Le Pont Ouvrages de soutènement Jérôme Saliba Frédéric Rocher-Lacoste (Cerema) Service d études sur les transports, les routes et leurs aménagements
Sommaire Typologie Fonctionnement Pathologie 2 22
Typologie 3 33
Typologie PRINCIPALES FAMILLES D OUVRAGES Les murs poids Les murs en béton armé Les rideaux et parois Les massifs en remblai renforcé Les massifs cloués Les voiles et poutres ancrés 4 44
Typologie 5 55
Murs poids La stabilité de l ouvrage est assurée par son poids La portance du sol peut conditionner la rigidité de l ouvrage largeur de fondation > hauteur soutenue / 3 ouvrages fréquemment en déblai ouvrages plus ou moins «perméables» (gabions -> béton non armé) 6 66
Murs poids : pierres sèches ou jointoyées 7 77
murs en béton non armé 8 88
gabions empilements d éléments préfabriqués en b.a., murs caissons 9 99
Murs béton armé la stabilité de l ouvrage est assurée par la largeur de fondation largeur de fondation 0,3 à 0,6 H ouvrages préfabriqués ou construits en place drainage quasi obligatoire 10 10
Murs béton armé murs en Té renversé 11 11
Sols renforcés remblais renforcés massifs de sols cloués (sol naturel) comportement de fondation de type mur poids stabilité assurée par renforcements (stabilité mixte) L # 0,6 à 0,8xH (remblais renforcés) L # 0,5 à 1,0xH (massif de sol cloué) Drainage 12 12
Remblais renforcés Terre armée 13 13
Remblais renforcés Terre armée 14 14
Remblais renforcés Renforcement par armatures géosynthétiques 15 15 15
Remblais renforcés Renforcement par nappes géosynthétiques 16 16
Massifs en sol cloué Sol en place renforcé par clouage 17 17
Écrans Rideaux de palplanches métalliques Parois moulées ou préfabriquées Parois composites (berlinoises ) Stabilité assurée par butée (fiche) Ecran autostable : fiche # hauteur libre (sans eau) Ouvrages «imperméables» (hypothèse dimensionnement) 18 18
Écrans : rideaux de palplanches 19 19 19
Écrans : parois moulées 20 20
Écrans : parois composites 21 21
Voiles / poutres ancrés Pas de fiche ni semelle de fondation Stabilité assurée par ancrage Ouvrages «imperméables» (hypothèse dimensionnement) Voiles par passe 22 22
Voiles ancrés 23 23
Fonctionnement 24 24
Fonctionnement MODES DE RUPTURE Ruptures géotechniques stabilité générale ; stabilité externe (poinçonnement, renversement, glissement) ; défaut de butée ; arrachement ancrage ou renforcements Ruptures structurelles béton armé - acier ; ancrage ; renforcements ; stabilité externe des éléments empilés ; parement 25 25
Stabilité générale Évaluation de la zone d influence géotechnique (ZIG) 26 26
Stabilité des murs de soutènement 27 27
Stabilité des ouvrages en sol renforcé Stabilité mixte Insuffisance résistance d interraction sol/renforcement Résistance parement ou éléments de liaison 28 28
Stabilité des écrans Défaut de butée Écran autostable Écran ancré ( buton ou tirant) Rupture d un appui 29 29
Résistance structurelle béton armé / acier (murs, écrans) ancrages (butons, tirants, clous) stabilité externe des élements empilés (poinçonnement, glissement, renversement) 30 30
Pathologies 31 31
Pathologies PRINCIPALES MANIFESTATIONS mouvements d ensemble consécutifs à un défaut de stabilité générale ou mixte déplacements, tassements et déformations de tout ou partie de l ouvrage dégradation du sol d appui de l ouvrage par affouillement ou érosion dégradation et altération des matériaux constitutifs 32 32
Pathologies DIFFERENTES TECHNIQUES Murs BA, murs poids, contreforts Terrassement : remblai, auto compactant, remblai léger Drainage : drains subhorizontaux, tranchées drainantes Renforcement de sols : injections, jet grouting, inclusions Renforcement fondations : semelles, pieux, micropieux Tirants d ancrage Clouage Rideaux Maçonnerie neuve et régénération 33 33
Pathologies PRINCIPES 1. Amélioration de la stabilité générale 2. Résolution des problèmes liés à l eau 3. Diminution des actions de poussée 4. Renforcement du sol de fondation 5. Reconstitution de la structure 6. Réalisation d une nouvelle structure 34 34
Pathologies 1. Amélioration de la stabilité générale terrassement drainage tirants (# passifs) clouage 35 35
Pathologies PRINCIPES 2. Gestion des eaux drainage barbacanes assainissement plate-forme 36 36
Pathologies PRINCIPES 3. Diminution de la poussée remblai allégé drainage remblai renforcé injection sol soutenu 37 37
Pathologies PRINCIPES 4. Renforcement sol support micropieux, pieux traitement de sol (inclusions rigides, injection, jet) 38 38
Pathologies PRINCIPES 5. Reconstruction de la structure injection de régénération rejointoiement remplacement tirants passifs 39 39
Pathologies PRINCIPES 6. Construction nouvelles structures remblai mur en béton armé, gabions contreforts (contre-mur) tirants/clous et structure de répartition (longrine, voile BA) 40 40
Pathologies : exemples 41 41
Pathologies : exemples 42 42
Pathologie : exemple stabilité d ensemble rupture d un tirant précontraint consécutive à une surtension due aux mouvements d un versant instable 43 43
Pathologie : exemple mur T.A. Contexte : Effondrement mur T.A à l entrée de la ville (voie «structurante») => urgence (étude et CCTP < 15j) 44 44
Pathologie : exemple mur T.A. Diagnostic : Ø armatures de 3mm en acier galvanisé doux Ø corrosion des armatures au contact des écailles Projet Ø confortement des écailles existantes par clouage Ø confortement de l arrachement par béton projeté puis clouage Ø mise en œuvre plaques spécifiques 45 45
Pathologie : exemple mur T.A. 46 46
Pathologie : difficulté du diagnostic Contexte : Ø déformations sur chaussée ; fissuration ouverte de qq cm avec décalage vertical. 47 47
Pathologie : difficulté du diagnostic =>Projet de confortement massif (contreforts) et bien exécuté Après réparation, réapparition de fissures sur chaussée. => Instrumentation qui confirme une légère évolution des fissures Pluie cévenole : précipitations 364mm en 13h = facteur déclenchant la ruine du mur réparé 48 48 48
Pathologie : difficulté du diagnostic 49 49
Pathologie : difficulté du diagnostic Mauvais diagnostic, défaut de prise en compte de la ZIG du mur inférieur Les flaches sur chaussée liées à la zone d influence géotechnique du mur inférieur Le projet de réparation initial : contrefort de 50 centimètres d épaisseur moyenne. Ce projet s est soldé par un chargement du mur inférieur de l ordre de 4 à 5 tonnes par mètre linéaire Le projet de réparation a précipité la ruine du mur inférieur 50 50
Pathologie : difficulté du diagnostic petit projet étude légère 51 51
Conclusion Les ouvrages de soutènement sont des «objets» éminemment géotechniques. Ne pas se lancer dans un diagnostic de soutènement sans être accompagné d une analyse géotechnique 52 52
Pour Mémoire Document de référence : Les ouvrages de soutènements Guide de conception générale - Sétra (1998) Normes de justification : NF P 94-281 : Murs de soutènement (2014) NF P 94-282 : Écrans (2009) NF P 94-270 : Sols renforcés (2009) 53 MERCI DE VOTRE ATTENTION 53