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MINISTERE DE L' HABITAT
DOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE
D . T . R - B.E. 1.32
TRAVAUX DE FONDATIONS
PROFONDES
Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique C.G.S.
Rue Kaddour Rahim (prolongée) B.P. 252 Hussein -Dey Tél. : (02)
59.90.61 - 77.66.72 - Télex: 65494 DZ - Fax: (02) 77.66.56
Composition du Groupe de Travail Spécialisé G.T.S.
TRAVAUX DE FONDATIONS PROFONDES D.T.R.B.E.1.32
Président du groupe: Mr AMEUR B. Chef de département de la Règlementation technique et de la réduction du risque sismique Co-Rapporteurs: Melle Ait Meziane Y. Attaché de la recherche au C.G.S. Mme BOUCHEFA O. Chef de Service de la règlementation technique au C.G.S. Membres: Mme DEBICHE F. Ingénieur LTPC Mrs : ABBAS M. Ingénieur CTC Centre ABDESSEMED M. Ingénieur SAPTA AMEUR B. Ingénieur SAETI BEN MOUSSA N. Ingénieur ERCA FACI R. Ingénieur LTPC FERKOUS A. KEDAID L. Ingénieur CTC EST GUEDAID L. Ingénieur LTP Sud KOUIDER A. Med Ingénieur CTC Chlef OUBLIL M. Ingénieur SAETI OULD Cheikh A. Ingénieur L TPC SELFI B. Ingénieur BEREP TIAR A. Ingénieur ECA
ARRETE PORTANT APPROBATION DU DOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE RELATIF AUX TRAVAUX DE
FONDATIONS PROFONDES LE MINISTRE DE L' HABITAT - Vu le décret présidentiel n° 93-201 du 04 Septembre 1993 portant désignation des membres du Gouvernement, - Vu le décret n° 85-71 du 13 Avril 1985 portant création du Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique (C.G.S.) modifié et complété par le décret n° 86-212 du 19 Août 1986, - Vu le décret n° 86-213 du 19 Août 1986 portant création d'une Commission Technique Permanente pour le contrôle technique de la construction, - Vu le décret exécutif n° 92-176 du 04 Mai 1992 fixant les attributions du Ministère de l'Habitat.
ARRETE ARTICLE 1 : Est approuvé le document technique réglementaire D.T.R.B.E. 1.32 intitulé TRAVAUX DE FONDATIONS PROFONDES, annexé à l'original du présent arrêté. ARTICLE 2 : Les maîtres d'ouvrages, les maîtres d'oeuvres, les organismes de réalisation, d'expertises et de contrôle, sont tenus de respecter les dispositions du dit document. ARTICLE 3 : Les dispositions du document technique réglementaire sont applicables après la publication du présent arrêté au Journal Officiel de la République Algérienne Démocratique et Populaire pour toutes nouvelles études et réalisations. Toutefois, les études en cours, ainsi que les projets types déjà élaborés demeurent régis par les textes antérieurs et ce, à titre transitoire durant deux ans à compter de la date de la publication du présent arrêté. ARTICLE 4 : Des décisions, instructions et circulaires ministérielles ou des notes techniques d'interprétation, émanant du Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique (C.G.S.) complèteront, en tant que de besoin, le document technique réglementaire. ARTICLE 5 : Le Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique (C.G.S.) est chargé de l'édition et de la diffusion du présent document technique règlementaire. ARTICLE 6 : Le présent arrêté sera publié au Journal Officiel de la République Algérienne Démocratique et Populaire.
Fait à Alger, le 29 Décembre 1993
P/Le Ministre de l'Habitat Le Directeur de cabinet
Abdelhamid GAS
Sommaire
PREAMBULE CHAPITRE 1 1 - Généralités 2 - Documents techniques à établir 3 - Consistance des travaux 4 - Mise à exécution des travaux 5 - Documents à fournir par l'entrepreneur en cours et en fin de travaux 6 - Tolérances d'implantation au niveau du recépage 7 - Relations entrepreneur et maître d'ouvrage 8 - Essais CHAPITRE II PIEU FORE SIMPLE 1 - Caractéristique 2 - Dispositions constructives 2.1 - Armatures 2.2 - Cage d'armature 3 - Béton 4 - Mise en oeuvre CHAPITRE III PIEU FORE TUBE 1 - Caractéristique 2 - Dispositions constructives.. 2.1 - Armatures 2.2 - Cages d'armatures 3 - Béton 4 - Mise en oeuvre CHAPITRE IV PIEU FORE BOUE 1 - Caractéristiques 2 - Dispositions constructives 2.1 - Armatures 2.2 - Cage d'armatures 3 - Béton 4 - Mise en oeuvre CHAPITRE V PIEU METAL BATTU 1 - Caractéristiques 2 - Dispositions constructives 3 - Mise en oeuvre 4 - Contraintes admissibles
CHAPITRE VI ESSAIS DE PIEUX 1 - Classification des différents essais de pieux 2 - Essais de reconnaissance 2.1 - Essai de chargement statique des pieux 2.2 - Essais d'information 1 - Cas des pieux forés 2 - Cas des pieux battus 3 - Essais de contrôle 3.1 - Essais de contrôle du fût en béton
1.1 - Essais soniques par transparence 1.2 - Essais par micro sismique transparence
1.3 - Essais d'impédance mécanique 1.4 - Essais de carottage mécanique 1.5 - Recommandations concernant les tubes de réservation 3.2 - Organisation du contrôle 2.1 - Position du problème 2.2 - Organisation du contrôle 4 - Essais de contrôle de portance ANNEXE ESSAI STATIQUE DE CHARGEMENT DE PIEU 1 - Généralités 2 - Appareillage 3 - Préparation de l'essai 1. - Eléments à fournir par le maître d'oeuvre 2. - Contrôle de la mise en place du pieu d'essai 3. - Préparation de l'essai 4. - Exécution de l'essai 5. - Calculs et résultats
TRAVAUX DE FONDATIONS PROFONDES
PREAMBULE Définitions Les termes suivants sont utilisés dans les textes du présent DTR relatif aux fondations profondes. Ancrage: longueur de pénétration dans la couche résistante. Arase: niveau de la partie supérieure du pieu après sa mise en oeuvre et avant recépage. Armature: l'armature d'un pieu comprend: - La cage, qui est l'ensemble des aciers pris en compte dans l'évaluation de la résistance du pieu suivant les règles en vigueur, - Les suspentes, qui sont des aciers destinés à éviter la chute de la cage en fond de forage, - Le panier, qui est un dispositif destiné à éviter la remontée de !a cage pendant la mise en oeuvre du béton et l'extraction du tube, tubage ou virole, - Les centreurs, qui sont des pièces généralement en béton destinées à maintenir la cage latéralement. - Axe: lieu des centres de gravité des sections droites. Barres d'attente: barre d'acier en tête de pieux qui assurent la liaison des pieux aux éléments d'infrastructure. - Charge: - Limite: charge de rupture du sol, appelée parfois à tort, charge de rupture. - Nominale: charge limite frappée d'un coefficient de sécurité; - Ultime : charge de rupture des matériaux constitutifs des pieux - Intrinsèque: charge ultime frappée d'un coefficient de " sécurité; - De rupture: la plus petite des charges limite (modifiée par l'effet de groupe) et ultime; - Admissible: la plus petite des charges nominale (modifiée par l'effet de groupe) et intrinsèque. La charge admissible est parfois appelée charge utile; - De service: charge déduite des descentes de charge de la superstructure - De fluage : paramètre caractéristique tiré de l'essai de chargement statique, - Chemise (ou gaine) : tube en général d'acier mince faisant partie du fût du pieu; - Coefficient de réduction: rapport de la charge limite, évaluée par une formule de battage, à la charge nominale. - Colonne: tube d'acier destiné à la mise en place du béton dans un pieu, également nommé "colonne de bétonnage", On l'appelle également "tube plongeur", si elle plonge effectivement dans le béton en place, - Descente de charges: ensemble des sollicitations qui s'exercent aux points d'appui de la structure. - Diamètre: 4 A/p - voir section (A) et périmètre (p), - Elancement: rapport de la longueur utile au diamètre.
Essai: - De reconnaissance: essais préliminaire ou d'information destinés à compléter les résultats des reconnaissances des sols: - Préliminaire: essais de chargement statique de pieux instrumentés ne faisant pas partie de l'ouvrage, exécutés préalablement au début des travaux, - D'information: essais sur des pieux de l'ouvrage consistant à noter certains paramètres d'exécution. - De contrôle : essais de fût ou de portance: * De fût: essais destinés à s'assurer des qualités de continuité du fût des pieux de l'ouvrage ainsi que du bon contact sol - pieu. * De portance: essais de chargement statique de pieux de l'ouvrage. - Essais soniques par transparence (ou carottage sonique) : mesure des temps de transit d'un train d'ondes soniques à travers le béton, entre un émetteur et un récepteur. - Excentrement : distance entre l'axe théorique et l'axe réel du pieu. - Excentricité: distance entre le point d'application de la charge et l'axe du pieu. - Faux refus: il y a faux refus lorsque les moyens de mise en oeuvre d'un pieu ne permettent pas d'atteindre la cote convenue. - Fiche: longueur utilisée pour les calculs de portance, généralement comptée à partir de la pointe. - Frottement négatif: effort descendant exercé sur le fût du pieu par le sol en cours de tassement. - Fût: corps du pieu, de la tête à la pointe. - Implantation: situation des pieux dans l'espace. Système de repères fixes, solides et bien protégés, qui permet de situer facilement sur le chantier la position exacte des pieux par visée optique et mesure des longueurs. - Largeur: diamètre B du cercle inscrit dans la section du fût. - Longueur utile: distance du recépage à la pointe. - N GA: nivellement général de l'Algérie. - Niveau réel de recépage: niveau de la partie supérieure du pieu recépé. - Périmètre: longueur p du périmètre de la section du fût. - Piquetage : système de piquets qui permet de situer la position des pieux sans le secours d'aucun appareil topographique. - Pointe: partie inférieure du pieu (pour un puits ou certains pieux, on parle de base). - Recéper : enlever la partie supérieure de la tête du pieu. - Refus: enfoncement permanent moyen d'un pieu sous un coup de mouton mesuré sous une volée de dix coups. - Refus absolu: impossibilité de faire descendre le pieu par de nouvelles volées de coups de mouton. - Refus élastique: enfoncement élastique temporaire sous l'effet du coup de mouton. - Section: aire A de la section droite du fût. - Section nominale: section prise en compte dans les calculs. - Tête: partie supérieure du pieu. - Tubage: tube d'acier très épais utilisé pour la mise en oeuvre des pieux forés tubés. - Tube: tube d'acier très épais utilisé pour la mise en oeuvre de pieux à tube battu. - Virole: tube d'acier d'épaisseur moyenne utilisé pour la mise en oeuvre des pieux forés simples ou à la boue destiné à éviter l'éboulement du forage en tête.
CHAPITRE 1
DISPOSITIONS COMMUNES AUX DIVERS TYPES DE PIEUX 1 - Généralités 1.1 - Domaine d'application Le présent DTR s'applique aux ouvrages de fondations profondes comportant la mise en oeuvre de l'un des procédés suivants: i - Pieux forés: foré simple, foré tubé et foré boue ii - Pieux façonnés à l'avance: métal battu Il existe d'autres procédés de pieux non cités plus haut, tels que les pieux préfabriqués, les micro pieux, colonnes ballastées..., dont la technique d'exécution n'est pas encore introduite en Algérie. Ces techniques feront l'objet de nouveaux chapitres chaque fois que l'une d'el1es devient réalisable. 2 - Documents techniques à établir 2.1 - Plan du terrain avant terrassement (courbes de niveau cotées en NGA, implantation de tous les sondages de reconnaissance, indication des niveaux d'eau cotés en NGA). Lorsque le niveau de la nappe est voisin de la plateforme de travail, il est conseillé de procéder à une enquête sur les fluctuations de ce niveau. 2.2 - Rapport de reconnaissance préalable des sols - Description des sols et de leurs caractéristiques jusqu'à une profondeur située à une
distance sous la cote proposée pour la pointe des pieux au moins égale à 7Ø 5 m pour s'assurer de l'absence de couche de moindre résistance ou d'anomalie dans la zone d'influence des pieux.
≥
- Résultats d'analyse des eaux. 2.3 – Descente de charges de l'ouvrage à construire 2.4 - Note technique de justification de la conception et de l'exécution des pieux. 2.5 - Rapport d'essais préliminaires 2.6 - Descriptif des pieux. Types de pieux, cotes NGA de la pointe des pieux, ordre de priorité pour l'exécution des pieux, nombre de pieux d'essai de reconnaissance et de pieux d'essai de contrôle éventuel, délai d'exécution (l'ordre de priorité pour l'exécution peut découler de conditions administratives (libération de terrain) économiques (délais partiels de livraison) ou techniques telles que:
a - Lorsque de nombreux pieux sont groupés, ceux du centre sont réalisés en premier pour terminer par les pieux périphériques. b - Lorsque les pieux ont des longueurs différentes, il est préférable de commencer par les plus longs. Enfin, le temps imparti à l'exécution des pieux ne doit pas être réduit, en effet, l'augmentation de la cadence d'exécution est incompatible avec la réalisation d'un travail soigné. 2.7 - Plan d'implantation des pieux, indiquant au niveau de la plateforme de travail pour chaque pieu. - Coordonnées de son axe par rapport à deux axes orthogonaux - Cote NGA du niveau théorique de recépage - Cote NGA de la pointe prévue par les études - Sollicitations - Diamètre du pieu - Numéro d'identification du type d'armatures. 2.8 - Rapport sur les contraintes particulières liées au site et à son environnement: - présence d'obstacles et d'ouvrages souterrains (câbles, canalisations d'égouts, anciennes fondations, tirants...) - suggestions spéciales pour les travaux exécutés à proximité de lieux habités, fréquentés ou protégés (difficultés d'accès, limitation de charges, de hauteur et gabarit, de vitesse, itinéraires obligatoires, niveaux de bruits, vibrations, fumées, poussières...). - dépôts des déblais en excédent - signalisation du chantier à l'égard de la circulation. 3 - Consistance des travaux Quelque soit le type de pieu, les travaux comprennent: - La réalisation des pieux - l'exécution des pieux d'essai et la mise en oeuvre du matériel de chargement nécessité par les essais. Les travaux ne comprennent pas, sauf dispositions contraires, les travaux de recépage et l'exécution des semelles et longrines. Exceptionnellement, le recépage peut faire partie du marché de fondations profondes. Il vise alors à éliminer tout béton pollué en tête de pieu et se poursuit sur 10 cm dans le béton sain. 4 - Mise à exécution des travaux Le maître d'ouvrage doit faire parvenir à l'entrepreneur un ordre de service pour commencer l'exécution des travaux. L'entrepreneur doit s'assurer que l'état du chantier lui permet de commencer ses travaux; il doit vérifier que: - Tous les terrassements ont été exécutés, mettant le chantier aux cotes prescrites par les plans. - Les plateformes sont planes, stables compte tenu des engins nécessaires à l'exécution et aux approvisionnements. - Les dimensions des plateformes sont suffisantes pour permettre l'exécution de tous les pieux, notamment dans les angles, en pied et en tête de talus (la mise en place d'une couche de 0,50 cm de tout-venant est parfois nécessaire).
- Les repères d'implantation fournis par le maître d'ouvrage sont solides et bien protégés. Ces repères sont placés sous la responsabilité de l'entrepreneur. - Les rampes d'accès aux plate formes de travail doivent avoir une pente normale inférieure ou égale à 10%. L'entrepreneur a le libre choix des installations et du matériel qui doivent être adaptés à l'exécution du type de pieu retenu en fonction des conditions de sol et de voisinage. 5 - Documents à fournir par l'entrepreneur en cours et en fin de travaux 5.1 - Les attachements remis au maître d'ouvrage doivent indiquer pour chaque pieu: - Le numéro d'identification du pieu, son diamètre - La date et l'heure de début et de fin d'exécution - La longueur de pénétration dans le sol de la pointe du pieu. - La profondeur de l'arase à partir de la plateforme de travail. - La quantité de béton utilisée et sa composition pour les pieux coulés en place. - Les refus correspondant aux trois dernières volées de 10 coups de mouton pour les pieux battus. - La nature et la couleur de la couche d'arrêt pour les pieux forés. - Les incidents éventuels. 5.2 - Un exemplaire du plan d'implantation des pieux doit être: - Actualisé par report des informations prévues ci-dessus - Signé et remis au maître d'ouvrage à la fin des travaux de pieux. 5.3 - L'établissement d'un plan d'implantation réel des pieux L'établissement d'un plan d'implantation réelle des pieux après exécution et recépage, nécessaire à la poursuite des travaux est à l'initiative et à la charge du maître d'ouvrage. Ce plan est indispensable et permet de vérifier si les tolérances d'implantation ont été respectées. 6 - Tolérances d'implantation au niveau du recépage Sauf indications différentes, la tolérance maximale sur l'axe des pieux est de 15 cm dans les deux directions et moins de 0,5% en inclinaison (5mm/mètre de longueur) sur toute la longueur du pieu. (Le contrôle de la verticalité ou de l'inclinaison des pieux se fait à l'aide d'un fil à plomb descendu à différents niveaux dans le cas des pieux forés - tubés ou forés simples et par référence à la verticalité du Kelly ou de la sonnette de battage respectivement dans le cas des pieux forés - boue et métal battu). 7 - Relations entrepreneur et maître d'ouvrage Au fur et à mesure de l'exécution des travaux, l'entrepreneur est tenu de communiquer au maître d'ouvrage par l'intermédiaire du maître d'oeuvre toute constatation de nature à modifier les prévisions initiales et notamment en cas de différences entre les résultats de la reconnaissance préalable et ses propres constatations. 8 - Essais Les essais de pieux se classent en 2 catégories:
- Les essais de reconnaissance qui sont réalisés au moment de la conception du système de fondation de l'ouvrage, sont destinés à vérifier et préciser les conclusions de l'étude géotechnique relatives au dimensionnement et au comportement des pieux. - Les essais de contrôle qui sont effectués sur des pieux finis, sont destinés à vérifier la qualité de leur exécution (essais de contrôle du fût) ou de leur portance (essais de contrôle de portance ).
8.2 - Essais de reconnaissance Les essais de reconnaissance sont des essais de chargement statique préalables sur des
pieux représentatifs et indépendants de l'ouvrage à envisager dans les cas où : - Il subsiste une incertitude sur les caractéristiques mécaniques des sols. - L'application des différentes méthodes de calcul de portance conduit à des valeurs pas trop divergentes. - Les conditions d'exécution du pieu influent sur sa capacité portante sans que cette influence puisse être chiffrée dans les calculs. - L'ouvrage est important et compte un grand nombre de pieux 8.2 - Les essais de contrôle de fût Ils ont pour objet de vérifier la continuité du fût du pieu, la résistance mécanique du béton et la qualité du contact sol pieu. Ils peuvent comporter des essais soniques par transparence, des essais par micro sismique transparence, des essais d'impédance mécanique et des carottages mécaniques.
8.3 - Les essais de contrôle de portance
Ils sont réalisées sur des pieux finis de l'ouvrage et ont pour objet de vérifier que la charge nominale des pieux est conforme à celle fixée à partir de l'étude géotechnique. Dans le cas de pieux battus des essais de chargement peuvent être envisagés sur des pieux faisant partie de l'ouvrage, permettant de recueillir des données relatives au battage de ces pieux (établissement de courbes de battage).
CHAPITRE II
PIEU FORE SIMPLE:
1 - Caractéristiques: Ce procédé n'utilise pas de soutènement de parois, à l'exception de la virole en tête de forage. Il s'applique dans les sols suffisamment cohérents et situés au dessus de la nappe phréatique, limitant ainsi la longueur de ces pieux à 20 mètres en moyenne. Le forage est exécuté dans le sol par des moyens mécaniques (tarière, benne,...) et un essai préalable de bonne tenue des parois est obligatoire sur chaque chantier. Commentaire L'essai consiste à exécuter avant le début des travaux, 01 à 03 forages selon le nombre de pieux à réaliser et l'hétérogénéité du terrain. Ces forages d'essai doivent être implantés si possible en dehors de la zone des pieux et doivent avoir un diamètre et une longueur égaux à ceux des pieux les plus importants. Ils doivent être laissés ouverts pendant 24 heures au moins pour l'observation de la tenue des parois. Pour des raisons de sécurité, ces forages doivent être remblayés le plutôt possible à la fin de l'essai avec du gros béton. Lorsque ces essais (bonne tenue des parois) ne sont pas concluants, il y a lieu de changer de technique de pieux (forés tubés, ou forés boue). Le bétonnage des pieux du projet doit être terminé au plus dans les 8 heures à compter de la fin du forage. La section du pieu est de forme circulaire avec un diamètre égal à celui de l'outil de forage. 2 - Dispositions constructives 2.1 - Armatures Les pieux couramment adoptés dans les projets sont: - Verticaux - Calculés en flexion composée - Ferraillés sur toute leur longueur Commentaire: - Les pieux inclinés ne sont pas admis en zone sismique - En zone non sismique, si les pieux sont de petits diamètres (B < 80 cm) et soumis uniquement à des compressions centrées, ces derniers peuvent ne pas être armés; sauf, en tête de pieu. où il faut prévoir un minimum de barres d'attente. (4 Ø12, L = 2 m dont 75 cm au moins ancrés dans la semelle de liaison). 2.2 - Cage d'armature: Les cages d'armature des pieux sont constituées par: - Des armatures longitudinales - Des armatures transversales formées de cerces ou de spires
Les armatures longitudinales sont des barres en acier à haute adhérence, leur nombre minimal sera: - 6 pour les pieux de diamètre B < 80 cm - 10 pour les pieux de diamètre B > 80 cm La section totale d'armature doit être égale: - Au moins à 0,5% - Au plus à 3% de la section nominale du pieu sur toute sa longueur. Le diamètre minimal des barres à utiliser est de 12 mm, les diamètres les plus couramment utilisés varient de 16 à 32 mm. La distance de nu à nu des barres varie entre un minimum de 10 cm et un maximum de l'ordre de 30 cm. Commentaire: a) Utiliser de préférence les petits diamètre (16, 20, 25) b) Eviter d'utiliser plus de deux diamètres de barres pour une même section de pieux et de préférence des diamètres consécutifs (14, 16) (16, 20) (20, 25). c) Répartir de façon uniforme les barres. d) Dans le cas des pieux sollicités en flexion, le nombre de barres ou leur diamètre peuvent varier le long du pieu en fonction des sollicitations calculées et en respectant les dispositions minimales décrites ci-dessus. Les armatures transversales constituées de cerces et/ou de spires sont en général en acier doux et leur diamètre minimal est de 6 mm. Le choix du diamètre Ø t de l'armature transversale est fonction de Ø l celui de l'armature longitudinale. Commentaire: - Pour des armatures longitudinales dont le diamètre Ø l varie entre 12 et 20 mm, il faudra choisir le diamètre Ø t de l'armature transversale entre 6 et 10 mm. - Pour des armatures longitudinales dont Ø 1 est supérieur ou égal à 20 mm, il faudra choisir Ø t compris entre 10 et 12 mm. L'écartement maximal de nu à nu des spires ou des cerces est de 8 Ø 1 en partie courante et de 10 cm en tête de pieu, sur une longueur de 2,5 diamètre du pieu. Lorsque la cage d'armature d'un pieu est constituée de plusieurs tronçons, leur assemblage peut être effectué avant ou pendant la descente de la cage dans le forage. La longueur de recouvrement des barres longitudinales doit être égale au maximum (40 Ø 1, 80 cm). L'assemblage des barres longitudinales est assuré par points de soudure à l'arc électrique ou par ligature.
L'épaisseur du béton qui enrobe les armatures doit être au moins de 7 cm. Commentaire : Pour assurer l'enrobage réglementaire de 7 cm, il y a lieu de placer des centreurs (galets ou patins) de plus de 8 cm de large. Généralement faits en béton, les centreurs sont disposés sur la cage d'armature, tous les 3 mètres à raison de 3 au moins par niveau. Pour empêcher la remontée de la cage avec la colonne de bétonnage, le diamètre hors tout de la cage d'armature doit être supérieur à 1,25 Ø extérieur de la colonne de bétonnage. 3- Béton: - Le dosage minimal en ciment est de 350 kg/m3. Le diamètre maximal des granulats est de 25 mm. L'ouvrabilité du béton mesurée au cône d'Abrams est donnée par un affaissement de 18 cm avec un minimum de 14 cm. Le rapport E/C est inférieur à 0,6. Le rajout d'eau en cours de transport doit être évité. - Les commandes de béton aux centrales doivent spécifier l'ouvrabilité du béton à son arrivée au chantier. Commentaire: La composition et le dosage du béton sont déterminés en fonction de la charge intrinsèque à obtenir et des conditions particulières de mise en oeuvre. - Le dosage couramment utilisé pour le béton des pieux est de 400 kg/m3. - Le choix du ciment doit tenir compte de l'agressivité du terrain. Si le ciment approprié n'est pas disponible, le béton du pieu peut être protégé par une chemise métallique. - Pour satisfaire aux conditions d'ouvrabilité, il est préférable d'utiliser un retardateur, plutôt qu'un rajout d'eau. La courbe de bétonnage doit être établie pour chaque pieu, dans un délai ne dépassant pas 3 jours après le coulage du pieu. Commentaire: La courbe de bétonnage est établie par le responsable du chantier et mise à la disposition des contrôleurs. Cette courbe représente le volume de béton en fonction du niveau de béton frais atteint, elle est établie avec un minimum de 5 points. L'examen comparé de la courbe expérimentale ainsi obtenue avec la courbe théorique permet de déceler d'éventuels surconsommation de béton dû : - Au forage de la vase. - Remplissage des cavités souterraines (karst)
4 - Mise en oeuvre: L'utilisation de ce procédé de pieux est strictement interdite, à la traversée ou à proximité de zones de circulation d'eau qui peuvent être propices à des éboulements ou des décompressions à la base du pieu. Le forage d'un pieu dont l'axe est situé à moins de 3 diamètres du nu d'un pieu voisin ne peut commencer avant la prise du béton de ce dernier (délai supérieur à 4 heures). L'utilisation d'une virole en tête est nécessaire afin d'éviter l'éboulement du forage en tête. La mise en oeuvre du béton se fait au moyen d'une colonne de bétonnage pour contrôler la hauteur de chute libre du béton. La base de la colonne doit être située à moins de 1 mètre au dessus du niveau supérieur du béton en place. La hauteur minimale de recépage est fixée de façon que le béton sain soit atteint au niveau théorique de recépage fixé par le projet.
CHAPITRE III
PIEU FORE TUBE : 1- Caractéristique : Un forage est exécuté dans le sol par des moyens mécaniques sous protection d’un tube. Le tube est mis en place
• Par vibration • Par fonçage avec louvoiement au fur et à mesure de l’avancement du forage.
La base du tube est autant que possible située au dessous du fond de forage, tel que prévu sur les plans. Le tube est récupéré en phase de bétonnage. Commentaire : Le maintien d’un niveau d’eau au dessus du niveau piézométrique réduit le risque d’un soulèvement du fond en présence de sables fins ou de vases. Ce niveau d’eau est assuré par une alimentation en eau permanente de débit suffisant. Le diamètre du pieu est le diamètre extérieur du tube. Le forage est rempli partiellement ou totalement d’un béton de grande ouvrabilité. Le tube est extrait sans que le pied du tube ne puisse se trouver à moins de 1m sous le niveau du béton. 2 - Dispositions constructives: 2.1 - Armatures: Les pieux couramment adoptés dans les projets sont: - Verticaux - Calculés en flexion composée - Ferraillés sur toute leur longueur Commentaire: Les pieux inclinés ne sont pas admis en zone sismique. En zone non sismique, si les pieux sont de petits diamètres (B < 80 cm) et soumis uniquement à des compressions centrées, ces derniers peuvent ne pas être armés; Sauf, en tête de pieu, où il faut prévoir un minimum de barres d'attente (4 Ø 12, L = 2 m dont 75 cm au moins ancrés dans la semelle de liaison). 2.2 - cage d'armatures: Les cages d'armature des pieux sont constituées par:
- Des armatures longitudinales - Des armatures transversales formées de cerces ou de spires.
Les armatures longitudinales sont des barres en acier à haute adhérence, leur nombre minimal sera: - 6 pour les pieux de diamètre B < 80 cm - 10 pour les pieux de diamètre B > 80 cm
La section totale d'armature doit être égale: - Au moins à 0,5% - Au plus à 3% de la section totale d'armature du pieu sur toute sa longueur. Le diamètre minimal des barres à utiliser est de 12 mm, les diamètres les plus couramment utilisés varient de 16 à 32 mm. La distance de nu à nu des barres varie entre un minimum de 10 cm et un maximum de l'ordre de 30 cm. Commentaire : a) Uti1iser de préférence les petits diamètres (16, 20, 25) b) Eviter d'utiliser plus de deux diamètres de barres pour une même section de pieux et de préférence des diamètres consécutifs (14,16) (16, 20) (20, 25). c) Répartir de façon uniforme les barres. d) Dans le cas des pieux sollicités en flexion, le nombre de barres ou leur diamètre peuvent varier le long du pieu en fonction des sollicitations calculées et en respectant les dispositions minimales décrites ci-dessus. Les armatures transversales constituées de cerces et/ou de spires sont en général en acier doux et leur diamètre minimal est de 6 mm. Le choix du diamètre Ø t de l'armature transversale est fonction de Ø 1, celui de l'armature longitudinale. Commentaire: - Pour des armatures longitudinales dont le diamètre Ø 1 varie entre 12 et 20 mm, il faudra choisir le diamètre Ø t de l'armature transversale entre 6 et 10 mm. - Pour des armatures longitudinales dont Ø 1 est supérieur ou égal à 20 mm, il faudra choisir Ø t compris entre 10 et 12 mm. L'écartement maximal de nu à nu des pires ou des cerces est de 8 Ø 1 en partie courante et de 10 cm en tête de pieu, sur une longueur de 2,5 diamètre du pieu. Lorsque la cage d'armature d'un pieu est constituée de plusieurs tronçons, leur assemblage peut être effectué avant ou pendant la descente de la cage dans le forage. La longueur de recouvrement des barres longitudinales doit être égale au maximum (40Ø1,80cm). L'assemblage des barres longitudinales est assuré par points de soudure à l'arc électrique ou par ligature. L'épaisseur du béton qui enrobe les armatures doit être au moins de 7 cm. Commentaire : Pour assurer l'enrobage réglementaire de 7 cm, il y a lieu de placer des centreurs (galets ou patins) de plus de 8 cm de large. Généralement faits en béton, les centreurs sont disposés sur la cage d'armature, tous les 3 mètres à raison de 3 au moins par niveau.
Pour empêcher la remontée de la cage avec la colonne de bétonnage, le diamètre hors tout de la cage d'armature doit être supérieur à 1,25 Ø extérieur de la colonne de bétonnage. L'écart entre le diamètre extérieur de la cage et le diamètre intérieur du tube couramment adopté est de 10 à 12 cm. La limite inférieure extérieure est fixée à 6 cm. Commentaire : Dans le cas où l'écart entre le diamètre extérieur de la cage et le diamètre intérieur du tube est égal à 6 cm, alors le béton à utiliser doit être spécialement étudié. 3 - Béton: - Le dosage minimal en ciment est de 350/kg m3. - Le diamètre maximal des granulats est de 25 mm. - L'ouvrabilité du béton mesurée au cône d'Abrams est donnée par un affaissement de 18cm avec un minimum de 14 cm. - Le rapport E/C est inférieur à 0,6. - Le rajout d'eau en cours de transport doit être évité. - Les commandes de béton aux centrales doivent spécifier l'ouvrabilité du béton à son arrivée au chantier. Commentaire: - La Composition et le dosage du béton sont déterminés en fonction de la charge intrinsèque à obtenir et des conditions particulières de mise en oeuvre. - Le dosage couramment utilisé pour le béton des pieux est de 400 kg/m3. - Le choix du ciment doit tenir compte de l'agressivité du terrain, si le ciment approprié n’est pas disponible, le béton du pieu peut être protégé par une chemise métallique. - Pour satisfaire aux conditions d'ouvrabilité, il est préférable d'utiliser un retardateur, plutôt qu'un rajout d'eau. La courbe de bétonnage doit être établie pour chaque pieu, dans un délai ne dépassant pas 03 jours après le coulage du pieu. Commentaire: La courbe de bétonnage est établie par le responsable du chantier et mise à la disposition des contrôleurs. Cette courbe représente le volume de béton en fonction du niveau de béton frais atteint, elle est établie avec un minimum de 5 points. L'examen comparé de la courbe expérimentale ainsi obtenue avec la courbe théorique permet de déceler d'éventuels surconsommation de béton dû : - Au forage de la vase. - Remplissage des cavités souterraines (karst) . 4 - Mise en oeuvre: - La base du tubage est toujours située au dessous du fond du forage. - Le forage d'un pieu dont l'axe est situé à moins de trois diamètres du nu d'un pieu voisin ne peut commencer avant la prise du béton de ce dernier (délai supérieur à 4 heures).
- Le forage est curé moins de 2 heures avant le début du bétonnage; temps correspondant à la durée de descente de la cage d'armatures. - Le niveau d'eau dans le forage pendant le bétonnage doit être en permanence supérieur au niveau statique de la nappe. - Le bétonnage du pieu se fera au moyen d'une colonne de bétonnage, constituée de plusieurs tubes métalliques assemblés et surmontés d'un entonnoir ou goulotte. - La colonne a un diamètre intérieur d'au moins 15 cm et une longueur égale à celle du pieu. - Après l'amorçage, le pied de la colonne de bétonnage ne doit jamais se trouver à moins de 2 m sous le niveau atteint par le béton frais dans le pieu.
CHAPITRE IV
PIEU FORE BOUE:
1 - Caractéristiques: Un forage est exécuté dans le sol par des moyens mécaniques sous protection d'une boue de forage. La section du forage est circulaire et le diamètre du pieu est égal à celui de l'outil de forage. Après la mise en place de la cage d'armatures, le forage est rempli de béton de grande ouvrabilité au moyen d'une colonne de bétonnage selon la technique du tube plongeur. 2 - Dispositions constructives: 2.1 - Armatures: Les pieux couramment adoptés dans les projets sont: - Verticaux - Calculés en flexion composée - Ferraillés sur toute la longueur Commentaire : - Les pieux inclinés ne sont pas admis en zone sismique. - En zone non sismique, si les pieux sont de petit diamètre (B < 80 cm) et soumis uniquement à des compressions centrées, ces derniers peuvent ne pas être armés; sauf, en tête de pieux où il faut prévoir un minium de barres d'attentes (4 Ø 12, L = 2 m dont 75 cm au moins ancrés dans la semelle de liaison). 2.2 - Cage d'armatures: Les cages d'armature des pieux sont constituées par: - Des armatures longitudinales , - Des armatures transversales formées de cerces ou de spires. Les armatures longitudinales sont des barres en acier à haute adhérence, leur nombre minimal sera: - 6 pour les pieux de diamètre B < 80 cm - 10 pour les pieux de diamètre B > 80 cm La section totale d'armature doit être égale: - au moins à 0,5% - au plus à 3% de la section nominale du pieu sur toute sa longueur. - Le diamètre minimal des barres à utiliser est de 12 mm, les diamètres les plus couramment utilisés varient de 16 à 32 mm. La distance de nu à nu des barres varie entre un minimum de 10 cm et un maximum de l'ordre de 30 cm.
Commentaire: a) Utiliser de préférence les petits diamètres (16, 20,25) b) Eviter d'utiliser plus de deux diamètres de barres pour une même section de pieux et de préférence des diamètres consécutifs (14, 16) (16, 20) (20, 25). c) Répartir de façon uniforme les barres. d) Dans le cas des pieux sollicités en flexion, le nombre de barres ou leur diamètre peuvent varier le long du pieu en fonction des sollicitations calculées et en respectant les dispositions minimales décrites ci-dessus. Les armatures transversales constituées de cerces et/ou de spires sont en général en acier doux et leur diamètre minimal est de 6 mm. Le choix du diamètre Ø t de l'armature transversale est fonction de Ø l, celui de l'armature longitudinale. Commentaire: - Pour les armatures longitudinales dont le diamètre Ø 1 varie entre 12 et 20 mm, il faudra choisir le diamètre Ø t de l'armature transversale entre 6 et 10 mm. - Pour des armatures longitudinales dont Ø 1 est supérieur ou égal à 20 mm, il faudra choisir Ø t compris entre 10 et 12 mm. L'écartement maximal de nu à nu des spires ou des cerces est de 8 Ø 1 en partie courante et de 10 cm en tête de pieu, sur une longueur de 2,5 diamètre du pieu. Lorsque la cage d'armature d'un pieu est constituée de plusieurs tronçons, leur assemblage peut être effectué avant ou pendant la descente de la cage dans le forage. La longueur de recouvrement des barres longitudinales doit être égale au maximum (40Ø1,80cm). L'assemblage des barres longitudinales est assuré par points de soudure à l'arc électrique ou par ligature. L'épaisseur du béton qui enrobe les armatures doit être au moins de 7 cm. . Commentaire: Pour assurer l'enrobage réglementaire de 7 cm, il y a lieu de placer des centreurs (galets ou patins) de plus de 8 cm de large. Généralement faits en béton, les centreurs sont disposés sur la cage d'armature, tous les 3 mètres à raison de 3 au moins par niveau. Pour empêcher la remontée de la cage avec la colonne de bétonnage, le diamètre hors tout de la cage d'armature doit être supérieur à 1,25 Ø extérieur de la colonne de bétonnage. L'écart entre le diamètre extérieur de la cage et le diamètre intérieur du tube couramment adopté est de 10 à 12 cm. La limite inférieure est fixée à 6 cm.
Commentaire: Dans le cas où l'écart entre le diamètre extérieur de la cage et le diamètre intérieur du tube est égal à 6 cm, alors le béton à utilisé, doit être spécialement étudié. 3 - Béton: - Le dosage minimal en ciment est de 350 kg/m3. - Le diamètre maximal des granulats est de 25 mm. - L'ouvrabilité du béton mesurée au cône d'Abrams est donnée par un affaissement de 18 cm avec un minimum de 14 cm. - Le rapport E/C est inférieur à 0,6. - Le rajout d'eau en cours de transport doit être évité. - Les commandes de béton aux centrales doivent spécifier l'ouvrabilité du béton à son arrivée au chantier. Commentaire: - La composition et le dosage du béton sont déterminés en fonction de la charge intrinsèque à obtenir et des conditions particulières de mise en oeuvre. - Le dosage couramment utilisé pour le béton des pieux est de 400 kg/m3. - Le choix du ciment doit tenir compte de l'agressivité du terrain, si le ciment approprié n’est pas disponible, le béton du pieu peut être protégé par une chemise métallique. - Pour satisfaire aux conditions d'ouvrabilité, il est préférable d'utiliser un retardateur, plutôt qu’un rajout d'eau. La courbe de bétonnage doit être établie pour chaque pieu, dans un délai ne dépassant pas 3 jours après le coulage du pieu. Commentaire: La courbe de bétonnage est établie par le responsable du chantier et mise à la disposition des contrôleurs. Cette courbe représente le volume du béton coulé en fonction du niveau de béton frais atteint, elle est établie avec un minimum de 5 points. L'examen comparé de la courbe expérimentale ainsi obtenue avec la courbe théorique permet de déceler d'éventuels surconsommation de béton dû : - Au forage de la vase. - Remplissage des cavités souterraines (karst). 4 - Mise en oeuvre: Le niveau de la boue dans le forage, pendant son exécution doit être toujours situé au moins à 1 m au dessus du niveau statique de la nappe. Commentaire: Des fluctuations rapides du niveau de la nappe, peuvent engendrer des difficultés quant à la tenue des parois du forage. La boue de forage se compose d'eau, de bentonite et éventuellement d'argile, de ciment et d'additifs.
Le mélange de ces composants doit être adapté aux caractéristiques physico-chimiques des terrains et de l'eau. La boue bentonite s'obtient par dispersion de 20 à 50 kg de bentonite par mètre cube d'eau, ce dosage dépend essentiellement de la qualité de la bentonite utilisée. Commentaire: La boue bentonite peut aussi contenir certains adjuvants pour l'alourdir, améliorer son pouvoir colmatant, accroître ou réduire sa viscosité, empêcher sa contamination par le ciment ou le gypse et abaisser ou augmenter son PH. La boue est préparée sur chantier dans une station qui comprend: - Une unité de fabrication assurant la dispersion de la bentonite en poudre dans l'eau. - Un bassin de stockage - Une unité de régénération de la boue assurant la séparation des gros sédiments par tamisage et du sable par centrifugation. Avec les tarières et les bennes preneuses, comme outil de forage la boue est déversée dans le forage au fur et à mesure de l'avancement de l'outil. Elle est ensuite récupérée par pompage en cours de bétonnage. Les caractéristiques d'une boue de forage sont les suivantes: - La densité - La viscosité au cône de Marsh - La teneur en sable - Le filtrat - L'épaisseur du cake Ces paramètres différent d'une boue neuve à une boue régénérée.
Caractéristiques boue neuve boue régénérée
densité (mesurée avec une balance de densité)
1,01<d<1,05 d < 1,20
viscosité Marsh µ> 35 sec 35 < µ < 90 sec
teneur en sable (tamis 80 µm) nulle 5%
filtrat (mesuré à l'élutiomètre) Vf < 30 cm3 Vf < 40 cm3
Cake e < 3 mm e < 5 mm Commentaire - Viscosité Marsh : Elle se définit comme le temps nécessaire pour remplir de boue un récipient de 1 litre à travers un ajutage normalisé de 4,75 mm. - Cake: Ce paramètre est mesuré avec le filtre presse BAROID pendant 30 mn sous une pression de 7 bars.
- La boue régénérée : C'est la boue récupérée en cours d'excavation, après traitements appropries en vue de sa réutilisation. En effet cette boue est polluée par les éléments fins du terrain (sable, limons, argiles) qui augmentent sa teneur en eau et sa viscosité. L'entrepreneur doit disposer sur le chantier d'un matériel de prélèvement de la boue dans l'excavation, ainsi que d'un laboratoire où les paramètres de la boue peuvent être mesurés a tout instant. Les caractéristiques de la boue en fond de forage sont mesurés après curage de chaque pieu et doivent satisfaire celles d'une boue régénérée. Le forage d'un pieu dont l'axe est situé à moins de 3 diamètres du nu d'un pieu voisin ne peut commencer avant la prise du béton de ce dernier (délai supérieur à 4 heures). L'utilisation d'une virole en tête de pieu est obligatoire afin d'éviter l'éboulement. Le forage est curé à moins de 3 heures avant le début du bétonnage, temps nécessaire à la descente de la cage d'armature. Dans le cas où la mise en place de la cage d'armatures nécessite un temps supérieur à 3 heures, les caractéristiques de la boue doivent être vérifiées et si celles-ci ne répondent pas aux normes, la boue de forage doit être recyclée. Commentaire: Le curage du fond de forage est indispensable et doit être fait avec soins afin d'établir un bon contact du pieu avec le terrain. La mise en oeuvre du béton se fait. au moyen d'une colonne de bétonnage. La colonne a un diamètre intérieur d'au moins de 15 cm et une longueur égale à celle du pieu. Le pied de la colonne de bétonnage ne doit jamais se trouver à moins de 3 m sous le niveau atteint par le béton frais dans le pieu. La courbe de bétonnage doit être établie pour chaque pieu, dans un délai ne dépassant pas 3 jours après le coulage du pieu. Commentaire: La courbe de bétonnage est établie par le responsable du chantier et mise à la disposition des contrôleurs. Cette courbe représente le volume de béton coulé en fonction du niveau de béton frais atteint, elle est établie avec un minimum de 5 points. L'examen comparé de la courbe expérimentale ainsi obtenue avec la courbe théorique permet de déceler d'éventuels surconsommation de béton dû : - Au forage de la vase - Remplissage des cavités souterraines (karst).
CHAPITRE V
PIEU METAL BATTU: 1 - Caractéristiques: Les pieux métalliques sont constitués d'acier E 24-1 ou similaire avec addition éventuelle de cuivre (0,2 à 0,5%). Leur section est sous forme : - de H avec l'épaisseur de l'âme égale à celle des ailes. - d'anneau (tube) avec une épaisseur minimale de 10 mm. - quelconque obtenue par soudage de palplanches (pal-pieux). 2 - Dispositions constructives: La longueur minimale d'un élément d'un même pieu ne doit pas être inférieure à 5 m, ceci afin de limiter le nombre de soudures. Ces dernières sont exécutées bout à bout soit en position, soit à plat. Les soudures notamment le chanfrein, l'épaisseur du métal d'apport, l'écartement entre les éléments d'apport doivent être conformes aux normes en vigueur. Commentaire: Les éléments soudés en position doivent être maintenus pendant le soudage par un gabarit, le soudage est effectué par passes symétriques et uniformes de façon à préserver l'alignement des éléments constituant le pieu. Les éléments soudés à plat doivent reposer sur un nombre suffisant de points d'appui pour obtenir un alignement correct des éléments. Dans le cas où la pointe du pieu est munie d'un sabot, sa section est au plus égale à 1,2 fois la section définie par le périmètre extérieur du profilé. 3 - Mise en oeuvre: Les pieux sont mis en oeuvre par battage ou vibration. La distance d'axe en axe de 2 pieux voisins doit être supérieure à 1.75 fois la longueur de la diagonale du rectangle enveloppant les pieux ou à 0.75 m. La distance entre l'axe théorique et l'axe réel d’un pieu au niveau du recépage doit être au plus égale à : - profilé H : l/8e hauteur totale de la section du profilé - profilés fermés : l/8e de la largeur B du profilé 4 - Contraintes admissibles: Pour tenir compte des risques de corrosion, la contrainte admissible de l'acier est limité à 800 bars sous les sollicitations du 1 °genre et 1200 bars sous les sollicitations du 2° genre. Commentaire: Ces limites peuvent être portées respectivement à 1200 et 1600 bars lorsque la durée de vie de l'édifice peut être estimée.
Les contraintes sont appliquées sur une section réduite du pieu compte tenu des effets de corrosion qui sont fonction de la teneur en oxygène du milieu.
Cat.
Terrains Diminution annuelle de
l'épaisseur du pieu (mm)
1
terrains peu agressifs (terrains sédimentaires en place consolidés) 0,01
0,04
2
terrains ou remblais moyennement agressifs (terrains en place dont la consolidation n'est pas terminée, zone de marnage en eau douce)
0,10
3
terrains ou remblais agressifs (remblais récents zone de marnage en eau de mer)
voir ci-après 4
terrains ou remblais très agressifs (présence de substances chimiques agressives pour l'acier)
L'étude chimique des sols et des eaux doit être suffisamment détaillée pour déterminer les risques de corrosion. Pour la catégorie 4, il faudra recourir à un ou plusieurs des procédés suivants: - Enlèvement des matériaux agressifs - Réduction de la contrainte admissible - Protection cathodique - Protection par galvanisation ou peinture au zinc dans les sols peu abrasifs.
CHAPITRE VI
ESSAIS DE PIEUX:
1 - Classification des différents essais de pieux: Ces essais se classent en 2 catégories: - Les essais de reconnaissance destinés à : * vérifier et préciser les conclusions de l'étude géotechnique relatives au dimensionnement et au comportement des pieux (essai de chargement statique des pieux). * recueillir des données relatives au forage (essai de forage) et/ou au battage des pieux (essai de battage). - Les essais de contrôle du fût et les essais de contrôle de portance sur les pieux faisant partie du projet. 2 - Essais de reconnaissance: Ces essais de reconnaissance n'éliminent pas la nécessité de l'étude géotechnique des sols (essais en place et essais de laboratoire). 2.1. - Essai de chargement statique des pieux Les essais préalables destinés à vérifier les conclusions de l'étude géotechnique sont des essais de chargement statique sur des pieux forés ou battus indépendants et représentatifs des pieux de l'ouvrage, situés autant que possible à proximité de sondages de reconnaissance de sol pour des éventuelles corrélations. Ces essais consistent à appliquer au pieu d'essai des efforts de même nature que ceux transmis par le futur ouvrage: - Essai d'enfoncement pour pieux travaillant à la compression. - Essai d'arrachement pour pieux travaillant à la traction. - Essai de chargement horizontal pour pieux appelés à mettre le terrain en butée latérale. Dans le cas d’un essai d'enfoncement ou d'arrachement, il est recommandé d'adopter le mode opératoire décrit en annexe. Ces essais doivent être entrepris 2 à 3 mois avant l'exécution des pieux de l'ouvrage pour que les résultats obtenus puissent être exploités dans la mise au point définitive du projet. 2.2. - Essais d'information Les essais d'information destinés à recueillir les données relatives au forage et/ou au battage sont effectués sur des pieux faisant partie de l'ouvrage, situés autant que possible à proximité de sondage de reconnaissance de sol pour des éventuelles corrélations. - Cas des pieux forés: Lors d'un essai de forage, il y a lieu d'établir un rapport comportant les renseignements suivants: - Numéro d'identification et type de pieu
- Date et heure du début et de la fin de forage - Caractéristiques des différents outils de forage utilisés et des tubages éventuels. - Description des échantillons caractéristiques de chaque couche de sol traversée. - Incidents éventuels de forage (éboulements, cavités, pertes accidentelles de fluides de forage, venues d'eau,...). - Cas des pieux battus: Le rapport de l'essai de battage doit comporter les informations suivantes: - Numéro d'identification et type de pieu - Date et heure du début et de la fin du battage - Type de mouton utilisé (à simple effet, double effet, diesel,...) - Poids de la masse frappante et de la masse frappée ou l'énergie du mouton diesel utilisé - Nombre de coups nécessaires pour enfoncer le pieu sur 50 cm, relevé à effectuer sur toute la longueur du pieu, en précisant la hauteur de chute du mouton. - Les refus élastiques en fin de battage. - Les refus sur les dernières volées de 10 coups de mouton. - Les incidents de battage (arrêt de battage, variation importante de hauteur de chute de mouton, fissuration du pieu, gonflement ou tassement du sol autour du pieu, remontée des pieux voisins, déplacements horizontaux des têtes des pieux voisins...). Commentaire: Pour mesurer les refus, il faut placer une feuille de papier millimétré sur le fût du pieu et déplacer horizontalement un crayon sur ce papier pendant l'application du coup de mouton. Le refus élastique (e) est la remontée instantanée du pieu immédiatement après le choc du mouton. 3 - Essais de contrôle: Il est recommandé de prévoir et de procéder à des essais de contrôle de pieux faisant partie de l'ouvrage. Le nombre de ces essais est fixé par le maître d'ouvrage ou son représentant. 3.1 - Essais de contrôle du fût en béton: Les essais de contrôle du fût sont destinés à la vérification de la continuité du pieu, à la détermination de la résistance mécanique du béton ainsi qu'à la vérification de la qualité du contact pieu-sol en pointe. Ces essais comportent des: - Essais soniques par transparence - Essais par microsismique transparence - Essais d'impédance mécanique - Carrottage mécanique 1.1. - Essais soniques par transparence: Ces essais consistent à mesurer le temps de propagation et la variation d'amplitude d'ondes acoustiques à travers le béton entre une sonde émettrice et une sonde réceptrice. Ces deux sondes sont mises en place dans des tubes de réservation métalliques dont le diamètre intérieur est au moins égal à 50 mm et fixés préalablement sur la cage d'armature. Ces tubes sont munis de bouchons de protection aux deux extrémités et sont remplis d'eau propre avant les essais. Les mesures sont effectuées de façon continue par remontée des deux sondes sur
toute la hauteur du pieu. La présence d'anomalies est mise en évidence par l'apparition simultanée d'une augmentation du temps de propagation et d'une diminution d'amplitude. Ces essais sont réalisés avant le recépage du pieu et le béton doit avoir un âge minimal de 7 jours. 1.2 - Essais par microsismique transparence: Un forage équipé d'un tube en matière plastique rigide de 60 mm est réalisé en parallèle, à proximité du pieu à ausculter sur une profondeur supérieure à celle du pieu. Un accéléromètre, descendu dans le tube, mesure à diverses profondeurs le temps mis par un choc provoqué en tête du pieu pour couvrir la distance qui sépare l'accéléromètre de la tête du pieu. L'interprétation de la courbe temps/profondeur de l'accéléromètre permet de situer la pointe du pieu à quelques décimètres près et d'obtenir la vitesse moyenne du son dans le béton du pieu. Le tube doit être rempli d'eau jusqu'au niveau de l'accéléromètre et le contact tube-sol doit être assuré avant la réalisation des mesures. 1.3. - Essais d'impédance mécanique: Une force verticale sinusoïdale F est appliquée en tête du pieu au moyen d'un vibreur. La vitesse V de la tête du pieu est mesurée pour une fréquence d'excitation f. L'interprétation de la courbe (V/F, f) permet d'obtenir des renseignements sur la: - Longueur et section du pieu - Présence de défauts - Raideur de la couche d'ancrage du pieu - Qualité moyenne du béton La tête du pieu doit être aplanie au préalable. Cette méthode est déconseillée si l'élancement du pieu est supérieur à 20. L'interprétation de ces mesures implique une bonne connaissance des conditions d'exécution du pieu et de la nature du sol. 1.4. - Essais de carottage mécanique: Les carottages mécaniques continus permettent de vérifier la résistance et l'homogénéité du béton du pieu, le niveau et la nature des anomalies, la qualité du contact sol-pieu en pointe. Ces essais sont onéreux et ne sont exécutés qu'après des essais soniques. Le béton doit avoir un âge minimal de 8 jours. Le diamètre de carottier est supérieur à 75 mm. Pour vérifier le contact sol-pieu au niveau de la pointe, il y a lieu de procéder à un carottage à l'intérieur d'un tube guide ( Ø > 100 mm) jusqu'à une profondeur de 1.50 m sous la pointe du pieu. Ce tube fixé préalablement à la cage d'armature sera arrêté à 50 cm du fond du forage et fermé à sa base par un bouchon en plâtre facile à détruire. Il pourra être utilisé par ailleurs comme tube d'auscultation et permettre d'injecter sous la pointe du pieu lorsqu'un défaut de contact sol-pieu a été détecté. Les résultats du carottage seront consignés sur une fiche donnant les paramètres suivants en fonction de la profondeur (profondeur, poids de l'outil, vitesse de rotation, temps en minutes pour 10 cm d'avancement, description des matériaux carottés, log, % carottage). 1.5. - Recommandations concernant les tubes de réservation Les tubes de réservation sont métalliques Ø >50 mm pour l'auscultation du fût et Ø >100 mm pour le carottage en pointe). Ces tubes doivent être nettoyés avant la pose pour assurer une adhérence tube-béton adéquate, nécessaire au bon déroulement de l'essai. Le raccordement des tubes doit être assuré par des manchons vissés, la soudure est à éviter. Les tubes doivent être fermés à leurs deux extrémités. Les dispositifs de fixation des tubes au ferraillage doivent
être solides et suffisamment rapprochés (3 m environ) pour limiter les déformations des tubes lors du bétonnage ou de la descente de la cage. Les tubes pour auscultation du fût doivent atteindre la base de la cage d'armature, ceux prévus pour le carottage de la pointe doivent s'arrêter à 0.50 m au dessus. En tête de pieu, ces tubes doivent dépasser d'au moins 0.50 m. La distance séparant deux tubes ne doit pas excéder 1.50m. Le nombre et la répartition des tubes dépendant du diamètre du pieu. Ø pieu < 60 cm : 2 tubes disposés à 180° 60 < Ø pieu < 100 cm : 3 tubes disposés à 120° 100 < Ø pieu : 4 tubes disposés à 90° 3.2 - Organisation du contrôle: 2.1 - Position du problème: Le volume et par conséquent, le coût du contrôle à prévoir doit être en rapport avec celui des fondations de façon à s'assurer d’un comportement ultérieur satisfaisant de l'ouvrage. Les malfaçons sur les pieux exécutés en place se traduisent le plus souvent soit par un mauvais contact en pointe avec le sol de fondation, soit par des hétérogénéités dans le fût. Ces malfaçons représentent un risque sérieux (tassements différentiels et défaut de capacité portante) pour l'ouvrage, d'autant plus qu'elles intéressent une fondation lourdement chargée et constituée par un petit nombre de pieux. Commentaires: Les malfaçons sont dues généralement: - A une méconnaissance de la nature des sols et de l'hydrologie du site. - Au défaut ou à l'insuffisance de contrôle sur le chantier. - A des cadences d'exécution incompatibles avec la réalisation d'un travail soigné. - A l'incompétence de l'entreprise de réalisation. En phase de forage, les malfaçons sont la conséquence de : - Technique, matériel de forage ou type de pieu retenu mal adapté aux terrains traversés. - Perte accidentelle de boue ou remontée subite de la nappe phréatique entraînant des éboulements. - Mauvaise tenue du forage due à l'utilisation d'une boue de composition mal adaptée ou mal contrôlée. - Nettoyage insuffisant du forage en fond de trou engendrant un mauvais contact en pointe et polluant le béton. En Phase de bétonnage, certaines malfaçons sont dûes à : - Un dispositif de bétonnage inadaptés ou en mauvais état. - Un processus de bétonnage défaillant (défaut d'amorçage, rupture de bétonnage due à une remontée trop rapide du tube plongeur). - Un approvisionnement en béton irrégulier. - La mise en oeuvre d'un béton de mauvaise composition peu maniable (affaissement au cône trop faible avec risque de défaut d'enrobage des armatures) ou sujet à la ségrégation. - Des circulations d'eau qui délavent le béton frais.
- Un délai trop long entre le forage et le bétonnage favorisant des éboulements ou la sédimentation de la boue en fond de trou. Ces malfaçons peuvent affecter aussi bien la pointe, le fût que la partie haute du pieu (section la plus sollicitée). - Au niveau de la pointe, il peut se produire: * Un béton de mauvaise qualité (délavé, ou pollué par des inclusions de boue). * Un mauvais contact en pointe (interposition de boue et de sédiments entre béton et sol de fondation dû à un curage inefficace) ou un remaniement du sol en place (emploi de techniques de forage inadaptées à la nature des terrains). - Au niveau du fût, il peut se produire: * Des excroissances dûes au fluage d'une couche molle sous la poussée du béton ou à la présence de cavités sur les parois du forage. * Des étranglements de section provoqués par des poussées horizontales du sol. * Des inclusions de boue, éventuellement sur toute la section du pieu à la suite du désamorçage de la colonne de bétonnage. * Des délavages dus à des circulations d'eau ou à des interruptions de bétonnage. * Des défauts d'alignement dus aux déviations de forage. - Au niveau de la partie haute du pieu, il peut se produire: * Des inclusions de boue et de sédiments dûes à une insuffisance de purge par débordement à la fin de bétonnage. * Un mauvais enrobage des armatures. * La présence d'un vide entre le fût et la paroi du forage dans le cas des pieux chemisés en tête, qu'il faut combler pour pouvoir mobiliser la réaction latérale du sol. 2.2. - Organisation du contrôle: La définition du programme de contrôle est fonction d'un certain nombre de critères: - Disponibilité et limitations des différentes méthodes d'auscultation au niveau des laboratoires. - Mode de reprise des efforts appliqués aux pieux: frottement latéral seulement (FL), frottement latéral plus pointe (FL +P) et pointe seulement (P). - Nombre total de pieux ( 50) ou (> 50). ≤- Nature et importance de l'ouvrage (niveau de risque acceptable) - Ouvrages rigides ou non (sensible aux tassements différentiels) - Conception de la fondation (petit nombre de pieux de petit diamètre). - Conditions d'exécution (pieux bétonnés à sec, sous l'eau, sous boue, sous tube). - Conditions géotechniques (favorables ou non à une bonne exécution). - Contrôle du chantier, expérience de l'entreprise de réalisation. Les pourcentages de pieux à équiper et à contrôler sur les chantiers sont données ci-après à titre indicatif:
Cas 1 : Pieux sous radier rigide (ex: bâtiment-tour, silos). Réservation: FL FL + P P tubes Ø > 50 mm 15% 15 15 tubes Ø > 100 mm 0 5 10 Contrôlés: auscultation fût 10% 10 10 carottage pointe 0 5 10 Cas 2 : Pieux sous radier souple (ex: bac de stockage). Réservation: FL FL + P P tubes Ø > 50 mm 25% 25 25 tubes Ø >100 mm 0 10 20 Contrôlés: auscultation fût 20% 20 20 carottage pointe 0 10 20 Cas 3 : Pieux sous semelles (ex: bâtiments industriels, ponts isostatiques). Réservation: FL FL + P P tubes Ø > 50 mm 30% 30 30 tubes Ø > 100 mm 0 10 25 Contrôlés: auscultation fût 25% 25 25 carottage pointe 0 10 25 Cas 4 : Pieux sous semelles (ouvrages rigides, sensibles aux tassements ex: bâtiments importants, pont continu). Nombre de pieux: > 50 Réservation: FL FL + P P tubes Ø > 50 mm 50% 50 50 tubes Ø > 100 mm 0 25 50 Contrôlés: auscultation fût 50% 50 50 carottage pointe 0 25 50 Cas 4 bis: Pieux sous semelles (ouvrages rigides, sensibles aux tassements ex: bâtiments importants, pont continu, équipements industriel, château d'eau). Nombre de pieux: < 50 Réservation: FL FL + P P tubes Ø > 50 mm 100% 100 50 tubes Ø > 100 mm 0 50-100 100 Contrôlés: auscultation fût 100% 100 50 carottage pointe 0 50-100 100 Le volume des contrôles étant défini, il faudra les répartir sur : - Les premiers pieux à exécuter (pieu d'essai en particulier) - Les pieux les plus sollicités - Les pieux à réaliser dans les conditions les plus difficiles.
4. - Essais de contrôle de portance: Ces essais sont des essais de chargement statique de pieux finis de l'ouvrage. Les pieux à tester sont choisis parmi les plus chargés ou ceux qui sont situés dans les zones les plus défavorables. Ces essais permettent de vérifier que la charge nominale des pieux est conforme à celle fixée, ils ne permettent pas de revoir le dimensionnement des pieux. La réalisation de ces essais peut être décidée à la suite de difficultés d'exécution ou d'anomalies mises en évidence par les essais de contrôle de fût. Les efforts appliqués aux pieux au cours de ces essais sont de même nature que ceux transmis par l'ouvrage et atteignent 140% de la charge admissible.
ANNEXE
ESSAI STATIQUE DE CHARGEMENT DE PIEU: 1 - Généralités: L'essai statique de chargement consiste à appliquer au pieu une charge d'enfoncement selon un programme fixé et à mesurer l'en¬foncement correspondant de la tête du pieu. La courbe charge-enfoncement du pieu, ainsi établie permet de déduire: - Eventuellement la charge limite mesurée, Q 1; charge maximale que peut supporter le pieu vis à vis du sol. - La charge de fluage, Qc; correspondant au début des grands enfoncements. - La charge nominale mesurée, Qn déduite de Qc. Ces valeurs mesurées peuvent être différentes des valeurs correspondantes calculées telles que Q1 ou Qn à partir de l 'étude géotechnique (DTR 2.33.2 Méthodes de calcul des fondations profondes ). Cet essai est un essai mécanique des sols et demande à être exploité en relation avec les autres essais de mécanique des sols (en particulier, le pénétromètre statique, le pressiomètre et le SPT). Les résultats obtenus ne concernent que la force portante du pieu isolé à l'endroit où il a été effectué. L'extension des résultats de l'essai à tous les pieux de l'ouvrage est possible si l'on dispose: - D'une étude géotechnique préalable - D'essais en place, en particulier sur le site de l'essai de pieu. - Des résultats de mesures extensométriques dans le cas où le pieu d'essai a été équipé à divers niveaux de dispositifs extensométriques permettant d'évaluer la répartition des efforts sur toute la hauteur du fût ainsi que l'effort repris en pointe. A ce titre, il est conseillé d'instrumenter le pieu d'essai dans la mesure du possible. 2 - Appareillage: L'appareillage nécessaire à la réalisation de l'essai comprend: - Un dispositif de réaction permettant de faire varier la charge sur le pieu: * Massif-poids constitués de cuves remplies de sable, de gravillons ou d'eau (fig. 1) ou de poutres en béton armé entrecroisées, reposant sur un platelage rigide s'appuyant sur le sol par l'intermédiaire de camarteaux et de plaques de répartition. Le poids du massif doit être supérieur ou égal à 1,25 fois la charge maximale de l'essai. Le sol au voisinage du pieu ne doit pas tasser de façon excessive et la chambre de mesure sous le massif doit avoir les dimensions minimales 3x 4 x 1.5 mètres.
Fig. 1 - dispositif à deux cuves nécessitant un platelage très important
* Réaction par ancrages constitués de pieux, (fig. 2) sollicités à l'arrachement, situés à 3 mètres au moins du pieu d'essai. Ces pieux seront en nombre suffisant (2, 4) pour que l'ensemble reste stable Sous la charge maximale de l'essai et uniformément tendus. - Un dispositif de chargement constitué d'un ou de plusieurs vérins hydrauliques actionnés par une pompe manuelle ou électrique équipée de manomètres. Ces vérins doivent être munis d'écrous de blocage et de rotule avec une course minimale de 15 cm et une section utile connue. La capacité des vérins doit dépasser d'au moins 10% la charge maximale de l'essai. - Un dispositif de mesures: * Mesure des charges: 3 manomètres étalonnés au préalable et branchés en dérivation sur le circuit d'alimentation du vérin. La plage de mesure de ces manomètres doit permettre une précision de lecture suffisante de la charge (0-100, 0-500, 0-1000 bars). Il faut disposer sur le chantier de manomètres en réserve ainsi que divers joints et raccords du système hydraulique. - Mesure des déplacements: - Un niveau à lunette (mesure au 1/10e de millimètre) - Six comparateurs au 1/10e de millimètre avec une course de 100 mm minimum.
- A titre facultatif (instrumentation du pieu), des extensomètres constitués par des jauges de contraintes (collés sur les pieux en acier) ou des cordes vibrantes noyées dans le béton (fixées aux cages d'armatures). L'utilisation d'extensomètres amovibles est recommandée. - Appareillage divers: * 2 chronomètres * 5 réglets en matière plastique et 1 réglet métallique de 20 cm. * 10 plaques de verres (5 x 5 cm), colle * 2 cornières de longueur supérieure de 1 m au diamètre du pieu * Une base fixe constituée par deux madriers (21 x 7 x 5 m) et deux planches de la longueur des cornières et de 15 mm d'épaisseur. * Réserve d'huile pour les vérins * Joints de rechange pour les raccords du système hydraulique * Plaque d'acier de répartition (5 cm d'épaisseur) de l'effort du vérin sur la tête du pieu. * Bâches de protection de la chambre de mesure * 2 lampes et un carnet de chantier * Cales rigides en acier de diverses épaisseurs. 3 - Préparation de l'essai: 1. - Eléments à fournir par le maître d'oeuvre: - Plan de situation de l'ouvrage - Plan de masse (côté NGA) indiquant la position de l'ouvrage, celle des sondages et des essais de mécanique des sols et celle du repère de nivellement - Rapport détaillé de l'étude de sol, de la conception de l'ouvrage ainsi que l'évaluation des charges permanentes et des surcharges. - Plan d'implantation du pieu d'essai (côté NGA de la tête du pieu au moment de l'essai après recépage éventuel), caractéristiques géométriques (longueur, section droite), nature du matériau constitutif; béton armé (composition, date de bétonnage., résistance à l'écrasement, plan de ferraillage); métal (nuance de l'acier, type de profilé), mode de mise en oeuvre (pieu foré simple, tubé ou avec boue, pieu battu). 2. - Contrôle de la mise en place du pieu d'essai: Les conditions de mise en oeuvre du pieu d'essai doivent représenter celles qui existeront durant l'exécution des pieux définitifs de l'ouvrage. L'exécution du pieu d'essai doit faire l'objet d'un suivi et d'un rapport précisant selon le type de pieu: Cas des pieux battus: - Date de battage - Type de.. battage (nature du mouton, masse frappante et masse frappée, hauteur de chute, fréquence de battage). - Courbe de battage (nombre de coups nécessaires pour enfoncer les pieux de 50 cm). - Mesure des refus en fin de battage sous une ou plusieurs volées de 10 coups. - Incidents de battage (arrêt de battage, variation de la hauteur de chute, fissuration du pieu, gonflement ou tassement du sol autour du pieu, remontée ou déplacements horizontaux des pieux voisins). Cas des pieux forés: - Date de forage et de coulage du béton - Mode de forage (outils de forage, boue, tubage, vitesse d'avancement) - Reconnaissance des terrains traversés (coupe, prélèvement d'échantillons pour essais d'identification).
- Venues d'eau, niveau d'équilibre, prélèvement pour analyses chimiques. - Incidents de forage (éboulements, cavités, pertes de boue de forage, soulèvement du fond). - Mode de bétonnage (à sec, sous l'eau, sous boue) déversement par goulotte ou benne, tube plongeur - Contrôle de bétonnage: essais d'écrasement, dosage, volume théorique et volume réel, niveau du tube et garde de béton. - Incidents de bétonnage (interruption, pertes brutales de béton, ouvrabilité, remontée avec le tubage…). 3 - Préparation de l'essai: - Préparation de la tête du pieu: La surface de la tête du pieu, de préférence carrée, doit être rigoureusement perpendiculaire à l'effort (surfaçage correct), suffisante pour supporter les vérins et dotée éventuellement d'une fenêtre permettant le passage du câblage pour les extensomètres. L'espace tête - platelage doit être suffisant sans nécessiter de calages importants compte tenu des tassements qui peuvent se produire entre la mise en place du massif de réaction poids et le début de l'essai. La hauteur de la chambre de mesure doit être au moins 1,5 mètres. La hauteur de la tête du pieu au dessus du fond de la chambre de mesure doit permettre de coller la réglette sur la tête et dans l'axe du pieu. La tête de pieu doit être frettée et la résistance du béton suffisante au moment de l'essai. Les supports des appareils de mesure sont constitués par deux cornières perpendiculaires mises en place au cours du coulage de la tête, elles déborderont des faces de la tête de 50 cm environ. - Mise en place du dispositif de réaction: Cette mise en place nécessite des moyens matériels importants. Pour les ancrages, le durcissement du béton impose un délai de 1 mois alors que la confection du massif nécessite un délai de 8 à 15 jours suivant son importance. Dans le cas d'un massif - poids, les contraintes au sol doivent être compatibles avec les propriétés du sol. Si des tassements élevés sont à craindre, il faut opter pour la substitution du terrain de surface ou le choix du système de réaction par ancrage par pieux. Les tassements du massif doivent être suivis par nivellement dès le début de sa mise en place. Enfin, ce dispositif de réaction doit être sollicité suivant son axe et demeuré stable durant tout l'essai. - Mise en place des bases de référence (voir fig. 3) :
Fig. 3 - Schéma de principe des bases fixes
* Le repère de nivellement est constitué soit par un point fixe existant (ouvrage voisin), soit par un dé de béton placé dans une zone stable à moins de 20 m du niveau à lunette. Tous les repères à viser seront disposés dans un même plan horizontal autant que possible. * Les bases fixes constituées par deux madriers parallèles reliés entre eux par des planches sont installées autour du pieu d'essai reposant sur des dés en béton et doivent permettre la mise en place des appareils de mesure. Elles doivent demeurer insensibles à toute déformation propre ou provenant du terrain. - Protection de la chambre de mesure: Utiliser des bâches pour mettre la chambre de mesure à l'abri des intempéries (pluie, vent, soleil). Il faut disposer éventuellement une clôture autour du dispositif d'essai et limiter les circulations dans la chambre de mesure. 4 - Exécution de l'essai: La durée réelle de chargement est de 11 heures. L'équipe nécessaire à la réalisation de l'essai est composée de l'ingénieur responsable, de 4 techniciens et d'un manoeuvre. Le délai de repos avant de procéder à l'essai statique est de 1 mois. - Mise en place des appareils et réglages: procéder aux opérations suivantes: * Placer le niveau à lunette à un emplacement fixe conditionné par la position du repère de nivellement, par la position du pieu et du dispositif de réaction, et par la nécessité de viser successivement le repère de nivellement du pieu, les bases fixes et le dispositif de réaction dans un même plan horizontal. * Placer les réglets repères RI, R2, R3 et R4 respectivement sur le montant du repère de nivellement, la tête du pieu, les bases fixes et le dispositif de réaction: les 4 réglets doivent être verticaux, orientés vers la lunette et leurs graduations dans le même sens. Le réglet R2 est en position la plus haute dans l'axe du pieu. Viser au niveau à lunette un trait au bas du réglet R2, viser alors le montant du repère de nivellement et coller le réglet R1. Procéder de la même façon pour les réglets R3 et R4. Procéder à plusieurs lectures préliminaires avant d'adopter les valeurs des lectures initiales (voir fig. 4).
a) Position avant essai b) Position en cours d’essai
Fig. 4 - Principe des lectures par nivellement L’1-L’2 = 0 L’3-L3 quelques 1/10mm ≤L’2-L2 = enfoncement du pieu L’4-L4 : peut varier de ± quelques centimètres * Placer la plaque de répartition sur la tête du pieu. * Placer le ou les vérins sur la plaque de façon à faire coïncider l'axe de la résultante de la force de chargement avec celui du pieu. Vérifier le bon fonctionnement des rotules. * Brancher la pompe, les manomètres et les canalisations, purger les circuits, fermer le robinet de purge. * Bloquer les vérins à l'aide des écrous. * Placer les cales entre les rotules et le dispositif de réaction. * Développer les vérins avec les écrous pour mettre les cales en compression. - Les comparateurs : ils sont fixés à l'aide de supports magnétiques sur les cornières ou sur les madriers par l'intermédiaire de petites plaques de tôle. 4 comparateurs servent à mesurer les déplacements verticaux et les 2 autres à la mesure des déplacements horizontaux sur deux faces adjacentes. S'assurer du bon fonctionnement du palpeur qui doit reposer sur une surface lisse (plaque de verre collée). Veiller à ne pas dépasser la course du palpeur en cours d'essai. - Le centrage de la charge suivant l'axe du pieu doit être vérifiée avant l'essai. Il consiste à monter en charge jusqu'à Qn/5 et à noter les déplacements indiqués par les comparateurs. Si une lecture s’écarte de plus de 1/10 mm de celle d'un comparateur voisin le centrage est à reprendre. Dès que, le centrage est satisfaisant, mettre tous les appareils à zéro. - Exécution de l'essai - Programme de chargement (fig. 5)
(Fig. 5) A partir de la valeur de la charge nominale (Qn) calculée par la méthode pressiomètrique, la charge maximale de l'essai est évaluée à 2 x Qn au moins. Le programme de chargement est alors le suivant: - Chargement en 10 paliers de charge d'incréments égaux à (Qn / 5), chaque palier étant maintenu 1 heure qu'il y ait ou non stabilisation. Les augmentations de charge d'un palier à l'autre doivent être effectuées aussi rapidement que possible. Le temps zéro de chaque palier, correspondant à la fin de mise en charge est donné par l'opérateur actionnant la pompe. Pour chaque palier, faire les lectures des comparateurs aux temps: 00, 5, 1, 2, 3 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60 min. Bloquer l'écrou du vérin au fur et à mesure de l'enfoncement du pieu. Court-circuiter les manomètres lorsque la pression d'huile dépasse leur capacité. A l'issue du 10e palier, l'essai peut être poursuivi sur avis favorable du responsable de l'essai et à condition que les matériels de réaction et d'application des charges le permettent pour atteindre Q1, correspondant à un enfoncement d'au moins 10% du diamètre B du pieu. Dans le cas où la charge limite Q1 est atteinte avant le 10e palier, on arrête l'essai. - Déchargement en 5 paliers d'incréments égaux à (2 x Qn/5), chaque palier étant maintenu 5 minutes. Faire les lectures pour chaque palier à 0, l, 5 min et au déchargement complet, poursuivre les lectures pendant 35 minutes, toutes les 5 minutes. Lorsque le pieu est instrumenté, les mesures sur les extensomètres sont effectuées pour chaque palier à 5 et 55 min pour le chargement et 3 min pour le déchargement. Pour chaque palier, porter le relevé des mesures sur la feuille d'essai. (fig. 6) En particulier, pour le premier palier, les lectures relevées sur les appareils sous charge nulle seront consignées en première ligne (le nombre de lectures de nivellement peut être limité car il ne s'agit que de vérification des comparateurs et de la stabilité des bases fixes).
Feuille de relevés des mesures
(Fig. 6) - Si le centrage s'avère insuffisant en cours d'essai, en dépit des précautions prises, arrêter l'essai et procéder aux rectifications nécessaires. L'essai reprendra le lendemain. En cas de rupture d'une canalisation d'huile, le vérin reste bloqué par son écrou, changer rapidement la pièce défectueuse et remonter à la pression existante avant l'incident ; La durée du palier, incident compris doit durer 1 heure. Si ce délai est dépassé, passer directement au palier suivant. Si le massif de réaction s'avère instable en cours d'essai; il faut arrêter l'essai.
5 - Calculs et résultats: - Tracé des courbes caractéristiques (fig. 7)
(Fig. 7)
* Courbe charge en tête - enfoncement en tête: Q (tonnes) - St (mm) où St est l'enfoncement cumulé à la fin de chaque palier (60e min) compté à partir du début du premier palier. * Courbes enfoncement - logarithme du temps: St (mm) : Log t (min) la partie de ces courbes en général linéaire entre 30 et 60 minutes correspond aux droites de stabilisation sous charge constante. * Courbe charge - pente des droites de stabilisation. La pente de la partie droite (30 - 60 minutes) des courbes de stabilisation correspond à un facteur constant près à la vitesse d'enfoncement du pieu. - Evaluation des charges caractéristiques : * Charge de fluage Qc : correspond à l'intersection des 2 parties linéaires de la courbe charge -pente des droites de stabilisation ou à la jonction d'une première partie droite et d'une deuxième partie courbe. * Charge limite Ql: correspondant à l'abscisse de l'asymptote de la courbe Q St lorsque cette asymptote est nettement apparente. Sinon, on adopte pour Ql, la valeur de Q correspondant à un enfoncement de la tête St = B /10, B étant ]e diamètre du pieu.
÷
* Dans les cas où le pieu est équipé d'extensomètres, i] y a lieu de fournir pour chaque palier: - Les raccourcissements unitaires (δ 1/l) du fût. - La distribution des efforts le long du fût pour chaque palier. - Les courbes de mobilisation du frottement latéral pour les différents niveaux de fût en fonction de leur déplacement y .
* Charge nominale Q n mesurée est: Q n = Q c avec Fs = 1.25 pour les combinaisons permanentes Fs (voir DTR BC 2.33 2) * La charge admissible Qa du pieu, à retenir pour le projet sera inférieure ou égale à Qn pour tenir compte éventuellement des effets des frottements négatifs, des effets de groupe, des tassements absolus et différentiels à l'intérieur d'un groupe de pieux ou entre groupes de pieux.
