Conformément à la note du 04/07/2014 de la direction générale de l'Ifsttar précisant la politique dediffusion des ouvrages parus dans les collections éditées par l'Institut, la reproduction de cet ouvrage estautorisée selon les termes de la licence CC BY-NC-ND. Cette licence autorise la redistribution noncommerciale de copies identiques à l’original. Dans ce cadre, cet ouvrage peut être copié, distribué etcommuniqué par tous moyens et sous tous formats.

(CC BY-NC-ND 4.0)

Attribution — Vous devez créditer l'Oeuvre et intégrer un lien vers la licence. Vous devez indiquer cesinformations par tous les moyens possibles mais vous ne pouvez pas suggérer que l'Ifsttar voussoutient ou soutient la façon dont vous avez utilisé son Oeuvre.

Pas d’Utilisation Commerciale — Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de cetteOeuvre, tout ou partie du matériel la composant.

Pas de modifications — Dans le cas où vous effectuez une adaptation, que vous transformez, oucréez à partir du matériel composant l'Oeuvre originale (par exemple, une traduction, etc.), vousn'êtes pas autorisé à distribuer ou mettre à disposition l'Oeuvre modifiée.

Le patrimoine scientifique de l'Ifsttar

Le libre accès à l'information scientifique est aujourd'hui devenu essentiel pour favoriser la circulation dusavoir et pour contribuer à l'innovation et au développement socio-économique. Pour que les résultats desrecherches soient plus largement diffusés, lus et utilisés pour de nouveaux travaux, l’Ifsttar a entrepris lanumérisation et la mise en ligne de son fonds documentaire. Ainsi, en complément des ouvragesdisponibles à la vente, certaines références des collections de l'INRETS et du LCPC sont dès à présentmises à disposition en téléchargement gratuit selon les termes de la licence Creative Commons CCBY-NC-ND.

Le service Politique éditoriale scientifique et technique de l'Ifsttar diffuse différentes collections qui sontle reflet des recherches menées par l'institut :

• Les collections de l'INRETS, Actes• Les collections de l'INRETS, Outils et Méthodes• Les collections de l'INRETS, Recherches• Les collections de l'INRETS, Synthèses• Les collections du LCPC, Actes• Les collections du LCPC, Etudes et recherches des laboratoires des ponts et chaussées• Les collections du LCPC, Rapport de recherche des laboratoires des ponts et chaussées• Les collections du LCPC, Techniques et méthodes des laboratoires des ponts et chaussées, Guide

technique• Les collections du LCPC, Techniques et méthodes des laboratoires des ponts et chaussées, Méthode

d'essai

www.ifsttar.fr

Institut Français des Sciences et Techniques des Réseaux,de l'Aménagement et des Transports14-20 Boulevard Newton, Cité Descartes, Champs sur MarneF-77447 Marne la Vallée Cedex 2

Contact : diffusion-publications@ifsttar.fr

MINISTÈRE DE L'ÉQUIPEMENT, DU LOGEMENT, DE L'AMÉNAGEMENT DU TERRITOIRE ET DES TRANSPORTS

LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSÉES

ISSN en cours

MÉTHODE D'ESSAI LPC

no 23

Février 19 87

MINISTERE DE ~EQUIPEMENT, D U LOGEMENT DE LAMENAGEMENT D U TERRITOIRE ET DES TRANSPORTS

LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSEES 58, boulevard Lefebvre - 75732 PARIS CEDEX 15 Tél. : (1 ) 48 56 50 00 - Télex LCPARI 200361 F

Février 1987

Ce document est propriété de l'Administration et ne peut être reproduit, même partiellement, sans l'autorisation d u Directeur du Laboratoire central des Ponts et Chaussées

(OU de ses représentants autorisés).

@ 1987 - LCPC

SOMMAIRE

1.1. Objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.2. Domaine d'application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3. Principe de l'essai préalable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.4. But de l'essai préalable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.5. Dimensionnement et tractions caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.6. Remarques d'ordre général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

CHAPITRE II . APPAREILLAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1. Appareillage spécifique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1.1. Dispositif de réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1.2. Appareillage de mise en tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2. Appareillage d'usage courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.1. Mesure de l'effort de traction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.2. Mesure des déplacements en tête du tirant et du massif de réaction . . . . . . . . . . . . . 9

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Appareillage annexe 9

3.1. Renseignements à fournir par le maître d'œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.1.1. Renseignements relatifs à l'ouvrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.1.2. Renseignements relatifs au tirant d'essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2. Contrôle de l'exécution du tirant d'essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.3. Préparation de l'essai proprement dit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.4. Disposition de sécurité et protection générale du plot d'essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.5. Délais à observer entre la mise en place des tirants et la réalisation des essais préalables . . . 12

4.1. Durée des essais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

4.2. Opérations préliminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.2.1. Mise en place du dynamomètre et du vérin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.2.2. Mesure des déplacements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.2.3. Mesure des efforts de traction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.2.4. Vérification de l'ensemble des dispositifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.3. Exécution proprement. dite des essais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.3.1. Exécution de l'essai sur le premier tirant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.3.2. Exécution de l'essai sur le deuxième tirant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.3.3. Exécution du troisième essai et des essais suivants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.4. Relevé des mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.5. Incidents en cours d'essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

CHAPITRE V . PRÉSENTATION DES RESULTATS ET CHOIX DE LA TRACTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DE SERVICE DÉFINITIVE TA 19

5.1. Présentation et interprétation des résultats de l'essai du premier tirant . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.1.1. Tracé des courbes caractéristiques pour le premier tirant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.1.2. Détermination de la traction critique de fluage Tcl et de la traction limite TL 1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . du premier tirant 21

5.2. Présentation et interprétation des résultats de l'essai au deuxième tirant . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2.1. Tracé des courbes caractéristiques pour le deuxième tirant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2.2. Détermination de la traction critique de fluage TC2 et de la traction limite TL2

du deuxième tirant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.3. Présentation et interprétation des résultats de I'essai du troisième tirant et des tirants suivants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.4. Recherche de la traction de service TA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5.4.1. Premier cas : la courbe de fluage du deuxième tirant est linéaire . . . . . . . . . . . . . . 22 5.4.2. Deuxième cas : la courbe de fluage du deuxième tirant n'est pas linéaire et présente

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . une concavité tourde vers le haut 23

5.5. Dimensionnement de la section d'acier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6. Compte rendu d'essais 23

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

CHAPITRE I

GÉNÉRALITÉS

1.1. OBJET

L'essai préalable consiste à éprouver le scellement d'un tirant au terrain, par application d'efforts statiques d'arrachement de même nature que ceux induits par l'ouvrage futur.

1.2. DOMAINE D'APPLICATION

La présente méthode d'essai (*) s'applique à l'ensemble des tirants d'ancrage injectés (**). On entend par là toute armature mbtallique (fig. 1) constituée par des tubes, barres, fils ou torons, introduite dans un forage e t scellée au terrain, par des injections de mortier ou de coulis sous pression plus ou moins élevée.

Le tirant reprend uniquement des efforts d'arrachement, il est aussi précontraint pour réduire les déformations des ouvrages dont il assure la stabilité.

La méthode d'essai s'applique aussi bien aux tirants provisoires qu'aux tirants permanents.

Forage

Coulis de scellement

Fig. 1 - Schbma de principe d'un tirant d'ancrage injecté.

(*) On se reportera, avant d'entreprendre tout essai prbalable, au document cc Recommandations concernant la conception, le calcul, I'exbcution et le contrôle des tirants d'ancrage )) (Eyrolles, janv. 1986) établi par le Bureau Sbcuritas. Ce document appelé plus bridvement TA. 86 compl6te certaines notions relatives aux tirants d'ancrage, dbfinit d'une façon plus détaillbe que ne peut le faire la présente mbthode d'essai l'ensemble des dispositions à prendre I o n de la prbparation des essais prbalables : nombre minimal de tirants d'essai, date de la rbalisation des essais, emplacement de tirants, etc. [l].

(**) Dans la suite du texte, et par souci de simplification, on ne retiendra que le terme de tirant.

1.3. PRINCIPE DE L'ESSAI PRÉALABLE

II consiste à soumettre la tête du tirant à des efforts statiques d'arrachement T suivant un programme bien déterminé e t à mesurer les déplacements correspondants AI en tête.

On obtient, dans le cas général, une relation caractéristique (fig. 2) qui permet de distinguer : - la traction limite TL, - la traction critique de fluage TC, qui est la traction au-delà de laquelle les déplacements en tê te du tirant augmentent très rapidement pour atteindre des valeurs qui, extrapolées à la durée de vie du tirant, sont inadmissibles.

Domaine des arands

omaine des petits

Fig. 2 - Relation caractéristique déplacement de la tête - traction en tête.

1.4. BUT DE L'ESSAI PRÉALABLE

Réalisé après l'étude de stabilité générale de l'ouvrage, qui permet de dégager une valeur de traction de service de projet TAO, I'essai préalable vise : - à vérifier la valeur d'un coefficient de sécurité FT fixé apriori, - ou, à déterminer la traction de service définitive TA du tirant, compte tenu d'un coefficient de sécurité donné.

1.5. DIMENSIONNEMENT ET TRACTIONS CARACTERISTIQUES

Tout tirant injecté est dimensionné de façon à pouvoir reprendre l a traction de service définitive TA.

Celle-ci est prise égale à une fraction de la traction limite TL définie comme étant la plus petite des valeurs de la traction correspondant : - à la rupture de I'armature, - ou au déchaussement du scellement (c'est-à-dire au glissement de l'ensemble armature-coulis par rapport au

terrain).

On détermine ainsi pour un tirant injecté : - la section d'acier de I'armature A, - la longueur de scellement du tirant au terrain LS.

En ce qui concerne la section d'acier, on vérifie que sa traction de service TA est au plus égale à :

TA a0.75 TG pour les tirants provisoires, e t TA < 0.60 TG pour les tirants permanents

où TG désigne la traction limite élastique de I'armature.

La longueur de scellement au terrain Ls conduit à vérifier la valeur TAO.déduite du calcul [2] ou estimée empiri- quement. On a recours, pour le faire, à I'essai direct de traction sur tirant réel. On procède alors en plusieurs temps, exécutant différents types d'essais, d'ailleurs complémentaires, mais ayant chacun leur mode opératoire e t leur méthode d'interprétation propre. C'est ainsi que l'on distingue : - I'essai' préalable, - I'essai de conformité, - I'essai de contrôle, - I'essai de mise en tension.

Dans ce qui suit, il sera uniquement fait référence à I'essai préalable effectué sur tirant injecté provisoire OU

permanent.

L'exécution et l'interprétation des trois autres essais sont commentées dans le document TA. 86 [ I l .

1.6. REMARQUES D'ORDRE GENERAL

L'essai préalable se proposant d'éprouver la tenue du scellement du tirant jusqu'à sa traction limite TL, il y a lieu de surdimensionner l'armature (d'environ 20 % par exemple) dans le but d'éviter une rupture prématurée de celle-ci.

En principe, e t sauf cas très particulier, le tirant qui fait l'objet d'un essai préalable ne peut plus être intégré à I'ouvrage futur.

II est impératif que le tirant destiné à être soumis à l'essai préalable soit semblable, du point de vue de son exécu- tion e t du choix de sa zone de scellement, aux tirants de I'ouvrage futur.

En raison de l'hétérogénéité des sols e t des sujétions d'exécution, il y a lieu de prévoir un minimum de deux essais préalables par catégorie de tirants. Les tirants étant classés en catégories en fonction du rôle qu'ils assurent dans la stabilité de I'ouvrage [Il.

CHAPITRE I I

APPAREl LLAGE

2.1. APPAREILLAGE SPÉCIFIQUE

2.1 .l. Dispositif de réaction

II est constitué par un massif de béton armé (fig. 3) ou un chevêtre métallique spécialement conçu pour I'essai.

Le dispositif de réaction doit résister à l'effort concentré maximal qui lui est appliqué au cours de I'essai, ne pas tasser excessivement, pivoter ou poinçonner le sol.

Fig de

. 3 - Exemple de réaction en bbton

2.1.2. Appareillage de mise en tension

Cet appareillage comprend un vérin hydraulique actionné par une pompe manuelle ou électrique (fig. 4).

massif armé.

On mesure la pression dans le vérin à l'aide d'une rampe de trois manomètres, préalablement étalonnés, branchés directement sur le circuit d'alimentation du vérin. Chaque manomètre doit pouvoir être isolé par un robinet. Les plages de mesure respectives de ces manomètres sont les suivantes : O - 10, O - 25 et O - 60 (MPa).

Fig. 4- Vérin annulaire aliment6 par une pompe électrique. On remarque la rampe de manometres branchée sur le vérin.

La subdivision des cadrans devra être telle que la valeur de l'intervalle de graduation sera au moins égale à un pour cent (1 %) de la capacité nominale du manomètre.

En raison du processus d'essai retenu (cf. chapitre IV) comme l'on est amené à maintenir la traction du vérin avec une très grande précision, i l est souhaitable de disposer d'une pompe munie d'un régulateur de pression.

Suivant le système de précontrainte retenu, le vérin est annulaire ou à corps plein (fig. 5). Sa course doit être compatible avec les allongements prévisibles du tirant A lm,, et les tassements de l'appui S.

On considérera que l'allongement des aciers, correspondant à la traction limite élastique TG est de l'ordre de 7 mmlm.

On déterminera I'allongement maximal A lm, des aciers en tête à partir de la relation :

où LL désigne la longueur libre des armatures (m) et Ls la longueur de scellement du tirant (m) (fig. 1 ).

La course du vérin H sera au moins prise égale à :

H = 1,5(Almax + S i

Fig. 5 - Exécution d'un essai avec utilisation d'un vérin à corps plein.

2.2. APPAREI LLAGE D'USAGE COURANT

2.2.1. Mesure de l'effort de traction

On effectue cette mesure au moyen d'un dynamomètre annulaire, disposé entre le massif de réaction e t la tête du vérin (fig. 4). Le dynamomètre préalablement étalonné aura une incertitude qui n'excèdera pas 1 % de la valeur affichée. II est connecté à un pont d'extensométrie.

2.2.2. Mesure des déplacements en tête du tirant et du massif de réaction

On mesure les déplacements en tête du tirant A l au moyen d'un comparateur mécanique (ou de tout autre capteur) au 1/100 mm. En raison de I'importance habituelle des déplacements cumulés (de 5 à 30 cm, suivant I'importance des efforts de traction appliqués e t du type d'armatures) excédant la course de l'appareil de mesure, il est conseillé de prévoir pour le recalage de ce dernier un dispositif à glissière (fig. 6).

Suivant le type de vérin retenu, la mesure des déplacements A 1 s'effectue à partir de l'extrémité des armatures ou à partir du corps du vérin lorsque ce dernier n'est pas annulaire.

On mesure les déplacements du massif de réaction au moyen de comparateurs au 1/100 mm. Leur nombre est au moins égal à 2. La course des comparateurs (ou capteurs) utilisés pour ces mesures peut être limitée à 25 mm. Dans certains cas, ces mêmes mesures permettront d'expliquer l'allure anormale des courbes caractéristiques déduites de l'essai (cf. chapitre V).

2.3. APPAREILLAGE ANNEXE

- deux chronomètres, - un niveau à lunette, - deux ou trois réglets en matière plastique gradués au

millimètre, de 20 cm de long pour le contrôle des bases fixes,

- un tube de colle universelle, - une boîte à outils complète avec un double-mètre, e t

un niveau indicateur d'inclinaison, - un montant métallique ou un trépied fixe servant de

support aux comparateurs mécaniques ou aux capteurs destinés à mesurer les allongements en tê te du tirant,

- une dizaine de mètres de corde à piano de 0,4 à 0,6 mm de diamètre,

- une pièce de solidarisation des fils ou torons lors de l'utilisation d'un vérin annulaire,

- quelques disques de tôle ou de plastique (diamètre 15 cm) pour constituer une surface d'appui sur I'ex- trémité d'un tirant à barre,

- une pièce de centrage disposée entre le vérin et le dynamomètre annulaire,

- une plaque métallique de répartition de I'effort du vérin sur le massif de réaction,

- un jeu de piles neuves pour l'alimentation du pont de mesu re,

- une tronçonneuse pour couper éventuellement les armatures du tirant, Fig. 6 - Dispositif glissière pour la mesure des

- une réserve de joints et raccords pour l'ensemble d6placernents en tête d u tirant, t ype LCPC. pompe-véri n,

- une réserve d'huile hydraulique, - une reserve de manomètres de différentes plages, - une paire de jumelles pour les lectures à distance, - un thermomètre à alcool au degré (- 10 OC à + 60 OC), - deux lampes étanches pour les lectures de nuit, - un abri au-dessus du poste de mesure e t de l'ensemble

vérin-appareils de mesure, - un carnet de mesure (cf. chapitre IV).

CHAPITRE I I I

PRÉPARATION DE L'ESSAI PRÉALABLE

3.1. RENSEIGNEMENTS A FOURNIR PAR LE MAITRE D'OEUVRE (cf. fig. 26, chapitre V)

3.1.1. Renseignements relatifs B I'ouvrage

- plan de masse (coté NGF) indiquant la position de I'ouvrage, des sondages et essais de mécanique des sols en place déjà effectués,

- rapport détaillé de I'étude de sols préalable,

- données relatives à la conception de I'ouvrage, au nombre de tirants à réaliser et 3 leur caractère, provisoire ou définitif, ainsi qu'à la valeur de la traction de service TA déduite dg l'étude de stabilité,

- élévation de I'ouvrage et, le cas échéant, variation des niveaux d'eau.

3.1.2. Renseignements relatifs au tirant d'essai

- implantation, - caractéristiques géométriques (LL, Ls, section aciers), - caractéristiques des matériaux constitutifs du tirant, - technologie du tirant (tube à manchette, séparateur, types de protection, particularités).

II est souhaitable que le responsable de l'essai suive personnellement l'exécution du tirant d'essai.

Noter : - la date du forage, - outil e t fluide de forage (diamètre de perforation), - les incidents de forage (éboulements, rencontres de failles ou cavités, pertes de fluide, obstacles divers, nappe

en charge), - la date de mise en place de l'armature.

On veillera pour tous les types de tirants à ce que la longueur des aciers laissés en réserve ht cumule : la hauteur du dispositif de réaction hm, l'épaisseur de la plaque d'appui ha, les hauteurs du dynamomètre hd, de la pièce de centrage hc, du vérin hv, de la tête de blocage des aciers hs, ainsi qu'une surlongueur de 30 cm environ (fig. 7) :

II y a lieu de noter lors des opérations de scellement : - la date de I'injection, - les paramètres de I'injection (pression e t quantités de mortier ou coulis injectés par manchettes e t passe), - les défauts de I'injection (résurgences, impossibilités de réinjection, etc.).

Surlongueur d'armatures III! T - f

Tite de blocage

Fig. 7 - Sch6ma de montage pour le calcul de la longueur des aciers h laisser en r6sewe.

3.3. PRÉPARATION DE L'ESSAI PROPREMENT DIT

L'ensemble des opérations, nécessaires à la préparation de I'essai ainsi qu'à la livraison du matériel sur chantier, doit être terminé dans la semaine qui précède le début de la mise en tension du tirant. Le choix des dispositifs de réaction e t de traction doit être agréé par le responsable de I'essai.

On s'assurera, sur le chantier, du bon fonctionnement du vérin e t de sa pompe ainsi que du bon état des flexibles, des coupleurs et des clavettes ou écrous de blocage des armatures.

Le système de bases fixes de référence doit être choisi en accord avec le responsable de I'essai.

La base de référence est constituée par l'un des systèmes suivants : - une pièce de bois (madrier de section 8 X 23 cm par exemple), reposant sur des dés de béton ou autres appuis

(fig. 81, - un trépied, un palpieu ou un profilé (poutrelle IPN 200 X 90 par exemple) isolés (fig. 9), fichés dans le sol, - un portique assemblé à partir de profilés également fichés ou fixés à des socles de béton.

Dans tous les cas, la base de référence doit demeurer rigoureusement fixe et pratiquement insensible à toute déformation due aux mouvements du terrain, aux variations de température, au vent.

La base de référence isolée doit être implantée dans le plan vertical de symétrie du vérin.

Dans le cas d'une implantation en rivière, l'accès à la base de référence s'effectue au moyen d'une plate-forme stable, indépendante de cette même base.

Fig. 8 - Schéma d'une base fixe de référence constituée par un madrier reposant sur des dés de béton.

Fig. 9 Base de référence constituée

par un profilé isolé fiché dans le sol.

3.4. DISPOSITION DE SECURITE ET PROTECTION GENÉRALE DU PLOT D'ESSAI

L'essai préalable de tirant, en raison des dangers potentiels qu'il présente, est effectué par une équipe spécialisée.

On veillera à ce que, pendant toute la durée de I'essai, l'ensemble des mesuressoit effectuB à partir d'un poste d'observation soustrait à tous risques de projection (fragments d'armatures, de clavettes ou d'écrou) e t de bascu- lement du vérin.

II y a lieu par ailleurs : - d'entourer la plate-forme de travail ou le poste d'observation d'une barrière de sécurité lorsque la préparation

e t le déroulement de l'essai ont lieu en bordure de Veau, - de disposer d'un éclairage pour les essais de nuit, - de porter un gilet de sauvetage si les conditions de sécurité le justifient (essais en bordure de l'eau), - d'interdire aux personnes étrangères à l'essai toutes allées et venues à l'intérieur du plot, - de mettre le poste d'observation ainsi que les dispositifs de mesure (dynamomètre, comparateurs ou capteurs

de déplacement) à l'abri des intempéries, - enfin, de se conformer à l'ensemble des règles de sécurité relatives à l'utilisation du matériel électrique sur

chantier.

3.5. DÉLAIS A OBSERVER ENTRE L A MISE EN PLACE DES TIRANTS ET LA RÉALlSATlON DES ESSAIS PREALABLES

L'essai ne devra être exécuté que lorsque la résistance du coulis ou du mortier de scellement sera suffisante. On observe généralement entre la dernière injection e t l'essai un délai de repos minimal de cinq jours.

CHAPITRE IV

EXÉCUTION DE L'ESSAI PRÉALABLE

4.1. DUREE DES ESSAIS

Le nombre d'essais préalables est toujours au moins égal à 2. La durée de chaque essai est variable, celle du premier restant inférieure à 10 h, celle du deuxième pouvant atteindre 36 h.

En raison des délais de mise en place e t des réglages, il est conseillé d'échelonner l'exécution des deux essais sur deux semaines (fig. 10) : - Ire journée : mise en place du vérin, montage e t réglage de I'ensemble des appareils de mesure sur le premier

tirant ; - 2e journée : déroulement du premier essai préalable sur le premier tirant ; - 3e journée : après démontage de l'ensemble du matériel (vérin, appareillage de mesure), montage e t réglage

sur le deuxième tirant ; - 4e journée : lancement e t déroulement du début du deuxième essai avec calage du tirant au palier de longue

durée Tld, (cf. 5 4.3.2) pour le deuxième tirant ; - 5e journée : fin de l'observation du palier de longue durée Tld, application des derniers paliers de traction sur

le deuxième tirant ; - 6e journée : démontage e t repliement de l'ensemble du matériel.

ssai ur le remier rant

S D L M M Jours de la semaine

Fig. 10 - Calendrier d'exbcution des deux premiers essais prbalables.

4.2. OPÉRATIONS PRELlMlNAlRES

4.2.1. Mise en place du dynamomètre et du vérin

A l'arrivée sur le chantier, après avoir vérifié que les prescriptions des paragraphes 3.3 e t 3.4 ont été correctement appliquées, on procédera chronologiquement aux opérations suivantes : - raccorder le dynamomètre au pont de mesure, effectuer une première mesure et la noter ainsi que la tempé-

rature ambiante, - placer, en le centrant, le dynamomètre sur sa plaque d'appui (cf. fig. 71, - disposer la pièce de centrage sur le dynamomètre, - après avoir ouvert le piston du vérin de 2 à 3 cm pour faciliter l e déclavetage en fin d'essai, hisser le vérin au

moyen du palan puis engager sa base dans la gorge de la plaque de centrage, - dans le cas de tirants à torons ou à fils, répartir ceux-ci symétriquement sur la tête de blocage en veillant à ce

qu'ils ne soient pas croisés, - pousser à fond le vérin de façon à rattraper le maximum de jeu, - enfoncer au maximum les clavettes pour les tirants à fils ou à torons, ou serrer suffisamment l'écrou dans le

cas d'un tirant à barre. II est conseillé à ce propos, pour les tirants inclinés à fils ou à torons, de réaliser cette opération sur un vérin dont l'inclinaison par rapport à l'horizontale est Iégèrement supérieure à celle du tirant.

- brancher la pompe, purger les flexibles d'alimentation e t de retour, raccorder ces derniers aux coupleurs correspondants du vérin,

- appliquer au tirant une légère prétension de I'ordrede 10 kN pour rattraper les derniers jeux, - relâcher Iégèrement la suspension du vérin en agissant sur le palan, - s'il y a lieu, couper définitivement les aciers à la longueur voulue, - fixer éventuellement le capot de protection autour de la tête de blocage.

4.2.2. Mesure des déplacements

Les déplacements du massif de réaction sont mesurés à I'aide de deux comparateurs, en contact direct avec celui-ci, ou situés à I'extrémité de fils (invar ou corde à piano) renvoyant les déplacements.

Les déplacements en tête du tirant Al sont suivis à I'aide d'un comparateur (ou capteur) qui est soit en contact direct avec la tê te du tirant, ou situé à I'extrémité d'un fi l (invar ou corde à piano) renvoyant les déplacements. La deuxième solution qui recourt au fil est plus sûre.

Le premier cas est généralement utilisé pour les tirants à barre. On vérifie que la course du comparateur excède la totalité des déplacements prévus. L'extrémité de la barre est équipée d'un disque de métal ou de plastique (diamètre 4 15cm) collé ou soudé perpendiculairement à I'axe du tirant. La surface de ce disque doit être lisse. Lors du montage du comparateur (ou capteur), procéder de la façon suivante :

- après s'être assuré du bon fonctionnement du palpeur, et que celui-ci va bien travailler en butée lors des dbpla- cements du tirant, fixer à I'aide d'un support magnétique le comparateur à sa base fixe de référence constituée par un trbpied ou une potence,

- faire reposer I'extrémité du palpeur sur le disque, en veillant à ce que son axe reste parallèle aux déplacements du tirant,

- repérer ce comparateur par un chiffre ou une lettre (fig. 17). - orienter l e cadran du comparateur de façon à ce que I'opérateur puisse le lire aisément aux jumelles à plusieurs

mètres de distance.

Dans le cas où l'on recourt au fil (cas de tirants à torons ou à fils), on procédera comme suit (fig. 11) : - accrocher le fil à la pièce de solidarisation des aciers ou, lorsque le type de vérin ne le permet pas (cas des

vérins à corps plein), à l a partie arrière de ce dernier, - prolonger le fil jusqu'à son contrepoids et l'y accrocher. Vérifier que le fil tendu est bien parallèle à I'axe

du tirant.

de réactio

- Mesure des déplacements du tirant A I'aide de fils.

4.2.3. Mesure des efforts de traction

Cette mesure s'effectue obligatoirement avec le dynamo- mètre, mais il y a lieu d'observer en parallèle les valeurs des pressions dans le vérin. Les valeurs indiquées par le dynamomètre constituent la référence.

On procédera comme suit : - vérifier le voltage des piles alimentant le pont de

mesure, - raccorder le dynamomètre au pont de mesure dont

l'emplacement qui correspond au poste de commande se situe à quelques mètres à l'arrière du massif de réaction, c'est-à-dire dans le sens opposé à des projec- tions éventuelles d'armatures, de clavettes ou d'écrou. La pompe du vérin doit être amen6e au même endroit et la rampe de manomètres orientée de façon à ce que I'opérateur puisse lire le pont de mesure et observer les manomètres de la rampe (fig. 12).

Massif

Base fixe de référence

.-

Zone de projections dangereuses

réaction

Pont d'extensométrie A €3 Pompe - Poste de commande

Fig. 12 - Principe d'organisation d'un plot d'essai prbalable.

4.2.4. VBrification de l'ensemble des dispositifs

La veille de l'essai proprement dit, après le montage de l'ensemble des dispositifs, on vérifiera sous une traction égale à 0,10 TG maintenue 15 min : - l'absence de fuite au niveau des flexibles et de leur couplage avec la pompe et l e vérin, - que le centrage du dynamomètre par rapport au vérin est satisfaisant, - le bon fonctionnement et la finesse de régulation du débit de pression sur la pompe, - la bonne concordance des valeurs des efforts indiquées par les manomètres et le dynamomètre (l'écart ne

devant pas excéder 1 % de la traction maximale appliquée au cours de I'essai), - la perpendicularité des comparateurs avec leur surface d'appui et leur bon fonctionnement, - le parallélisme des fils renvoyant les déplacements avec l'axe du tirant, - la fixité des bases de référence, - l'efficacité de l'abri prévu pour le poste de commandement, - enfin, que l'éclairage du plot d'essai est suffisant.

Après correction éventuelle des imperfections observées, on détendra le tirant jusqu'à sa traction initiale de prétension (1 0 kN).

4.3. EXECUTION PROPREMENT DITE DES ESSAIS

4.3.1. ExBcution de l'essai sur le premier tirant

Le premier essai doit commencer le deuxième jour vers 7 h du matin (effectuer pour l'ensemble des appareils une lecture correspondant à la traction initiale de 10 kN).

Programme du premier essai ( f ig. 1 3)

- monter en traction par paliers de 0,10 TG jusqu'à 0,90 TG, le premier palier n'étant maintenu que le temps de faire les mesures, tous les autres étant maintenus une heure, qu'il y a i t ou non stabilisation. Le passage d'un palier de traction à l'autre doit être effectué aussi rapidement que possible. Les pompes habituellement utilisées permettent d'effectuer le passage en un temps A t inférieur à la minute (fig. 14).

1 1 h /~ rogramme l ibre

1 h i 1 1 Minimum 2 L h / 1 1 1

Fig. 13 - Programme d'essai du premier tirant.

Traction lue sur dynamomètre

I I P Palier n i l Palier n+l

1 /< ,', l // $ \l \

1 /

Fig. 14 ~ i ~ n ~ ~ / ~ ~ e \ r \ n i i ' ---- Mesures au c o u s d'un palier d'une heure et rbajustement

I I

de l 'effort de traction. I I I

t ' t (+II i.2' 1 I 1

t,:60' Temps (min)

- le temps zéro ( t o ) de chaque palier, qui correspond à la fin du palier précédent,est indiqué par l'opérateur actionnant la pompe en fonction des indications du pont de mesure,

- pour chaque palier, mesurer les déplacements en tête du tirant A l aux temps : O, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 45 e t 60 min après l'application de I'effort. La première lecture à O min correspond au temps t l = t, + At. Le temps t l + 1 min sera pris comme origine pour tracer les courbes déplacement en tê te - logarithme du temps (cf. chapitre V). Chaque lecture devant correspondre à un effort de traction constant, on corrigera la pression du vérin s'il y a lieu, avant d'effectuer celle-ci (fig. 14). Les variations de traction en cours de palier ne doivent pas excéder 0,2 % de l'effort de traction maximal,

- corrélativement aux mesures des allongements en tête du tirant, mesurer les enfoncements du massif de réac- tion aux temps : 1, 5, 10, 15, 30 e t 60 min après application du palier,

- noter également, au début et à la fin de chaque palier, la température ambiante (de préférence à proximité immédiate du système de mesure des déplacements en tête du tirant), les valeurs des pressions dans le vérin et de la traction indiquée par le pont de mesure raccordé au dynamomètre. Ne pas oublier de déconnecter l e manomètre dont la capacité devient au cours de I'essai inférieure à la pression de l'huile,

- noter scrupuleusement tout dépassement brutal de la traction au cours du palier en précisant les raisons qui l'ont provoqué (température, fausse manœuvre, etc.),

- d'une manière générale, effectuer le chronométrage des différentes opérations réalisées sur le plot d'essai, - à l'issue du dernier palier de 0,9 TG, détendre le tirant par paliers de 0,l TG, chaque palier étant maintenu

pendant 5 min, - mesurer.au cours des paliers de détente les déplacements en tê te de tirant e t du massif de réaction aux temps 1,

2, 3, 4 e t 5 min, - après la détente complète, poursuivre ces mêmes lectures pendant 15 minutes.

On peut éventuellement envisager, à l'issue du dernier palier de 0,9 TG, de poursuivre I'essai sur le premier tirant. Cela peut être le cas lorsque l'on désire par exemple étudier le comportement de tirants ancrants des ouvrages soumis à des sollicitations de type particulier (cycliques, sismiques), atteindre la traction limite TL de déchaussement du scellement ou bien pouvoir mesurer le fluage d'un tirant à une traction donnée. On peut être ainsi amené à réaliser : - un nombre déterminé de cycles partiels de déchargement-chargement rapides simulant des essais de fatigue,

avec mesure des déformations ; - une montée en traction en vue de provoquer le déchaussement du scellement, sans toutefois excéder un

allongement relatif des aciers égal au cent cinquante centièmes de l'allongement correspondant à la limite d'élasticité conventionnelle TG (fig. 15) ;

- un calage de longue durée (plusieurs jours ou plus) à un taux de traction déterminé (traction de service TA ou traction critique TC) avec mesure des allongements.

Indépendamment du type d'essai complémentaire retenu, l e tirant doit toujours être détendu, I'essai terminé.

Fin de m

Fig. 15 - Valeurs des allongements relatifs limites de l'acier à ne pas depasser au cours de I'essai.

0,l 0,8 - ,: Allongements relatifs E (%)

4.3.2. Exécution de I'essai sur le deuxième tirant

Étant donné sa durée, le deuxième essai doit être lancé à 7 h du matin. II est précédé d'une lecture de tous les appareils de mesure sous traction initiale (10 kN).

Programme du deuxième essai (f ig. 1 6)

Le deuxième essai consiste à réaliser des paliers d'une heure, mais en y intercalant un palier de fluage de longue durée d'au moins 24 heures. La valeur de la traction choisie pour ce palier de longue durée Tld est déduite du premier essai (cf. chapitre V).

7 1 Programme ( I 4 2' 1,o - c 1 obligatoire 1 .O 0,9 - h \ l h

l h libre 071- I v I 1

Fig. 16 - Programme d'essai du deuxième tirant.

O,b-.

0,3. t h

Mesure à 0,l To

I I I Déplacements

On retiendra :

Tld = 0,9 Tc1 dans le cas où l'on a pu déterminer la traction critique de fluage Tc1 du premier tirant,

OU Tld = 0.6 TG 1 dans le cas où l'interprétation du premier tirant ne permet pas de dégager une traction critique de fluage,

OU TH = TA lorsqu'on se propose de vérifier une traction de service TA fixée apriori et pour autant que TA < 0,9 TC 1 .

Après que Tld ait été définitivement choisi, on réalise l'essai proprement dit en procédant de la façon suivante : - appliquer au deuxième tirant des paliers de traction 0.10 Tld jusqu'à 0.9 Tld. Le premier paiier (0,Io Tld) n'est

maintenu que le temps de faire les mesures, tous les autres sont maintenus une heure, - lors de ces paliers, effectuer, dans les mêmes conditions que celles fixées pour le premier essai, l'ensemble des

mesures décrites dans le chapitre V. - la suite du palier de 0,9 Tld, monter à nouveau la traction jusqu'à la valeur Tld puis l'y maintenir pendant 24 heures au moins,

- pendant ce palier de 24 heures procéder pour l'ensemble des mesures de la première heure comme indiqué dans le chapitre V, ensuite effectuer ces mesures aux temps : 2, 4, 8, 16 e t 24 heures après application de l'effort,

- après le palier de 24 heures, I'essai est poursuivi par paliers d'une heure, espacés de 0,10 TG jusqu'à 0,9 TG, les mesures à effectuer étant à nouveau celles indiquées dans le chapitre V,

- à l'issue du dernier palier de 0,9 TG, détendre le tirant par paliers de 0,l TG, chaque palier étant maintenu pendant 5 minutes. Les mesures effectuées sont celles indiquées dans le chapitre V,

- effectuer une dernière lecture le lendemain sur le dynamomètre, complètement déchargé, et noter la tempéra- ture ambiante.

On peut éventuellement envisager, à l'issue du dernier palier de 0,9 TG,de poursuivre I'essai sur ledeuxième tirant pour les mêmes raisons que celles évoquées aux commentaires donnés dans l e paragraphe 4.3.1. On pourra être amené en conséquence à réaliser les mêmes types d'essais complémentaires que ceux décrits dans ce paragraphe.

4.3.3. Exbcution du troisième essai et des essais suivants [Il

S'il y a un troisième tirant d'essai appartenant à la même série, il est essayé selon un programme identique au deuxième tirant. On retiendra comme traction pour l e palier de longue durée Tld, la plus petite des deux valeurs déjà obtenues, à savoir 0,9 Tel ou 0,9 Tc2, en éliminant éventuellement toute valeur aberrante.

On procédera pour tout essai supplémentaire de la même façon, choisissant comme valeur de la traction de palier de longue durée Tld la plus faible des valeurs correspondant aux neuf dixièmes de la traction critique de fluage (0.9 Tc1, 0,9 Tc2, .................................. 0,9 TC^) obtenue lors des essais précédents.

4.4. RELEVE DES MESURES

Lon des essais on remplira pour chaque palier l'une des feuilles du carnet d'essai (fig. 17).

Les incidents éventuels pouvant se produire en cours d'essai sont notés dans la colonne des observations.

Ne pas manquer de porter sur la feuille d'essai du premier palier, les premières lectures correspondant à la traction de prétension (10 kN).

Fig. 17 - Feuille de relevé des mesures. Conçue pour

les paliers d'une heure, cette feuille est A utiliser

pour noter les lectures effectuées lors du palier de longue durée de 24 heures.

Les temps de lecture : 2, 4,8, 16 et 24 h seront indiques dans la colonne

des temps réels.

Début de I'essai :

Fin de I 'essai :

Organisme effectuant

Responsable de I 'essai :

4.5. INCIDENTS EN COURS D'ESSAI

Si, en dépit des précautions prises, le massif de réaction s'avère être instable, I'essai sera interrompu.

En cas de rupture de l'un des flexibles reliant la pompe au vérin, changer le plus rapidement possible cet élément, remonter à la pression du palier interrompu. Le refaire entièrement, et poursuivre le programme. Si l e temps de réparation excède plusieurs heures, reporter l'essai au lendemain sans détendre le tirant. Le lendemain, après réparation, effectuer l'ensemble des lectures puis remonter A la pression existant avant l'incident, refaire entière- ment le palier interrompu puis enchaîner sur la suite du programme.

CHAPITRE V

PRÉSENTATION DES RÉSULTATS ET CHOIX DE LA TRACTION DE SERVICE DÉFINITIVE TA

5.1.1. Tracé des courbes caractéristiques pour le premier tirant

Courbe traction en tête - déplacements en tête (fig. 18)

- porter en abscisses, en échelle arithmétique, I'effort de traction en kilonewtons (kN), - porter en ordonnées, en échelle arithmétique et en millimètres, l e déplacement cumulé de la tête du tirant en

fin de chaque palier compté à partir du temps to du premier palier.

0 Courbes déplacements en tête - logarithme du temps (f ig. 1 9)

- porter en abscisses, en échelle lorarithmique, les temps en minutes, - porter en ordonnées, en échelle arithmétique, le déplacement cumulé de la tê te du tirant en millimètres

compté à partir du temps t l + 1 minute.

On indiquera pour chaque courbe I'effort de traction correspondant en kilonewtons (kN).

Les relations obtenues, pratiquement linéaires pour I'ensemble des paliers situés en-deçà de la traction critique de fluage Tc (cf. 5 5.1.2), sont souvent représentées au-delà de cette même traction Tc, par une succession de segments de droites. Ces relations traduisent l'évolution du fluage de la partie scellée du tirant (ensemble coulis- armature). Leur partie finale, rectiligne, est appelée droite de stabilisation.

On constate en général que pour des tractions inférieures à la traction critique TC la courbe déplacements en tête - logarithme du temps devient quasi linéaire à partir des cinq premières minutes.

1 2 3 4 5 7 10 15 20 30 45 60 ( Igt (min11

Fig. 18 - Exemple de courbes caractéristiques traction en tête déplacement en tête pour u n t i rant scellé dans une argile.

' Tirant d'essai ; no 1

Fig. 19 - Exemple de courbes caractéristiques déplace- ments en tête - logarithme d u temps pour les différents paliers d'un essai préalable effectué sur un t irant scellé

dans les sables.

@ Courbe traction en tête - pente des droites de stabilisation (f ig. 20)

- porter en abscisses, en échelle arithmétique, I'effort de traction en tête en kilonewtons (kN), - porter en ordonnées, en échelle arithmétique, l a pente moyenne a des droites de stabilisation en millimètres

par cycle logarithmique.

La pente moyenne a des droites de stabilisation peut être représentée tout simplement par le déplacement de la tê te Al pris entre deux valeurs données du temps, entre lesquelles l'ensemble des droites de stabilisation sont rectilignes. Comme l'on constate que pour la plupart des essais cette condition est souvent vérifiée entre la dixième e t la soixantième minute, on pourra par exemple rapporter les variations des déplacements Al mesurés entre ce laps de temps.

Fig. 20 - Exemples de courbes a- T comportant un coude caractéristique.

On observe pour les premiers paliers une augmentation faible et sensiblement linéaire de la pente moyenne aavec l'effort de traction T. Au-delà, s'offrent plusieurs possibilités :

Casn0 1 : La pente a croît très rapidement au-delà d'un point caractéristique d'inflexion, e t la relation a -T présente alors une première partie quasi linéaire prolongée par une partie courbe (fig. 20 a).

Dans certains cas, au-delà de ce même point caractéristique d'inflexion, la première partie de la relation a-T est prolongée par un second segment de droite (fig. 20 b).

La majorité des essais entre dans les cas illustrés par les figures 20 a et 20 b.

Cas no 2 : La pente acontinue à croître d'une manière monotone jusqu'à la fin de l'essai, soit 0,9 TG. La relation - T a l'allure représentée sur la figure 21. Elle illustre tout essai pour lequel la traction limite TL se

situe au-delà de la traction maximale appliquée.

Cas no 3 : La relation a - T présente parfois trois parties droites (fig. 22 a) ou une anomalie (fig. 22 b). Ces types de courbes sont difficilement interprétables et nécessitent un examen approfondi des conditions de l'essai. Dans le cas où la qualité des mesures ne peut être nullement remise en cause (ce qui est souvent le cas en raison de la précision exigée), les allures des courbes illustrées par les figures 22a et 22b peuvent être imputées au comportement complexe d'un scellement à géométrie irrégulière, mais aussi à des essais.

II n'est pas rare d'observer enfin, e t cela indépendamment du type de cas dans lequel se situe I'essai, que certains points de mesure s'écartent sensiblement des droites correspondant à l'alignement moyen. Ces écarts s'expliquent probablement par la géométrie irrégulière du scellement.

Fig. 21 - Exemple de courbe - T ne présentant aucun coude caractéristique.

a Fig. 22 - Exemples de courbes a- T présentant une anomalie.

5.1.2. Détermination de la traction critique de fluage Tc, et de la traction limite TL du premier tirant

@ Traction critique de fluage Tc 1

Indiqué Tel sur la figure 23 a, c'est I'effort de traction qui, sur une relation a - T du type de celle de la figure 20 a, correspond à la fin du premier segment de droite passant par l'origine.

Pour une relation du type de celle de la figure 20 b, la traction critique de fluage Tel est prise égale à :

Tc1 = 0,9 T c i ,

avec Tel situé au point de rencontre des deux segments de droites de la relation a - T, comme indiqué sur la figure 23 b.

La valeur Tel du premier tirant sert de référence pour fixer les paliers d'essai du deuxième tirant.

Traction limite TL 1

C'est I'effort de traction qui est défini par l'asymptote à la partie courbe de la relation traction en tête-pente des droites de stabilisation, comme indiqué sur les figures 20 a et b. Cet effort caractéristique se traduit généra- lement par une chute brutale de la pression dans l e vérin lors d'une montée en palier ou quelques minutes après que le palier ait été atteint.

!g Fig. 23 - Détermination des tractions critiques de fluage Tc1 et r 'c l pour le premier tirant.

5.2. PRESENTATION ET INTERPRETATION DES RÉSULTATS DE L'ESSAI AU DEUXIEME TIRANT

5.2.1. Trac6 des courbes caractéristiques pour le deuxième tirant

Procéder comme pour le premier tirant (cf. 5 5.1.1) sans oublier de présenter l'ensemble des mesures effectuées pendant 24 heures lors du palier de longue durée Tl& Toutefois, lors du tracé de la courbe traction en tête - pente des droites de stabilisation, ne tenir compte que des déplacements mesurés pendant la première heure pour le palier de longue durée Tld.

5.2.2. Détermination de la traction critique de fluage Tep et de la traction limite TL^ du deuxième tirant

0 Traction critique de fluage TC2

Procéder comme pour le premier tirant. Deux cas peuvent se présenter comme indiqué sur la figure 24.

1 2 ' CAS 1 le 'CAS 1 0,9 Tcl > T c 2 1 0.9Tc, < Tc, 1

Tc; T i2 Traction

Premier cas

La tract ion 0,9 Tc1 (OU TA) a p u être atteinte sans trouver la tract ion cr i t ique de fluage TC2 d u deuxième t i rant

0.9 Tc1 < Tc2.

Deuxième cas

La tract ion cr i t ique de fluage Tc2 d u deuxième t i rant est inférieure à 0,9 Tc1 (ou TA) et l'on n'a p u atteindre de ce fa i t le palier 0,9 TC1 :

0,9 Tc1 > Tc2

Traction limite TL 2

La déterminer comme pour le premier tirant.

5.3. PRÉSENTATION ET INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS DE L'ESSAI D U TROlSlEME TIRANT ET DES TIRANTS SUIVANTS

Procéder comme pour le deuxième tirant.

5.4. RECHERCHE DE LA TRACTION DE SERVICE TA

La courbe de fluage de longue durée, établie pour la charge TC2, 0.9 Tel OU TA, est tracée sur u n graphique, et comparée avec la courbe obtenue au cours des paliers de 1 heure, pour le premier tirant.

5.4.1. Premier cas : la courbe de fluage du deuxième t i rant est linéaire

Deux critères doivent être satisfaits simultanément :

La courbe d o i t avoir une bonne concordance avec celle qu i a été obtenue, pour une même valeur de la traction, lors des essais d u premier t i rant ;

Si & représente la plus pet i te des deux valeurs ci-après :

- 1,5.10-~ Li (Li étant la longueur l ibre théorique d u t i rant)

- 1,5 mm,

le déplacement absolu, mesuré au cours du palier de fluage de longue durée entre la fin de la première heure ( t l + 60 min) et la f i n de la 24e heure (tl + 24h) doit, après correction éventuelle due au fluage de l'acier, êtreau plus égal à &.

Si ces deux critères sont satisfaits, o n adopte comme tract ion de service la plus faible des valeurs ci-après : 2 2 - tirants provisoires : 0,9 Tc1 ; 0,9 TC2 ; TA ; 3 TL 1 ; - TL2

3 2 . 2 - tirants permanents : 0.8 Tc1 ; 0.8 rc2 ; T~ ; T ~ , , TL2

TL 1 et TL^ représentant les tractions de rupture (réelles o u conventionnelles) du scellement pour le premier e t le deuxième tirant.

Si u n seul des deux critères précédents est satisfait, il y a lieu :

8 Lorsque la pente de la courbe de fluage d u deuxième t i rant est nettement plus for te que celle qu i résulte de l'essai d u premier, d'en déterminer la raison et, éventuellement, de choisir une tract ion de service réduite, en s'inspirant d u critère ci-après.

Lorsque le déplacement absolu mesuré au cours d u palier de fluage est supérieur à la valeur ne définie précédemment (figure 25, cas de la tract ion 41, d'adopter comme trac- t i o n de service celle pour laquelle le dépla- cement absolu, obtenu en prolongeant à 2 4 heures (et éventuellement en interpolant) les résultats de fluage sur les paliers d'une heure, est au plus égal à n e (figure 25, cas de i 24h

la tract ion 3). Fig. 25 - Interprétation des courbes de fluage.

5.4.2. Deuxième cas : la courbe de fluage du deuxième t i rant n'est pas linéaire e t présente une concavité tournée vers le haut

Le t i rant est alors refusé, à moins que des essais effectués sur u n troisième t i rant ne montrent qu'i l s'agit d'un résultat aberrant.

5.5. DIMENSIONNEMENT DE LA SECTION D'ACIER

Après avoir déterminé la tract ion de service définitive TA, o n s'assurera que l 'on satisfait pour les aciers de chaque t i rant aux conditions d u paragraphe 1.5.

5.6. COMPTE RENDU D'ESSAIS

T o u t essai préalable, une fois réalisé, d o i t faire l'objet d'un compte rendu détaillé récapitulant I'ensemble des données ayant t ra i t aux sols, à la mise en œuvre d u t i rant et à l'essai préalable proprement dit. I I d o i t comporter également les courbes caractéristiques ainsi que les valeurs des efforts de tract ion de service déf ini t i fs TA, obtenues conformément aux prescriptions indiquées dans les paragraphe ci-dessus.

La f igure26 montre, à t i t re indicatif, I'ensemble des données et graphiques que d o i t comporter u n compte rendu d'essai préalable. Les données particulières à l'exemple, présentées sous forme de fiches récapitulatives, y figurent en italique.

Fig. 26 - Fiches récapitulatives des essais préalables de tirants

1 1. DONNEES RELATIVES A L'OUVRAGE ET AUX ESSAIS

Maître d'œuvre : Direction départementale de I't'quipement

Ouvrage : Confortement d'un rideau de palplanches existant en bordure de canal par tirants définitifs. Canal de. .. pK. 43

Caractéristiques de I'ouvrage : Larsen I I n, fiche L = 9 m

Type de t i rant : Tube à manchette latéral avec barre diamètre 32 mm directement scellée au terrain

Entreprise réalisant le t i rant : X

Nombre to ta l de tirants prévus pour I'ouvrage : 43 Nombre de catégorie de tirants : 1

Nombre d'essais préalables par catégorie de tirants : Première catégorie : 2 Deuxième catégorie : néant Troisième catégorie : néant

Coût des essais : X

Observations : Les tirants ne comportaient pas d'obturateur.

2. SCHEMA D'IMPLANTATION DES TIRANTS D'ESSAIS ET DES SONDAGES PAR RAPPORT A L'OUVRAGE

Usine r' Fig. I - Schbrna d'implantation des tirants d'essais et des sondages par rapport A I'ouvrage.

Echelle: 111000

@ Pr. Sondage pressiométrique

Grave de sitex à matrice argileuse

NGF 20,4û 1 I \

'Y-

NGF 11,lO U Fig. il - Coupe sch6matique du plot d'essai et du soi. Situation des tirants.

4. DONNÉES RELATIVES A LA RÉALISATION DE TIRANTS D'ESSAI

Longueur libre LL : 12m

Longueur scellée LS : 6 m

Aciers : barre D YWIDAG diamètre 32 mm TG = 670 kN

Section totale des aciers : 804 mm2

Composition du coulis : Ciment : 100 kg, eau : 42 1, adjuvants : néant

Quantité totale de ciment injecté : 1 500 kg/tirant

Traction de service TA^ du projet : 400 kN

Diamètre du forage : 130 mm

Date de l'injection de scellement : 3 mars 1976

5. CAR ACTERISTIQUES GÉOTECHNIQUES DES COUCHES AU NIVEAU DU SCELLEMENT (Joindre les feuilles d'essai par sondage)

5.1. Identification

Classification :

Première couche : argile w~ = 8 0 à 9 0 1, = 5 0 à 60 w = 3 0 à 40 %

Deuxième couche: néant WL = ...... lP = ...... w = ......

5.2. Essais de laboratoire

Première couche : argile Y = 185 k ~ / m ~ c' = 38 kPa (P= 12O

Deuxième couche: néant Y = ..... k ~ / m ~ cf = .... kpa O (P = ....

5.3. Essais pressiométriques (valeurs moyennes) au niveau de la longueur scellée

Première couche : argile PI = 1,O MPa E = 7,5 MPa

Deuxième couche: néant pl = .... MPa E = .... MPa

6. RÉALISATION DE L'ESSAI PRÉALABLE (Remplir pour chaque essai préalable réalisé) I Ti rant nos : 1 et 2 Catégorie : Ire

Date de réalisation : 18 mars 1976 (ler tirant) et 22-23 mars 1976 (2e tirant)

Délai d e repos par rapport la date de scellement : 15 à 20 jours

Dispositifs de réaction : Massif de rdxtion en béton armé

Dynamomètre : LCPC Précision : 0,080 kN

Vér in : type : . . . course : 160 mm section : 197,3 cm2

plage des manomètres : O - 10 MPa 0 - 25 MPa 0 - 60 MPa

7. SCHÉMA D U DISPOSITIF D'ESSAI

~ ...

(course 2,5cm )

1 1 1 - Sch6ma du dispositif d'essai.

8. COURBES CARACTER~ST~QUES (Joindre pour chaque essai préalable réalisé)

8.1. Trac6 de la courbe tract ion - déplacements en tête

Fig. IV Courbes dbplacements en tete - traction en tête des tirants 1

8.2. Tracé de la courbe déplacements en tête - logarithme du temps

Fig. V - Courbes déplacements en tête - logarithme du temps des tirants no 1 et no 2.

8.3. Tracé du diagramme traction - pente des droites de stabilisation

1

100 200 300 LOO 500 600 700

Fig. V I - Pente des droites de stabilisation - traction des tirants no 1 et no 2.

(00 200 300 LW Sûû 600 700

9. CONCLUSIONS DE L'ESSAI ET CHOIX DE LA TRACTION DE SERVICE DÉFINITIVE TA

Essai no 1

Traction critique Tc, : 536 kN

Traction limite TL 1 : 730 k N (valeur estimée)

Traction de service

TA = 0.9 X Tc1 = 0,9X536=482kN 2

TA=3TL1 - X730 = 486kN -3 Observations relatives à I'essai no 1 : Dans le but de se rapprocher au maximum de la traction limite de déchausse ment TL1, I'essai a été poussé comme l'autorise le $ 4.3. jusqu'à 670 kN, soit une traction égale à TG. En fait, cette traction n'a pas pu être atteinte, mais l'allure de la relation Al-lgt correspondant à 670 kN permet de déduire que TL^ se situe raisonnabiement aux alentours de 730 kN.

La traction TC1 égale à 536 kN apparaît nettement sur ce premier essai. L'ensemble des relations Al-lgt pour chaque palier étant bien linéaire entre la première minute e t la soixantième, on a simplement porté en ordonnée, pour établir la relation Al-lgt, l e déplacement Al pris entre ces deux valeurs de temps.

On remarque que pour la traction Tc,, l a valeur extrapolée des déplacements Al, entre la dixième et la centième minute, égale à 0,4 millimètre reste inférieure à 1,O millimètre.

Choix de la traction du palier de longue durée Tld : Le premier essai ayant permis de déterminer la traction de fluage TC1 = 536 kN, la traction du palier de longue durée Tld pour le 2e tirant a été prise égale à Tld = 0,9 X Tel = 0,9 X 536 = 482 kN.

Essai no 2

Traction critique Tel : 549 kN

Traction limite TL2 : 730 k N (valeur estimée)

Traction de service

TA = 0.9 X Tc2 = 0,9 X 549 = 494 kN

Observations relatives à l'essai no 2 : La traction critique TC2 = 549 kN est pratiquement du même ordre que la valeur correspondante obtenue pour le premier tirant (Tel = 536 kN). Toujours comme pour le premier tirant, le deuxième essai a été poussé au-delà de 0,9 TG dans le but de se rapprocher au maximum de la traction limite de déchaussement du scellement TL2. On a considéré que cette dernière valeur devait se situer raisonnablement aux alentours de 730 kN. La traction TC2 est égale à 549 kN.

Essai no 3 (néant)

Traction critique TC2 : . . . . . . . . . . . . . . kN

Traction limite TL3 : . . . . . . . . . . . . . . kN

Traction de service

TA = 0,9 X Tc3 - - . . . . . . . . . . . . . . kN

Observations relatives à I'essai no 3 : (néant)

L'interprétation des deux essais préalables cenduit à une traction de service minimale TA = 482 kN obtenue pour le premier tirant, du même ordre en fait que la traction obtenue pour le deuxième tirant. La dispersion entre rbsultats est insignifiante (de l'ordre de 1 %).

On constate aussi que la relation A l - Igt correspondant au palier de longue durée Tld = 482 kN est linéaire. Pour cette même traction e t pour les deux tirants les déplacements (extrapolés pour le tirant no 1) entre la 10e e t la 10 OOOe minute sont inférieurs à 3.millimètres.

Du point de vue de la tenue du scellement, il serait possible de retenir la traction 482 kN comme traction de service définitive. En dernier ressort toutefois, l'obligation d'avoir à satisfaire aux conditions imposées à l'armature d'un tirant définitif (TA < 0.6 TG) conduit à adopter une traction de service définitive TA égale à TA = 0.6 X TG = 0,6 X 670 = 402 kN, soit 400 kN pour arrondir.

[ I l Recommandations concernant la conception, le calcul, l'exécution et le contrôle des tirants d'ancrage, TA.86, Eyrolles, Paris, janv. 1986.

[2] Bustamante M., Doix B., Une méthode pour le calcul des tirants et des micropieux injectés, Bull. liaison Labo. P. et Ch., 140, nov.-déc. 1985, p. 75-92.

Publié par le LCPC, 58 bd Lefebvre - 75 732 PARIS CEDEX 15 sous le numéro 3230 - Dépôt légal :février 1987