges for pre‐ drilling, cutoffs or off haul.  Backend charges are typical with  conventional pile driving systems and are generally difficult to  quantify until the end of the project.  

compaction  of  the  displaced  soil  increases  the  friction  between  the  soil  and  steel  pipe,  allowing  for  higher  capacities  than  traditional  driven full displacement piles.        Skin  friction  is  defined  as  the  frictional  resistance  between  the  pile  and  the  displaced  soil.  Overall  load  bearing  capacities  are  enhanced  from  the  soil  surrounding  the  pile  during 

and 

after 

advancement 

from 

densification.  End  Bearing  is  the  ability  of  the  soil  to  resist  movement  of  the  pile  tip  through  the  bearing  layer  of  soil.    Piles  are  usually  advanced  to  a  depth  where  the  soil  is  dense,  such  as  sand,  gravel  or  bedrock,  where  end  bearing  can  be  maximized. 

d 

   

4 

 Are TDPs right for my project?    Simply stated, Torque Down Piles are full displacement pipe   

piles, priced competitively, and used on a variety of different  projects.  But are they the right fit for your project?  In most  cases, our clients choose TDP for load bearing capacity, cost,  speed of installation, and the fact that TDP are installed with  virtually no vibration or noise.  Clients must consider site and  subsurface conditions, seismic, and project characteristics when  determining if TDP are the right fit.   

 

 

FACT: Of the last 16 test programs in five years in San Francisco, maximum test loads on TDPs    averaged 738 kips in compression and 415 kips in tension. 

Advantages of using TDP 

 

 

Surface conditions.  The impact of pile installation on adjacent buildings, streets, sidewalks and  utilities must be considered when choosing a deep foundation system within an urban area.   Increased soil off‐haul due to ground heave and drilling spoils should also be considered.  TDPs  reduce the impact of foundation construction on adjacent facilities and therefore, are well‐suited  for medical, airport, high‐tech, educational, civil and urban infill projects.  TDP can be installed  within 16 inches of an adjacent structure with minimal impact on its occupants.    Sub‐surface conditions.  Many projects are planned on or near sites with high water tables,  contaminated soil, loose fill, and highly compressible marine deposits.  Potential liquefaction, lateral  spreading and differential settlements are common issues along the pacific coast.  Where  subsurface conditions vary, TDPs are ideal since their length can be adjusted during production pile  installation.  TDPs mitigate the impact of subsurface conditions on the projects performance and  cost.    Regional seismicity.  The USGS has predicted a 63 percent probability of a magnitude 6.7 or greater  earthquake occurring in the San Francisco Bay Area by 2031.  Large earthquakes can cause erratic  settlement behavior of structures with potentially devastating effects on life and safety.  A properly  designed and constructed deep foundation system is a common way to reduce damage and  maintain life safety of a structure during an earthquake.  The steel pipe/concrete construction of the  TDP is arguably superior to other deep foundation systems.    Schedule.   Time is money.   Your consideration of the TDP system gives you an opportunity to save  both.  They are unparalleled in terms of number of piles installed per day, ease of cut‐off and  installation of pile cap connections.  On average, 15 to 20 piles can be installed per day per drill rig,  with as many as 30 to 40 in soft soil conditions. 

 

5 

Conclusions    

Substructure Support, Inc.  106 Linden Street, Suite 201  Oakland, CA 94607  Office: (510) 835‐2273  Fax: (510) 835‐2464    ‐Featuring the Torque Down Pile‐    Find us on the Web:  www.substructuresupport.com 

  TDPs are rapidly increasing in popularity throughout the greater  San Francisco Bay Area and Los Angeles basin/region.  Substructure Support is helping structural and geotechnical  engineers as well as general contractors solve difficult and  challenging site conditions.    For estimates or information on becoming a Torque Down Pile  licensee, please contact us today at (510) 835‐2273 or e‐mail  [email protected].   

PROJECT LISTING  Piling Completed  May‐02 Playa Vista Lot 07  Benchmark Builders Showroom  March‐04 Genentech Building 50  July‐04 Extend Stay America Hotel  September‐04 555 4th Street  December‐04 Harbor View Lofts  March‐05 Bluxome Street Housing  November‐05 Saint Thomas More School  December‐05 Telesis Building II  December‐05 Bay Street Residential  December‐05 SOMA Grand Hotel  February‐06 Museum Plaza  February‐06 Hornet Bookstore  July‐06 Aura Tower  July‐06 Uptown Oakland  October‐06 Cooper Union Building  January‐07 San Carlos Market Place  April‐07 Orleans Hotel  June‐07 650 Eddy Street  June‐07 311 2nd and Harrison Street  July‐07 Saint Anthony Foundation  July‐07 Vanderwater and Francisco   September‐07 Building F1 Harvest Hall  November‐07 Colony at Jack London Square  November‐07 1188 Mission Street Apts  March‐08 UC Davis  March‐08 9th & Jessie  July‐08 2nd and Broadway  August‐08 SF Int Airport Secure Connector  September‐08 Hastings College of Law  October‐08 10th & Mission  October‐08 San Jose Airport Term A  February‐09 CHP Headquarters  April‐09 Alvarado Middle School  May‐09 Boeing Building 45 ICBM Lab  July‐09 3157 Steiner Street  August‐09

Location Los Angeles, CA Los Angeles, CA San Francisco, CA Northridge, CA San Francisco, CA Oakland, CA San Francisco, CA San Francisco, CA Chatsworth, CA San Francisco, CA San Francisco, CA San Francisco, CA Sacramento, CA Sacramento, CA Oakland, CA Sacramento, CA San Carlos, CA Sacramento, CA San Francisco, CA Oakland, CA San Francisco, CA San Francisco, CA Oakland, CA Oakland, CA San Francisco, CA Davis, CA San Francisco, CA Oakland, CA San Francisco, CA San Francisco, CA San Francisco, CA San Jose, CA Sacramento, CA Union City, CA Huntington Beach, CA San Francisco, CA

General Contractor  Neville Brothers  Vista Management  Rudolph & Sletten  Magnum Enterprises  Granite Excavation & Demo  Webcor H & N Development Corp.  Nibbi Brothers  NTR Consultants  Obayashi Corp.  Webcor West Builders  Boebbelen Management  BCN Development  Obayashi Corp.  Habitat Construction  WL Butler JR Roberts / Deacon, Inc.  Cahill Builders  Overaa Construction  Nibbi Brothers  RPE Construction  Howard S. Wright  San Jose Construction  Cannon Constructors  Drill Tech Cahill Builders  Swinerton Builders  Hensel Phelps  Howard S. Wright  Cahill Builders  Helsel Phelps  Fullmer Construction  Sausal Construction  RBA Builders JT Builders

  Disclaimer.  The opinions presented in this article are based on Substructure Support’s experience on completed projects.  The  performance and constructability of any foundation system is subject to site and subsurface conditions as well as specific project  requirements.  Prior to selecting the TDP, we would be pleased to present the specific benefits of the TDP for your project to your  design team and/or general contractor.