Méthode de dimensionnement

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1 Scierie BatiPlus Contrôle et Vérifications Techniques CANONICA CARTIGNIES ARCHITECTES Méthode de dimensionnement Justifications de la portance des pieux selon l Eurocode 7 et la norme NF P 94-6 Méthode de dimensionnement des pieux en bois fsol (MPa),6,4,,,8,6,4, Q - Argiles/limons Q - Sables/graves Q - Craie Q4 - Marne et Calcaire marneux Q5 - Roche altérée et fragmentée,5,5,5,5 4 4,5 5 5,5 6 Pression limite pl (MPa),,95,9,85,8,8,75,7,65,6,55,5,45,4,5,,5,,5,,5, F(Rc,cal/Rc,mes),,,,4,5,6,7,8,9,,,4,5,6,7,8,9,,8 Données bibliographiques - NSPT Données bibliographiques - cu Données Rouen + Cubzac-les-Ponts - pl Pieux Bois - Compilation Loi normale - Compilation Classe 4 (pieux battus) (Burlon et al., ) Nbre essais Médiane Moyenne Ecart-type 4,9,99,9 Données biblio - NSPT Données biblio - cu 56,8,,74 Données Rouen + Cubzac - pl,77,85,5 Compilation 6,85,99,59 Pieux battus classe 4 7,95,99,,,,,4,5,6,7,8,9 Rc,cal/Rc,mes

2 -Objectifs -Principe de la démarche -Calage des coefficients α pieubois et k p,pieu bois 4-Coefficient de modèle γ R;d Contexte et objectifs Aujourd hui en France, aucune règle ni «contexte normatif» relatifs aux pieux en bois Pas de règles pressiométriques pour les pieux en bois «Contexte normatif» établi à l étranger Etats-Unis Pays-Bas Mise en conformité des règles de calcul françaises par rapport aux exigences établies dans l Eurocode 7 DTU. Fascicule 6-V Remplacés par la nouvelle norme d application nationale de l Eurocode 7 (NF P 94-6) au cours de l année

3 Frottement latéral unitaire limite cp q ( p ) α = ( ap + b)( e l ) s l pieu sol l Coefficient dépendant du type de pieu Valeurs déterminées en fonction de la nature du sol A déterminer pour les pieux en bois Résistance de pointe unitaire limite q = k p * b p LMe fsol (MPa),6,4,,,8,6,4, Q - Argiles/limons Q - Sables/graves Q - Craie Q4 - Marne et Calcaire marneux Q5 - Roche altérée et fragmentée Coefficient dépendant de la nature du sol et des classes des pieux A déterminer pour les pieux en bois Nature de sol,5,5,5,5 4 4,5 5 5,5 6 Argile (%CaCO<%) Limon Sols intermédiaires Pression limite pl (MPa) Sols intermédiaires Sable Grave Craie Marne et Calcaire- Marneux Roche altérée ou fragmentée Choix courbe Q Q Q Q4 Q5 a,,,7,8, b,4,6,7,8,8 c,5, Coefficients de modèle γ R;d et γ R;d γ R;d Coefficient dépendant des classes des pieux A déterminer pour les pieux en bois γ R;d =, (indépendant des classes des pieux)

4 Construction d une base de données d essais de pieux en bois Nombre d essais limité à Rouen (7) et Cubzac-les-Ponts () Essais de chargement détaillés dans la littérature Base de données d essais de pieux américaine Géométrie du pieu (longueur, diamètre tête ou pointe) Coupe géologique du sol + propriétés mécaniques (c u, q c, N SPT ) Portance limite du pieu (terme de pointe et de frottement (?)) 9 essais de chargement corrélés à N SPT 56 essais de chargement corrélés à c u essais de chargement corrélés à N SPT Essais de chargement Rouen + Cubzac-les-Ponts corrélés à p l 6 essais de chargement de pieux en bois dans argile-limon et sable-grave 4

5 Corrélation entre les paramètres c u, N SPT et p l Correspondance entre profils c u, N SPT et profils pressiométriques Argile limon Sable grave pl pl Corrélation entre p l (MPa) et N SPT (/,m) = 5 = N N Corrélation entre p l (MPa) et c u (MPa) (Reiffsteck et al., ) p l c SPT p p α ' l u = + ' β p α β <, 5,5,, à,5 à,5 5,85 SPT 6 essais de chargement avec les profils pressiométriques correspondants Séparation des résistances de pointe et de frottement Donnée établie dans les articles : Portance limite des pieux en bois Choix des ratios R s /R c et R b /R c Sites expérimentaux de Rouen et Cubzac-les-Ponts : R b,moy égal à 7 % de R c,moy Base de données d essais de pieux LCPC : R b,moy égal à 8 % de R c,moy Pieux en bois R b = 5 % de R c R s = 75 % de R c 5

6 Etape Base de données américaine Base de données issue de la littérature Essais de chargement sur sites expérimentaux Etape 4 : Calcul de R s, R b et R c à partir des profils pressiométriques établis α pieu béton battu préfa-sol et k p,classe 4 Profil c u, N SPT en fonction de la profondeur Profil p l en fonction de la profondeur Coupe géologique du sol Géométrie du pieu Résistance ultime R c,mes Pieux en bois intégrés dans la classe 4 ( pieux battus béton préfabriqué et acier fermé) Etape Choix des coefficients α pieu bois-sol et k p,pieu bois-sol Corrélations N SPT ->p l et c u ->p l R s,mes =,75R c,mes R b,mes =,5R c,mes Etape Etape 4 Etape 5 : Calcul des ratios et calage des coefficients α pieu bois-sol et k p,pieux bois R s,cal R b,cal R c,cal R s,mes R b,mes R c,mes Validation ou modification des coefficients R s,cal /R s,mes R b,cal /R b,mes R c,cal /R c,mes Etape 5 Etude des fonctions de répartition des distributions statistiques Coefficient de modèle γ R;d 6

7 Calage du coefficient α pieu bois-sol Etude de la fonction de répartition R s,cal /R s,mes Argile limon Sable grave α pieu béton battu préfa,,4 Règles de calculs de la nouvelle norme 8% de la population des pieux couverte Probabilité de mise en défaut de 7 %,,95,9,8,85,8,75,7,65,6,55,5,45,4,5,,5,,5,,5, F(Rs,cal/Rs,mes) Pieux Bois - Compilation Classe 4 (pieux battus) (Burlon et al., ),,,,4,5,6,7,8,9,,,4,5,6,7,8,9,,,,4,5,6,7,8,9 Valeurs initiales de α pieu béton battu préfa-sol Valeur de α pieu bois dans les argiles limons et les sables graves? Calage des coefficients pour minimiser l écart entre les deux courbes R s,cal /R s,mes 7

8 Calage du coefficient α pieu bois-sol,8,,95,9,85,8,75,7,65,6,55,5,45,4,5,,5,,5,,5,,,,,4,5,6,7,8,9,,,4,5,6,7,8,9,,,,4,5,6,7,8,9 F(Rs,cal/Rs,mes) Classe 4 (pieux battus) (Burlon et al., ) Pieux Bois compilation - αargile= ; αsable=,4 Pieux Bois compilation - αargile= ; αsable= Pieux Bois compilation - αargile=,9 ; αsable=, Pieux Bois compilation - αargile=,9 ; αsable=, α pieu bois-argile =,9 α pieu bois-sable =, Ecart minimisé R s,cal /R s,mes 8

9 Calage du coefficient k p,pieu bois-sol Etude de la fonction de répartition R b,cal /R b,mes k p,pieu classe 4,argile limon 5 k p,pieu classe 4,sable grave,,8 F(Rb,cal/Rb,mes),,95,9,85,8,75,7,65,6,55,5,45,4,5,,5,,5,,5, Minimisation de l'écart entre les deux courbes Pieux Bois - Compilation Classe 4 (pieux battus) (Burlon et al., ) Probabilité de mise en défaut de 7 % conservée,,,,4,5,6,7,8,9,,,4,5,6,7,8,9,,,,4,5,6,7,8,9 R b,cal /R b,mes 9

10 Calage du coefficient de modèle γ R;d Etude de la fonction de répartition R c,cal /R c,mes,8,,95,9,85,8,75,7,65,6,55,5,45,4,5,,5,,5,,5,,,,,4,5,6,7,8,9,,,4,5,6,7,8,9,,,,4,5,6,7,8,9 F(Rc,cal/Rc,mes) Données Rouen + Cubzac-les-Ponts - pl Pieux Bois - Compilation Pas de séparation entre la pointe et le fût des pieux Classe 4 (pieux battus) (Burlon et al., ) γ R;d,pieu bois =,5 γ R;d,pieu battu classe 4 =,5,5 R c,cal /R c,mes

11 Récapitulatif des valeurs α pieu bois - argile limon,9 α pieu bois - sable grave, k p,pieu bois argile limon 5 k p,pieu bois sable grave, γ R;d =,5 ; γ R;d =, ; γ t =,