Les renforcements de sol

Karim BOUDERSA - KELLER Fondations spéciales Les renforcements de sol et la règlementation 1ère Rencontres Franco-Algériennes de la Géotechnique du Forage et des Fondations Alger les 17 et 18 juin 2014

2 Les techniques de renforcement de sol doivent se conformer aux référentiels des fondations superficielles: Normes et DTU: Pour le dimensionnement: Pour l exécution: - le DTU 13.2. (pour les picots et les colonnes ballastées) - Norme sur les procédés de vibration profondes, sur le Jet-grouting, ti sur le Deep Soil Mixing. Recommandations: - les recommandations du CFMS sur les colonnes ballastées - les recommandations du CFMS sur les éoliennes - les recommandations de l AFPS sur les techniques de renforcement de sol et d amélioration de sol - les recommandations ASIRI sur les inclusions rigides Cahiers de charges particuliers à KELLER: Colonnes à Module Mixte, Colonne ballastée injectée, la colonne INSER, le pieu ELITERRE.

3 Quelles Normes d execution? EN 14731 Vibrations profondes EN 14679 Deep mixing EN 12715 Injection (Injection solide, Jet grouting )

Référentiel et les colonnes ballastées Norme NF EN 14731 Amélioration des massifs de sol par vibration Chapitre 1 : Domaine d application de la norme Chapitre 2 : Références norminatives i Chapitre 3 : Termes et définitions Chapitre 4: Informations nécessaires pour l exécution des travaux Chapitre 5: Reconnaissance géotechnique Chapitre 6: Matériaux et produits Chapitre 7: Considérations relatives à la conception Chapitre 8: Exécution Chapitre 9: Surveillance, essais et contrôles Chapitre 10: comptes rendus Chapitre 11: exigences particulières

Référentiel et les colonnes ballastées Procédés exclus de la norme NF EN 14731 - les plots ballastées ou la substitution dynamique -le compactage dynamique - la colonne de gravier pilonnée ou obtenue à l aide d un tube vibro-foncée en tête - les colonnes raides obtenues par malaxage de terrains granulaires avec du ciment - le compactage par explosif

6 Norme NF EN 14731 Amélioration des massifs de sol par vibration Chapitre 4: Informations nécessaires pour l exécution des travaux En phase préparation de chantier Plans des fondations, coupes du projet, plan de masse avec les aménagements extérieurs, plan topographique du TN, plan des réseaux, Reconnaissance géotechnique Descentes de charges, Objectifs à atteindre PHASE EXECUTION Emplacements des axes et points de référence pour l implantation du projet Plate-forme de travail et accès Repérage des réseaux ou des ouvrages souterrains existants

7 Norme NF EN 14731 Amélioration des massifs de sol par vibration Chapitre 5: Reconnaissance géotechnique Nature du sol et compressibilité avec études spécifiques vis-à-vis des matériaux évolutifs (tourbe, ordures ménagères) pour la colonne ballastée et de la granulométrie du sol pour le vibrocompactage. Profondeur: recherche de la base du sol compressible Profondeur de la nappe Obstacles (blocs, horizon compact ) pour le fonçage.

8 Référentiel de colonnes ballastées ALEAS MAJEURS : Pour les sols évolutifs TOURBE ORDURES MENAGERES Pour les sols très compressibles sur plus de 50 cm d épaisseur (qc<300 KPa et Cu < 20 KPa) Difficulté de déterminer un module de compressibilité fiable sans essais labo

9 Référentiel de colonnes ballastées Méthodes de calculs : Dimensionnement Méthodes analytiques : METHODE DE PRIEBE logiciel KID METHODE DES RECOMMANDATIONS CFMS Méthodes numériques Calculs par la méthode des éléments finis

10 Référentiel de colonnes ballastées Points importants d exécution Paramètre à surveiller Techniques de mesure Profondeur des colonnes Mesure directe de la pénétration du vibreur Taux d incorporation Mesures du volume de ballast incorporé Diamètre des colonnes (en tête) Essai de dégarnissage Compactage du ballast en cours d exécution Suivi de l énergie dissipée par le vibreur (pression hydraulique ou consommation électrique) Caractéristiques mécaniques des colonnes Essai in situ dans la colonne (pénétromètre ét statique) ti Portance d une colonne Essai de chargement

11 Référentiel de colonnes ballastées Contrôle et réception en cours d'exécution essais d'étalonnage, essais d'information, attachements Contrôle Diamètre EAU essais de réception contrôle du diamètre de la colonne, contrôle de la continuité en cas de défaut d'enregistrement, contrôle de la compacité, essai de chargement. AIR Avec Sans Avec Sans enregistrement enregistrement enregistrement enregistrement Contrôle Continuité 1/50 1/20 Contrôle Compacité Essai Chargement* 1 par tranche de 50 colonnes jusqu à 100, minimum 3 au-delà Seulement en cas d anomalie 1/50 1/80 sous dallage + 1/20 sous massif avec un minimum de 5 1 essai jusque 800 m et un autre par tranche au-delà. 1 essai jusque 2000 m et 400 colonnes et un autre au moins au-delà. * Pour les chantiers de moins de 1000 m de colonnes ballastées par voie sèche (800 ml par voie humide), on peut ne pas procéder à un essai de chargement mais, dans ce cas, la contrainte admissible sera minorée d un coefficient 1,5.

12 Recommandations AFPS en zone sismique Les améliorations et renforcement de sol en zone sismique CHAPITRE 1 : GENERALITES / INTRODUCTION / OBJET CHAPITRE 2 : RETOURS D EXPERIENCE CHAPITRE 3 : TECHNIQUES D AMELIORATION ET RENFORCEMENT DE SOL CHAPITRE 4 : RECONNAISSANCES ET ÉTUDES DE SOL CHAPITRE 5 : FONDATIONS SUR SOL RENFORCÉ SOUS SOLLICITATIONS SISMIQUES

13 Principes de dimensionnement Objectifs des travaux d amélioration des sols: Améliorer la portance et la stabilité Diminuer [et/ou anticiper] les tassements prévisibles Diminuer les risques de liquéfaction en cas de séismes Évite les purges et substitutions de mauvais sols Évite les fondations profondes (économie sur les fondations mais aussi surtout la structure : coût d un plancher porté >> coût d un dallage) une combinaison Pieux et renf. de sol est possible permet de Gagner du temps ATTENTION AUX INTERACTIONS SOL RENFORCE STRUCTURE: la meilleure technique de renforcement de sol est le procédé qui ne crée pas d incidence sur les autres lots (terrassement-gros œuvre)

14 Principes de dimensionnement Quelle reconnaissance de sol est nécessaire? La reconnaissance de sol doit définir les risques que peut présenter le sol sur le projet, Des études doivent souvent s effectuer en plusieurs étapes en fonction de l avancée du projet. Des essais complémentaires seront éventuellement à envisager en fonction de la technique envisagée Les principaux moyens de reconnaissance sont: Les sondages de reconnaissance Les sondages au pénétromètre statique Les sondages pressiomètriques Les essais de laboratoire granulométrie Teneur en eau, pourcentage de matière organique, le coefficient de compressibilité et de consolidation, )

15 NF P94-500 Prévention des aléas techniques et réduction des risques Etape Phase de réalisation de l ouvrage Etude préliminaire Etude d esquisse Mission d ingénierie géotechnique Etude géotechnique préliminaire de site (G11) 1 Avant projet Etude géotechnique d avant projet (G12) 2 Objectifs en termes de gestion des risques géologiques Première identification des risques Réduction des risques majeurs Prestations d investigations géotechniques Si nécessaire obligatoire Projet Etude géotechnique de Réduction des Si nécessaire projet risques importants Assistance (G2) Contrat Travaux Etude et suivi géotechniques d exécution (G3) 3 Exécution Supervision géotechnique d exécution (G4) Réduction des risques résiduels Si nécessaire Etude d un ou plusieurs éléments géotechniques spécifiques Diagnostic géotechnique (G5) Analyse des risques liés à ce ou ces éléments géotechniques Si nécessaire

16 Principes de dimensionnement Quel type d ouvrage? Charpente métallique en béton? Voiles en béton et murs en briques? Quel type de fondation? Semelle ou radier? Quel type de connection entre les différents ouvrages (R0 à coté de R+6 ) Quelles sont les différentes charges en cours d exploitation? Chargement uniforme où disymétrique Que faut-il vérifier? Tassements Capacité portante Stabilité de pentes Charges sismiques Quelle maille, quel diamètre, et profondeur de renforcement de sol sont-ils nécessaires?

17 Chapitre 1. Contexte général Paramètres pour le choix du procédé Les caractéristiques du sol à améliorer Les caractéristiques de l ouvrage à fonder Nature du sol (granulométrie) CohérentC t Granulaire Blocs Absence/ Présence de matières organiques Charges ponctuelles /réparties Sensibilité aux tassements l environnement du chantier Proximité d ouvrages existants sensibles Teneur en eau et position de la nappe Épaisseur de mauvais sol à traiter Le temps disponible pour la consolidation Objectifs à atteindre par le procédé de renforcement de sol Doit passer par l analyse de la portance initiale et des tassements sur le sol en place sans renforcement

18 Merci beaucoup de votre attention Les renforcements de sol et la règlementation CTC Constantine le 25 Novembre 2010