PROCES VERBAL D ESSAI ref. Es0001/06 M. Nadin - Rue de la Libération à Habay-la-Neuve Construction d une maison unifamiliale

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1 Rue de Vance, 17 Tél. :063/ B.N.S. S.P.R.L Fax : 063/ ESSAIS DE SOLS TVA : BE PROCES VERBAL D ESSAI ref. Es0001/06 M. Nadin - Rue de la Libération à Habay-la-Neuve Construction d une maison unifamiliale DEMANDE PAR : Nadin Franck Rue de la Libération, Habay-la-Neuve POUR LE COMPTE DE : Nadin Franck Rue de la Libération, Habay-la-Neuve REFERENCE DE LA DEMANDE : Demande par fax du 14/06/06 DATE DE REALISATION DES ESSAIS : 15/06/06 LIEU DES ESSAIS : Rue de la Libération 6720 Habay-la-Neuve

2 Description des machines et des essais. Sondage au pénétromètre statique. L essai est réalisé à partir d un pénétromètre de 10 tonnes. L essai de pénétration statique consiste à enfoncer dans le sol, à l aide d un vérin, un train de tubes muni en tête d une pointe conique d une section de 10 cm² de base et ayant un angle au sommet de 60[ ]. Par l intermédiaire de tiges coulissant dans les tubes-allonges, il est possible de faire avancer la pointe seule. Au cours de l essai, deux séries de mesures peuvent être enregistrées : - tous les 20 cm est mesurée la force nécessaire pour enfoncer la pointe et le manchon de la pointe. - par paliers, on fait progresser uniquement la pointe. On obtient ainsi des valeurs de rupture à la pointe q c et la force totale de frottement exercée par le sol sur les tubes (frottement latéral Q st ). 1) La pointe est en position totalement fermée 2) Application d une force sur le tube intérieur de façon à descendre la pointe de 4cm Mesure de Rp. 3) Application d une force sur le tube intérieur de façon à descendre la pointe + le manchon de la pointe de Begeman de 4cm Mesure de Rp+Rl. 4) Application d une force sur les tubes-allonges de façon à ramener la pointe en position fermée En fin d essai, après extraction des tubes, le niveau d eau est relevé au moyen d une sonde électronique. Le niveau d eau déterminé de cette façon peut être fort imprécis dans le cas de terrains peu perméables (argiles, limons), et être fort éloigné du niveau réel des eaux souterraines. Mr Nadin à Habay-la-Neuve 2

3 Interprétations des résultats. Par application de la théorie du Professeur De Beer sur l'interprétation des essais de pénétration statique, il est possible de déduire, de la valeur de la résistance à la pointe, un angle de frottement apparent ϕ u du sol aux différents niveaux de mesure. Les hypothèses simplificatrices de base de cette théorie sont les suivantes (à défaut de valeurs plus précises) : - cohésion du sol nulle : c = 0 [kpa] - poids volumique du sol au-dessus de la nappe : γ = 16 [kn/m³] = 1600 [kg/m³] - poids volumique du sol immergé : γ = 20 [kn/m³] = 2000 [kg/m³] La valeur de q c est, dès lors, déterminée via la formule suivante : RP( x) * 10+ Rods( x) * Poids_Rods q c ( x) = 10 La multiplication de RP par 10 vient du fait que les valeurs données par la carte d'acquisition de l appareillage sont déjà en. Le frottement latéral unitaire formule suivante : F s ( x) = = [ RL( x+ 1) RP( x+ 1) ] [ RL( x+ 1) RP( x+ 1) ]* 150 F s à la profondeur x est calculé au moyen de la * section pointe sectionmanchon 10 Le Friction Ratio FR est le rapport entre F s et q c, exprimé en [%]. L'angle de frottement apparent φ u du sol est déterminé aux différents niveaux de mesure de la manière suivante : '' qc 1) L'essai de pénétration permet de calculer le rapport Nq, d = (1), ' σ '' avec N = f ( ϕ', ϕ ) (2) q, d u 2) On postule ϕ ' = 30 et on déduit ϕ u de la relation (2). 3) Si ϕ < 30, on adopte la valeur trouvée; u si ϕ u > 30, on la rejette; on admet dans ce cas que ϕ ' =ϕu et on recalcule l'angle de frottement apparent, considéré comme égal à l'angle de frottement interne. A partir de la résistance à la pointe q c, il est possible, moyennant certaines hypothèses, de disposer d'une valeur minimale de la constante de compressibilité C q c d'un sol : C = α, le facteur α valant 1,5 selon Buisman (généralement bien adapté ' σv aux sols sableux). Ce facteur est généralement supérieur pour les argiles et les limons (comprise entre 2 et 8) et moindre pour les sols tourbeux. v Mr Nadin à Habay-la-Neuve 3

4 Pour estimer la capacité portante ultime ou le pouvoir portant ultime, plusieurs théories ont été développées. Celle retenue étant celle de Buisman : q ult. q γ. = qn +γ '. N B (le terme relatif à la cohésion étant annulé), 2 π ϕ' où N q = tan +.exp( π.tan( ϕ' )) et N γ 1, 5.( Nq 1).tanϕ'. 4 2 Le pouvoir portant admissible est égal au pouvoir portant ultime divisé par un coefficient de sécurité, idéalement entre 2 et 3. Sondage au pénétromètre dynamique. - Caractéristiques géométriques de la pointe de sondage : Angle au sommet : 90[ ] Section à la base du cône : 15 [cm²] - Diamètre extérieur des tiges de battage : 32 [mm] - Masse du mouton : Pour les essais de Pénétration Dynamique Moyens (DPM) : 30 [kg] Pour les essais de Pénétration Dynamique Lourds (DPH) : 50 [kg] - Hauteur de chute du mouton : 50[cm] - Vitesse d enfoncement : entre 15 et 30 [coups/minute] L essai dynamique consiste à enfoncer dans le sol un train de tiges muni en tête d une pointe conique, et ce par l intermédiaire de coups donnés par un mouton de masse déterminée tombant d une hauteur déterminée. Au cours de l essai, à chaque palier de 10 cm, le nombre de coup N nécessaires pour enfoncer le train de tiges sur la longueur du palier est enregistré. En tenant compte du poids des différents éléments du train de tiges, on obtient alors la résistance de pointe dynamique R d. Interprétations des résultats. La mesure du nombre de coups (N) nécessaires pour enfoncer de 10 cm le train de tiges permet de déterminer la résistance de pointe dynamique R d définie comme suit : R d = M²H A.e.(M+P) Avec M = masse du mouton de battage [kg] H = Hauteur de chute du mouton = 50 [cm] A = Section de la pointe = 15 [cm²] e = enfoncement par coup = 10/N [cm] P = masse totale du train de tiges et de l enclume [kg] Le professeur SANGLERAT propose de déduire de la valeur de R d, la valeur de la capacité portante (contrainte admissible q adm ) : q adm = R d /20 Mr Nadin à Habay-la-Neuve 4

5 Implantation et nivellement. Les 4 essais au pénétromètre statique et dynamique sont repérés sur le plan d implantation ci-dessous. Les côtes de niveau du terrain naturel au droit des essais ont été relevées par rapport au niveau repère 0,00m pris à l intersection de l axe de la route et le prolongement du poteau électrique. Essai Côte en m 1 (Statique) +0,33 2 (Dynamique) +0,35 3 (Dynamique) +0,34 4 (Statique) +0,34 Niveau d eau. Essai Profondeur du niveau d eau (m) (*) Profondeur d éboulement (m) (*) 1 1,30 / 2 1,30 / 3 1,30 / 4 1,30 / (*) par rapport au terrain naturel en place lors des essais de sol. Mr Nadin à Habay-la-Neuve 5

6 Caractéristiques mécaniques du sol. - Le sol présente des caractéristiques similaires sur l ensemble du terrain : o Sous la couche superficielle jusqu à une profondeur de 1,10m, le sol est constitué d une terre argileuse de qualité médiocre dont la capacité portante admissible est limitée à 0,50 kg/cm². Conclusions. o Sous cette couche la capacité portante augmente progressivement pour atteindre des valeurs variant de 1,00 kg/cm² à 10,00 kg/cm² jusqu à ce que la capacité nominale du pénétromètre de 10T soit atteinte à une profondeur de 4,20m à 4,40m sous le terrain naturel. o Toutefois, on peut constater une couche de qualité légèrement moindre à une profondeur de 3,30m sur une épaisseur de 0,50m, la capacité portante atteint des valeurs de l ordre de 1,80kg/cm². - Ne possédant pas toutes les données définitives de l habitation (Niveau d assise des fondations, portée des hourdis et de la toiture, matériaux utilisés, ) les conclusions ci-dessous sont conservatives et établies de manière générale. - Le système de fondation ainsi que la descente des charges sont propres à chaque construction. Il est par conséquent nécessaire de réaliser une étude complète de stabilité afin de dimensionner les éléments porteurs ainsi que les fondations de l habitation. - Pour des données plus précises, nous restons à votre entière disposition pour tous renseignements complémentaires. - Une habitation de gabarit classique (2 niveaux de hourdis) pourrait être fondée en utilisant une des 2 solutions ci-après en fonction du niveau d assise : o Sous la couche superficielle et hors-gel entre les niveaux -0,75m et -1,25m par rapport au niveau repère, semelles filantes B.A., faisant également office de poutres de raidissement longitudinal, suffisamment rigides pour limiter le taux de travail admissible à 0,80kg/cm². o Sous le niveau -1,25m, semelles filantes avec un taux de travail admissible limité à 2,00 kg/cm². - Les couches de sous-fondations étant probablement rocheuses, on veillera à asseoir les fondations sur les couches de même compacité pour éviter les risques de désordre dus à des tassements différentiels. Mr Nadin à Habay-la-Neuve 6

7 - Nous attirons l attention sur le niveau d eau qui se trouve à une profondeur d environ 1,30m. Dans le cas d une habitation avec caves, l étanchéité ainsi que le drainage devront être particulièrement soignés et efficaces. Les murs des caves ainsi que la dalle de sol devront être dimensionnés de façon à reprendre les efforts dus à la pression de l eau. - Les résultats donnés dans ce rapport ne sont valables qu aux endroits des tests réalisés. Un contrôle visuel de la nature des couches sous-jacentes aux fondations doit être effectué lors des travaux de terrassements afin de déceler des éventuelles hétérogénéités locales. Habay, le 10 Août 06 ing. Nadin Franck ir. Gillet Grégory Mr Nadin à Habay-la-Neuve 7

8 Résultat du sondage au pénétromètre statique Point 1 Profondeur Niveau σ'v qc Fs [m] [m] φu [ ] C [-] 0,00 0,33 0,00 Padm 60 0,20 0,13 0,03 0,40-0,07 0,06 6,14 0,20 27,0 143,8 0,9 0,60-0,27 0,10 3,18 0,47 18,2 49,6 0,4 0,80-0,47 0,13 5,28 0,33 20,2 61,9 0,6 1,00-0,67 0,16 24,25 0,07 30,2 227,4 2,3 1,20-0,87 0,19 18,29 0,53 27,0 142,9 1,7 1,40-1,07 0,21 17,33 1,00 25,8 122,6 1,5 1,60-1,27 0,23 72,28 0,47 33,9 467,3 4,2 1,80-1,47 0,25 50,41 2,93 31,7 300,1 3,4 2,00-1,67 0,27 49,45 0,47 31,1 272,7 3,4 2,20-1,87 0,29 33,42 4,67 28,3 171,7 2,6 2,40-2,07 0,31 83,42 1,53 33,2 401,1 4,9 2,60-2,27 0,33 134,42 0,93 35,2 607,3 6,7 2,80-2,47 0,35 40,61 3,07 28,4 173,0 3,0 3,00-2,67 0,37 52,56 8,20 29,8 211,9 3,8 3,20-2,87 0,39 36,56 0,87 26,8 139,9 2,8 3,40-3,07 0,41 73,56 0,40 31,1 267,8 4,8 3,60-3,27 0,43 28,56 1,53 24,1 99,2 2,3 3,80-3,47 0,45 35,70 0,93 25,6 118,5 2,8 4,00-3,67 0,47 63,70 0,07 29,5 202,4 4,5 4,20-3,87 0,49 53,70 25,40 28,0 163,7 3,9 Valeurs prises en compte pour les calculs: Profondeur de la nappe phréatique = 1,3 m Masse volumique du sol saturé = 2000 Masse volumique du sol = 1600 Padm = pression admissible sous semelle de 60 cm de largeur, avec coefficient de sécurité de 2 tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page1/8

9 Point 2 Point 3 Profondeur [m] Résultat du sondage au pénétromètre dynamique Niveau [m] Nbre de coups Rd Qadm Profondeur [m] Niveau [m] Nbre de coups Rd Qadm 0,00 0,35 0,00 0,34 0,10 0,25 1,50 11,90 0,60 0,10 0,24 1,50 11,90 0,60 0,20 0,15 1,50 11,90 0,60 0,20 0,14 1,50 11,90 0,60 0,30 0,05 1,00 7,94 0,40 0,30 0,04 1,00 7,94 0,40 0,40-0,05 0,50 3,41 0,17 0,40-0,06 1,00 6,82 0,34 0,50-0,15 1,50 10,23 0,51 0,50-0,16 0,30 2,05 0,10 0,60-0,25 1,00 6,82 0,34 0,60-0,26 0,30 2,05 0,10 0,70-0,35 1,00 6,82 0,34 0,70-0,36 0,30 2,05 0,10 0,80-0,45 2,50 17,05 0,85 0,80-0,46 1,50 10,23 0,51 0,90-0,55 2,50 17,05 0,85 0,90-0,56 1,50 10,23 0,51 1,00-0,65 2,00 13,64 0,68 1,00-0,66 2,00 13,64 0,68 1,10-0,75 2,00 13,64 0,68 1,10-0,76 3,00 20,45 1,02 1,20-0,85 3,00 20,45 1,02 1,20-0,86 4,00 27,27 1,36 1,30-0,95 3,00 20,45 1,02 1,30-0,96 4,00 27,27 1,36 1,40-1,05 3,00 17,93 0,90 1,40-1,06 4,50 26,89 1,34 1,50-1,15 4,00 23,90 1,20 1,50-1,16 4,50 26,89 1,34 1,60-1,25 7,00 41,83 2,09 1,60-1,26 7,00 41,83 2,09 1,70-1,35 13,00 77,69 3,88 1,70-1,36 7,00 41,83 2,09 1,80-1,45 15,00 89,64 4,48 1,80-1,46 14,00 83,67 4,18 1,90-1,55 9,00 53,78 2,69 1,90-1,56 13,00 77,69 3,88 2,00-1,65 8,00 47,81 2,39 2,00-1,66 11,00 65,74 3,29 2,10-1,75 7,00 41,83 2,09 2,10-1,76 11,00 65,74 3,29 2,20-1,85 9,00 53,78 2,69 2,20-1,86 13,00 77,69 3,88 2,30-1,95 10,00 59,76 2,99 2,30-1,96 14,00 83,67 4,18 2,40-2,05 9,00 47,87 2,39 2,40-2,06 14,00 74,47 3,72 2,50-2,15 24,00 127,66 6,38 2,50-2,16 27,00 143,62 7,18 2,60-2,25 24,00 127,66 6,38 2,60-2,26 33,00 175,53 8,78 2,70-2,35 18,00 95,74 4,79 2,70-2,36 18,00 95,74 4,79 2,80-2,45 11,00 58,51 2,93 2,80-2,46 18,00 95,74 4,79 2,90-2,55 12,00 63,83 3,19 2,90-2,56 11,00 58,51 2,93 3,00-2,65 15,00 79,79 3,99 3,00-2,66 16,00 85,11 4,26 3,10-2,75 20,00 106,38 5,32 3,10-2,76 22,00 117,02 5,85 3,20-2,85 11,00 58,51 2,93 3,20-2,86 13,00 69,15 3,46 3,30-2,95 8,00 42,55 2,13 3,30-2,96 12,00 63,83 3,19 3,40-3,05 9,00 43,13 2,16 3,40-3,06 11,00 52,72 2,64 3,50-3,15 7,00 33,55 1,68 3,50-3,16 9,00 43,13 2,16 3,60-3,25 7,00 33,55 1,68 3,60-3,26 12,00 57,51 2,88 3,70-3,35 7,00 33,55 1,68 3,70-3,36 9,00 43,13 2,16 3,80-3,45 8,00 38,34 1,92 3,80-3,46 10,00 47,92 2,40 3,90-3,55 20,00 95,85 4,79 3,90-3,56 12,00 57,51 2,88 4,00-3,65 23,00 110,22 5,51 4,00-3,66 30,00 143,77 7,19 4,10-3,75 20,00 95,85 4,79 4,10-3,76 33,00 158,15 7,91 4,20-3,85 15,00 71,88 3,59 4,20-3,86 21,00 100,64 5,03 4,30-3,95 32,00 153,35 7,67 4,30-3,96 60,00 287,54 14,38 4,40-4,05 100,00 436,05 21,80 tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page2/8

10 Résultat du sondage au pénétromètre statique Point 4 Profondeur [m] Niveau [m] σ'v qc Fs φu [ ] C [-] Padm, 60 0,00 0,34 0,00 0,20 0,14 0,03 0,40-0,06 0,06 4,14 0,07 23,9 97,0 0,6 0,60-0,26 0,10 8,18 0,00 26,1 127,8 1,0 0,80-0,46 0,13 8,28 0,33 23,9 97,0 0,9 1,00-0,66 0,16 10,25 0,47 23,9 96,1 1,0 1,20-0,86 0,19 14,29 0,80 25,1 111,7 1,4 1,40-1,06 0,21 15,33 1,07 24,9 108,5 1,3 1,60-1,26 0,23 78,28 0,80 34,3 506,1 4,4 1,80-1,46 0,25 34,41 1,87 29,5 204,8 2,6 2,00-1,66 0,27 42,45 1,47 30,3 234,1 3,1 2,20-1,86 0,29 64,42 1,33 32,2 330,9 4,1 2,40-2,06 0,31 47,42 3,33 30,2 228,0 3,4 2,60-2,26 0,33 150,42 1,67 35,7 679,6 7,2 2,80-2,46 0,35 37,61 3,13 27,8 160,3 2,8 3,00-2,66 0,37 69,56 1,00 31,3 280,5 4,5 3,20-2,86 0,39 45,56 1,93 28,4 174,3 3,4 3,40-3,06 0,41 44,56 0,20 27,9 162,2 3,3 3,60-3,26 0,43 24,56 1,07 22,9 85,3 2,0 3,80-3,46 0,45 37,70 0,20 26,0 125,1 2,9 4,00-3,66 0,47 194,70 6,13 35,3 618,8 9,2 4,20-3,86 0,49 336,70 4,27 37,7 1026,5 13,1 4,40-4,06 0,51 536,70 10,73 39,6 1572,4 17,7 Valeurs prises en compte pour les calculs: Profondeur de la nappe phréatique = 1,3 m Masse volumique du sol saturé = 2000 Masse volumique du sol = 1600 Padm = pression admissible sous semelle de 60 cm de largeur, avec coefficient de sécurité de 2 tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page3/8

11 Essai de pénétration statique Point 1 qc 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 Profondeur [m] 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 Matériel utilisé : Pénétromètre d'une capacité de 10 [T] Observations dans le trou de sondage Section de la pointe : 10 [cm²] Profondeur d'éboulement [m] Section des tubes-allonges : 10 [cm²] Profondeur du niveau d'eau [m] 1,30 tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page4/8

12 Essai de pénétration dynamique DPM Point 2 qadm 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Matériel 1,2 utilisé : Pénétromètre d'une capacité de 10 [T] Section de 1,4la pointe : 10 [cm²] Section des 1,6 tubes-allonges : 10 [cm²] Profondeur [m] 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 Matériel utilisé : Masse du mouton : 30 [kg] Observations dans le trou de sondage Section de la pointe : 15 [cm²] Profondeur d'éboulement [m] Section des tubes-allonges : 8 [cm²] Profondeur du niveau d'eau [m] 1,30 tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page5/8

13 Essai de pénétration dynamique DPM Point 3 qadm 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 Profondeur [m] 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 Matériel utilisé : Masse du mouton : 30 [kg] Observations dans le trou de sondage Section de la pointe : 15 [cm²] Profondeur d'éboulement [m] Section des tubes-allonges : 8 [cm²] Profondeur du niveau d'eau [m] 1,30 tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page6/8

14 Essai de pénétration statique Point 4 qc 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 Profondeur [m] 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 4,40 Matériel utilisé : Pénétromètre d'une capacité de 10 [T] Observations dans le trou de sondage Section de la pointe : 10 [cm²] Profondeur d'éboulement [m] Section des tubes-allonges : 10 [cm²] Profondeur du niveau d'eau [m] 1,30 tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page7/8

15 Comparaison des différents points 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 qadm 2,0 1,0 0,0 1,00 0,00-1,00-2,00-3,00-4,00 Niveaux[m] Point 1 Statique Point 2 Point 3 Point 4 Statique tél.:063/ fax.:063/ Résultats Page8/8