Cours Les Colonnes Ballastées 1 [PDF]

Zitiervorschau

Dr. LAOUAR MS……Les Colonnes Ballastées…. 3eme année licence

Les Colonnes Ballastées l’insufflation d’air comprimé et à la poussée sur l’outil.

Principe de réalisation 1 Préparation La machine est mise en station audessus du point de fonçage, et stabilisée sur ses vérins. Un chargeur à godet assure l’approvisionnement en agrégats.

2 Remplissage Le contenu de la benne est vidé dans le sas. Après sa fermeture, l’air comprimé permet de maintenir un flux continu de matériau jusqu’à l’orifice de sortie.

4 Compactage Lorsque la profondeur finale est atteinte, le vibreur est légèrement remonté et le matériau d’apport se met en place dans l’espace ainsi formé. Puis le vibreur est redescendu pour expanser le matériau latéralement dans le sol et le compacter.

3 Fonçage Le vibreur latéralement profondeur

5 Finition La colonne est exécutée ainsi, par passes successives, jusqu’au niveau prévu. Les semelles de fondations sont

descend, en refoulant le sol, jusqu’à la prévue, grâce à

1

Dr. LAOUAR MS……Les Colonnes Ballastées…. 3eme année licence

alors réalisées traditionnelle.

de

manière

Caractéristiques Colonnes Ballastées Les Colonnes Ballastées sont constituées par des fûts de matériau d’apport mis en place et compacté dans le sol à l’aide d’un vibreur radial placé à la pointe d’un tube qui lui sert de support. Elles permettent d’obtenir une amélioration en place des caractéristiques globales du sol d’assise. En fonction du matériel couramment utilisé. Elles ont généralement un diamètre de 0,60 à 1,20m. Les Colonnes Ballastées ne fonctionnent que grâce à la réaction d’étreinte latérale qui peu être fournie par la couche de qualité médiocre traversée et le mécanisme de transfert peut être assimilé à celui d’un échantillon pulvérulent placé dans l’appareil triaxial. Elles fonctionnent également comme des drains, par accélération du processus naturel de consolidation. Disposition constructive : Le matériau d’apport peut être un roulé ou un concassé en fonction des disponibilités locales. Les critères de granulométrie sont : d5 > 0,1mm, d30 > 40mm, d100 < 160mm. Le choix du fuseau granulométrique résulte de la fonction essentielle que l’on veut conférer à la colonne ballastée. Le rôle porteur est accru par un fort pourcentage en caillaux. La roche constituant les états du matériau d’apport a des caractéristiques mécaniques élevées et n’est pas sujette à l’attrition. Le critère adopté est la résistance à la compression simple : Rc>25MPa.

2

Dr. LAOUAR MS……Les Colonnes Ballastées…. 3eme année licence

Mise en Œuvre : le forage est exécuté sous l’action de la vibration avec l’aide du poids de l’outil et du fluide de lançage (eau ou air). Par forage à l’eau, on procède à l’extraction du terrain, par contre par forage à l’air on procède par refoulement du terrain. Il en résulte que le diamètre du trou est plus important dans le cas de forage exécuté avec lançage d’eau. Le matériau d’apport doit descendre jusqu’à la pointe du vibreur soit par le forage luimême, soit par l’espace annulaire maintenu entre le vibreur et le sol environnant, soit par tube latéral associé au vibreur. On note que La pointe du vibreur ne doit pas être remontée au dessus du matériau d’apport en place. La fréquence utilisée est généralement comprise entre 15 et 60HZ. Et qu’un attachement est établi pour chaque colonne ballastée conformément au cahier des clauses spéciales. Il comprendra l’indication de la quantité globale de matériaux incorporés et de l’énergie absorbée en fonction de la profondeur. Les volumes incorporés sont mesurés sur le matériau foisonné. Le volume global ainsi mesuré est au mois égal à 1,5 fois le volume théorique de la Colonne Ballastée, ce qui représente compte tenu du serrage, un supplément moyen de diamètre de l’ordre de 10%. Essai d’information : Le nombre d’essais d’information ne doit pas être inférieur à 1 sur 50 colonnes avec un minimum de 3 par ouvrage. Ces essais comportent en fonction de la profondeur :  La coupe géologique approximative des terrains rencontrés.  Les volumes de matériau d’apport mise en place pour chaque mètre de hauteur de colonne.  les premiers de ces essais sont implantés de préférence à proximité des sondages de reconnaissance.  Le volume de matériau d’apport doit être à 1,5 fois le volume théorique de la colonne ballastée correspondant au diamètre à prendre en compte dans les calculs.  Le volume incorporé varie en fonction des caractéristiques du sol en caissant, la section réelle peut donc ne pas être constante sur toute la hauteur de la colonne ballastée qui à été réalisée. Essais de contrôle : les essais de contrôle ont pour objet de vérifier les caractéristiques mécaniques des colonnes ballastées, les résistances minimales, en tout point de l’axe de la colonne à partir de 1 m de profondeur sont : Pénétromètre dynamique Rd=15MPa Ou Pénétromètre statique Rp = 10 MPa Ou pressiomètre Ou SPT

Pl = 1,5 MPa N = 30 MPa 3

Dr. LAOUAR MS……Les Colonnes Ballastées…. 3eme année licence

Remarque : ces essais peuvent présenter des difficultés importantes de réalisation :  Blocage sur gros éléments du matériau constitutif de la colonne.  Déviation du forage d’essai susceptible de sortir de l’emprise de la colonne. Dans ces cas là, l’entrepreneur propose à l’approbation du maître d’œuvre, assisté du géotechnicien, un nouveau programme de contrôle. Le nombre de ces essais de contrôle est fixé par les documents particulaires du marché et doit être au minimum le même que celui des essais d’information. Il est recommandé de réaliser les essais de contrôle à proximité des essais d’information. Le nombre des essais de chargement (contrôle de portance à 1,5 fois la charge de service) est fixé par les documents particulaires du marché et ne sera pas inférieur à 1 par chantier pour les chantiers de moins de 800 m de colonnes ballastées, le maître d’œuvre et le géotechnicien peuvent décider après justification de l’entrepreneur, de ne pas procéder à un essai de chargement (contrôle de portance). L’essai de chargement nécessite la mise en place d’une semelle en tête de la colonne à la côte normale d’utilisation. En général, on limite la surface de la semelle à 2,5 fois la section théorique de la colonne ballastée. Si la couche superficielle de sol a de bonnes caractéristiques mécaniques. L’essai peut ne pas être significatif ; dans ce cas, le géotechnicien peut modifier le programme d’essai. Contrôle de calcul : La contrainte de calcul à l’état limite de service sur une section théorique de colonne ballastée doit être inférieure à 2 fois l’étreinte latérale du sol en caissant sans toutefois être supérieur à 0,8Mpa. Par analogie avec l’essai triaxial, La contrainte verticale de rupture de la colonne est : Qr = Gh

1  sin  = Gh+ 1  sin 

  tg2 ( + ) 4

2

Dans laquelle : Gh : est l’étreinte latérale  : L’angle de frottement interne des la colonne.

La contrainte admissible est calculée à partir de Qr avec un coefficient de sécurité supérieur à 2. La valeur de l’étreinte latérale résulte du rapport géotechnique. Elle est déterminée à partir d’essai de laboratoire ou à partir d’essais in situ tels que le pressiomètre, Le pénétromètre statique ou le scissomètre. Dans le cas du pressiomètre, on peut assimiler l’étreinte latérale h à la valeur de la pression limite. 4

Dr. LAOUAR MS……Les Colonnes Ballastées…. 3eme année licence

On s’assure qu’avec les contraintes calculées, le tassement de la Colonne Ballastée reste compatible avec les tolérances imposées par la structure. Lorsque les terrains traversés n’apportent pas une étreinte latérale suffisante, notamment en tête, l’entrepreneur doit justifier les dispositions particulières qu’il propose. Ces dispositions doivent tenir compte de l’agressivité du sol et des eaux circulant dans le sol. Un groupe de Colonnes Ballastées est toujours coiffé par une couche de répartition, colonne et terrain en caissant doivent nécessairement travailler ensemble. Généralement, il s’agit d’une couche épaisse de matériaux graveleux et c’est souvent la plateforme de travail elle-même qui joue ce rôle de couche de répartition.

5