CLIQUEZ. Matériel de sondages, forages, fondations spéciales, injections et amélioration du sol en place Compléments de cours.

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2 Nota: Ce fichier est en cours de bouclage, quelques techniques particulières ne sont encore pas décrites. CLIQUEZ Matériels Forages pour explosifs Technique des pieux Soutènement: LUTECIENNE, BERLINOISE, PARISIENNE Parois moulées dans le sol

3 Matériels Perforatrice sur chenilles Sondeuse Foreuse sur camion Foreuse sur chenilles Carottes Tarière courte Tarière longue

4 Forages pour explosifs Les explosifs actuels se présentent le plus souvent sous forme de gels. Pour déclencher l explosion il faut absolument des détonateurs. Ceux-ci sont livrés sous escorte policière juste avant le tir, leur nombre est compté et leur utilisation vérifiée. Afin d optimiser les charges utilisées, des calculs sont menés préalablement de façon à déterminer le maillage optimal en fonction de la roche à exploser. Les détonateurs sont déclenchés électriquement avec micro retards de façon à ce que l explosion pousse toujours vers une zone de pression ~ 0. C est donc d abord la ligne la plus près de front de taille que explosera la première suivi à quelques centièmes de secondes plus tard de la deuxième ligne, etc.

5 Technique des pieux (d après Franki France) Pieux forés simples - Tubage provisoire partiel: Pieux exécuté sans nuisances sonores, sans vibration, dans les terrains durs, à grande profondeur Ø minimum 500 mm Outils: Tarière, bucket, carottier, trépan Mise en fiche, règlage, préforage Mise en place de la virole Forage à la tarière Ancrage au carottier Mise en place d armatures partielles ou totales et bétonnage à la colonne Contrôle de l arase du béton Pieux forés tubés, tubage vibrofoncé Grandes profondeurs terrains durs Ø minimum 600 mm Outils: Tarière, bucket, carottier, trépan Mise en fiche, règlage, préforage Vibro - fonçage du tubage de travail Forage et extraction des terres Mise en place d armatures partielles ou totales Bétonnage au tube plongeur Extraction du tubage de travail

6 Pieux forés tubés, tubage louvoyé Pieu exécuté sans nuisance sonore, sans vibration, dans les terrains durs Ø minimum 600 mm Outils: Tarière, bucket, carottier, Benne circulaire, trépan Mise en fiche, règlage, préforage à l abri du premier élément de tubage. Fonçage du tubage par la louvoyeuse Clavetage des élément de tubage à l avancement Ancrage Mise en place d armatures partielles ou totales et bétonnage au tube plongeur Extraction des tubages par la louvoyeuse Pieux forés moulés de petit diamètre Travail sous hauteur réduite, espace exigu,

7 Technique des pieux (d après Franki France) Suite Pieux ou barrettes forés à la boue Grandes profondeurs, toutes natures de terrains a) Barrettes forées à la boue b) Pieux forés à la boue Forage rectangulaire (ep. 500 à 1200 mm) Forage circuliaire (Ø mini 800 mm) Outils: Tarière, bucket, carottier, Outils: Tarière, bucket, carottier, trépan Benne circulaire, trépan a Implantation des murettes guides, préforage place de a Contrôle de l arase du béton b Implantation, préforage et mise en la virolle Mise en oeuvre de la boue bentonitique Forage sous charge de boue Recyclage de la boue, mise en place d armatures partielles ou totales et bétonnage au tube plongeur Tube plongeur relevé par éléments, fin du bétonnage b Extraction de la virolle(b, contrôle de l arase du béton

8 Technique pieux (d après Franki France) Suite Pieux forés à la tarière creuse Pieu injecté faible pression avec tube plongeur télescopique Enregistrement des paramètres de forage et de bétonnage Outils spéciaux: Pointes carbure, nettoyeur de tarière Mise en fiche, réglage des guides de forage. Forage Ancrage par rotation et avec poussée sur l outil Injection de béton dans l axe creux de la tarière. Descente du tube plongeur, remontée de la tarière en rotation lent (dans le sens du vissage), nettoyage de la tarière, bétonnage contrôlé en continu. Mise en place des armatures

9 Technique pieux (d après Franki France) Suite Pieux ATLAS Pieu exécuté sans extraction de terre et sans vibration, chantier propre. Pieu vissé dans le sol: amélioration des caractéristiques des sols par compression latérale et en pointe. Couple de forge: 40 t*m Vérins de poussée: 80 t Mise en fiche, réglage et pose d une pointe perdue. L outil est foncé par combinaison du vissage et du vérinage dans le sol refoulé. Mise en place des armatures En dévissant, le vérinage augmente par refoulement le sol. L épaisseur de l empreinte laissée par l outil, la charge de béton garantissan,t un parfait moulage de celle-ci. Pieux Atlas exécuté.

10 Technique pieux (d après Franki France) Suite Pieux Franki Pieux exécuté sans nuisance sonore notable et plate forme de travail propre. Adaptation de l énergie de battage à l environnement. Refoulement du sol, base élargie. Ø 400 mm à 650 mm Mise en fiche, réglage, confection d un bouchon en béton sec. Pilonnage en fond de tune du bouchon, refoulement du sol. Réalisation de la base élargie dans la couche d ancrage. Mise en place d armatures partielles ou totales. Bétonnage à sec. Extraction du tube.

11 Technique pieux (d après Franki France) Suite Pieux métalliques battus injectés Grande profondeur, chantier propre, exécution rapide. Amélioration du frottement latéral, injection par la pointe. Reprise d efforts de traction et de sollicitations horizontales importantes. Mise en fiche, réglage. Battage du tube par mouton hydraulique ou diesel et injection simultanée de mortier. Refoulement (par le sabot) des sols maintanus et expansés par l injection de mortier. Pieu terminé. Recepage et soudage d une plaque.

12 Technique pieux (d après Franki France) Suite Pieux à tube battu moulés dans le sol: Refoulement du sol, plateforme de travail propre, grandes profondeurs. Mise en fiche, réglage et pose d une plaque perdue. Fonçage du tube par battage au mouton hydraulique ou diesel. Mise en place des armatures partielles ou totales. Bétonnage à sec. Extraction du tube (vibré si nécessaire.

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15 Soutènement: LUTECIENNE, BERLINOISE, PARISIENNE (d après Franki France) a: Pieux de paroi lutécienne: pieux en béton moulés dans le sol, armés de cages d armatures. b: Pieux de paroi berlinoise: profilés métalliques mis en place dans un forage, scellés en partie basse. Parisienne: poteau béton armé mis en place dans un forage, scellé en partie basse. Forage (voir pieux forés). a: lutécienne Mise en place de la cage d armature Mise en place du béton. b: berlinoise Mise en place du béton de scellement Mise en place et réglage des profilés, remplissage de l espace annulaire. Première passe de terrassement, blindage par équipement du voile (treillis soudés) et projection de béton. Forage des tirant puis injection (ou pose de butons). Après séchage et mise en tension des tirants, seconde passe de terrassement puis second blindage...

16 Parois moulées dans le sol Principe: Les parois moulées entrent dans la catégorie des ouvrages de soutènement Elles permettent, en les ancrant dans un horizon imperméable, de créer une enceinte étanche.(s il n existe pas d horizon imperméable, l obtention d une «boîte» en étanchant le fond par injection. Le forage des parois s effectue sans vibration et permet d atteindre de grandes profondeurs (60 m et plus). Outils: Benne preneuse (larg:2,80m, ep.: 0,52 1,22 m), trépan, fraise hydraulique pour terrains dur. La paroi moulée dans le sol est un procédé qui est très utilisé pour les constructions comprenant des soussols (fouilles de grandes profondeur réalisées dans la nappe phréatique au voisinage immédiat de constructions existantes) et pour l amélioration de l étanchéité des barrages dans certaines conditions. Cette paroi est généralement associées à l infrastructure de l ouvrage. L épaisseur des parois moulées varie de 0,50 m à 1,20 m, mais les épaisseurs les plus courantes sont de l ordre de 0,60 m à 0,80 m. Comme ouvrage de soutènement, les parois moulées sont aussi employées en site urbain afin de réduire l emprise des talus. Le sol exerce sur ces ouvrages des efforts : à l arrière, un effort de poussée sur l écran exercé par les terres retenues, et devant l ouvrage, le terrain mobilise un effort de butée. La poussée peut être reprise par l encastrement de l ouvrage dans le terrain (hauteur faible) La poussée peut être reprise par l ancrage du mur (paroi moulée ancrée) La poussée peut être reprise par des butons (paroi moulée butonnée par les planchers) Une paroi moulée est un voile en béton armé réalisé dans une tranchée forée sous une boue spéciale qui a pour fonction de maintenir les parois de l excavation. Le forage peut être réalisé de plusieurs manières: à l aide d une grue à benne hydraulique avec ou sans Kelly à l aide d un trépan pour traverser les terrains durs. à l hydrofraise (Procédé développé par l entreprise Solétanche. L ouvrage est coulé en place après descente d une cage d armatures dans la tranchée. L ouvrage peut également être préfabriqué par éléments

17 Parois moulées Suite Le processus est simple et comporte les étapes suivantes: Réalisation de murettes guides (très superficielles) matérialisant le tracé en plan de la paroi et son épaisseur. Ouverture d une tranchée dans le sol (celle-ci peut être de très grande profondeur), à la suceuse ou à la benne hydraulique avec ou sans kelly. En général, la paroi à réaliser est trop longue pour être réalisée en une seule fois; on procède en général par «panneaux»; la difficulté réside dans la réalisation de la continuité des divers panneaux, en particulier au niveau de l étanchéité (Water-stop ou tube de jointoiement) La tranchée est maintenue ouverte grâce à un remplissage de boue thixotropique (argile spéciale bentonite) qui assure l équilibre des parois. Compte tenu des propriété de la boue, tout se passe comme si un film étanche (le cake) se constituait au contact de la boue et du sol. Cette boue, chargée en déblais est extraite, «traitée» et reinjectée au fur et à mesure de l avancement. La tranchée est toujours être remplie, et dans ces conditions, grâce à la densité de la boue qui est supérieure à celle de l eau (~1,1 à 1,2), la pression exercée par la boue sur les parois de la tranchée les maintient en équilibre. L excavation avec boue est réalisée sur la largeur du panneau jusqu à ce que la tranchée ait atteint la profondeur requise, ce qui peut aller jusqu à un ancrage dans le rocher. Entre deux tubes limiteurs (ou 2 profilés supportant le joint water-stop) ou le panneau précédent et un tube limiteur (ou profilé + water-stop), on descend dans la boue la cage d armatures éventuelle. En général la paroi moulée est réalisée sur l ensemble des niveaux de sous-sol; des armatures de reprises doivent donc être prévues et intégrées sur la gage d armatures. On effectue ensuite le bétonnage sous boue au tube plongeur, depuis le fond de l excavation en remontant. Le béton chasse la boue, le tube plongeur est toujours maintenu à plus d un mètre sous le niveau supérieur du béton. On retire (le) les tubes limiteurs laissant en place le joint waterstop et son tube de protection coté panneau suivant. Les opérations ci-dessus sont répétées panneaux après panneaux, les tubes de protection des water-stop sont dégagées avent coulage du panneau suivant. (On utilise aussi des joints à clavettes) Une fois que le béton s est solidifié, on obtient un mur de soutènement, un mur porteur ou simplement un écran étanche. La partie supérieure du béton ayant été en contact avec la boue ~1m devra être «recépée» (Brise Béton monté sur pelle hydraulique). Cette dernière opération permettant aussi de dégager les armatures de reprise en tête de paroi. Les armatures de reprise des porteurs horizontaux sont dégagées après que le terrassement ait été réalisé.

18 Parois moulées Suite Paroi moulée réalisée au Kelly (ou à la benne preneuse: Réalisatio de joints entre panneaux par: Tubes joints ou Water-stop sur profilés. Implantation et réalisation des murettes guides Forage par passes à la benne sous charge de boue. Excavation du merlon central. Le panneau comprend deux passes de forage plus un merlon. Recyclage de la boue, mise en place des tubes joints ou de planches équipées de Water-stop. Mise en place de la cage d armatures. Mise en place des tubes plongeurs, bétonnage du panneau, pompage, recyclage et stokage de la boue bentonitique.. Extraction des tubes joints ou des planches en fonction de la prise du béton..

19 Parois moulées Suite Tubes joints

20 Paroi moulée réalisée à l hydrofraise Joints water-stop Tube d auscultation Hydrofraise compacte Vue des profilés de coffrage du joint Coffrage métallique sur la hauteur duquel sont insérées 2 bandes joint water-stop pour assurer l étanchéité finale

21 Fabrication et traitement de la boue bentonitique Aspiration

22 Parois moulées Suite Fabrication et traitement de la boue bentonitique Désableur

23 Parois moulées Suite Armatures: Préfabrication et mise en place Recouvrement entre 2 demi panneaux inférieur et supérieur Lorsque que les cages sont de très grandes dimensions elle sont amenées à pied d ouvre par semi - remorques

24 Parois moulées Suite Armatures Cales de positionnement et d enrobage Tube d auscultation sonique Anse de positionnement Anse de levage

25 Reprise de la poussée sur la paroi Butonnage provisoire (butons métalliques, butons bois): Pendant les terrassements et dans l attente de la réalisation des planchers qui reprendront les poussées horizontales du sol, de l eau, etc. il est souvent nécessaire de butonner provisoirement les parois (au fur et à mesure de la réalisation de l excavation dans la boîte). Il existe divers types de butons: en bois, en tubes métalliques (photo), en poutres treillis. Les butons sont placés entre deux parois ou dans les angles et sont alors généralement supportés par des corbeaux. On utilise, lorsque les parois sont trop distantes des butons inclinés. Buton d angle Tirants d ancrage: Lorsque la paroi, même armée, n est pas autostable, dans le cas de grande hauteur par exemple, il faut la retenir par des tirants d ancrage qui pourront être situés à un ou plusieurs niveaux. Lorsque le béton a atteint une maturité suffisante, on procède en partie aux terrassements puis on exécute des forages subhorizontaux dans lesquels on introduit des barres ou des câbles en acier. On procède ensuite à l injection de coulis de ciment dans la zone périphérique à l extrémité de ces barres ou câbles puis, lorsque le scellement est assuré, on les met en tension au niveau de la paroi moulée et on les bloque. Butonnage définitif: Il est obtenu par la réalisation des porteurs horizontaux ( poutres, planchers, etc.) Travailler sous un butonnage définitif s appelle: «travailler en taupe»