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1 – Domaine d’application
La norme française NF P94-282 « Justification des ouvrages géotechniques – Écrans de soutènement » est une norme d’application nationale de l’Eurocode 7 « Calcul géotechnique ». Cette norme présente les méthodes de justification des écrans pleinement applicables pour les ouvrages de catégorie géotechnique 2 [Tableau 1.3.1]. Le présent document traite en conséquence : des écrans continus, notamment plans et circulaires, constitués par des parois moulées ou des rideaux de palplanches ; des écrans à inertie non uniforme, et notamment :
- les parois discontinues (paroi berlinoises, etc.) ;
- les rideaux mixtes ;
- les parois armées au coulis ;
- les parois constituées de pieux sécants ;
- des voiles réalisés par passes alternées ;
- des blindages de tranchée.
2 – Mécanismes de ruine des écrans de soutènement
La ruine des écrans de soutènement peut se produire : par insuffisance de résistance du terrain au contact de l’écran :
- défaut de butée en pied ;
- défaut d’équilibre vertical, qui ne concerne que les écrans chargés mécaniquement en tête (écrans jouant également le rôle de fondation) ou ancrés par des tirants très inclinés ;
par rupture des terrains autour des appuis ;
- instabilité du massif de réaction d’un buton ;
- instabilité locale (défaut de scellement, butée insuffisante d’un contre-rideau) ou globale (rupture de type Kranz) du massif d’ancrage du fait d’une localisation de l’ancrage trop proche de l’écran ;
par insuffisance de résistance :
- de la structure de l’écran ;
- de la structure d’un tirant ou d’un buton, des contre-rideaux, des dalles de frottement et des massifs de réaction associés ;
par instabilité du fond de l’excavation :
- rupture d’origine mécanique (renard solide) ;
- rupture d’origine hydraulique ;
- par instabilité générale.
3 – États limites à vérifier
La norme NF P94-282 ne s’applique pleinement qu’aux écrans de soutènement soumis à des sollicitations statiques ou pouvant être considérés comme tels dans les calculs justificatifs. En particulier, elle ne traite que des écrans situés dans des zones non sismiques ou de sismicité très faible à faible(2) [1 (5)]. Sous ces conditions de sismicité, et pour les ouvrages de catégorie géotechnique 2 [Tableau 1.3.1], il est admis de vérifier ces ouvrages uniquement à partir des exigences de l’Eurocode 7. Les justifications appropriées pour des sollicitations sismiques plus importantes ne sont pas traitées directement par la norme et ne sont donc pas abordées dans le présent guide. Le lecteur est invité à se reporter à la norme NF EN 1998-5 qui traite des sollicitations sismiques pour les ouvrages géotechniques.
3.1 – États Limites Ultimes (ELU)
Pour les ELU de type GEO (géotechnique), les vérifications portent sur :
- le non-défaut de butée ;
- la portance et résistance à l’arrachement ;
les dispositifs d’ancrage ou de réaction des appuis :
- résistance à l’arrachement des tirants ancrés ;
- résistance au glissement des dalles de frottement ;
- butée des contre-rideaux ;
- stabilité des massifs d’ancrage ;
- interaction entre massif d’ancrage et rideau principal (Kranz) ;
- la stabilité du fond de fouille (renard solide) ;
la stabilité générale.
Pour les ELU de type STR (structure), les vérifications portent sur :
- la résistance de la structure ;
la résistance des ancrages, des dispositifs d’ancrage et d’appuis, y compris des liernes. Pour les ELU de type UPL (soulèvement) / HYD (hydraulique) les vérifications portent sur la stabilité du fond de fouille. Les vérifications des états limites ultimes (ELU) sont à mener pour les situations durables et transitoires ainsi que pour les situations accidentelles et sismiques le cas échéant.
3.1.1 – Insuffisance de résistance du terrain
Défaut de butée La ruine d’un écran par défaut de butée se produit lorsque la butée mobilisée en pied d’écran dépasse la butée mobilisable. Les mécanismes de rupture observés dépendent de la typologie d’écrans, en distinguant les écrans autostables des écrans présentant un ou plusieurs niveaux d’appuis :
- pour les écrans autostables, le défaut de butée se traduit par un basculement autour d’un centre de rotation situé SOUS le fond de fouille comme le montre la Figure 1 ;
