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Pieux forés encadrant le mur
Ce procédé est plus rarement employé car il nécessite un accès de part et d’autre de l’ouvrage à reprendre. A l’abri d’une fouille blindée, des pieux forés sont réalisés par paire, perpendiculairement de part et d’autre du mur. On exécute ensuite un chevêtre qui reporte les charges de murs sur ces pieux.
Traitements des sols par des procédés d’injection
Parmi les différents procédés de traitement des sols en place, nous pourrons retenir :
- Les systèmes de consolidation mécanique,
- L’étanchement des terrains à l’égard des eaux qui s’y infiltrent ou qui les baignent.
De tels objectifs peuvent être atteints par la mise en œuvre :
- d’injections de coulis appropriés à partir de forages exécuter au sein des terrains considérés,
- d’injection de résine expansive :
Le traitement du sol sous les fondations par injection de résine expansive permet de stabiliser, et dans certains cas de relever, un bâtiment affaissé ou en cours d’affaissement.
En effet :
- la résine peut aussi être injectée dans des sols fins (limoneux à argileux)
- elle polymérise et atteint sa dureté optimale rapidement, elle peut polymériser en présence d’eau
- sa densité est très inferieur à celle du béton (de l’ordre de dix fois)
- la pression d’injection est mois importante que la pression de la réaction chimique. Cette dernière peut dépasser 100t/m2
- la résine a autant de résistance en compression qu’en traction.
De par ses caractéristiques, la résine expansive est utilisée, non seulement pour remplir les vides, mais également pour compacter les sols à faible résistance mécanique.
Description de la méthode :
Consolidation superficielle
Pendant cette phase la résine est injectée dans la zone située directement sous les fondations. Cela permet de rétablir le contact sol-fondation et de remplir les vides macroscopiques éventuellement présents. Ces injections améliorent aussi les caractéristiques mécaniques du sol sous fondations en augmentant sa résistance à la rupture et au cisaillement.
Consolidation en profondeur
Lors de cette phase, les injections sont exécutées plus en profondeur et spécifiquement dans la zone d’influence soumise aux descentes de charge : le bulbe des contraintes verticales (voir annexe A). L’évaluation de la zone à traiter, les modalités d’injection, le maillage et la profondeur des injections sont étudiés de façon spécifique pour chaque cas.
Les paramètres à prendre en compte sont : la nature du sol, ses caractéristiques (plasticité, degré organique, caractéristiques mécaniques…), la profondeur de la zone à traiter, mais également le type et l’état de la structure qui repose sur ce sol. Ces données proviennent des études géotechniques réalisées par des entreprises spécialisées ainsi que des rapports techniques issus des experts.
Cette phase d’intervention entraîne la consolidation du sol de fondation, obtenue par traitement des couches sous-jacentes, grâce à :
- La diminution de l’indice des vides par remplissage et compactage ;
- L’expulsion d’une partie de l’eau et de l’air dans les sols suffisamment perméables ;
- L’intégration des parties friables.
A chaque phase, l’injection de résine sont poursuivies jusqu’à réaction de l’ouvrage en surface qui est placé sous contrôle laser permanent.
Attention :
- La longueur d’un tirant d’ancrage doit être suffisante pour que le bulbe d’injection intéresse le bon sol. De nombreux accidents ont lieu lors de la mise en tension de ces ouvrages : arrachage du tirant par claquage du bulbe réalisé dans un sol pas assez résistant ;
- A la mise en place de tirants d’ancrages définitifs hors de la limite de propriété !
Tous les types de fondations peuvent être stabilises : radiers, massifs, semelles filantes, maçonnerie, dallages…
Une étude de sols précise est indispensable pour déterminer la faisabilité d’une injection de résine expansive sous fondation.
L’état général de la structure est également à prendre en compte.
Remarque :
Les injections de résine n’étant pas toujours poursuives jusqu’au substratum, elles ne créent pas de point dur. Dans certains cas, des traitements partiels peuvent donc être envisagés.
La stabilisation de murs anciens sans fondation est une application qui n’exige pas la mise en œuvre de longrines supplémentaires.
Boulons d’ancrage
Ils sont généralement :
- De capacité unitaire relativement peu élevée (de l’ordre de quelques tonnes) ;
- De longueur courte (quelques mètres).
Ils sot toujours constitués par une barre ou par un tube généralement en acier et sont le plus souvent passifs : leur mise en tension ne se produisant qu’à la mise en charge même de l’ouvrage.
Ils peuvent néanmoins être mis en précontrainte partielle de façon à assurer leur blocage sur les éléments de structure et diminuer ainsi les éventuels mouvements ultérieurs.
Les boulons d’ancrage pourront être mis en œuvre dans le rocher, les éléments en maçonnerie ou les structures en béton.
1.2 Description des désordres et diagnostic Villa Gaugler
1.2.1 Description des lieux
L’immeuble est une villa de style contemporain construite en bordure du golf de Palmola, à l’extrémité sud de la Forêt de Buzet, dans le devers d’un talus planté de chênes de 10 à 15 m de hauteur. La topographie de la parcelle est en pente vers le Sud-Est ( 15%).
La maison est constituée de deux parties :
- Un rez-de-chaussée avec plancher bas de type hourdis sur vide sanitaire
- Un rez-de-jardin située en contre bas du rez-de-chaussée à -2,8m, avec plancher bas de type dallage sur terre plain et plancher haut de type hourdis.
- La villa repose sur des fondations semi-superficielles de type puits reliés par des longrines.
Ce mode de fondation a été préconisé par l’architecte à partir d’une étude de sol faite quelques années auparavant pour une autre construction, sur un autre terrain distant de 250m environ.
Aucun joint de déformation n’a été observé entre les deux parties.
Un drain crépiné était visible dans le vide-sanitaire.
1.2.2 Description des désordres
La ville a été construite en 2004
Au niveau des murs périphériques :
Il a été constaté des fissures verticales dans les angles et dans la zone de raccord des longrines et des puits. Des fissures horizontales étaient visibles en façades au niveau de la face supérieure des longrines reliant les appuis isolés.
Au niveau du dallage :
Il a été constaté un dénivèlement de 3,5 à 4,5 cm au niveau des angles. Des fissures visibles du carrelage et dans un angle qui traduit un mouvement du même.
L’ensemble des désordres semblait indiquer plusieurs types de mouvements :
- Un mouvement du rez-de-jardin et notamment de l’angle Est
- Un mouvement du dallage dans une chambre et au niveau de l’angle Nord
- Un mouvement différentiel du refend entre la salle de bain et le reste du rez-de-jardin.
- Une ouverture sous le rez-de-chaussée constituait une zone privilégiée d’infiltration d’eau dans le vide sanitaire.
Le système de drainage périphérique du rez-de-jardin se situait au-dessus du niveau d’assise de la couche de forme du dallage, favorisant les infiltrations d’eau sous le dallage.
La première mission de reconnaissance du sol a comporté :
Deux sondages au pénétromètre dynamique de façon à déterminer l’épaisseur des sols meubles et la portance du sol d’assise Un sondage pressiométrique réalisé en destructif jusqu’à 8m et accompagné de 7 essais pressiométriques standard de façon à déterminer les caractéristiques mécaniques des sols.
Deux fouilles manuelles de reconnaissance une pour le dallage et une autre pour les conditions d’ancrage des longrines sur un des puits de fondation du rez-de-jardin
Une série d’essais en laboratoire afin de qualifier le comportement du sol vis-à-vis des variations de teneur en eau.
Les observations morphologiques, fouilles et sondages réalisés ont permis de déterminer les éléments suivants :
Nota : les profondeurs ont été mesurées à partir du terrain naturel.
Le terrain d’assise est constitué par des colluvions composées d’argiles limoneuses peu compactes reposant sur le substratum molassique rencontré à partir de 2,1 à 3,6m de profondeur. Ce substratum présentait une frange d’altération moyennement compacte de 1,5m d’épaisseur. Le toit de la molasse saine a été atteint à partir de 4 à 5m de profondeur.
Les puits de fondation étaient encastrés entre 2,5 à 3 m de profondeur. On constate que la villa était fondée au sein de la frange superficielle altérée de la molasse.
Les essais en laboratoire indiquaient que le sol d’assise du dallage (colluvions argileuse) et celui des fondations du rez-de-jardin (molasse altérée), sont très sensibles aux variations hydriques. Le sol d’assise du dallage présentait un potentiel de retrait très élevé, et la molasse altérée un potentiel de gonflement moyennement élevé.
Les sondages ont montré une dessiccation des colluvions et de la molasse altérée jusqu’à 3m de profondeur minimum, liée à la présence de nombreux chênes à proximité.
Le dallage présentait une épaisseur de 10 cm, l’épaisseur de la couche de forme était faible au vu de la nature et des caractéristiques mécaniques du sol d’assise argileux.
Il n’y avait pas de dispositif de blocage de la couche de forme sous le niveau de la base de la longrine. Ce qui favorisait l’infiltration d’eau au sein de la couche de forme.
L’analyse de la portance du sol indiquait que pour que les charges soient entièrement reprises, il était nécessaire que le frottement latéral de ces puits se soit mobilisé au moins partiellement.
La figure 1-8 montre l’état de lieux des fondations et les résultats des sondages.
1.2.3 Diagnostic
Désordres liés aux conditions de fondations :
La portance des fondations aurait été assuré par le frottement latéral le long des fûts des puits que pouvait amener la résistance qui manquait à certains appuis, ceci aurait été valable en supposant que le sol soit dans un état hydrique « normal » (sans tenir compte de la sécheresse). Cependant cette mobilisation du frottement latéral autour du fût nécessitait une déformation de la fondation qui dans ce cas (éléments de petite longueur, encastrement hétérogène, charges hétérogènes) ne pouvait être que préjudiciable en terme de tassement.
Ainsi cette fondation par puits était faiblement dimensionnés, semblait avoir été mal conçu ou exécuté, et être une des causes de désordre (tassement différentiel).
La secheresse, en terme de retrait du sol d’une part sous la pointe des fondations dans les colluvions ou la molasse altérée (tassement) et d’autre part autour du fût des fondations (pas de mobilisation efficace du frottement latéral d’où également tassement), constitue la cause principale des désordres affectant les fondations.
La présence de nombreux chênes à proximité de la villa constitue une cause fortement aggravante des désordres, en augmentant l’amplitude des variations hydriques et la profondeur affectée.
Désordres affectant le dallage :
Compte tenu de la nature plastique et sensible du sol d’assise du dallage, et de l’état desséché des matériaux, la sécheresse, au sens de mouvement du sol liés aux variations hydriques a constitué la cause principale des désordres qui ont affecté le dallage. Il s’agissait d’un problème de conception, le dallage sur terre-plein n’était pas adapté aux sols sensibles à la sécheresse.
La couche de forme a été sous-dimensionnée en termes de portance. Les essais de laboratoire ont montré que le module du sol support était de l’ordre de 10Mpa/m et que pour obtenir un module de 30Mpa (DTU 13.3), l’épaisseur de la couche de forme aurait dû être de 40 cm minimum au lieu de 20 cm relevé sur site.
Concernant l’impacte de la sécheresse et de l’environnement végétal, le sol d’assise des fondations présentait non seulement un potentiel de retrait et donc des tassements supplémentaire non négligeable, mais aussi un potentiel de gonflement important en cas de périodes longuement pluvieuse.
1.2.4 Principes de confortement
Après l’analyse des problèmes qui affectaient la villa, il a été conseillé par le bureau d’étude géotechnique de faire une reprise globale en sous-œuvre par micropieux.
1.3 Conclusion
Quand on se retrouve en face d’un problème lié aux structures il est important de savoir les analyser, savoir interpréter les indices que nous donnent les résultats des essais et l’observation visuelle. Pour ensuite établir un diagnostic correct du problème qui nous permettra de trouver la solution la plus juste.
Au sommaire
1 CHAPITRE 1
1.1 Réhabilitation des fondations
1.1.1 Diagnostic
1.1.2 Les techniques les plus utilisées
1.2 Description des désordres et diagnostic Villa Gaugler
1.2.1 Description des lieux
1.2.2 Description des désordres
1.2.3 Diagnostic
1.2.4 Principes de confortement
1.3 Conclusion
2 CHAPITRE 2
2.1 Systèmes de micropieux
2.1.1 Généralités sur les micropieux
2.1.2 Présentation des micropieux
2.2 Liaison micropieu-structure
2.2.1 Généralités
2.2.2 Techniques de liaison
2.3 Dispositions particuliers
2.4 Projet de réparation « Villa Gaugler »
2.4.1 Solution proposé par le bureau d’études géotechniques :
2.4.2 Le chantier travaux de reprise en sous-œuvre
2.5 Conclusion
3.1 Comportement sous chargement axial d’un micropieu isolé
3.1.1 Comportement expérimental :
3.1.2 Interprétation théorique :
3.2 Dimensionnement des micropieux
3.2.1 Introduction .
3.2.2 Calculs des micropieux soumis au chargement axial
3.2.3 Situations et actions
3.2.4 Calcul de la charge limite du micropieu
3.2.5 Justifications du micropieu vis-à-vis du sol
3.2.6 Essais statiques et dynamiques
3.3 Conclusion
4 CHAPITRE 4
4.1 Comportement sous chargement transversal d’un micropieu isolé
4.2 Cas d’un pieu sollicité en tête et soumis à des poussées latérales
4.2.1 Calcul d’un micropieu isolé soumis en tête à un moment et un effort
4.2.2 Calcul d’un micropieu isolé soumis à des poussées latérales
4.2.3 Recommandations :
4.3 Prise en compte de l’interaction micropieu-structure
4.4 Conclusion
5 CHAPITRE 5
5.1 Chargement combiné
5.1.1 Influence de l’inclinaison des micropieux
5.1.2 Influence de l’inclinaison du chargement pour un micropieu vertical
5.2 Flambement
5.2.2 Modélisation du flambement d’un micropieu dans un sol élastique sous
chargement axial
5.2.3 Méthodes de justification de la stabilité de forme de micropieux sous
chargement axial
5.3 Recommandations
5.4 Tassement d’un micropieu isolé
5.5 Calcul d’un micropieu « chantier de restauration PC Fousseret »
5.6 Conclusion
6 CHAPITRE 6
6.1 Groupes de micropieux
6.2 Modifications du comportement d’un pieu par effet de groupe
6.2.1 Modification sous sollicitations axiales.
6.2.2 Modification sous des efforts horizontaux
6.3 Analyse des résultats expérimentaux
6.4 Recommandations sur la portance des groupes de micropieux
6.5 Conclusion
7 CHAPITRE 7
7.1 Réseaux de micropieux
7.2 Analyse des résultats expérimentaux
8 CONCLUSIONS GENERALES
9 Bibliographie
10 ANNEXES
10.2 Annexe B
10.3 Annexe C
10.4 Annexe D
10.5 Annexe E
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Télécharger : Micropieux et reprise en sous oeuvre des fondations
Voir aussi:
