Fiche ressource n 4 : le terrassement d une autoroute (autres étapes)

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1 Fiche ressource n 4 : le terrassement d une autoroute (autres étapes) SOMMAIRE 1) Assainissement : fouilles et remblais techniques 2) Assainissement : pose des tuyaux en béton et des ouvrages de vidange 3) Transport 4) Traitement des sols 5) Drainage - maîtrise de l eau 6) Remblai et compactage 7) Finitions 1 - Assainissement : fouilles et remblais techniques Les fouilles sont implantées avant exécution et matérialisées sur le terrain par un marquage à la chaux ou à la peinture. Elles sont réalisées à l aide d un laser et d une mire ce qui permet à la pelle de réaliser la fouille à la bonne profondeur : soit de 10 à 20 centimètres au-dessous de l arase inférieure de la canalisation. Le lit de pose est ensuite réalisé avec du sable 0/4 réparti sur une épaisseur de 10 à 20 centimètres et correctement compacté. Il est dressé suivant la pente et l altimétrie prévue au projet. Des niches sont aménagées dans ce lit de pose au droit des joints des tuyaux de manière que les tuyaux portent sur toute leur longueur et non sur les joints. La surface ne doit présenter aucun point dur ou faible. Le fond de la tranchée est compacté par deux passes de compacteur de géométrie appropriée permettant d assurer la stabilité et la planéité du fond de la tranchée. Les remblais techniques sont réalisés après la pose de tous les tuyaux bétons emboîtés à l aide de la pelle. Ils sont réalisés avec du sable 0/4 par couches d épaisseur environ égale à 15 centimètres correctement compacté selon un nombre de passe prédéfini. La couche de sable déposée tient compte du foisonnement avant compactage. Le sable utilisé, qui doit être humide pour être correctement compacté, est régulièrement arrosé à l aide d une " arroseuse ". Il est à noter que la qualité des travaux en tranchée dépend pour une bonne part de la qualité du compactage, compactage dont l objectif est : * d éviter les tassements ultérieurs, * d éviter les différences de perméabilité trop importantes, * assurer une bonne tenue mécanique de la tranchée. Le passage des compacteurs doit être effectué à une distance raisonnable de la conduite : 0,25 à 0,55 mètre.

2 Le contrôle de compactage est effectué au moyen d un Gamma densimètre aussi appelé Troxler. L interprétation des mesures nécessite que puisse être réalisé l essai Proctor fournissant la référence de compactage. Sous chaussée, la partie supérieure du remblai de la tranchée doit offrir un support suffisamment rigide permettant de compacter efficacement les assises. 2 - Assainissement : pose des tuyaux en béton et des ouvrages de vidange Les tuyaux en béton armé sont livrés sur le chantier par camions et déchargés non loin de l emplacement de l ouvrage à réaliser pour faciliter et accélérer leur pose ultérieure. Des cales en bois peuvent être utilisées pour ne pas détériorer les éléments. L emboîtement des tuyaux armés se fait à l aide d une pâte spécifique étalée sur les joints intégrés à la fabrication. Les joints doivent auparavant être soigneusement nettoyés. Le premier tuyau béton est posé au laser et calé à l aide de sable pour assurer son maintien. Les tuyaux sont posés à partir de l aval et leur emboîture (extrémité femelle) est dirigée vers l amont. Les collets mâles et femelles sont tous graissés à l aide d une pâte spécifique, particulièrement au niveau de l extrémité arrondie du joint, avant l emboîtement des joints dits glissants. Chaque élément est descendu sans heurt dans la tranchée et présenté dans l axe de l élément précédemment posé, emboîté, réaligné et calé à l aide du laser. Les tuyaux sont posés en file bien alignée et avec une pente régulière. L emboîtement est réalisé à l aide d un godet de pelle par une poussée progressive exercée suivant l axe de l élément précédent. Le remblayage de l assise est entrepris avec soin en poussant les matériaux sous les flancs de la canalisation afin de ne pas laisser de cavité. Les têtes de buses sont ensuite posées de niveau et bétonnées sur les buses pour réaliser un ensemble solidaire. Le béton utilisé pour bétonner est régulièrement contrôlé. De l enrochement est également mis en place le long de ces têtes pour caler le sable des remblais et pour améliorer l aspect esthétique. Il faut alors mettre en place, entre le fonds de fouille et le tuyau, un support enveloppé d un textile, baptisée chaussette, constitué soit de 80 centimètres de grave 40/70, simple couche drainante, soit, sur les terrains compressibles, une grave de 0/150 formant poutre sous le tuyau. Le niveau du fond de fouille est donc descendu de 80 cm. Le géotextile, qui permet d éviter le mélange des matériaux en place avec les matériaux nobles, est refermé pour former une chaussette drainante. La mise en œuvre de tels ouvrages permet d assurer la stabilité du bloc technique contre les venues d eau et les tassements différentiels en terrain compressible.

3 3 - Transport Tout chantier de terrassement génère des déblais et nécessite la réalisation de remblais. Il faut donc transporter les matériaux extraits avec des engins adaptés : * transport sur route : camions routiers ; * transport de matériaux rocheux : tombereaux de chantier ou camions routiers spéciaux ; * transport sur longues distances : camions routiers ; * transport de grandes quantités à grandes cadences : camions de chantier, tapis roulant ; * transport de matériaux meubles sur de courtes distances à grande cadence : décapeuses ; * transport sur un terrain meuble et humide (ornières) : tombereaux articulés à essieux multiples ; * transport dans des sites urbains à proximité d une rivière : péniches ; * transport dans des carrières, des tunnels ou des sites urbains : tapis roulant (convoyeur). 4 - Traitement des sols Le traitement est une opération qui consiste à mélanger un sol naturel avec de la chaux et/ou un liant hydraulique. Il permet, en améliorant ses caractéristiques, d utiliser un sol qui était impropre à l état naturel. Par ailleurs, cette technique conduit à préserver l environnement : en utilisant les matériaux du site, on sauvegarde les ressources naturelles nobles (roches massives) et on réduit les nuisances (pas de circulation de camions de transport sur les voiries publiques). Le traitement à la chaux (vive) permet de diminuer très rapidement la teneur en eau et ainsi de rendre «portant» des sols non circulables à l état naturel. Lorsque le sol est argileux, le traitement à la chaux (vive, éteinte ou lait de chaux) augmente à long terme ses caractéristiques mécaniques. Le traitement au liant hydraulique procure au mélange des caractéristiques mécaniques pérennes et permet ainsi de l utiliser en couche de forme ou en assises de chaussées.

4 Le matériel nécessaire est composé de : * une épandeuse de liants : citerne tractée de 12 à 16 m3 avec système de dosage pondéral asservi à la vitesse d avancement ; * une arroseuse de 10 à 15 m3, avec une rampe munie d injecteurs, tractée ou automotrice ; * un malaxeur : soit une charrue à socs tractée par un bouteur, soit un pulvérisateur automoteur (pulvi-mixer) à rotor horizontal. 5 - Drainage - maîtrise de l eau La réalisation d un chantier de terrassement passe obligatoirement par la maîtrise de l eau contenue dans les sols mais également de l eau de la nappe phréatique, des cours d eau permanents ou temporaires et des eaux pluviales. La maîtrise de l eau comporte 3 volets : * la collecte et l évacuation des eaux superficielles dans l emprise du projet, ce sont principalement les eaux de pluie, * la collecte et l évacuation des eaux internes, c est-à-dire le drainage, * le rétablissement des écoulements naturels, rus, ruisseaux ou rivières. Ouvrages hydrauliques de traversée : ils permettent le transit de part et d autre de la plate-forme, des eaux des bassins versants. Il peut s agir de véritables ouvrages d art selon leur capacité ou de petits ouvrages constitués d un conduit circulaire ou rectangulaire. Ils sont posés sur une fondation adaptée, et protégés par un remblai technique. Ils comportent un aménagement amont pour entonner l eau et aval pour la restituer au milieu naturel. Drainage : Il a pour fonction de recevoir ou de drainer les eaux de pluie qui s écoulent sur la plate-forme, les eaux de ruissellement des talus et des bassins versants et les eaux internes éventuellement. Les drainages à ciel ouvert sont des fossés revêtus ou non de béton, des cunettes ou des caniveaux. Les drainages enterrés sont des éléments préfabriqués, collecteurs drainants et buses : ils comportent une partie drainante pour capter les eaux et une partie qui permet l écoulement des eaux recueillies vers un exutoire. 6 - Remblai et compactage Un remblai est un ouvrage en terre qui provient de la mise en place de matériaux pour rehausser ou niveler le terrain naturel. Il doit pouvoir supporter les sollicitations ultérieures (trafics routier ou ferroviaire, bâtiments, superstructures...) sans déformation préjudiciable (tassements, glissements...). La qualité d un remblai dépend de la nature des matériaux qui le compose et de leur mise en œuvre.

5 Les matériaux, issus des déblais du site ou d un emprunt, doivent être mis en place à une teneur en eau correcte (pour assurer une portance suffisante) et compactés (pour garantir leur stabilité). Le compactage : c est l action de tasser un matériau à l aide de moyens mécaniques (pour réduire les vides et augmenter sa cohésion). Il est réalisé soit au moyen de compacteurs statiques (à pneus ou à pieds dameurs) qui agissent uniquement par leur poids, soit de compacteurs vibrants (à bille lisse ou à pieds dameurs) qui agissent par leur poids et leur vibration. Le contrôle du compactage est réalisé soit par des mesures ponctuelles de densités (nucléo densimètre), soit par une mesure en continu de l énergie de compactage. 7 - Finitions Elles comprennent : * le nivellement des dépôts ; * le nettoyage général ; * le démontage des installations ; * la remise en état des plates-formes ; * Les dépôts définitifs de matériaux impropres ou excédentaires seront mis en forme et revêtus de terre végétale afin d être remis éventuellement en culture. Un nettoyage général du chantier sera fait afin de permettre sa réception. Les installations seront démontées et les matériels évacués. Les plates-formes utilisées seront remises en état et rendues à leurs propriétaires ou exploitants.