Abu Dhabi, United Arab Emirates. STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS (PART 2 - ROAD STRUCTURES, 2020) - page 3

 

  Index      Manuals     Abu Dhabi, United Arab Emirates. STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS (PART 2 - ROAD STRUCTURES, 2020)

 

Search            copyright infringement  

 

   

 

   

 

Content      ..     1      2      3      4      ..

 

 

 

Abu Dhabi, United Arab Emirates. STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS (PART 2 - ROAD STRUCTURES, 2020) - page 3

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-2 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Performance Test: 

Application of an incremental cyclic test load, including an alignment load, to 

an anchor while recording the 

anchor’s total movement at each increment. 

Permanent Anchor:  Any prestressed anchor intended for permanent use, generally with a service 
life greater than 24 months. 

Post Grouting: Grouting an anchor a second time after primary grout has set. 

Prestressing Steel: 

A group of steel strands that combine to form a tendon or a high strength steel 

bar. 

Primary Grout: Portland  cement  grout  that  is  injected  into  an  anchor  hole  before  or  after  the 
installation of the anchor tendon to transfer force to the surrounding ground along the bonded length 
of the tendon. 

Proof Test Load: 

An incremental load applied to an anchor while recording the total movement 

of the anchor at each increment. 

Temporary Anchor: 

A prestressed anchor intended for temporary use, generally with a service life 

of  less  than  24  months.  Temporary  anchors  installed  in  corrosive  environments  may  require 
corrosion protection. 

Test Anchor:  An anchor installed before the installation of the production anchors to which load is 
applied to verify design parameters. 

Test Load (TL): 

Maximum load to which an anchor is subjected during testing. 

Total Anchor Length: 

A total of a tendon’s unbonded length plus its bond length. 

19.2 

Reference Standards and Codes 

Standards  and  codes  for  Ground  Anchors  shall  be  as  specified  in  these  specifications,  in  the 
Contract documents, if any, and the following, in their latest edition: 

  AASHTO LRFD 

American Association of State Highway and Transportation Officials - 

Load and Resistance Factor Design, Bridge Construction Specifications; 

  AASHTO LRFD 

American Association of State Highway and Transportation Officials - 

Load and Resistance Factor Design, Bridge Design Specifications; 

  AASHTO 

Standard  Specifications  for  Transportation  Materials  and  Methods  of 

Sampling and Testing; 

  ADQCC (TR-516) 

Road Structures Design Manual; 

ASTM  American  Society  for  Testing  and  Materials.Table  19-1  presents  AASHTO  and  American 
Society for Testing and Materials (ASTM) standards that are related to materials for ground anchors. 
It includes designations and titles.  

Table 19-1: Designations and titles for AASHTO and ASTM standards that apply to ground 

anchors works 

AASHTO 
DESIGNATION 

ASTM 
DESIGNATION 

TITLE 

AASHTO M 203M/M 
203-12 

 

Standard Specification for Steel Strand, Uncoated 
Seven-Wire for Concrete Reinforcement 

 

ASTM  A416/A416M-
12a 

Standard Specification for Steel Strand, Uncoated 
Seven-Wire for Prestressed Concrete 

 

ASTM  A886/A886M-
10 

Standard Specification for Steel Strand, Indented, 
Seven-Wire  Stress-Relieved  for  Prestressed 
Concrete 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-3 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

AASHTO 
DESIGNATION 

ASTM 
DESIGNATION 

TITLE 

 

ASTM  A882/A882M-
04a(2010) 

Standard  Specification  for  Filled  Epoxy-Coated 
Seven-Wire Prestressing Steel Strand 

AASHTO M85-12 

ASTM C150-12 

Standard Specification for Portland Cement 

ASHTO  M  270M/M 
270-12 

ASTM  A709/A709M-
11 

Standard  Specification  for  Structural  Steel  for 
Bridges 

 

ASTM 

A536-

84(2009) 

Standard Specification for Ductile Iron Castings 

 

ASTM A53/A53M-12 

Standard  Specification  for  Pipe,  Steel,  Black  and 
Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless 

 

ASTM A500-10a 

Standard  Specification  for  Cold-Formed  Welded 
and  Seamless  Carbon  Steel  Structural  Tubing  in 
Rounds and Shapes 

 

ASTM D3350-12 

Standard  Specification  for  Polyethylene  Plastics 
Pipe and Fittings Materials 

 

ASTM D4101-11 

Standard Specification for Polypropylene Injection 
and Extrusion Materials 

AASHTO M 252-09 

 

Standard 

Specification 

for 

Corrugated 

Polyethylene Drainage Pipe 

AASHTO M 317M/M 
317-03(2007) 

ASTM 
D3963/D3963M-
01(2007) 

Standard 

Specification 

for 

Epoxy-Coated 

Reinforcing  Bars:  Handling  Requirements  for 
Fabrication and Job Site 

19.3 

Working Drawings for Ground Anchor 

At least four weeks before work is to begin, the Contractor shall submit to the Engineer for review 
and  approval  complete  working  drawings  and  design  calculations  that  describe  a  ground  anchor 
system or systems intended for use. Such submittals shall include the following information: 

a. 

A ground anchor schedule that includes the following details: 

  Ground anchor number 

  Ground anchor design load 

  Type and size of tendon 

  Minimum total anchor length 

  Minimum bond length for ground anchors 

  Minimum length of bonded tendon 

  Minimum length of unbonded tendon 

  Inclination 

  Failure mechanism 

b. 

A  drawing  of  a  proposed  ground  anchor  tendon  and  its  corrosion  protection 
system, including the following details: 

  Spacers for separating tendon elements, with planned locations for such spacers 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-4 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

  Centralisers, spacers, and their locations 

  Corrosion protection system for unbonded length of tendon 

  Corrosion protection system for bonded length of tendon  

  Anchorage and trumpet 

  Anchorage corrosion protection system 

  Drilled or formed hole size 

  Level of each stage of grouting  

  Any  revisions  to  structure  details  that  are  necessary  to  accommodate  the  ground 

anchor system intended for use 

c. 

The grout mix design and placement procedures 

The Contractor shall not begin any work on ground anchors until the Engineer has provided written 
approval of the working drawings. Such approval shall not relieve the Contractor of any responsibility 
defined in the Contract documents for successful completion of the work. 

19.4 

Materials for Ground Anchor 

Materials  for  ground  anchor  shall  comply  with  the  standards  and  requirements  outlined  in  this 
section. 

19.4.1 

Prestressing Steel for Ground Anchor 

Ground anchor tendons shall consist of single or multiple elements of prestressing steel, anchorage 
devices,  and,  if  required,  couplers,  all  of  which  shall  conform  to  the  applicable  requirements  of 
Section  22.7  of  Chapter  22,  Prestressing  Systems.  To  be  acceptable  for  use  as  ground  anchor 
tendons, materials shall comply with the standards listed in Table 19-1. 

19.4.2 

Grout for Ground Anchor 

Cement  shall  be Type  I,  II,  or  V  Portland  cement  that  conforms to the  Standard  Specification for 
Portland Cement (AASHTO M 85) or (ASTM C150). Cement used for grouting shall be fresh and 
shall not contain any lumps or other indications of hydration or pack set. 

A  cement  shall  conform  to  the  applicable  requirements  mentioned  at  Section  4.3.1  of  Chapter  4, 
Concrete Works, of the 

Standard Specifications

With the approval of the Engineer, grout may include admixtures. Expansive admixtures may only 
be added to grout for filling sealed encapsulations, trumpets, and anchorage covers. Grout shall not 
include accelerators. 

Water for mixing grout shall be potable, clean, and free of injurious quantities of substances known 
to be harmful to Portland cement or prestressing steel. 

The grout requirements shall comply with the applicable requirements mentioned at Section 22.7.2 
of Chapter 22, Prestressing Systems. 

19.4.3 

Steel Elements for Ground Anchor 

Bearing plates shall be steel of at least AASHTO grade 36 or ASTM grade 250 that conforms to the 

Standard  Specification  for  Structural  Steel  for  Bridges

  (AASHTO  M  270M/M  270)  or  (ASTM 

A709/A709M).  Bearing  plates  may  also  be  ductile  cast  iron  that  conform

s  to  ASTM’s 

Standard 

Specification for Ductile Iron Castings

 (ASTM A536). 

Trumpets that provide a transition from the anchorage to the unbonded length corrosion protection 
shall  be  fabricated  from  a  steel  pipe  that  conforms  to  the  requirements  of 

ASTM’s 

Standard 

Specification  for  Pipe,  Steel,  Black  and  Hot-Dipped,  Zinc-Coated,  Welded  and  Seamless

  (ASTM 

A53/A53M) or steel tubing that conforms to 

ASTM’s 

Standard Specification for Cold-Formed Welded 

and Seamless Carbon Steel Structural Tubing in Rounds and Shapes

 (ASTM A500). 

A trumpet’s 

wall shall be at least 5.0 mm thick. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-5 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Covers  that  enclose  exposed  anchorages  shall  be  at  least  2.5  mm  thick.  Such  covers  shall  be 
fabricated from one of the following materials: 

  AASHTO grade 36 steel (AASHTO M 270M/M 270) 

  ASTM grade 250 steel (ASTM A709/A709M) 

  Steel pipe (ASTM A53/A53M) 

  Steel tubing (ASTM A500) 

  Ductile cast iron (ASTM A536)  

19.4.4 

Corrosion Protection Elements for Ground Anchor 

Corrosion-inhibiting  grease  shall  conform  to  the  requirements  outlined  in  section  3.2.5  of  the 

Specification for Unbonded Single Strand Tendons

, published by the Post-Tensioning Institute (PTI 

M10.2-00). 

A Sheath for an unbonded length of a tendon shall consist of one of the following materials: 

a.  Seamless  polyethylene  (PE)  tube  with  a  minimum  wall  thickness  of  1.5  mm  ±  0.25  mm. 

Polyethylene  shall  be  classified 

in  accordance  with  ASTM’s 

Standard  Specification  for 

Polyethylene Plastics Pipe and Fittings Materials

 (ASTM D3350). 

b.  Seamless  polypropylene  tube  with  a  minimum  wall  thickness  of  1.5  mm  ±  0.25  mm. 

Polypropylene  shall  be  classified 

in  accordance  with  ASTM’s 

Standard  Specification  for 

Polypropylene Injection and Extrusion Materials

 (ASTM D4101). 

c.  Heat-shrinkable tube of a radiation cross-linked polyolefin tube that is internally coated with 

an adhesive sealant. Walls for such tubes, before shrinking, shall be at least 0.6 mm thick. 
Adhesive sealant shall be at least 0.5 mm thick. 

d.  Corrugated polyvinyl chloride (PVC) tube with a minimum wall thickness of 0.8 mm.  

Encapsulation for a length of bonded tendon shall consist of one of the following: 

1.  Corrugated  high-density  polyethylene  (HDPE)  tube 

that  conforms  to  AASHTO’s 

Standard 

Specification for Corrugated Polyethylene Drainage Pipe

 (AASHTO M 252). Such tubing shall 

have a minimum wall thickness of 0.8 mm. 

2.  Deformed steel tube or pipe with a minimum wall thickness of 0.63 mm. 
3.  Corrugated PVC tube with a minimum wall thickness of 0.8 mm. 
4.  Fusion-bonded  epoxy  that  conforms  to  the  requirements  of 

AASHTO’s  Standard 

Specification for Epoxy-Coated Reinforcing Bars: Handling Requirements for Fabrication and 
Job Site (AASHTO M 317M/M 317

) or ASTM’s Standard Specification for Fabrication and 

Jobsite  Handling  of  Epoxy-Coated  Steel  Reinforcing  Bars  (ASTM  D3963/D3963M).  In 
variance from these standards, however, such epoxy shall have a film thickness of 0.4 mm. 

19.4.5 

Miscellaneous Elements for Ground Anchor 

A bond-breaker for a tendon shall consist of a smooth plastic tube or pipe that is resistant to aging 
by  ultraviolet  light  and  that  can  withstand  abrasion,  impact,  and  bending  during  handling  and 
installation. 

Spacers for separation of elements of a multi-element tendon shall permit the free flow of grout. They 
shall be fabricated from plastic,  steel, or material  that is not detrimental to the prestressing steel. 
Such spacers shall not be wood. 

Centralisers shall be plastic, steel, or other material that is not detrimental to either the prestressing 
steel or any tendon corrosion protection element. Centralisers shall not be wood. A centraliser shall 
be  able  to  maintain  the  position  of  the  tendon  so  that  at  least  12  mm  of  grout  can  cover  it  or  its 
encapsulation. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-6 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

19.5 

Fabrication of Ground Anchor 

Tendons  for  ground  anchors  may  be  fabricated  either  in  a  shop  or  the  field  from  materials  that 
conform  to  the  requirements  outlined  in  Section  19.4,  Materials.  Tendons  shall  be  fabricated  as 
shown on the approved working drawings. 

Each  tendon

’s  size  shall  ensure  that  its  maximum  test  load  does  not  exceed  80  percent  of  its 

minimum guaranteed ultimate strength. 

19.5.1 

Tendon Bond Length for a Ground Anchor 

The  Contractor  shall  determine  the  tendon  bond  length  that  satisfies  load  test  requirements.  A 
tendon for a ground anchor shall have a bonded section that is at least 3.0 metres long in all cases, 
at least 4.5 metres in soil, or the minimum length shown in the Contract documents, if such exceeds 
3.0 metres.  

A tendon bond length shall be encapsulated by a grout-filled corrugated plastic or deformed steel 
tube, or by a fusion-bonded epoxy coating. A tendon shall be grouted inside the encapsulation either 
before  or  after  it  is  inserted  into  the  drill  hole.  The  Contractor  shall  not  punch  holes  in  this 
encapsulation or allow grout to flow between the encapsulation and the drill hole.  

To  provide  an  average  of  5.0  mm  of  grout  covering  for  the  prestressing  steel,  a  tendon  shall  be 
centralized  within  the  encapsulation  and  a  tube  shall  be  of  an  effective  size.  For  ground  anchor 
tendons that are protected by grout, the Contractor shall use spacers and centralisers that satisfy 
the requirements outlined in Section 19.6.3, Grouting. An anchorage device for tendons protected 
with fusion-bonded epoxy shall be electrically isolated from the main structure under construction. 

19.5.2 

Spacers and Centralisers for a Ground Anchor 

Spacers along a tendon

’s bond length shall ensure that prestressing steel will bond to grout. Such 

spacers shall be located at centres no greater than 3.0 metres. An uppermost spacer shall reside no 
more than 1.5 metres from the top of the anchor tendon

’s bonded length and a bottommost spacer 

shall reside no more than 1.5 metres from the bottom of the tendon

’s bonded length. 

Centralisers shall reside along the 

tendon’s bonded length at centres no greater than 3.0 metres. An 

uppermost centraliser shall reside no more than 1.5 metres from the top of the bonded length and a 
bottommost centraliser  shall reside no more than 300 mm from the bottom of the bonded length. 
Centralisers are not required on tendons that have been installed using a hollow-stem auger if such 
a tendon is grouted through the auger and its drill hole is full of a stiff grout with a slump of 225 mm 
or less during extraction of the auger. The Contractor may use a combination centraliser-spacer. 

Centralisers are not required on tendons that have been  installed in coarse-grained soils using  a 
pressure injection system and grouting pressures greater than 1.0 MPa. 

Centralisers shall ensure a minimum grout cover of 13 mm over the tendon

’s bonded length or its 

encapsulation, as appropriate. The Contractor shall use centralisers that do not impede the free flow 
of grout up the bore hole. Centralisers

’ centre-to-centre spacing shall not exceed 3 meters. 

19.5.3 

Tendon Unbonded Length for a Fround Anchor 

A ground anchor

’s tendon shall have an unbounded section that is at least 4.5 metres long or as 

long as indicated in the Contract documents or approved working drawings. 

Either a sheath completely filled with corrosion-inhibiting grease or grout or a heat-shrinkable tube 
shall provide corrosion protection. If a protective sheath contains grease, the Contractor shall prevent 
grease  from  escaping  at  the  sh

eath’s  ends.  Grease  shall  completely  coat  the  tendon  and  fill  the 

interstices between the wires of seven-wire strands. 

Continuity of corrosion protection 

shall be provided at the transition from the tendon’s bonded length 

to its unbonded length. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-7 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

If a protective sheath is not a smooth tube, then a separate bondbreaker shall prevent the tendon 
from bonding to anchor grout 

that surrounds the tendon’s unbonded length. 

19.5.4 

Anchorage and Trumpet for a Ground Anchor 

A ground anchor may use nonrestressable anchorages, unless the Contract documents specify the 
use of restressable anchorages. 

Bearing plate sizes shall ensure that bending stresses in the plate and the average bearing stress 
on concrete, if applicable, do not exceed the nominal resistances described in Article 5.10.9.7.2 of 
the 

AASHTO LRFD Bridge Design Specifications

 (9). Bearing plates shall not be smaller than the 

sizes indicated in the Contract documents. 

The Contractor shall weld a trumpet to the bearing plate. This trumpet shall have an inside diameter 
at least 6 mm greater than the diameter of the tendon at the anchorage. 

A trumpet shall be long enough to accommodate movements of the main structure during testing 
and stressing. For strand tendons with encapsulation over the unbonded length, a trumpet shall be 
long enough to enable the ten

dons to make a transition from the tendon’s unbonded length to the 

anchor head without damaging the encapsulation. 

Trumpets filled with corrosion-inhibiting grease shall have a permanent Buna-N rubber seal or a seal 
of  an  approved  equivalent  between  the  trumpet  and  the  corrosion  protection  elements  for  the 
tendon’s  unbonded  length.  Trumpets  filled  with  grout  shall  have  a  temporary  seal  between  the 
trumpet and 

the corrosion protection elements for the tendon’s unbonded length. 

19.5.5 

Tendon Storage and Handling 

Storage and handling of tendons shall avoid damage and corrosion.  

The Engineer shall reject any prestressing steel with abrasions, cuts, nicks, welds, and weld splatter. 
A  slight  rusting,  if  it  does  not  cause  pits  that  are  visible  to  the  unaided  eye,  shall  not  cause  the 
Engineer to reject prestressing steel for a tendon. Before inserting a tendon into the drilled hole, the 
Contractor shall examine its corrosion protection elements for damage and shall repair any damage 
found in a manner approved by the Engineer. 

Repairs to encapsulation shall comply with the recommendations of the tendon

’s supplier. 

19.6 

Installation of a Ground Anchor 

The Contractor shall select the drilling method, grouting procedure, and grouting pressure to be used 
for  the  installation  of  the  ground  anchor  as  necessary  to  satisfy  load  testing  and  durability 
requirements. 

19.6.1 

Drilling for Anchor Installation 

As  the  drilling  method  for  ground  anchor  installation,  the  Contractor  may  use  core  drilling,  rotary 
drilling, percussion drilling, auger drilling, or driven casing. Whatever method the Contractor selects 
shall prevent loss of ground above the drilled hole that may be detrimental to the main structure or 
existing structures in the vicinity. The Contractor shall remove any casings for anchor holes, unless 
the Engineer 

authorises leaving them in place. Each drilled hole’s location, inclination, and alignment 

shall comply with the Contract documents. Inclination and alignment shall be within ±3 degrees of 
the planned angle at the bearing plate and within ±300 mm of the planned location at the point of 
entry on the ground surface. 

19.6.2 

Tendon Insertion for Anchor Installation 

The Contractor shall insert the tendon for a ground anchor into the drilled hole to the desired depth. 
When a tendon cannot be completely inserted, the Contractor shall remove it and either clean or re-
drill the drill hole to permit insertion. Partially inserted tendons shall not be driven or forced into the 
hole. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-8 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

19.6.3 

Grouting for Anchor Installation 

Ground anchor systems shall use a neat cement grout or sand cement grout that conforms to the 
specifications in this section. Admixtures, if used, shall be mixed in quantities that do not exceed 
manufacturers’ recommendations. 

Grouting equipment shall produce grout without lumps or cement that is not dispersed. A positive-
displacement grout pump shall have a pressure gauge to monitor grout pressures. This pressure 
gauge  shall  be  capable  of  measuring  pressures  of  at  least  1.0  MPa  or  twice  the  actual  grout 
pressures used, whichever is greater.  

Grouting  equipment  sizes  shall  enable  grout  to  be  pumped  in one  continuous  operation.  A mixer 
shall be able to agitate grout continuously. 

Grout shall be injected from the lowest point of a drill hole. The Contractor may pump grout through 
grout tubes, casings, hollow-stem augers, or drill rods. The Contractor may place grout either before 
or after inserting the system’s tendon. During installation, the Contractor shall record quantities of 
grout  used  and  grout  pressures.  To  prevent  excessive  ground  heaving  or  fracturing  of  rock 
formations, the Contractor shall control grout pressures and grout quantities. 

Except where indicated in these specifications, the Contractor may plane grout 

for both a tendon’s 

bonded length and above the top of the bonded length at the same time. Such placement, however, 
shall not be under pressure. 

Grout at the top of a drill hole shall stop 150 mm from the back of the main structure or 150 mm from 
the bottom of the trumpet, whichever is lowest. 

If the ground anchor is installed in a fine-grained soil in a drilled hole with a diameter that is larger 
than  150 mm,  then  the Contractor  shall  place  grout  above the  top  of the  bonded  length  after the 
ground anchor has been load-tested. The Contractor may grout an entire drill hole at the same time 
if the ground anchor system does not derive a significant portion of its load resistance from the soil 
above the 

ground anchor’s bonded length. 

If ground anchors in rock use grout-protected tendons, the Contractor shall use pressure grouting 
techniques. Pressure grouting requires sealing a drill hole and injecting grout until a 0.35 MPa grout 
pressure can be maintained on the grout within the 

tendon’s bonded length for a period of 5 min. 

If the Contractor fills a grout tube with grout, it may remain in the drill hole. After grouting, a tendon 
shall not be loaded for at least three days. 

19.6.4 

Trumpet and Anchorage for Anchor Installation  

Corrosion  protection  that  surrounds  a 

tendon’s  unbounded  length  shall  extend  into  an  anchor 

system’s trumpet at least 150 mm beyond the trumpet’s bottom seal.  

Corrosion protection that surround

s a tendon’s unbounded length shall not contact the bearing plate 

or the anchor head during load testing or stressing. 

A bearing plate and anchor head shall be perpendicular to 

a tendon’s axis. 

A trumpet shall be completely filled with corrosion inhibiting grease or grout. Such grease may be 
placed any time during construction. Grout placement, however, shall occur after a ground anchor 
has been load-tested. The Contractor shall demonstrate that the procedures selected for placement 
of either grease or grout will completely fill a trumpet. 

19.7 

Testing and Stressing for a Ground Anchor  

The  Contractor  shall  test  each ground  anchor  using  either  a  performance  test  or  a  proof  test,  as 
outlined  in  this  section. No  load  greater  than ten  percent  of the  design load  may  be  applied  to  a 
ground anchor before load testing. Load testing shall occur simultaneously for an entire tendon. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-9 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

19.7.1 

Equipment for Ground Anchor Testing  

The  Contractor  shall  use  a  dial  gauge  or  vernier  scale  that  can  measure  displacements  to  an 
accuracy of 0.025 mm to measure ground anchor movement. Such testing equipment shall travel 
sufficiently to measure total ground anchor movement without being reset. 

A  hydraulic  jack  and  pump  shall  apply  test  loads. The  Contractor  shall use  a calibrated  pressure 
gauge to measure applied loads. This pressure gauge shall be graduated in increments no greater 
than 0.7 MPa. When an anchor under its maximum test load has a theoretical elastic elongation that 
exceeds the 

jack’s ram travel, working drawings shall include the procedure for recycling the jack 

ram. Each increment of test load shall be applied as rapidly as possible. 

A calibrated reference pressure gauge shall be available at  the site.  A separate reference gauge 
shall be calibrated with the test jack and pressure gage. 

For creep testing, the Contractor shall use an electrical resistance load cell and readout. 

Placement of stressing equipment over a ground anchor

’s tendon shall ensure that the jack, bearing 

plates, load cells, and stressing anchorage are axially aligned with the tendon and that the tendon is 
centred within the equipment. 

19.7.2 

Performance Testing for Ground Anchors 

The Contractor shall conduct performance testing, in accordance with the details in this section, on 
at  least five percent of  all  ground anchors  and no fewer  than three ground anchors, whichever  is 
greater. The Engineer shall select the ground anchors for performance testing. All remaining anchors 
shall be proof-tested as outlined in Section 19.7.3. 

Performance  testing  shall  involve  incrementally  loading  and  unloading  a  ground  anchor  in 
accordance  with  the  schedule  shown  in  Table  19-2  unless  the  Contract  documents  indicate  a 
different maximum test load and schedule. During Performance testing, the Contractor shall take the 
following actions: 

a.  Raise the load from one increment to another immediately after recording a ground anchor

’s 

movement. 

b.  Measure and record each tested ground anchor

’s movement to the nearest 0.025 mm with 

respect to an independent fixed reference point at the alignment load and at each incremental 
load. 

c.  Use a pressure gauge to monitor load.  
d.  Place the reference pressure gauge in series with the testing pressure gauge during each 

performance test. 

If loads indicated by the reference pressure gauge and testing pressure gauge differ by more than 
ten percent, the Contractor shall recalibrate the jack, the testing pressure gage, and the reference 
pressure gauge. At load increments other than the maximum test load, the Contractor shall hold the 
load just long enough to obtain the movement reading. 

Table 19-2: Performance load test schedule 

Load 

Observation 

Period 

min 

Remarks 

AL 

10 minutes 

 

0.25 DL* 

10 minutes 

 

AL 

10 minutes 

 

0.25 DL 

10 minutes 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-10 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Load 

Observation 

Period 

min 

Remarks 

0.50 DL* 

10 minutes 

 

AL 

10 minutes 

 

0.25 DL 

10 minutes 

 

0.50 DL 

10 minutes 

 

0.75 DL* 

10 minutes 

 

AL 

10 minutes 

 

0.25 DL 

10 minutes 

 

0.50 DL 

10 minutes 

 

0.75 DL 

10 minutes 

 

1.0 DL* 

10 minutes 

 

AL 

10 minutes 

 

0.25 DL 

10 minutes 

 

0.50 DL 

10 minutes 

 

0.75 DL 

10 minutes 

 

1.00 DL 

10 minutes 

 

1.20 DL* 

10 minutes 

 

AL 

10 minutes 

 

0.25 DL 

10 minutes 

 

0.50 DL 

10 minutes 

 

0.75 DL 

10 minutes 

 

1.00 DL 

10 minutes 

 

1.20 DL 

10 minutes 

 

1.33 DL* 

10 minutes 

If T

10

-T

1

>1.0 mm, the holding time to be extended 

for an additional 50 minutes 

Reduce to lock-off 
load 

10 minutes 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-11 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Load 

Observation 

Period 

min 

Remarks 

AL = Alignment load (The alignment load is a small  load, normally less than ten percent of the 
design load, applied to the ground anchor in order to keep the testing equipment in position during 
testing) 

DL = Design load for ground anchor 

T

10

 = Ground anchor movement at 10.0 minutes 

T

1

 = Ground anchor movement at 1.0 minute 

* = Graph required, as specified herein 

For performance testing, the Contractor 

shall hold an anchor’s maximum test load for 10 minutes, 

pumping the jack as necessary to maintain a constant load. This load hold period shall start as soon 
as the maximum test load is applied. During this period, the Contractor shall measure and record a 
ground anchor

’s movement at 1 minute, 2 minutes, 3 minutes, 4 minutes, 5 minutes, 6 minutes, and 

10 minutes. If a tested ground anchor moves more than 1.0 mm from the first measurement (at 1 
minute) and the last measurement (at 10 minutes), the Contractor shall hold the maximum test load 
for an additional 50 minutes. 

When  extending  a  performance test  by  50  minutes, the  Contractor shall measure  and  record  the 
ground anchor

’s movement again at 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, 45 minutes, 

and 60 minutes. Based on the results, the Contractor shall construct a graph that plots  the ground 
anchor

’s movement for each load increment marked in with an asterisk (*) in Table and a plot of the 

residual  ground  anchor  movement  of  the  tendon  at  each  alignment  load  versus  the  highest 
previously applied load. Graph format shall be approved by the Engineer prior to use. 

19.7.3 

Proof Testing for Ground Anchors 

The Contractor shall perform proof testing, as outlined in this section, on every anchor that was not 
subjected to performance testing. 

A  proof test shall be performed by incrementally loading  a ground anchor in accordance with the 
schedule  shown  in Table 19-3,  unless  the  Contract  documents  indicate  a  different maximum  test 
load  and  schedule.  During  proof  testing,  the  Contractor  shall  increase  the  applied  load  by  one 
increment  immediately  after  recording  the  tested  anchor

’s  movement.  Ground  anchor  movement 

shall  be  measured  and  recorded  to  the  nearest  0.025  mm  with  respect  to  an  independent  fixed 
reference point at the alignment load and at each increment of load. 

The Contractor shall use a calibrated pressure gauge to monitor load. At load increments other than 
the maximum test load, the Contractor shall hold a load just long enough to obtain and record the 
tested anchor’s movement. 

Table 19-3: Proof load test schedule 

Load 

Observation 
Period min 

Remarks 

AL 

10 minutes 

 

0.25 DL 

10 minutes 

 

0.50 DL 

10 minutes 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-12 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Load 

Observation 
Period min 

Remarks 

0.75 DL 

10 minutes 

 

1.00 DL 

10 minutes 

 

1.20 DL 

10 minutes 

 

1.33 DL 

10 minutes 

If T

10

-T

1

>1.0 mm, the holding time to be extended for an 

additional 50 minutes 

Reduce to lock-off 
load 

10 minutes 

 

AL = Alignment load  

DL = Design load for ground anchor 

T

10

 = Ground anchor movement at 10.0 minutes 

T

1

 = Ground anchor movement at 1.0 minute 

For proof testing, the Contractor 

shall hold an anchor’s maximum test load for 10 minutes, pumping 

the jack as necessary to maintain a constant load. This load hold period shall start as soon as the 
maximum test load is applied. During this period, the Contractor shall measure and record a ground 
anchor’s  movement  at  1  minute,  2 minutes,  3 minutes,  4 minutes,  5  minutes,  6 minutes,  and 10 
minutes. If a tested ground anchor moves more than 1.0 mm from the first measurement (at 1 minute) 
and the last measurement (at 10 minutes), the Contractor shall hold the maximum test load for an 
additional 50 minutes. 

When  extending  a  proof  test  by  50  minutes,  the  Contractor  shall  measure  a  record  the  ground 
anchor’s movement again at 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, 45 minutes, and 60 
minutes. Based on the results, the Contractor 

shall construct a graph that plots the ground anchor’s 

movement  for  each  load  increment  in  the  proof  test.  Format  for  such  graphs  shall  comply  with 
directions from the Engineer. 

19.7.4 

Creep testing for Ground Anchors 

The  Contractor  shall  perform  Creep  tests  in  accordance  with  specifications  in  the  Contract 
documents.  The  Engineer  shall  select  which  ground  anchors  shall  be  subjected  to  creep  testing. 
When the Contract mandates creep testing, at least two ground anchors shall be so tested. 

A creep test shall be made by incrementally loading and unloading a ground anchor in accordance 
with the performance test schedule. At the end of each loading cycle, the load shall be held constant 
for the observation period indicated in Table 19-4, unless the Contract documents indicate a different 
maximum test load and schedule. The Contractor shall read and record the tested ground anchor

’s 

movement during each observation period at 1 minute and thereafter at 2, 3, 4, 5, 6, 10, 15, 20, 25, 
30, 45, 60, 75, 90, 100, 120, 150, 180, 210, 240, 270, and 300 minutes, as appropriate. 

Each load-hold period shall start as soon as the test load is applied. In a creep test, the Contractor 
shall use a calibrated pressure gage and reference pressure gage to measure the applied load and 
a load cell to monitor small changes of load during a constant load-hold period. The Contractor shall 
pump the jack as necessary to maintain a constant load.  

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-13 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Table 19-4: Creep test schedule 

Load 

Observation Period min 

0.25DL 

10 

0.50DL 

30 

0.75DL 

30 

1.00 DL 

45 

1.20 DL 

60 

1.33 DL 

300 

Based on the results of creep testing, the Contractor shall construct a graph that plots ground anchor 
movement  and  residual  movement  as  described  in  Section  19.7.2  for  performance  tests.  The 
Contractor shall also construct a graph that plots a creep-tested ground anchor

’s movement for each 

load-hold as a function of the logarithm of time. Format for such graphs shall comply with directions 
from the Engineer.  

19.7.5 

Acceptance Criteria for Ground Anchor Testing 

A performance-tested or proof-tested ground anchor with a 10-minute load-hold shall be deemed to 
be acceptable if all of the following conditions apply: 

  A tested ground anchor resists the maximum test load with less than 1.0 mm of movement 

between 1 minute and 10 minutes.  

 

A tested anchor’s total movement at the maximum test load exceeds eighty percent (80%) of 
the theoretical elastic elongation of the 

anchor’s unbonded length. 

  Total movement of a ground anchor in competent rock that is performance-tested under the 

maximum  test  load  does  not  exceed  the  theoretical  elastic  elongation  of  the 

anchor’s 

unbonded length 

plus

 50 percent of the theoretical elastic elongation of the 

anchor’s bonded 

length. 

  Elongation measurements are within calculated tolerances. 

A performance-tested or proof-tested ground anchor with a 60-minute load-hold shall be deemed to 
be acceptable if all of the following conditions apply:  

  A tested ground anchor resists the maximum test load with a creep rate that does not exceed 

2.0 mm in the last log cycle of time. 

 

A tested anchor’s total movement at the maximum test load exceeds eight percent (80%) of 
the theoretical elastic elongation of the 

anchor’s unbonded length. 

  For  a  performance-tested  ground  anchor  in  competent  rock,  the  total  movement  at  the 

maximum  test  load  shall  not  exceed  the  theoretical  elastic  elongation  of  the 

anchor’s 

unbounded length plus 50 percent of the theoretical elastic elongation of the 

anchor’s bonded 

length. 

A  creep-tested  ground  anchor  shall  be  deemed  to  be  acceptable  if  all  of  the  following  conditions 
apply: 

  A tested ground anchor carries the maximum test load with a creep rate that does not exceed 

2.0 mm in the last log cycle of time. 

 

A tested anchor’s total movement at the maximum test load exceeds eighty percent (80%) of 
the theoretical elastic elongation of the 

anchor’s unbonded length. 

  Total movement of a ground anchor in competent rock that is performance-tested under the 

maximum  test  load 

does  not  exceed  the  theoretical  elastic  elongation  of  the  anchor’s 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-14 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

unbonded length 

plus

 50 percent of the theoretical elastic el

ongation of the anchor’s bonded 

length. 

If 

a ground anchor’s total movement when tested under the maximum test load does not exceeds 

80 percent of the theoretical elastic elongation of the 

anchor’s unbonded length, the Contractor shall 

replace the ground anchor without further expense to the Owner. 

A ground anchor has a creep rate greater than 2.0 mm per log cycle of time can be incorporated into 
the  structure,  but  its  design  nominal  resistance  shall  be  equal  to  one-half  of  its  failure  load.  An 
anchor’s  failure  load  is  the  load  it  can  resist  after  the  load  has  been  allowed  to  stabilize  for  10 
minutes. 

When a ground anchor fails, the Contractor shall modify the design, the installation procedures, or 
both. Such modifications may include, but are not limited to, installing a replacement ground anchor, 
reducing  the  design  load  by  increasing  the  number  of  ground  anchors,  modifying  the  installation 
methods,  increasing  the  bond  length,  or  changing  the  ground  anchor  type.  Any  modification  that 
requires changes to the main structure under construction shall be approved by the Engineer. Any 
modifications of design or construction procedures shall be without additional cost to the Owner and 
without extension of the time schedule defined in the Contract documents.  

Repeating tests for any ground anchor shall not be permitted, except ground anchors have been re-
grouted. 

19.7.6 

Lock-Off 

Upon successful completion of load testing, the Contractor shall reduce the loads on ground anchors 
to  the  lock-off  load  that  is  indicated  in  the  Contract  documents  and  transfer  load  to  anchorage 
devices. The Contractor may completely unload a ground anchor before lock-off. After transferring 
the load and before removing the jack, the Contractor shall take a lift-off load reading. A lift-off load 
measurement shall be within 10% of the specified lock-off load. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURE

 

 

 

Page 19-15 

C

HAPTER 

19:

 

G

ROUND 

A

NCHORS

 

 

 

 

 

First Edition -January 2018 

I

NDEX

 

 

 

abrasion, 7 
Bearing plates, 6, 8 
bending stresses, 8 
bond length, 4, 5, 7, 8, 14 
bond-breaker, 7 

Cement

, 4, 6 

cement-grouted ground anchors, 3 
Centralisers, 5, 7, 8 
corrosion protection, 3, 4, 5, 6, 7, 8 
corrugated, 7 
Creep tests, 12 
dial gauge, 10 
displacements, 10 
drilled hole, 3, 8, 9 
existing structures, 9 
exposed anchorages, 6 
grease, 6, 8, 10 
grout, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10

 

Grouting equipment, 9 
lock-off load, 11, 12, 14 
maximum test load, 7, 10, 11, 12, 13, 14 
movement, 3, 4, 10, 11, 12, 13, 14 
nonrestressable, 8 
performance testing, 10, 11, 12 
performance-tested, 13 
pressure gauge, 9, 10, 12 
prestressing steel, 3, 6, 7, 8 
proof testing, 12 
proof-tested, 10, 13 
restressable anchorages, 8 
sand cement, 9 
Sheath, 6 
Spacers, 5, 7, 8 
Trumpets, 6, 8 
ultraviolet light, 7 
unbonded length, 4, 5, 6, 8, 13, 14 
vernier scale, 10 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page   

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

 
 

 
 
 
 

STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS 

PART 2 

ROAD STRUCTURES 

 

CHAPTER 20 - EARTH RETAINING SYSTEMS 

 
 
 
 
 

 
 

DOCUMENT NO: TR- 

FIRST EDITION 

JANUARY 2018

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page i 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

T

ABLE OF 

C

ONTENTS

 

Table of Contents ................................................................................................................................ i

 

List of Tables ...................................................................................................................................... ii

 

20

 

Earth Retaining Systems ........................................................................................................ 1

 

20.1

 

Reference Standards and Codes ........................................................................................ 1

 

20.2

 

Working Drawings for Earth Retaining Systems .................................................................. 2

 

20.3

 

Materials for Earth Retaining Systems ................................................................................ 2

 

20.3.1

 

Concrete for Earth Retaining Systems ......................................................................... 2

 

20.3.2

 

Reinforcing Steel for Earth Retaining Systems ............................................................ 3

 

20.3.3

 

Structural Steel for Earth Retaining Systems ............................................................... 3

 

20.3.4

 

Timber for Earth Retaining Systems ............................................................................ 3

 

20.3.5

 

Drainage Elements for Earth Retaining Systems ......................................................... 3

 

20.3.6

 

Backfill Material ............................................................................................................ 4

 

20.4

 

Earthwork for Earth Retaining Systems ............................................................................... 5

 

20.4.1

 

Structure Excavation .................................................................................................... 5

 

20.4.2

 

Foundation Treatment .................................................................................................. 5

 

20.4.3

 

Structure Backfill .......................................................................................................... 5

 

20.5

 

Drainage for Earth Retaining Systems ................................................................................ 5

 

20.5.1

 

Concrete Gutters .......................................................................................................... 5

 

20.5.2

 

Weep Holes .................................................................................................................. 6

 

20.5.3

 

Drainage Blankets ........................................................................................................ 6

 

20.5.4

 

Geocomposite Drainage Systems ................................................................................ 6

 

20.6

 

Construction for Earth Retaining Systems ........................................................................... 6

 

20.6.1

 

Concrete, Masonry Gravity, and Reinforced Concrete Retaining Walls ....................... 7

 

20.6.2

 

Sheet-pile, Soldier-pile and Secant Pile walls .............................................................. 9

 

20.6.3

 

Crib and Cellular Walls ............................................................................................... 13

 

20.6.4

 

MSE Walls .................................................................................................................. 14

 

Index   ............................................................................................................................................. 25

 

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page ii 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

L

IST OF 

T

ABLES

 

Table 20-1: Designations and titles for AASHTO and ASTM standards that apply to earth retaining 
works ................................................................................................................................................. 1

 

Table 20-2: Backfill requirements ..................................................................................................... 4

 

Table 20-3: Backfill material for crib and cellular walls ..................................................................... 4

 

Table 20-4: Reinforced (infill) soil for MSE walls .............................................................................. 4

 

Table 20-5: Materials for reinforced concrete walls .......................................................................... 7

 

Table 20-6: Construction tolerances for reinforced concrete walls ................................................... 8

 

Table 20-7: Materials for soldier-pile and soldier-pile tie-back walls ............................................... 10

 

Table 20-8: Safety factors ............................................................................................................... 17

 

Table 20-9: Pervious Backfill Gradation .......................................................................................... 20

 

 

 

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-1 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

20 

EARTH RETAINING SYSTEMS 

This chapter provides specifications and requirements for the designing, furnishing, and installing 
earth-retaining systems. Such work shall comply with the Contract documents and the specifications 
outlined in this chapter. 

20.1 

Reference Standards and Codes 

Standards and codes for Earth Retaining System shall be as specified in these specifications, in the 
Contract documents, if any, and the following, in their latest edition: 

  AASHTO LRFD 

American Association of State Highway and Transportation Officials - 

Load and Resistance Factor Design, Bridge Construction Specifications; 

  AASHTO LRFD 

American Association of State Highway and Transportation Officials - 

Load and Resistance Factor Design, Bridge Design Specifications; 

  AASHTO 

Standard  Specifications  for  Transportation  Materials  and  Methods  of 

Sampling and Testing; 

  ADQCC (TR-516) 

Road Structures Design Manual 

  ASTM  American Society for Testing and Materials. 

Table 20-1 presents AASHTO and American Society for Testing and Materials (ASTM) standards 
that are related to materials for earth retaining systems. It includes designations and titles.  

Table 20-1: Designations and titles for AASHTO and ASTM standards that apply to earth 

retaining works 

AASHTO 
DESIGNATION 

ASTM 
DESIGNATION 

TITLE 

 

ASTM C1372-11 

Standard Specification for Dry-Cast Segmental 
Retaining Wall Units 

 

ASTM C140-12a 

Standard Test Methods for Sampling and Testing 
Concrete Masonry Units and Related Units 

ASHTO M 
270M/M 270-12 

ASTM 
A709/A709M-11 

Standard Specification for Structural Steel for Bridges 

AASHTO T 27-11 

ASTM C136-06 

Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and 
Coarse Aggregates 

AASHTO T 236-
08 

ASTM D3080-11 

Standard Test Method for Direct Shear Test  

AASHTO M 
202M/M 202-08 

ASTM 
A328/A328M-
07(2012) 

Standard Specification for Steel Sheet Piling  

 

ASTM 
A690/A690M-
07(2012) 

Standard Specification for High-Strength Low-Alloy 
Nickel, Copper, Phosphorus Steel H-Piles and Sheet 
Piling with Atmospheric Corrosion Resistance for Use 
in Marine Environments  

AASHTO M 
232M/M 232-10 

ASTM 
A153/A153M-09 

Standard Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on 
Iron and Steel Hardware 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-2 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

20.2 

Working Drawings for Earth Retaining Systems 

Working drawings and design calculations shall be submitted to the Engineer for review and approval 
at least four weeks before work begins. Such submittals shall be required for the following: 

a.  For  each  alternative  proprietary  or  non-proprietary  earth-retaining  system  proposed,  as 

permitted or specified in the Contract documents.  

b.  Complete  details  for  the  system  to  be  constructed  are  not  included  in  the  Contract 

documents. 

c.  When  otherwise  required  by  the  Contract  documents  or  these  specifications.  Working 

drawings and design calculations shall include the following: 

1.  Existing ground elevations that have been verified by the Contractor for each location 

involving construction wholly or partially in original ground  

2.  Layout  of  wall  that  will  effectively  retain  the  earth  as  indicated  in  the  Contract 

documents 

3.  Complete design calculations substantiating that the proposed design satisfies the 

design parameters in the Contract documents  

4.  Complete details of all elements required for the proper construction of the system, 

including complete material specifications 

5.  Earthwork  requirements,  including  specifications  for  material  and  compaction  of 

backfill 

6.  Details  of  revisions  or  additions  to  drainage  systems  or  other  facilities  required  to 

accommodate the system 

7.  Other information required in the Contract documents or requested by the Engineer 
8.  Assumption made in design and construction loading 
9.  Life span for the constructed element 
10. Any drainage system required during construction and in service  
11. Proprietary systems 
12. Compaction method 

Work shall not begin on any earth retaining system for which working drawings are required until 
such drawings have been approved by the Engineer. Approval of the Contractor's working drawings 
shall not relieve the Contractor of any responsibility under the Contract documents for the successful 
completion of the work. 

20.3 

Materials for Earth Retaining Systems 

Materials for earth retaining systems shall comply with the standards and requirements outlined in 
this section. 

20.3.1 

Concrete for Earth Retaining Systems 

Concrete for earth retaining systems shall comply with the requirements outlined in this section. 

20.3.1.1 Cast-in-Place Concrete 

Cast-in-place  concrete  shall  conform  to  the  requirements  of  Chapter  4,  Concrete  Works,  of  the 

Standard Specifications

. The concrete shall be Class C50/20 or stronger unless otherwise indicated 

in the Contract documents. 

20.3.1.2 Shotcrete 

 

Shotcrete shall conform to the requirements of Section 4.3.10.5 of Chapter 4

Concrete Works of 

these 

Standard Specifications

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-3 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

20.3.1.3 Elements 

of 

Precast Concrete  

Precast concrete element materials, manufacturing, storage, handling, and erection shall conform to 
the  requirements  of  Section  21.13  of  Chapter  21,  Concrete  Structures,  of  these 

Standard 

Specifications

Unless otherwise shown in the Contract documents, or in the approved working drawings, Portland 
cement (OPC and SRC) concrete used in precast elements shall conform to Class C50/20. 

20.3.1.4 Segmental 

Concrete Facing Blocks 

Masonry concrete blocks used as wall-facing elements shall have a minimum compressive strength 
of 50 MPa and a water absorption limit of 5 percent.  

Facing blocks shall meet the requirements of the American Society for Testing and Materials (ASTM) 
C1372, except that acceptance regarding durability under this testing method shall be achieved if 
the  weight  loss  of four  of  the  five  specimens at  the  conclusion of  150  cycles does  not  exceed  1 
percent of its initial weight. 

Blocks shall also meet the additional requirements of ASTM C140.  

20.3.2 

Reinforcing Steel for Earth Retaining Systems 

Reinforcing steel shall conform to the applicable requirements of Chapter 5, Reinforcing Steel, of 
these 

Standard Specifications

20.3.3 

Structural Steel for Earth Retaining Systems 

Structural  steel  shall  conform  to  the  American  Association  of  State  Highway  and  Transportation 
Officials  (AASHTO)  M  270M/M  270  (ASTM  A709/A709M),  Grade  36  (Grade  250)  or  equivalent, 
unless otherwise specified in the Contract documents. 

20.3.4 

Timber for Earth Retaining Systems 

Timber  shall  conform  to  the  requirements  of  Chapter  16,  Timber  structures  of  the  American 
Association  of  State  Highway  and  Transportation  Officials  (AASHTO)  LRFD  Bridge  Construction 
Specifications,  3

rd

  Edition,  2010  and  Chapter  7  of  the 

Standard Specifications, 

Incidental 

Construction.  

20.3.5 

Drainage Elements for Earth Retaining Systems 

Drainage elements for earth retaining systems shall comply with the requirements outlined in this 
section. 

20.3.5.1 

Pipe and Perforated Pipe 

Pipe and perforated pipe shall conform to Subsection 708, Concrete, Clay, and Plastic Pipe; and 
Section 709, Metal Pipe, of the AASHTO Guide Specifications for Highway Construction. 

20.3.5.2 Filter 

Fabric 

Filter fabric shall conform to the requirements of Section 2.5.2.9 of Chapter 2, Earthworks, of the 

Standard Specifications

20.3.5.3 Pervious 

Backfill 

Pervious  backfill  material  shall  conform  to  the  requirements  of  Section  2.5.2.5  of  Chapter  2, 
Earthworks, of the 

Standard Specifications,

 unless otherwise specified in the Contract documents or 

in the approved working drawings. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-4 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

20.3.5.4 Geocomposite Drainage Systems 

Geocomposite  drainage  systems  shall  conform  to  the  requirements  specified  in  the  Contract 
documents or the approved working drawings. 

20.3.6 

Backfill Material 

All backfill material shall consist of material free from organic material or other unsuitable material, 
as determined  by  the  Engineer. Gradation shall  be  determined  by AASHTO  T  27 (ASTM  C136). 
Grading shall be as shown in Table 20-2, unless otherwise specified. 

Table 20-2: Backfill requirements  

Sieve size 

Percent passing 

75 mm 

100 

No. 4 (4.75 mm) 

35 – 100 

No. 30 (600 μm) 

20 – 100 

No. 200 (75 μm) 

0 - 15 

20.3.6.1 Crib 

and Cellular Walls 

Backfill material for crib and cellular walls shall be of such character that it will not sift or flow through 
wall openings in accordance to 

Table 20-2

. For wall heights more than 6.0 m, following grading, as 

shown in Table 20-3, shall be required. 

Table 20-3: Backfill material for crib and cellular walls 

Sieve size 

Percent passing 

75 mm 

100 

No. 4 (4.75 mm) 

25 – 70 

No. 30 (600 μm) 

5 – 20 

No. 200 (75 μm) 

0 – 5 

20.3.6.2 Mechanically 

Stabilised Earth Walls 

Reinforced (infill)  soil  for  mechanically  stabilised  earth  (MSE)  walls  shall  conform  to the  grading, 
internal friction angle, and soundness requirements shown in Table 20-4. 

Table 20-4: Reinforced (infill) soil for MSE walls 

Sieve size 

Percent passing 

75 mm 

100 

No. 40 (425 μm) 

5 – 60 

No. 200 (75 μm) 

0 – 10 

*Plasticity index (PI), as determined by AASHTO T 90, shall not exceed 6%. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-5 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Materials shall exhibit an angle of internal friction of not less than 36 degrees, as determined by the 
Standard Direct Shear Test, AASHTO T 236 (ASTM D3080), on the portion finer than the No. 10 (2-
mm) sieve, utilising a sample of the material compacted to 95 percent of AASHTO T 99, Methods C 
or  D  at  optimum  moisture  content.  No  testing  is  required  for  reinforced  (infill)  material  where  80 
percent of sizes are greater than 19 mm. 

Materials shall be substantially free of shale or other soft, poor durability particles; and shall have a 
magnesium sulphate soundness loss of less than 30 percent after five cycles. 

Additionally, reinforced (infill) material shall meet the following electrochemical requirements when 
using steel soil reinforcement: 

a.  pH of 6 to 10  
b.  Resistivity not less than 30 ohm.m 
c.  Chlorides not greater than 100 parts per million  
d.  Sulphates not greater than 200 parts per million 
e.  No recycled aggregate material shall be used 

20.4 

Earthwork for Earth Retaining Systems 

Earthwork for retaining systems shall comply with the requirements outlined in this section. 

20.4.1 

Structure Excavation 

Structure  excavation  for  earth-retaining  systems  shall  conform  to  the  requirements  of  Section 
2.4.2.11 of Chapter 2

Earthworks, of the 

Standard Specifications

 and as provided below. 

20.4.2 

Foundation Treatment 

If sub-excavation of foundation material is required, the Contractor shall perform the excavation to 
the limits shown. Material excavated shall be replaced with structure backfill material meeting the 
requirements for the particular earth-retaining system to be constructed, unless a different material 
is specified in the Contract documents. 

Foundation soil shall be proof rolled and compacted to 95% Modified Proctor density and inspected 
by the Engineer prior to placement of levelling pad materials, or as per bearing capacity required 
shown on the Contract plans. 

20.4.3 

Structure Backfill 

Placement  of  structure  backfill  material  shall  conform  to  the  requirements  of  Section  2.5.2.4  of 
Chapter 2, Earthworks, of the 

Standard Specifications

 and Section 20.6. Material used shall conform 

to the requirements of Section 20.3.6.  

20.5 

Drainage for Earth Retaining Systems 

Drainage facilities shall be constructed in accordance with the details shown in the approved working 
drawings or in the Contract documents and these specifications. 

20.5.1 

Concrete Gutters 

Concrete gutters shall be constructed to the profile indicated in the Contract documents or in the 
approved  working  drawings.  Shotcrete  shall  conform  to  the  requirements  of  Section  4.3.10.5  of 
Chapter 4

Concrete Works of these 

Standard Specifications

. Outlet works shall be provided at sags 

in the profile, at the low ends of the gutter, and at other indicated locations. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-6 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

20.5.2 

Weep Holes 

Weep holes shall be constructed by the Contractor at the locations shown in the Contract documents 
or in the approved working drawings. A  minimum of 0.06 m

3

 of pervious  material  as specified in 

Article 20.3.5.3 encapsulated with filter fabric shall be placed at each weep hole. 

Joints  between  precast  concrete  retaining-wall  face  panels  that  function  as  weep  holes  shall  be 
covered with filter fabric. The filter fabric shall be bonded to the face panels with approved adhesive. 
Face panels that are to receive the filter fabric shall be dry and thoroughly cleaned of dust and loose 
materials. 

20.5.3 

Drainage Blankets 

Drainage blankets consisting of pervious material encapsulated in filter fabric, collector pipes, outlet 
pipes,  and  cleanout  pipes  shall  be  constructed  as  specified  in  the  Contract  documents  or  in  the 
approved working drawings. 

Subgrade receiving the filter fabric shall conform to the compaction and elevation tolerance specified 
and shall be free of loose or extraneous material and sharp objects that may damage the filter fabric 
during installation. 

The fabric shall be stretched, aligned, and placed in a wrinkle-free manner. Adjacent borders of the 
fabric  shall  be  overlapped  from  300  mm  to  450  mm.  should  the  fabric  be  damaged,  the  torn  or 
punctured section shall be repaired by placing a piece of fabric that is large enough to cover the 
damaged area and to meet overlap requirements. 

Pervious materials shall be placed in horizontal layers and thoroughly consolidated along with and 
by  the  same  methods  specified  for  structure  backfill.  Ponding  and  jetting  of  pervious  material  or 
structure backfill material adjacent to pervious material shall not be permitted. 

During  spreading  and  compaction  of  the  pervious  material  and  structure  backfill  or  embankment 
material, a minimum of 150 mm of such material shall be maintained between the fabric and the 
Contractor's equipment. 

Perforated  collector  pipes  shall  be  placed  within  the  pervious  material  to  the  flow  line  elevations 
shown. 

Outlet pipes shall be placed at sags in the flow line, at the low end of the collector pipe, and at other 
locations shown or specified in the Contract documents. Rock slope protection, when required at the 
end of outlet pipes, shall conform to the details  in the Contract documents, or approved working 
drawings, and the applicable requirements in Chapter 7 of the 

Standard Specifications, 

Incidental 

Construction. 

Cleanout pipes shall be placed at the high ends of collector pipes and at other locations, as specified 
in the Contract documents. 

20.5.4 

Geocomposite Drainage Systems 

Geocomposite drainage systems shall be installed at the locations shown in the Contract documents 
or in the approved working drawings. Geocomposite drainage material shall be placed and secured 
tightly against the excavated face, lagging, or back of wall as specified in the Contract documents. 
When concrete is to be placed against geocomposite drainage material, the drainage material shall 
be protected against physical damage and grout leakage. 

20.6 

Construction for Earth Retaining Systems 

Earth-retaining system construction shall conform to the lines and grades indicated in the Contract 
documents, on the working drawings, or as directed by the Engineer. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-7 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

20.6.1 

Concrete,  Masonry  Gravity,  and  Reinforced  Concrete 
Retaining Walls 

Stone  and  Reinforced  concrete  block  masonry  construction  shall  conform  to  the  applicable 
requirements of Section 6.2 of Chapter 6

Masonry, of these 

Standard Specifications

.  

Vertical  precast  concrete  wall  elements  with  cast-in-place  concrete  footing  support  shall  be 
adequately  supported  and  braced  to  prevent  settlement  or  lateral  displacement  until  the  footing 
concrete has been placed and has achieved sufficient strength to support the wall elements. 

The exposed face of concrete walls shall receive a Class 2 finish as specified in Section 21.12 of 
Chapter 21, Concrete Structures, of these 

Standard Specifications

, unless a special architectural 

treatment is specified in the Contract documents, or in the approved working drawings. 

20.6.1.1 Materials 

Concrete shall be of the compressive strength shown on the Contract plans, typically Class C30/20. 
Materials shall conform to the requirements of the Contract plans, the Engineer, and these standard 
specifications,  including  those  sections  specifically  noted  in  Table  20-5. Other  materials  required 
shall be as specified in the particular specifications. 

Table 20-5: Materials for reinforced concrete walls 

Material 

Standard specification 
section 

Portland cement concrete and its constituent materials;  

steel reinforcing bar and epoxy-coated steel reinforcing bar;  

premoulded joint filler and water stops. 

Chapter 4, Materials 

Chapter 5, Reinforcing Steel 

Chapter 4, Water stops 

Backfill  

Chapter 2, Structural backfill 

Pipe underdrains 

Chapter 11, Pipe underdrains 

20.6.1.2 Construction Requirements 

a. 

Excavation and Foundation Preparation 

Excavation  and  backfill  shall  be  in  accordance  with  the  requirements  of  applicable  Sections  of 
Chapter 2, Earth Works, of the 

Standard Specifications.

 

Excavation shall conform to the requirements of Section 2.4.2.11 of Chapter 2, Earth Works, and to 
the  limits  and  construction  stages  shown  in  the  Contract  plans.  Foundation  soils  found  to  be 
unsuitable shall be removed and replaced in accordance with the applicable Sections of Chapter 2, 
Earth Works. 

b. 

Precast Concrete Wall Stem Panels 

Unless otherwise indicated on the Contract plans, the Contractor may fabricate precast concrete 
wall stem panels. Precast concrete wall stem panels may be used for construction of retaining walls, 
if allowed by the Contract plans or the particular specifications. Precast concrete wall stem panels 
shall conform to Chapter 4, Precast concrete panels, and shall be cast with Class C30/20 or stronger 
concrete. Formwork shall comply with Chapter 4, Formwork.  

Precast concrete wall stem panels shall conform to the following:  

1.  Be fabricated per the dimensions and details shown in the Contract plans, except as modified 

in the shop drawings or as approved by the Engineer 

2.  Be fabricated full height 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-8 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

3.  Conform to the construction tolerances as stated in Table 20-6  
4.  Include a mating shear key between adjacent panels as follows:  

  Beveled corners 

  Thickness of 40 mm 

  Continuous with uniform width over the entire height of the wall stem, with a minimum 

width of 90 mm and a maxium width of 140 mm 

5.  Receive the surface finish specified in the Contract plans to the limits shown in the Contract 

plans  in  conformance  with  Chapter  21,  Concrete  finishing  or  as  supplemented  in  the 
particular specifications. Rolled on textured finished shall not be used. 

6.  Be cast in a vertical position if a form liner texture is required on both sides of the panel.  
7.  Be rigidly held in place during placement and curing of the footing concrete.  
8.  Be placed a minimum of 25 mm into the footing to provide a shear key.  
9.  Be constructed so that the base of the precast concrete wall stem panel is sloped 40 mm per 

metre to facilitate proper concrete placement. 

Maximum allowable tolerances or deviations from dimensions shown on the Contract plans or the 
approved shop drawings shall be as described in 

Table 20-6

.  

Table 20-6: Construction tolerances for reinforced concrete walls 

Parameter 

Tolerance 

Height of precast wall stem panel 

±6 mm 

Width of precast wall stem panel 

±6 mm 

Thickness of precast wall stem panel 

+6 mm, -3 mm 

Concrete cover for steel reinforcing bar 

+10 mm, -3 mm 

Width of precast concrete wall stem panel joints 

±6 mm 

Offset of precast concrete wall stem panels 

(Deviation from a straight line extending 1.5 m on 
each side of the panel joint) 

-

  Across panel face 

-

  Across top of wall 

 

 

 

±6 mm 

±10 mm 

Footing cross sectional dimensions 

+50 mm, -13 mm 

Variation in footing thickness 

+no limit, -5 % of specified thickness up to 
a maximum of 13 mm  

Average levels of footings 

±25 mm 

Position of wall 

10 mm 

Alignment of wall 

2 minutes 

Average levels of wall 

+10 mm 

Verticality of wall 

1 in 400. Maximum 25 mm  

Surface regularity of wall 

3 mm 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-9 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Soil bearing pressure beneath the formwork supports for the precast concrete wall stem panels shall 
not exceed the maximum design soil pressure shown in the Contract plans for the retaining wall. 

To ensure an even flow of concrete under and against the base of the wall panel, a form shall be 
placed parallel to the precast concrete wall stem panel, above the footing, to allow a minimum 300 
mm head to develop in the concrete during concrete placement. 

Minimum clear cover to the erection block-outs shall be 40 mm. 

All precast concrete wall stem panel joints shall be constructed with joint filler installed on the backfill 
side of the wall. Joint filler material shall extend from 0.6 m below the final ground level in front of 
the  wall  to  the  top  of  the  wall.  Joint  filler  shall  be  a  nonorganic  flexible  material  meeting  the 
requirements for joint filler in Chapter 4 and shall be installed to create a waterproof seal at panel 
joints. 

c. 

Cast-in-Situ Concrete Construction 

Cast-in-situ  concrete  for  concrete  retaining  walls  shall  be  formed,  reinforced,  cast,  cured,  and 
finished in accordance with Chapter 4, Concrete Works, and the details shown in the Contract plans. 
All  cast-in-situ  concrete  shall  be  Class  C30/20.  Formwork  shall  comply  with  Section  1.20.8  of 
Chapter 1, General Requirement, of these 

Standard Specifications

Cast-in-situ  concrete  for  adjacent  wall  stem  sections  between  vertical  expansion  joints  shall  be 
formed and placed separately, with a minimum 12-hour time period between concrete placement 
operations or as approved by the Engineer. 

Premoulded  joint  filler,  12  mm  thick,  shall  be  placed  at  the  full  height  of  all  vertical  wall  stem 
expansion joints. When the Contract plans call for premoulded joint filler, the Contractor shall fasten 
it with galvanised wire nails to one side of the joint. Nails must be no more than 150 mm apart and 
shall be 40 mm from the edges over the entire joint area. Nails shall be at least 40 mm longer than 
the thickness of the filler. 

Nails  may  be  substituted  by  the  Contractor  with  any  adhesive  approved  by  the  Engineer.  This 
adhesive, however, shall be compatible with ASTM D 1751

(29)

 materials and capable of bonding the 

filler to portland cement concrete (PCC). 

d. 

Backfill, Weepholes, and Gutters 

Backfill,  weepholes,  and  gutters  shall  be  constructed  as  shown  on  the  Contract  plans.  Unless 
otherwise shown in the Contract plans, structural backfill conforming to the requirements of Section 
2.5.2.4 of Chapter 2, Earth Works, backfill, shall be installed in the zone between the back of wall 
and a vertical plane extending up from the back of the footing or from the back of the wall drain, 
whichever is farther from the back of the wall. Structural backfill shall extend the full height of the 
wall or to 200 mm below the concrete gutter, if present, unless otherwise shown on the Contract 
plans.  

Backfill and compaction in bridge approach zones shall be done  for each layer. For other areas, 
backfill  and  compaction  shall  only  be  required  for  the  top  600  mm  of  depth.  All  backfill  and 
compaction shall be performed in accordance with Section 2.5.3.4 of Chapter 2, Earth Works, of the 

Standard Specifications.

 

Weepholes are typically 75-mm-diameter openings placed in the wall panel above the ground level 
at the face of wall and sloped down toward the face of wall, as shown in the Contract plans. 

20.6.2 

Sheet-pile, Soldier-pile and Secant Pile walls 

This  work  constructs  continuous  walls  of  timber,  steel,  or  concrete  sheet  piles,  and  constructs 
soldier-pile (H-Beam/King Post) walls with horizontal facing elements of timber, steel, or concrete. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-10 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

20.6.2.1 Description 

This work constructs sheet pile, soldier-pile walls, soldier-pile tie-back walls, concrete soldier-pile 
walls, and secant pile walls.  

Soldier-pile  walls  consist  of  steel  piles,  which  may  be  wide  flanges  or  pipes,  embedded  into  the 
ground along the wall alignment with timber lagging installed to retain soil between the piles. Soldier-
pile tie-back walls are soldier-pile walls with ground anchors installed between piles. 

Concrete soldier-pile walls use reinforced concrete shafts instead of steel piles, and the unsupported 
length of wall between concrete piles is retained by reinforced shotcrete facing in place of timber 
lagging.  

Secant pile walls consist of closely spaced concrete shafts with no unreinforced space between the 
constructed shafts.  

20.6.2.2 Materials 

Materials shall meet the requirements of Table 20-7 and as described herein.  

Table 20-7: Materials for soldier-pile and soldier-pile tie-back walls 

Material 

Specification section 

PCC and its constituent materials;  

Steel reinforcing bar and epoxy-coated steel reinforcing bar;  

Premoulded joint filler and waterstops. 

Chapters 4 and 5, Materials 

Backfill  

Chapter 2, Structural backfill 

Pipe underdrains 

Chapter 11, Pipe underdrains 

Controlled density fill (CDF) 

Chapter 4, Controlled density fill 

Permanent ground anchors 

Chapter 19, Ground Anchors 

Paints 

Chapter 24, Painting 

Shotcrete 

Chapter 7, Shotcrete facing 

Timber lagging for soldier-pile walls shall be structural grade material of the size, species, and grade 
shown on the Contract plans, or as directed by the Engineer. Grades shall be as established by the 
United Kingdom Timber Grading Committee, or equivalent international timber grading certification 
organisation, as approved by the Engineer

.

. Unless otherwise specified, timber lagging in walls with 

concrete fascia panels shall be untreated. Timber lagging for all other walls shall be treated. 

Material for steel piling and pile splices shall conform to ASTM A 36M or ASTM A 992M, except the 
material for steel pipe piling and splices shall conform to the requirements of ASTM A 252, Grade 2. 
Steel soldier-piles, and associated steel bars and plates, shall conform to ASTM A 36M or ASTM A 
992M, except as otherwise noted in the Contract plans. All steel piling material may be accepted by 
the Engineer based on the manufacturer’s certificate of compliance. 

Other materials required shall be as specified in the particular specifications. 

20.6.2.3 Sheet-pile 

Walls 

Steel sheet piles shall be of the type and weight (mass) specified in the Contract documents. Steel 
sheet piles  shall conform to the requirements  of AASHTO M 202M/M 202 (ASTM A328/A328M), 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-11 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

AASHTO M 270M/M 270 (ASTM A709/A709M) Grade 50 (Grade 345), or to the specifications for 
Piling for Use in Marine Environments in ASTM A690/A690M.  

Painting of steel sheet piles, when required, shall conform to the requirements of Section 24.5 of 
Chapter 24, Painting, of the 

Standard Specifications

Timber  sheet  piles,  unless  otherwise  specified  or  permitted  in  the  Contract  documents,  shall  be 
treated  in  accordance  with  American  Association  of  State  Highway  and  Transportation  Officials 
(AASHTO) LRFD Bridge Construction Specifications, Chapter 17, Preservative treatment of wood. 
Piles shall be of the dimensions, species, and grade of timber specified in the Contract documents. 
Piles may be either cut from solid material or made by building up with three planks securely fastened 
together. 

Piles shall be drift sharpened at their lower ends so as to wedge adjacent piles tightly together during 
driving. 

Concrete sheet piles shall conform to the details specified in the Contract documents or the approved 
working  drawings.  Manufacture  and  installation  of  sheet  piles  shall  conform,  in  general,  to  the 
requirements for precast concrete bearing piles in Chapter 18 of the 

Standard Specifications, 

Driven 

Piles. 

Concrete sheet piles detailed to have a tongue and groove joint on the portion below-ground and a 
double-grooved joint on the exposed portion shall, after installation, have the upper grooves cleaned 
of all sand, mud, or debris and grouted full. Unless otherwise provided in the Contract documents, 
or approved in writing by the Engineer, grout shall be composed of one part cement and two parts 
sand. The grout shall be deposited through a grout pipe placed within a watertight plastic sheath 
extending the full depth of the grout slot formed by the grooves in two adjacent pilings and which, 
when filled, completely fills the slot. 

Sheet piles shall be driven to the specified penetration or bearing capacity in accordance with the 
requirements of Chapter 18 of the 

Standard Specifications, 

Driven Piles. 

After driving, the tops of sheet piles shall be neatly cut-off to a straight line at the elevation specified 
in the Contract documents, or as directed by the Engineer. 

Sheet-pile  walls  shall  be  braced  by  wales  or  other  bracing  system,  as  shown  in  the  Contract 
documents, or directed by the Engineer. 

Timber waling strips shall be properly lapped and joined at all splices and corners. The wales shall 
preferably be in one length between corners and shall be bolted near the tops of the piles. 

When specified in the Contract documents, or in the approved working drawings, reinforced concrete 
caps  shall  be  constructed  in  accordance  with  Chapter  4,  Concrete  Works,  of  these 

Standard 

Specifications

20.6.2.4 Soldier-pile 

Walls 

Soldier-piles (H-Beam/King Post) shall be either driven piles or piles constructed in a drilled shaft 
excavation to the specified penetration or bearing capacity indicated in the Contract documents. 

Driven piles shall be furnished and installed in accordance with the requirements of Chapter 18 of 
the 

Standard Specifications, 

Driven  Piles.  Piles  shall  be  of  the  type  indicated  in  the  Contract 

documents. 

Piles constructed  in a  drilled  shaft  excavation  shall  conform  to the  details  shown  in  the  Contract 
documents. 

Construction of the shaft excavation and placement of concrete or lean concrete backfill shall be in 
accordance with Chapter 17, of the 

Standard Specifications, 

Drilled Piles. Structural components of 

the  soldier-pile  placed  in  the  shaft  excavation  shall  be  as  specified  in  the  Contract  documents. 
Reinforced concrete, either cast-in-place or precast, shall conform to the requirements of Chapter 4 
of the 

Standard Specifications, 

Concrete Works. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-12 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

Timber members shall conform to the requirements of the American Association of State Highway 
and Transportation Officials (AASHTO) LRFD Bridge Construction Specifications, 2010, Chapter 16, 
Timber structures and Chapter 17, Preservative treatment of wood of and Chapter 7 of the 

Standard 

Specifications,

 Incidental Construction.  

Steel members shall conform to the requirements of Chapter 23 of the 

Standard Specifications, 

Steel 

Structures. Painting of steel members, if required, shall conform to the requirements of Section 24.5 
of Chapter 24, Painting, of the 

Standard Specifications.

 

Concrete backfill placed around precast concrete, timber, or steel pile members in the drilled shaft 
excavation shall be of class C20/20 or as shown in the Contract plans. The limits for placement of 
concrete and lean concrete shall be specified in the Contract documents. 

The facing spanning horizontally between soldier-piles shall conform to the materials and details in 
the Contract documents or in the approved working drawings. Timber lagging shall conform to the 
requirements of the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) 
LRFD  Bridge  Construction  Specifications,  Chapter  16,  Timber  structures,  and  Chapter  17, 
Preservative  treatment  of  wood.  Precast  concrete  lagging  or  facing  panels  and  cast-in-place 
concrete  facing  shall  conform  to  the  requirements  in  Chapter  4  of  the 

Standard Specifications, 

Concrete Works. 

Concrete anchors, welded connections, and bolted connections for securing facing elements to the 
soldier-piles shall conform to the details in the Contract documents. 

Exposed surfaces of concrete wall facing shall receive a Class 1 finish, as specified in Chapter 4 of 
the 

Standard Specifications, 

Concrete Works, unless a special architectural treatment is specified in 

the Contract documents or in the approved working drawings. 

20.6.2.5 Secant-Pile Walls 

Secant pile walls shall be constructed in the same manner as concrete soldier-pile walls, except that 
the  sequence  of  shaft  construction  shall  be  as  indicated  in  the  particular  specifications.  Primary 
shafts are installed first and allowed to cure undisturbed for the minimum time established in the 
particular specifications before secondary piles are constructed in the intermediate areas.  

20.6.2.6 Anchored 

Sheet-pile and Soldier-pile Walls 

Anchored wall construction shall consist of constructing sheet-pile and soldier-pile walls anchored 
with a tie-rod and concrete anchor system or with ground anchors. Sheet-pile and soldier-pile wall 
construction shall conform to the requirements of Articles 20.6.2.3 and 20.6.2.4, respectively. 

a. 

Wales 

Wales consisting of timber, steel, or concrete shall conform to the details in the Contract documents, 
or in the approved working drawings. The alignment of wales shall be such that tie-rods or ground 
anchors can be installed without excessive bending. Steel wales shall conform to the requirements 
of Chapter 23 of the 

Standard Specifications, 

Steel Structures. Concrete wales shall conform to the 

requirements of Chapter 4 of the 

Standard Specifications, 

Concrete Works. 

b. 

Concrete Anchor System 

Concrete anchor systems, consisting of drilled shafts or reinforced concrete shapes placed within 
the limits of soil or rock excavation, with or without pile support, shall conform to the details in the 
Contract documents or in the approved working drawings. 

Battered anchor piles shall be driven to the proper batter shown. The tension anchor piles shall be 
furnished with adequate means of anchorage to the concrete anchor block. 

Drilled  shaft  concrete  anchors  shall  conform  to  the  details  in  the  Contract  documents  or  in  the 
approved working drawings and be constructed in conformance with Chapter 17 of the 

Standard 

Specifications, 

Drilled Piles. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-13 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

c. 

Tie-rods 

Tie-rods shall be round-steel bars conforming to AASHTO M 270M/M 270 (ASTM A709/A709M), 
Grade 36 (Grade 250), unless otherwise specified in the Contract documents.  

Corrosion protection shall be provided as specified in the Contract documents. Care shall be taken 
in the handling and backfilling operations to prevent damage to the corrosion protection or bending 
of the tie-rod itself. 

Tie-rod connections to the soldier-piles, wales, wall faces, and concrete anchors shall conform to 
the details specified in the Contract documents. 

d. 

Ground Anchors 

Ground anchors shall be constructed in conformance with the requirements of Chapter 19 of the 

Standard Specifications, 

Ground Anchors. 

Ground anchor connections to soldier-piles, wales, or wall faces shall conform to the details in the 
Contract documents, or in the approved working drawings. Anchor elongation shall be monitored 
and approved before final cutting of strands. 

e. 

Earthwork 

Earthwork shall conform to the requirements in Section 20.4. 

Unless  otherwise  specified  in  the  Contract  documents,  excavation  in  front  of  the  wall  shall  not 
proceed more than 900mm below a level of tie-rods or ground anchors until tie-rods and anchors, or 
ground anchors, are completed and accepted by the Engineer. 

Placement of lagging shall closely follow excavation in front of the wall such that loss of ground is 
minimized. 

20.6.3 

Crib and Cellular Walls 

This  work  constructs  timber,  concrete,  or  steel  crib  walls;  and  concrete  monolithic  cell  walls, 
complete with backfill material, within the cells formed by the members. 

20.6.3.1 Foundation 

In addition to the requirements of Section 20.4.2, the foundation or bed course material  shall be 
finished  to  exact  grade  and  cross  slope  so  that  the  vertical  or  battered  face  alignment  shall  be 
achieved. 

When required, timber mud sills, concrete levelling pads, or concrete footings shall conform to the 
details specified in the Contract documents. Timber mud sills shall be firmly and evenly bedded in 
the foundation material. 

Concrete  for  levelling  pads,  or  footings,  shall  be  placed  against  the  sides  of  excavation  in  the 
foundation material. 

20.6.3.2 Crib 

Members 

Unless otherwise specified in the Contract documents, timber headers and stretcher members shall 
conform  to  the  requirements  of  the  American  Association  of  State  Highway  and  Transportation 
Officials (AASHTO) LRFD Bridge Construction Specifications, Chapter 16, Timber structures, and 
shall  be  the  same  as  for  caps,  posts,  and  sills.  Preservative  treatment  shall  conform  to  the 
requirements of the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) 
LRFD  Bridge  Construction  Specifications,  Chapter  17,  Preservative  treatment  of  wood.  Member 
sizes shall be as shown in the Contract documents.  

Concrete  header  and  stretcher  members  shall  conform  to  the  requirements  of  Chapter  4  of  the 

Standard Specifications, 

Concrete Works, for precast concrete members. Member dimensions and 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-14 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

minimum concrete strengths shall be as specified in the Contract documents, or in the approved 
working drawings. 

Steel crib members consisting of base plates, columns, stretchers, and spacers shall be fabricated 
from  sheet  steel  conforming  to  AASHTO  M  218.  Member  thickness  shall  be  as  specified.  Crib 
members shall be so fabricated that members of the same nominal size and thickness shall be fully 
interchangeable.  No  drilling,  punching,  or  drifting  to  correct  defects  in  manufacture  shall  be 
permitted.  Any  members  having  holes  improperly  punched  shall  be  replaced.  Bolts,  nuts,  and 
miscellaneous hardware shall be galvanized in accordance with AASHTO M 232M/M 232 (ASTM 
A153/A153M). 

20.6.3.3 Concrete 

Monolithic Cell Members 

Concrete monolithic cell members consisting of four-sided cells of uniform height and various depths 
shall be cast in conformance with the requirements set forth for precast members in Chapter 21 of 
the 

Standard Specifications, 

Concrete Structures. Minimum concrete compressive strengths shall 

be of class C30/20. 

Exposed cell faces shall have a Class 1 finish; faces not exposed to view shall have a uniform surface 
finish free of open pockets of aggregate or surface distortions in excess of 6mm. Protruding keys 
and  recesses  for  keys  on the  tops  and  bottoms  of  the side  walls  of  the  cells shall  be accurately 
located. 

20.6.3.4 Member 

Placement 

Timber and concrete crib members shall be placed in successive tiers at spacing conforming to the 
specified details for the particular height of the wall being constructed. 

Drift bolts at the intersection of timber header and stretcher members shall be accurately installed 
so that minimum edge distances are maintained. At the intersection of concrete header and stretcher 
members, asphalt felt shims, or other approved material, shall be used to obtain uniform bearing 
between the members. 

Steel column sections, stretchers, and spacers shall conform to the proper length and weight, or 
mass,  as  specified  in  the  Contract  plans.  These  members  shall  be  accurately  aligned  to  permit 
completing the bolted connections without distorting the members. Bolts at the connections shall be 
torque to not less than 34000 N.mm. 

Concrete monolithic cell members of the proper sizes shall be successively stacked in conformance 
with the layout specified in the Contract documents or in the approved working drawings. Care shall 
be exercised in placing the members to prevent damage to the protruding keys. Damaged or ill-fitting 
keys shall be repaired using a method approved by the Engineer. 

20.6.3.5 Backfilling 

Cells formed by the wall members shall be backfilled with structure backfill material conforming to 
the requirements in Section 20.3.6. Backfilling shall progress simultaneously with the erection of the 
members forming the cells. Placement of backfill material shall not disturb or damage the members. 
Overall stability shall be considered, including construction loading and surcharge. 

Placement of backfill shall be in uniform layers not exceeding 300mm in thickness, unless otherwise 
proposed by the Contractor and approved by the Engineer. Compaction shall be to a density of at 
least 95 percent of the maximum density, as determined by AASHTO T 99, Method C. 

Backfilling behind the wall to the limits of excavation shall conform to the same requirements, unless 
otherwise indicated or approved. 

20.6.4 

MSE Walls 

This Section specifies construction of retaining walls using a proprietary reinforced soil wall system 
using  either  Precast  Concrete  Facing  Panels  or  Modular  Block  Facing  Units,  constructed  in 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION SPECIFICATIONS

   

 

 

PART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 20-15 

Chapter 20: Earth Retaining Systems 

 

 

 

First Edition -January 2018 

accordance  with  the  supplier's  drawings  and  specifications  and  in  conformity  with  the  alignment, 
grades and dimensions shown on the Contract plans or as established by the Engineer. 

MSE  wall  construction  shall  consist  of  constructing  a  facing  system  to  which  polymeric  soil 
reinforcement  is  connected  and  the  placement  of  reinforced  infill  material  surrounding  the  soil 
reinforcement. 

20.6.4.1 Terminology 

Inclusion: is a generic term that encompasses all man-made elements incorporated in the soil to 
improve its behaviour. Examples of inclusions are geotextile sheets, or polymeric grids. The term 
reinforcement  is  used  only  for  those  inclusions  where  soil-inclusion  stress  transfer  occurs 
continuously along the inclusion. 

Mechanically Stabilized Earth Wall (MSEW): is a generic term that includes reinforced soil (a term 
used when multiple layers of inclusions act as reinforcement in soils placed as fill). 

Reinforced  Soil  Slopes  (RSS):  are  forms  of  reinforced  soil  that  incorporate  planar  reinforcing 
elements in constructed earth-sloped structures with face inclinations of less than 70 degrees. 

Geosynthetics: is a generic term that encompasses flexible polymeric materials used in geotechnical 
engineering such as geotextiles, geomembranes, geonets, and grids (also known as geogrids). 

Facing:  is  a  component  of  the  reinforced  soil  system  used  to  prevent  the  soil  from  ravelling  out 
between  the  rows  of  reinforcement.  Common  facings  include  precast  concrete  panels,  dry  cast 
modular  blocks,  shotcrete,  wood  lagging  and  panels,  and  wrapped  sheets  of  geosynthetics.  The 
facing also plays a minor structural role in the stability of the structure. For RSS structures it usually 
consists of some type of erosion control material. 

Retained  Soil:  is  the  fill  material  located  between  the  mechanically  stabilized  soil  mass  and  the 
natural soil. 

Reinforced (Infill) Soil: is the fill material in which the reinforcements are placed. 

20.6.4.2 References 

All work shall conform to the latest edition of all applicable standards and codes. The following is a 
representative list of applicable codes and standards however is not an all inclusive list.  

a.  American Concrete Institute (ACI): 

1.  318/318R, Building Code Requirements for Reinforced Concrete.  

b.  American Society for Testing and Materials (ASTM):  

1.  A615/A615M,  Standard  Specification  for  Deformed  and  Plain  Billet-Steel  Bars  for 

Concrete Reinforcement. 

2.  A775/A775M, Standard Specification for Epoxy-Coated Reinforcing Steel Bars.  
3.  ASTM 4595 , Tensile tests for geotextiles and geogrids.  

c.  American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO):  

1.  AASHTO-LRFD "Bridge Design Specifications 
2.  (AASHTO) LRFD Bridge Construction Specifications,.  

d.  U.S Federal Highway Administration publications: 

1.  FHWA No. FHWA-NHI-10-024 and FHWA-NHI-10-025. 

20.6.4.3 General 

Requirements 

a.  The Contractor shall provide a complete set of drawings issued for construction and complete 

specifications of the proposed wall system for the approval of the Engineer prior to ordering 
materials to construct these walls. 

b.  Any  particular  requirements  of  the  approved  detailed  specifications  for  the  approved 

proprietary system shall govern over any conflicting or incompatible requirement contained 
within these Specifications.  

 

 

 

 

 

 

 

 

Content      ..     1      2      3      4      ..