Ouvrages de soutènement - le-pont.com · PDF fileLes murs en béton armé...

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Le Pont Ouvrages de soutènement Jérôme Saliba Frédéric Rocher-Lacoste (Cerema)

Service d’études sur les transports, les routes et leurs aménagements

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2 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013

Typologie

Fonctionnement Pathologie

Sommaire

Typologie

PRINCIPALES FAMILLES D’OUVRAGES

  Les murs poids

  Les murs en béton armé

  Les rideaux et parois

  Les massifs en remblai renforcé

  Les massifs cloués

  Les voiles et poutres ancrés

Typologie

Murs poids

  La stabilité de l’ouvrage est assurée par son poids

  La portance du sol peut conditionner la rigidité de l’ouvrage

  largeur de fondation > hauteur soutenue / 3

  ouvrages fréquemment en déblai

  ouvrages plus ou moins « perméables » (gabions -> béton non armé)

Murs poids

: pierres sèches ou jointoyées

murs en béton non armé…

… empilements d’éléments

préfabriqués en b.a., murs caissons…

gabions…

Murs béton armé

  la stabilité de l’ouvrage est assurée par

la largeur de fondation

  largeur de fondation 0,3 à 0,6 H

  ouvrages préfabriqués ou construits en place

  drainage quasi obligatoire

Murs béton armé

murs en Té renversé

Sols renforcés

  remblais renforcés ≠ massifs de sols cloués (sol naturel)

  comportement de fondation de type mur poids

  stabilité assurée par renforcements (stabilité mixte)

  L # 0,6 à 0,8xH (remblais renforcés)

  L # 0,5 à 1,0xH (massif de sol cloué)

  Drainage

Remblais renforcés

Terre armée

Remblais renforcés

Terre armée

Remblais renforcés

Renforcement par armatures

géosynthétiques

Remblais renforcés

Renforcement par nappes

géosynthétiques

Massifs en sol cloué

Sol en place renforcé par clouage

Écrans

  Rideaux de palplanches métalliques

  Parois moulées ou préfabriquées

  Parois composites (berlinoises …)

  Stabilité assurée par butée (fiche)

  Ecran autostable : fiche # hauteur libre (sans eau)

  Ouvrages « imperméables » (hypothèse dimensionnement)

Écrans : rideaux de palplanches

Écrans : parois moulées

Écrans : parois composites

Voiles / poutres ancrés

  Pas de fiche ni semelle de fondation

  Stabilité assurée par ancrage

  Ouvrages « imperméables » (hypothèse dimensionnement)

  ≠ Voiles par passe

Voiles ancrés

Fonctionnement

MODES DE RUPTURE Ruptures géotechniques stabilité générale ; stabilité externe (poinçonnement, renversement, glissement) ; défaut de butée ; arrachement ancrage ou renforcements

Ruptures structurelles béton armé - acier ; ancrage ; renforcements ; stabilité externe des éléments empilés ; parement

Stabilité générale Évaluation de la zone d’influence géotechnique (ZIG)

Stabilité des murs de soutènement

Stabilité des ouvrages en sol renforcé   Stabilité mixte

  Insuffisance résistance

d’interraction sol/renforcement

  Résistance parement ou éléments de liaison

Stabilité des écrans Défaut de butée Rupture d’un appui

Écran autostable

Écran ancré ( buton ou tirant)

Résistance structurelle ⇒ béton armé / acier (murs, écrans)

⇒ ancrages (butons, tirants, clous)

⇒ stabilité externe des élements empilés (poinçonnement, glissement, renversement)

Pathologies

PRINCIPALES MANIFESTATIONS

  mouvements d’ensemble consécutifs à un défaut de stabilité générale ou mixte   déplacements, tassements et déformations

de tout ou partie de l’ouvrage   dégradation du sol d’appui de l’ouvrage par affouillement ou érosion   dégradation et altération des matériaux constitutifs

Pathologies

DIFFERENTES TECHNIQUES

  Murs BA, murs poids, contreforts   Terrassement : remblai, auto compactant, remblai léger   Drainage : drains subhorizontaux, tranchées drainantes…   Renforcement de sols : injections, jet grouting, inclusions

  Renforcement fondations : semelles, pieux, micropieux   Tirants d’ancrage   Clouage   Rideaux   Maçonnerie neuve et régénération

Pathologies

PRINCIPES 1. Amélioration de la stabilité générale

2. Résolution des problèmes liés à l’eau

3. Diminution des actions de poussée

4. Renforcement du sol de fondation

5. Reconstitution de la structure

6. Réalisation d’une nouvelle structure

Pathologies

1. Amélioration de la stabilité générale

⇒ terrassement ⇒ drainage

⇒ tirants (# passifs) ⇒ clouage

Pathologies

PRINCIPES 2. Gestion des eaux

⇒ drainage

⇒ barbacanes ⇒ assainissement plate-forme

Pathologies

PRINCIPES 3. Diminution de la poussée

⇒ remblai allégé

⇒ drainage ⇒ remblai renforcé ⇒ injection sol soutenu

Pathologies

PRINCIPES 4. Renforcement sol support

⇒ micropieux, pieux

⇒ traitement de sol (inclusions rigides, injection, jet)

Pathologies

PRINCIPES 5. Reconstruction de la structure

⇒ injection de régénération

⇒ rejointoiement ⇒ remplacement tirants passifs

Pathologies

PRINCIPES 6. Construction nouvelles structures

⇒ remblai

⇒ mur en béton armé, gabions ⇒ contreforts (contre-mur) ⇒ tirants/clous et structure de répartition (longrine, voile BA)

Pathologies : exemples

Pathologie : exemple stabilité d’ensemble

rupture d’un tirant précontraint consécutive à une surtension due aux mouvements d’un versant instable

Pathologie : exemple mur T.A.

Contexte : Effondrement mur T.A à l’entrée de la ville (voie « structurante ») => urgence (étude et CCTP < 15j)

Diagnostic : Ø armatures de 3mm en acier galvanisé doux Ø corrosion des armatures au contact des écailles Projet Ø  confortement des écailles existantes par clouage Ø  confortement de l’arrachement par béton projeté puis clouage Ø  mise en œuvre plaques spécifiques

Pathologie : difficulté du diagnostic

Contexte : Ø déformations sur chaussée ; fissuration ouverte de qq cm avec décalage vertical.

=>Projet de confortement massif (contreforts) et bien exécuté Après réparation, réapparition de fissures sur chaussée. => Instrumentation qui confirme une légère évolution des fissures Pluie cévenole : précipitations 364mm en 13h = facteur déclenchant la ruine du mur réparé

Pathologie : difficulté du diagnostic Mauvais diagnostic, défaut de prise en compte de la ZIG du mur inférieur Les flaches sur chaussée liées à la zone d’influence géotechnique du mur inférieur Le projet de réparation initial : contrefort de 50 centimètres d’épaisseur moyenne. Ce projet s’est soldé par un chargement du mur inférieur de l’ordre de 4 à 5 tonnes par mètre linéaire Le projet de réparation a précipité la ruine du mur inférieur

petit projet ≠ étude légère

Conclusion

Les ouvrages de soutènement sont des « objets » éminemment géotechniques.

⇒ Ne pas se lancer dans un diagnostic de soutènement sans être accompagné d’une analyse géotechnique

Pour Mémoire Document de référence : Les ouvrages de soutènements – Guide de conception générale -

Sétra (1998) Normes de justification :

NF P 94-281 : Murs de soutènement (2014) NF P 94-282 : Écrans (2009) NF P 94-270 : Sols renforcés (2009)

MERCI DE VOTRE ATTENTION

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