Contraintes liées à la nature des sols: on étudie :
- Nature des sols => campagne confiée à un géologue
- Leurs caractéristiques => campagne confiée à un géotechnicien
Campagne de reconnaissance :
- Site vierge : campagne de reconnaissance préalable confiée à un géologue
- Site connu : campagne de reconnaissance confiée à un géotechnicien
Buts:
- Définir la nature, position, épaisseur des différentes couches dans la zone d’influence présumée des fondations
- Préciser les caractéristiques de la nappe aquifère :
- nature : nappe, poche localisée, courants souterrains ?
- caractéristiques : niveaux piézomètriques, sens de l’écoulement, débit, caractéristiques chimiques
- Etudier les caractéristiques physiques et mécaniques des différentes couches afin de prévoir les tassements de la construction, d’où suit le choix rationnel de la structure portante
Une chose évidente e.g. est de vérifier qu’il n’y a pas d’anciennes mines ou carrières sous le terrain à construire
nota général : les sondages coûtent d’autant plus cher qu’on ne les a pas effectué !
zone à reconnaître:
- En plan : à peu prés assise au sol de la construction et de ses abords immédiats ; la maille initiale de 20 à 30m peut être resserrée.
- En profondeur : cela dépend de :
- la nature du sol
- charges :
- leur importance
- leur nature : appuis ponctuels très chargés ou surfaciques répartissant mieux les charges au sol
- forme du bâtiment : ponctuel (circulaire, carré) ou linéaire (barres)
on peut estimer qu’en profondeur la zone d’influence est de 2 à 6 fois la dimension principale du bâtiment (diamètre, coté du carré, petit coté de la barre)
Types de sols:
- Meubles cohérents (argiles)
- Meubles pulvérulents (sables, graviers)
- Compacts
- Rocheux
Sols impropres à être mis en remblai et compactés : parties argileuses, tourbes, vases, i.e. sols susceptibles de contenir un % élevé d’eau, ce qui entraîne une instabilité des terrains et donc des ouvrages. On obtient en effet des mouvements horizontaux et verticaux dus à :
- Glissement des particules de sol les une sur les autres
- Variation du volume des sols
La terre végétale quant à elle est stockée pour être réemployée dans l’aménagement des espaces verts.
A l’inverse on peut avoir des sols ayant un bon taux de travail admissible, mais présentant des hétérogénéités génératrices de tassements différentiels, e.g. argiles meunières de la brie, ci. 2 à 3 bars, mais les blocs meuniers sont des points durs et les argiles de décomposition de la meulière sont des points compressibles.
Résistance des terrains de fondations: leurs caractéristiques de stabilité et d’aptitude à résister aux pressions sont très variables ; elles dépendent de:
- Nature, épaisseur et position relatives des différentes couches du terrain
- Teneur en eau
- Niveau de la nappe phréatique
- Affouillements possibles
- Résistance du terrain à la compression
- Nature des fondations
Pour la pérennités des ouvrages:
- Les matériaux ne doivent subir aucune altération (oxydation, érosion, décomposition chimique)
- Le terrain d’assise doit rester stable, donc attention à:
- Erosion naturelle
- Ruissellement des eaux de pluies
- Glissements de terrains
Reconnaissances préalables: elles s’appuient sur :
- Cartes géologiques déjà établies
- Sondages déjà effectués
- Résistivité des sols (méthode électrique)
- Réfraction des ondes par les différentes couches
- Ces deux dernières méthodes donnent une vue générale approximative mais très valables du sous sol
On détermine ainsi avant tout forage ou sondage:
- Différentes couches de sols
- Nature et épaisseur de ces couches
- Interruptions de celles-ci
Ce qui permet d’effectuer les essais in-situ à meilleur escient ; toutefois il est souhaitable de réaliser des sondages complémentaires aux emplacements suivants :
- Angles des ouvrages
- Centre de chaque construction
- Au droit des points caractéristiques:
- Cages d’escaliers
- Zones à fortes surcharges
- Etc.
BRGM : Bureau de Recherches Géologiques et Minières ; il détient la liste et les résultats des opérations de reconnaissance déjà effectués sur tous les sites
Moyens d’investigations:
essais ‘in-situ’:
- Ouvertures de puits, tranchées, galeries => on observe de visu la couche à tester ; ce procédé est valable pour :
- Construction individuelles: petites tranchées peu onéreuses
- Ouvrages d’arts: le montant global des travaux justifie ce mode onéreux de reconnaissance.
- Essais au pressiomètre et pénétromètre (appareils légers, mobiles et économiques) ; mais attention, ces essais, dits aveugles, doivent toujours être complétés par quelques sondages afin de les étalonner et d’éviter de grossières erreurs d’interprétation.
Essais en laboratoire: on prélève des échantillons pour les tester.
Essais en laboratoire: des sondeuses équipées de têtes de forages coulissantes le long d’un mat et permettant la percussion et la rotation, réalisent des forages de faible diamètres et prélèvent des carottes de chacune des couches rencontrées et qui sont ensuite envoyées au laboratoire.
On estime les contraintes et déformations de différentes couches intéressées par la fondation en mesurant:
- Densité sèche et humide
- Teneur en eau
- Limites d’Atterberg (argiles)
- Essais de cisaillement (boite de cassandre)
- Mesure de compressibilité simple
- Essai œdométrique (consolidation dans le temps)
- Essais tri-axiaux
Essais in ‘situ’:
Essais pratiqués sur la couche retenue a priori comme couche d’assise:
- Mesure de la densité
- Essai de chargement direct en fond de fouille à la plaque => cela donne la contrainte de poinçonnement en fond de fouille
- Essai de cisaillement sous contrainte normale, pratiqué au vérin sur la roche en place
- ‘standard penetration test’: on enfonce un carottier par chocs et on compte le nombre de coups nécessaires pour l’enfoncer de 30 centimètres dans le sol.
Essais pratiqués à la surface du sol en investigations continues:
- Pressiomètre Ménard : mesure de l’augmentation de volume d’une tranche de forage isolée par des cellules de gardes sous l’effet de pressions => mesure du fluage, donc de la rupture du sol ; cet essai est valable en terrain cohérents
- Pénétromètre statiques et dynamiques : mesure de la résistance opposée au sol à l’enfoncement d’un train de tiges munie de pointes débordante.
Ces essais, matérialisés sous forme de carnets de sondages, donnent les courbes enfoncement/contrainte pour:
- L’effet de pointe seul
- L’effet de frottement latéral seul
- La résistance globale (due aux deux autres effets)
Ils permettent ensuite de concevoir rationnellement le système de fondation.
0 التعليقات :
إرسال تعليق