Pont de RADES – LA GOULETTE essais pieu 9 juin...

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CFMS - Séance du 9 juin 2006

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Pont de RADES – LA GOULETTE (Tunisie)

Essai de chargement de pieux de 80 m

• Alain GUILLOUX – Terrasol• Patrick BERTHELOT – VERITAS• Kamel ZAGHOUANI – TERRASOL Tunisie


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Plan de l’exposé

1. Présentation du projet2. Reconnaissances géotechniques3. Dimensionnement des fondations4. Essais de pieux

• Essai Osterberg• Essai selon la norme française

5. Conclusions

2


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1. Présentation du projet


4

1. Présentation du projet

Maître d’ouvrage : Ministère de l’Équipement, de l’Habitat et de l’Aménagement du Territoire – Direction générale des Ponts et Chaussées

Mission de contrôle : VÉRITAS (géotechnique : P. Berthelot)

Maître d’œuvre : NIPPON KOEI – SCET - STUDIConseil géotechnique : M. Londez

Entreprise : TAISEI CorporationConseil géotechnique : TERRASOL (K. Zaghouani – A. Guilloux)Contrôle extérieur : F. Schlosser

3


5

1. Le projetTunis

Vers la Goulette

Rades


6

L’ouvrage principal

Longueur : 260m

Gabarit : 20m

Largeur : 23,5m

Hauteur des Pylônes : 45m

4


7

260m

Rades

120m70m

20m

70m

70m 20

P11 P12 P13 P15P14

Le principe de fondation

9 Pieux forés Φ2000 tubés sur 20m

Longueur 80m

(à l’origine 8 pieux de 100 m)

Pieux forés Φ1500

Tubés sur 20m

Longueur 60m

Pieux battus BA préfabriqué 450

mm

Longueur 25m


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Les techniques de réalisationPour les pieux de 100 m :• Jusqu’à 60 m : forage

traditionnel• Jusqu’à 100 m : circulation

inverseDifficultés de foration :• En traditionnel : déviations

d’où nécessité d’utiliser la circulation inverse pour rectifier la verticalité

• En circulation inverse : colmatage ; avancement très lent …

+ soucis d’optimisationDécision de raccourcir les

pieux

5


9

2. Reconnaissances géotechniques


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2. Consistance des investigationsÉtudes préalables :• 2 sondages pressiométriques de 105m• 2 sondages carottés de 105mÉtudes d’exécution :• 4 sondages pressiométriques de 115m • 4 sondages carottés de 115m • 2 pénétromètres statiques (piézocône)

jusqu’au refus : 25m+ essais de laboratoire …

+ lots II et III : remblais et viaduc d’accès

6


11

Profil géotechnique - études préalables


12

Profil géotechnique- études d’exécution

7


13

Modèle géotechnique

0.67 11.1125.742.32argile B15.0-94.5-79.5Ve

0.67 10.9820.341.85argile B22.0-79.5-57.5Vd

0.67 10.2913.291.29argile A13.0-57.5-44.5Vc

0.67 9.1810.951.19argile A6.0-44.5-38.5Vb

0.50 8.839.211.04argile A2.9-38.5-35.6Va

0.33 9.3413.891.49sable B6.1-35.6-29.5IVb

0.33 10.344.844.35sable C5.3-29.5-24.2IVa

0.50 8.515.060.59argile A6.8-24.2-17.4III

0.33 6.014.020.67sable A4.9-17.4-12.5IIb

0.33 7.829.021.15sable B4.1-12.5-8.4IIa

0.50 7.451.070.14argile A7.9-8.4-0.6I

αEM/pl*EM (MPa)pl*(MPa)

Classe de sol

Épaisseur(m)àde Niveau


14

3. Dimensionnement des fondations

8


15

Paramètres de calcul selon fascicule 62

1.240Q1argile B2.3215.0-94.5-79.5Ve

1.240Q1argile B1.8522.0-79.5-57.5Vd

1.239Q1argile B1.2913.0-57.5-44.5Vc

1.238Q1argile B1.196.0-44.5-38.5Vb

1.136Q1argile A1.042.9-38.5-35.6Va

75Q2sable B1.496.1-35.6-29.5IVb

120Q3sable C4.355.3-29.5-24.2IVa

25Q1argile A0.596.8-24.2-17.4III

28Q1sable A0.674.9-17.4-12.5IIb

38Q1sable B1.154.1-12.5-8.4IIa

0Q1argile A0.147.9-8.4-0.6I

kpqs

(kPa)courbeclasse du sol pl* (MPa)

épaisseur (m)àde Niveau


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Justifications de la portance« Surdimen-sionnement »

CapacitéportanteCharges

vérifié1.397.55.44.7P14 (L=60m)

vérifié1.0513.012.410.7P13 (L=75m)

vérifié1.0513.012.410.7P12 (L=75m)

vérifié1.167.56.55.7P11 (L=60m)

ELS Quasi-

permanent

RésultatQadm/Q+WQadm(MN)Q+W(MN)

ChargeQ (MN)

Pieu isolé

9


17

Justification de la portance« Surdimen-sionnement »

CapacitéportanteCharges

vérifié2.67104.339.033.1P14 (L=60m)

vérifié2.37219.592.577.7P13 (L=75m)

vérifié2.37219.592.577.7P12 (L=75m)

vérifié2.85118.841.735.7P11 (L=60m)

ELS Quasi-

permanent

RésultatQadm/Q+WQadm(MN)Q+W(MN)

ChargeQ (MN)

Groupe de pieux (Méthode

du pieu équivalent)


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Prévision du comportement du pieu isolé Calcul TASPIE à court terme

Variation de la portance d’un pieu aux ELS q.p.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000Charge en tete (kN)

Tassement de la tete (mm)

Charge appliquée QELS qp = 10500 kN

Frottement latéral

Poin

te

-110

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

00 5 10 15 20

z (m

NG

T)

frottement Latéralseul Qmax (SP12)

Qmax (SP13)

Qmax (moyenneSP12 et SP13)

Q + W ELS

-74 NGT

Poin

teFrottement

10


19

Calculs FOXTA de la mobilisation du frottement et de l’effort en pointe

En service A la rupture


20

Analyse numérique d’un pieu isolé

Analyse numérique d’un groupe de 9 pieux

P12

Le groupe a un comportement plus souple que le pieu isolé: monolithe

14 mm 37 mm

11


21

EVALUATION DES TASSEMENTS DES PIEUX

2614Calcul PLAXIS

8.95.3Calcul TASPIE

sLT : Tassement àlong terme en tête

(mm)

sCT : Tassement àcourt terme en tête

(mm)

Pieu isoléP12

5237Calcul PLAXIS

21.313.6Calcul TASPIE

sLT : Tassement àlong terme en tête

(mm)

sCT : Tassement àcourt terme en tête

(mm)

Groupe de pieux P12

Coté canal

Groupe de 9 pieux

Pieu équivalent

Pieu le plus chargé


22

12


23

4. Essais de chargement de pieux


24

4. Essais de pieux : essai Osterberg : O-CellPrincipe de l’essai

L1

P

P

L2

δ

∆

P

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25

4. Essai de pieux Osterberg

Pieu de :• diamètre 1500 mm • profondeur 63 m• chargement jusqu’à 8 MN

(charge limite estimée à 15 MN)

Vérin hydraulique Qcell

- 62 m

- 41 m

+ 1 m

Extensomètres

Qs,sup

Qs,inf

Qp

Qcell = Qs,sup = Qs,inf + Qp


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Essai de pieux OsterbergCourbes brutes essai : chargement à 8 MN

Haut : « rupture » progressive à partir de 7,3 MN

Bas : « rupture » brutale à 8 MN

14


27

Essai de pieux OsterbergCourbes d’essai : distribution des efforts

Peu d’effort mobilisé en pointe (≈ 2 MN)


28

Essai de pieux OsterbergCourbe de chargement « reconstituée » à partir de l’essai

comparée au modèle théorique Taspie de FOXTA « type fascicule 62 »

0

1

2

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Charge en MN

Dép

lace

men

t en

cm

Load Test

Théorique (Taspie)

Charge de fluage

15


29

Essai de pieux Osterberg

Conclusions : • comportement globalement validé (hypothèses et modèles de

calcul valables), • meilleur comportement global en frottement• défaut de portance en pointe, Décision de procéder à des injections systématiques en pointe

66 kPa40 kPaFrottement latéral qs (argiles)

2,1 MN3,6 MNTerme de pointe

10 MN10 MNCharge de fluage15,3 MN14,7 MNCharge limite

Déduit de l’essaiThéoriqueParamètre


30

Injections en pointe

16


31

4. Essais de pieux selon la norme NFP 94-150Pieu testé : Diamètre 1 m ; profondeur 80 mDispositif d’essai : 2 pieux de réaction Φ 1500 longueur 65 m + poutre de chargement(charge maximale 15 MN)


32

Essai de pieux selon la norme

17


33

Profil géotechnique et position des extensomètres


34

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000

Charge en tete (kN)

Tass

emen

t en

tete

du

pieu

(mm

)

Résultats essai de pieu

QLQc

Courbe charge – enfoncement

18


35

DEPLACEMENT DE LA TETE - LOG TEMPS

-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10

01 10 100

log temps (min)

Dép

lace

men

t de

la tê

te d

u pi

eu S

o (m

m)

1500 kN

3000 kN

4500 kN

6000 kN

7500 kN

9000 kN

10500 kN

12000 kN

12850 kN

Courbes de fluage

VITESSE DE FLUAGE (αn) - CHARGE TETE DU PIEU

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1500 3000 4500 6000 7500 9000 10500 12000 13500 15000

Charge en tête du pieu Q (kN)

Pent

e an

Qc = 10200 kN


36

Courbe charge –

enfoncement

Comparaison avec théorie

(Taspie)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000Charge en tete (kN)

Tass

emen

t en

tete

du

pieu

(mm

)

Résultats essai de pieuCalcul théorique (Taspie)

QLQc

19


37

Résultats des extensomètres

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

00 1500 3000 4500 6000 7500 9000 10500 12000 13500

Profondeur (m NGT)

Qo (kN)1500 kN

3000 kN

4500 kN

6000 kN

7500 kN

9000 kN

10500 kN

12000 kN

12850 kN

tubage

Qadm,ELS : pas d’effort en pointe

Saturation progressive du

frottement latéral

Q (kN)


38

Mobilisation du frottement latéral qsaux différents niveaux

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Déplacement yi (mm)

qsi (

kPa)

20-24 m

24-26 m

26-30 m

30-35 m

35-40 m

40-45 m

45-50 m

50-55 m

55-60 m

60-70 m

70-78.5 m

20


39

Mobilisation du frottement latéral qsaux différents niveaux

6640- 55 / - 78Argile Vd5550Moyenne sur la hauteur

2939- 45 / - 55Argile Vc5938- 40 / - 45Argile Vb4936- 35 / - 40Argile Va5175- 30 / - 35Sable IVb68120- 24 / - 30Sable IVa4425- 20 / - 24Argile III

qs essai (kPa)qs modèle (kPa)ProfondeurCouche

Rappel : essai Osterberg qs,moyen = 66 kPa


40

Comparaison modèle - essai

55 kPa40 kPaFrottement latéral qs(argiles)

10,1 MN10,2 MNCharge limite en frottement

2,5 MN1,9 MNCharge limite en pointe

60 kPa75 - 120 kPaFrottement latéral qs(sables)

10 MN8,1 MNCharge de fluage

12,8 MN12,2 MNCharge limite totale

Déduit de l’essaiThéoriqueParamètre

Conclusions : • Comportement définitivement validé (hypothèses et modèles de

calcul), • Localement quelques « défauts » de frottement (sables)• Mais marge de sécurité supplémentaire

21


41

5. Conclusions• Importance d’une bonne reconnaissance

pour disposer de paramètres de dimensionnement fiables

• Identification du comportement majeur de la fondation : mobilisation de la pointe et du frottement

• Apport des essais de pieux pour validation du dimensionnement : paramètres de base, comportement global

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