NF P94-117-3 Décembre 2008 Coefficient de Réaction de WESTERGAARD Sous Chargement Statique D'une Plaque [PDF]

Zitiervorschau

NF P94-117-3 DÉCEMBRE 2008

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NF P94-117-3:2008-12

FA123189

ISSN 0335-3931

NF P 94-117-3 Décembre 2008 Indice de classement : P 94-117-3

ICS : 93.020

Sols : reconnaissance et essais

Portance des plates-formes Partie 3 : Coefficient de réaction de WESTERGAARD sous chargement statique d'une plaque

© AFNOR 2008 — Tous droits réservés

E : Soils : investigation and testing — Formation level bearing capacity — Part 3: WESTERGAARD coefficient of subgrade reaction under static plate load D : Böden : Erkundung und Prüfungen — Planumtragfähigkeit — Teil 3: WESTERGAARD-Reaktionsmodell unter statischer Belastung einer Platte

Norme française homologuée par décision du Directeur Général d'AFNOR le 5 novembre 2008 pour prendre effet le 5 décembre 2008.

Correspondance

À la date de publication du présent document, il n'existe pas de travaux internationaux ou européens traitant du même sujet.

Analyse

Le présent document définit une méthode d'essai ponctuelle permettant d'évaluer la portance d'une plate-forme soumise à un chargement statique par l'intermédiaire d'une plaque rigide de 600 mm, 750 mm ou 762 mm. Le paramètre mesuré est appelé «coefficient de réaction de WESTERGAARD».

Descripteurs

Thésaurus International Technique : sol, essai, plate-forme, chargement, charge statique, plaque, dalle, mode opératoire, mesurage, pénétration, coefficient.

Modifications

Corrections

Par rapport au 1er tirage, correction des «kN» par des «DaN» au paragraphe 6.2.

Éditée et diffusée par l’Association Française de Normalisation (AFNOR) — 11, rue Francis de Pressensé — 93571 La Plaine Saint-Denis Cedex Tél. : + 33 (0)1 41 62 80 00 — Fax : + 33 (0)1 49 17 90 00 — www.afnor.org

© AFNOR 2008

AFNOR 2008

2e tirage 2009-01-F

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Terrassements

BNSR

Membres de la commission de normalisation Terrassements Président : M RAOUL Secrétariat :

M VARILLON J. — LRPC DE CLERMONT-FERRAND M

ABDO

CIM BETON

M

AURIOL

LCPC

M

BUFALO

VALERIAN

M

DAGRON

DIRIF/DI/SIR Sud-Est

M

DAUBILLY

FNTP

M

DELHOMEL

INEXIA

M

DEMEILLIERS

SANEF

M

DROUAUX

SETRA

M

FAVRE

GEOS

M

FREY

LHOIST

M

GANDILLE

GUINTOLI

M

GAVOIS

GTM

M

INTROINI

EDF

M

LACASSY

LRPC DE BORDEAUX

M

LAVALLEE

DTP

M

MORGADES

COLAS

M

MOLLIER

EGIS GEOTECHNIQUE

M

ORSET

APRR

M

PUIATTI

LHOIST

M

RAVIER

BNSR

M

RAYNAUD

ADP

M

RINCENT

RINCENT

M

ROSSI

RAZEL

M

SMERECKI

AFNOR

M

THOMAS

RFF

M

VERHEE

USIRF

Ont participé en tant qu’experts : •

M FEVRE — LRPC DE ROUEN

•

M BIMBARD — LRPC DE LYON

•

M DELOZE — LRPC DE STRASBOURG

•

M JEANJEAN — LRPC DE ST QUENTIN

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NF P 94-117-3

Sommaire Page 1

Domaine d'application ....................................................................................................................... 4

2

Références normatives ..................................................................................................................... 4

3

Symboles et abréviations ................................................................................................................. 4

4

Principe de l'essai .............................................................................................................................. 4

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Appareillage ....................................................................................................................................... 5 Un massif de réaction .......................................................................................................................... 5 Une plaque de chargement ................................................................................................................. 5 Un dispositif d’application et de mesure de la charge sur la plaque .................................................... 6 Un dispositif de mesure de l'enfoncement de la plaque ...................................................................... 6 Différents matériels et produits courants ............................................................................................. 6

6 6.1 6.2

Mode opératoire ................................................................................................................................. 7 Préparation de l'essai .......................................................................................................................... 7 Exécution de l'essai ............................................................................................................................. 7

7

Expression des résultats .................................................................................................................. 7

8

Rapport d'essai .................................................................................................................................. 8

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Domaine d'application

Le présent document décrit le principe, l'appareillage, le processus d'exécution et le mode d'expression des résultats de l'essai de chargement statique d’une plaque rigide de diamètre 600 mm, 750 mm ou 762 mm en vue de la détermination du coefficient de réaction de WESTERGAARD d’une plate-forme. Le domaine d’application de cet essai couvre les plates-formes destinées à la construction de dallages supportant des charges statiques (dallages à usage d’habitation, à usage industriel, etc.), le coefficient de réaction de WESTERGAARD servant au dimensionnement des dallages (confer NF P 11-213-1, 2, 3 et 4). L’essai n’est interprétable que sur les plates-formes dont le Dmax est inférieur à 200 mm. Ce document ne s’applique pas aux plates-formes routières et ferroviaires. La précision des appareils de mesure, utilisés conformément à l’article 5.4, ne permet pas de mesurer les coefficients de réaction de WESTERGAARD supérieurs à 350 MPa/m.

2

Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements). NF P 11-213-1, 2, 3 et 4, DTU 13.3 — Dallages — Conception, calcul et exécution. NF P 94-117-1, Sols : reconnaissance et essais — Portance des plates-formes — Partie 1 : Module sous chargement statique à la plaque (EV2).

3

Symboles et abréviations

Pour les besoins du présent document, les symboles et abréviations suivants s’appliquent : Ø

est le diamètre de la plaque utilisée pour réaliser l’essai, exprimé en millimètres ;

Dmax

est la dimension maximale des plus gros éléments contenus dans le sol, exprimée en millimètres ;

Kw

est le coefficient de réaction de WESTERGAARD exprimé en mégapascals par mètre ;

P

est la pression moyenne exercée sous la plaque chargée, exprimée en kilopascals ;

e

est l’enfoncement de la plaque provoqué par le chargement de celle-ci à une pression de 70 kPa, exprimé en millimètres.

4

Principe de l'essai

Après repérage du point d'auscultation de la plate-forme et mise en place de l’ensemble des matériels d’essai et de mesure sur la plate-forme, il est appliqué, par l'intermédiaire d'une plaque, un cycle de chargement. Le chargement est maintenu jusqu’à constatation de la stabilisation de l’enfoncement de la plaque. La valeur de l'enfoncement de la plaque mesurée permet de calculer le coefficient de réaction de WESTERGAARD.

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5

NF P 94-117-3

Appareillage

L'appareil nécessaire à l'essai comprend :

5.1

Un massif de réaction

Sa masse doit permettre l'application sous la plaque d'une pression d'au moins 0,1 MPa. Tous les points de la (ou des) surface(s) d'appui du massif de réaction sur le sol doivent être situés à plus de 0,90 m du bord de la plaque de chargement.

5.2

Une plaque de chargement

Son diamètre (à +/– 2 mm) est de 600 mm, 750 mm ou 762 mm. Sa rigidité est telle que sous une force de 1 000 daN ± 50 daN appliquée en son centre, la plaque étant posée sur deux cylindres en acier mi-dur situés à 20 mm ± 2 mm du bord de la plaque et reposant sur un massif rigide (bloc en béton, par exemple), la flexion entre le centre et la périphérie de la plaque n’excède pas 0,2 mm. Dimensions en millimètres

Légende 1

Plaque de chargement

2

Cylindres en acier mi-dur Ø

20 mm ± 1 mm

l>

50 mm

3

Massif rigide

F

Flexion entre le centre et la périphérie de la plaque

Figure 1 — Schéma de principe de la mesure de la rigidité de la plaque de chargement

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Un dispositif d’application et de mesure de la charge sur la plaque

Il doit permettre : •

d'appliquer et de maintenir sur la plaque une charge normale à la plate-forme en vue d’obtenir une pression moyenne sous la plaque de 70 kPa. La charge est appliquée en 15 s à 30 s ;

•

de mesurer à 2 % près la force de 4 000 daN appliquée sur la plaque.

5.4

Un dispositif de mesure de l'enfoncement de la plaque

Il doit permettre la mesure de l’enfoncement de la plaque à 0,02 mm près, sa capacité de mesure doit être au moins de 10 mm. La mesure peut être réalisée : •

soit en un point situé à moins de 2 cm du centre de la plaque ;

•

soit en trois points sur la périphérie de la plaque disposés à 120° ± 10° et à égale distance du centre de la plaque (à ± 5 mm).

Tous les points d'appui au sol du dispositif de mesure de l'enfoncement de la plaque doivent être situés à au moins 1,20 m du bord de la plaque et de tout point des surfaces d’appui du massif de réaction. Dimensions en millimètres

Figure 2 — Schéma de principe de l’installation de l’appareillage de mesure

5.5

Différents matériels et produits courants

Ceux-ci comprennent notamment : — une truelle ; — une règle à araser de 1 m de longueur minimum ; — une réserve d'au moins 60 litres de sable propre fin ; — une taloche de maçon ; — une balayette ; — un élément de protection vis-à-vis du vent et/ou du soleil lorsque le dispositif de mesure de l'enfoncement utilisé est sensible à ces agents météorologiques.

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Mode opératoire

6.1

Préparation de l'essai

NF P 94-117-3

Relever la position du point d'auscultation et vérifier que la pente de la plate-forme n’excède pas 5 %, que la surface de la plate-forme n’est pas constituée de sols boueux ou poudreux sur plus de 1 cm d’épaisseur. L'emplacement du point d'essai aura une surface minimale de 1,25 Ø × 1,25 Ø. Aucune aspérité supérieure à 10 mm ne devant subsister, la surface pourra être arasée si les matériaux le permettent. Dans le cas contraire, répandre sur la surface une couche d'égalisation en sable propre et l'étaler à l'aide de la taloche en une couche aussi mince que possible. Poser la plaque de chargement en la centrant sur cette surface et parfaire sa mise en place en lui imprimant deux ou trois rotations alternées de 30° à 45°. S’assurer que le contact de la plaque sur le sol est correct. Positionner le point d’application de la charge à la verticale du centre de la plaque et mettre en place les dispositifs de chargement et de mesure des enfoncements conformément aux exigences indiquées en 5.3 et 5.4. Si nécessaire mettre en place le dispositif de protection vis-à-vis du vent et/ou du soleil. Parfaire la mise en place de l'ensemble massif de réaction, plaque, dispositif de chargement et de mesure, en appliquant une pression de 10 kPa ± 0,5 kPa sous la plaque. Maintenir cette charge durant 15 s puis décharger la plaque. Initialiser les appareils de mesure des charges et des enfoncements.

6.2

Exécution de l'essai

L’essai consiste à appliquer une contrainte de 70 kPa à 2 % près correspondant pour : — Une plaque de Ø 600 mm à 1 979 DaN. — Une plaque de Ø 750 mm à 3 093 DaN. — Une plaque de Ø 762 mm à 3 192 DaN. Lorsque cette pression est atteinte, il faut attendre que l'enfoncement (e) de la plaque, reste constant sur une période d’au moins 15 s. Cette valeur e est considérée comme correspondant à la stabilisation de la déflexion de la plate-forme. — Si la mesure de l'enfoncement est réalisée au centre de la plaque, la valeur trouvée e représente l'enfoncement à considérer. — Si l'enfoncement est mesuré en trois points, la valeur de l'enfoncement à considérer est la moyenne des trois valeurs mesurées. Annuler la charge.

7

Expression des résultats

Le coefficient de réaction de WESTERGAARD Kw de la plate-forme au point d'auscultation choisi, est déterminé à partir de la formule : Kw = (P/e) × (Ø / 762) où : P

représente la pression moyenne exercée sous la plaque chargée, exprimée en kilopascals (P = 70 kPa) ;

e

représente l’enfoncement provoqué par le chargement de la plaque, exprimé en millimètres ;

Ø

représente le diamètre de la plaque utilisée pour l’essai, exprimé en millimètres.

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Rapport d'essai

Il doit mentionner : — les références de l'organisme ayant réalisé l'essai ; — la référence au présent document ; — l'identification de l'affaire ; — la date de l'essai ; — le nom de l’opérateur ayant réalisé l’essai ; — la localisation du point d'essai ; — le diamètre de la plaque utilisée pour l’essai ; — la valeur du «coefficient de réaction de WESTERGAARD» au point d’essai considéré «Kw» (en MPa/m), à l'unité près ; — les observations éventuelles (notamment l’épaisseur de sable utilisé pour la couche d’égalisation, les circonstances n'ayant pas permis un respect strict des exigences du présent document : vent, soleil, Dmax excessif, planéité ou horizontalité de la plate-forme, etc.).