Prise en compte des conditions géotechniques

7/27/2019 Prise en compte des conditions gotechniques

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NOTE N1

Prise en compte des conditions gotechniquesdans les projets

Sommaire

1. Prambule2. Importance du paramtre "sol" vis--vis de la prennit des ouvrages3. Comportement du sol environnant pendant et aprs la ralisation d'un ouvrage4. Prise en compte des conditions gotechniques dans l'tablissement des projets5. tude des sols6. Problmes d'excution lis au sol

1. Prambule

Le sol et le sous-sol renferment des fondations d'ouvrages, parfois trs diffrentes, ainsi qued'ventuelles canalisations. Le massif de sol peut avoir un comportement et des mouvements,lis aux conditions naturelles, l'influence des ouvrages existants, ou aux travaux de mise enuvre des ouvrages. Ce comportement est prendre en compte dans les projets, afin d'assurer

la prennit et le bon fonctionnement des structures soient assurs.

On trouve dans cette note des indications sur les mcanismes gotechniques, ainsi que desrecommandations permettant d'apporter des solutions aux diffrents problmes poss par lesol de fondation et l'environnement, lors de l'tablissement des projets, les tudes de sols,

ainsi que les problmes d'excution lis au sol.

2. Importance du paramtre "sol" vis--vis de la prennit des ouvrages

Dans tout projet de construction, le paramtre "sol" doit tre pris en considration, soit pourconstater que ce paramtre ne pose pas ou peu de problmes particuliers, soit pour posercorrectement les problmes gotechniques et envisager les mesures propres les rsoudre.

Il y a lieu de prendre en compte :

2.1. Les conditions gologiques initiales :
http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s1http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s1http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s2http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s2http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s3http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s3http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s4http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s4http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s5http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s5http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s6http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s6http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s6http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s5http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s4http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s3http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s2http://www.minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/daj/guide/gpem/t1-96/recann1.htm#s1


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contexte gologique et gomorphologique du site, pendage des couches, pente du terrain naturel, accidents ventuels.

2.2. Les conditions gotechniques initiales :

gomtrie des couches, nature des sols rencontrs, hydrogologie.

2.3. Les conditions gotechniques rsultant de l'excution des travaux

Ces conditions interviennent dans les mcanismes gotechniques susceptibles de conduire des dsordres sur l'ouvrage et dcrits sommairement ci-aprs.

3. Comportement du sol environnant pendant et aprs la ralisation d'unouvrage

3.1. Glissements de terrain

Dans leurs dplacements, ils entranent avec eux l'ouvrage. Diffrents cas sont possibles :

a) Ouvrage sur une pente initialement instable

C'est le cas notamment d'ouvrages construits sur une pente naturelle ou un remblai instable.

Une remonte de la nappe est souvent l'origine de la mise en mouvement du sol, mais aussi,des charges supplmentaires rsultant de la construction d'un ouvrage, de terrassements(remblais et/ou dblais), voir mme des modifications du rseau hydrodynamique.

b) Ouvrage sur une pente rendue instable par le creusement de l'assise de fondation

Dans tous les cas, la pente doit tre suffisamment stable pour viter les dsordres dansl'ouvrage, les quipements divers et les canalisations ventuelles.

3.2. Affaissements et effondrements

Ils sont dus l'existence d'un vide souterrain entranant des mouvements dans le sol sus-jacent, et par suite, des efforts de flexion ou de cisaillement dans les semelles et radiers qu'ilsrenferment. Ce phnomne entrane des tassements et tassements diffrentiels, qui peuventconduire la ruine de l'ouvrage ou de graves dsordres.

Les affaissements peuvent tre progressifs. Ils sont alors dans l'ensemble matrisables (cas desexploitations minires profondes), en adoptant des dispositions techniques appropries ds laconception des projets.


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Ils peuvent aussi tre brutaux et localiss (phnomnes de fontis) et avoir une origineartificielle (tunnels, carrires souterraines, mines) ou naturelle (cavits de dissolution), oud'origine karstique.

D'origine naturelle, ils ne sont pas totalement imprvisibles, si l'on sait que certaines roches y

sont sujettes, en particulier :

a) les roches peu solubles telles que les calcaires et les dolomies : les cavits peuventprexister (karsts) mais voluent trs peu durant la vie de l'ouvrage.

b) les roches trs solubles telles que le sel et le gypse : les dissolutions peuvent tre trsrapides s'il y a circulation d'eau et les vides se former pendant l'exploitation de l'ouvrage.

3.3 Entranements hydrodynamiques de matriaux fins

L'coulement de l'eau, dans un matriau fin, o les lments les plus fins d'un matriau

constituent une assise de fondation, cre des forces hydrodynamiques tendant entraner leslments de sol dans le sens de l'coulement.

Le risque d'entranement est fonction du gradient hydraulique et des caractristiques du sol(permabilit, rsistance au cisaillement, granularit).

Dans le cas d'une fondation (telle que semelle, radier, etc.) ou d'un ouvrage (rservoir,cuvelage, etc.) mis en place sous la nappe, la plate-forme de terrassement et sonenvironnement permable (couche de forme, assise, remblai au contact des parois,collecteurs) peuvent constituer des drains favorisant les coulements d'eau et donc lesentranements de fines, notamment en cas de mouvement de la nappe phratique, mais ausside pompages pendant l'excution, ou de pompages voisins non lis l'ouvrage.

Les manifestations de ce phnomne sont les suivantes :

- les fines du sol sont entranes, soit dans l'ouvrage (cas notamment des joints secs ou dedilatation dans les canaux etc.), soit dans l'assise de fondation, ou les cuvelages, soit dans descavits formes elles-mmes par l'entranement du sol, soit dans des exutoires naturels(fissures d'un substratum rocheux, par exemple).

- les vides ainsi crs au voisinage de la fondation provoquent des dsordres dans celle-ci

(ruptures, fissures, etc.) qui se communiquent ventuellement l'ensemble de l'ouvrage,favorisant la pntration du matriau l'intrieur et contribuant ainsi l'amplification duphnomne.

3.4. Tassements du sol environnant

Globalement pour l'ouvrage ce phnomne peut se traduire par des tassements et unbasculement d'ensemble, pouvant entraner des contres pentes, flasches, etc. au niveau desdalles et radiers. En effet si les tassements valus sont importants (zones marcageuses,tourbires, argiles molles, remblais non compacts ou compressibles), il y aussi risque detassements diffrentiels non ngligeables pouvant entraner dans la structure de l'ouvrage, des

efforts de flexion et de cisaillement.


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Ces tassements diffrentiels peuvent se produire lorsque l'ouvrage est fond :

a) dans un remblai rcent sur zone compressible en cours de consolidation,

b) dans une zone trs compressible non remblaye,

c) dans un remblai mal compact reposant sur un substratum rsistant,

d) dans un site o l'on passe d'une zone compressible une zone non compressible(phnomne de "point dur"),

e) dans un site o l'assise de fondation n'est pas homogne,

f) dans un site homogne mais insuffisamment consolid par rapport certaines charges oucontraintes apportes la structure dans certaines zones de la fondation, ou lorsque cesdernires varient de faon notable, entranant ainsi un accroissement du niveau de

consolidation.

Il faut galement signaler les tassements dus aux trs frquents remaniements de la plate-forme surtout dans les sols argileux (causes mcaniques, climatiques, hydrauliques, etc.) dufait de l'action mcanique du terrassement, mais aussi de l'excution de tranches sous-

jacentes.

Tous ces tassements, plus ou moins rapides suivant la permabilit du sol ne sontgnralement pas pris en compte (ou d'une manire trop approximative) lors dudimensionnement de la fondation, bien que ce point soit clairement mentionn dans leschapitres III "actions et sollicitations des rglements BAEL et BPEL".

3.5. Gonflement et retrait des argiles raides

Certaines argiles et marnes raides ont tendance gonfler en absorbant de l'eau, lorsqu'ellessont dcharges et mises en prsence d'eau. Ce gonflement peut conduire deux types de

problmes pour les fondations et les structures.

a) L'argile dcharge qui ne peut gonfler librement du fait de la prsence des fondations oud'une partie de l'ouvrage exerce sur elle des efforts (pression de gonflement) qui peuvent tresuffisamment importants pour occasionner des dsordres. C'est notamment le cas si une

fondation ou un radier est mis en uvre peu de temps aprs le terrassement,

b) l'argile qui gonfle en prsence d'eau voit sa rsistance diminuer et devient compressible.Les consquences sont gnralement le remaniement du fond de fouille examin au

paragraphe prcdent,

Une argile raide qui perd son eau par dessiccation subit une diminution de volume avecfissuration : c'est le phnomne de retrait. Si cette argile est remise en prsence d'eau, elle atendance gonfler.

Lorsqu'une fondation est au contact d'une argile soumise des cycles gonflement-retrait par

suite des fluctuations du niveau de la nappe phratique, elle peut subir des dsordres etmouvements importants.


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4. Prise en compte des conditions gotechniques dans l'tablissement desprojets

On se place dans l'hypothse o les conditions gotechniques posent des problmesgotechniques et o l'tude des sols est le plus souvent ncessaire. Il s'agit de se prmunircontre les risques inhrents aux mcanismes gotechniques numrs au paragraphe 3 de cettenote, la solution se situant le plus souvent dans un compromis entre deux attitudes :

- supprimer ou diminuer la cause du problme,- accepter certains risques ou adapter le projet.

On propose ci-aprs un ventail de solutions propres rsoudre les problmes numrs auparagraphe 3.

4.1. Ouvrages sur une pente instable

Dans le cas o la pente est initialement instable, on peut choisir une ou plusieurs des solutionssuivantes :

- changer l'implantation,- adapter la conception de l'ouvrage aux risques,- amliorer la stabilit par les mthodes habituelles telles que modifications de la gomtrie,systmes de drainage, soutnements.

4.2. Ouvrages en zone d'affaissement ou d'effondrement

Sauf dans le cas o un traitement par injection est envisag sur l'ensemble du site, on estcontraint :

- soit d'accepter le risque d'une dgradation ponctuelle qu'il faudra rparer. Un suivi dans letemps s'avre alors ncessaire ;

- soit de rechercher un type d'ouvrage et un mode de fondations capables de supporter lesconsquences d'un affaissement ou d'un effondrement. Il est toujours possible de construiredes ouvrages fonds sur des radiers gnraux ou semelles filantes reposant ventuellement sur

des pieux, micropieux ou puits, utilisant, suivant les cas, le bton arm, le bton, le grosbton, la grave-ciment, la grave-laitier avec ventuellement si ncessaire l'utilisation degotextiles ou gogrilles.

Ces semelles ou radiers doivent tre dimensionns avec une condition de "fontis" : permettantle franchissement de vide pouvant atteindre parfois plusieurs mtres.

Dans le cas o les cavits sont dues des phnomnes de dissolution (sel-gypse), il y a lieud'viter l'aggravation du phnomne par circulations d'eau autour de l'ouvrage ou des partiesenterres (rle du drain jou par le remblai et les canalisations de raccordement).

4.3. Entranements hydrodynamiques de matriaux fins autour de l'ouvrage


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Un certain nombre de prcautions peuvent tre prises pour viter ou limiter ce phnomnedont les consquences peuvent tre graves pour l'ouvrage.

a) Ces entranements peuvent se produire lors des travaux, lorsque le pompage en fond defouille conduit un gradient hydraulique lev, et que le sol est constitu de matriau fin.

b) Ces entranements peuvent aussi se produire aprs les travaux, l'assise de fondation jouantun rle de drain, surtout dans le cas o le sol de la couche de forme est un sable fin ou unmatriau comportant un pourcentage de fines lev, alors que cette zone est temporairementou en permanence sous l'eau.

Les solutions possibles un tel problme sont choisir parmi les suivantes :

- viter qu'il y ait drainage par la couche de forme en introduisant des coupures et parafouillesen matriau impermable dans la plate-forme permable,

- si on ne peut viter ce drainage ou s'il n'est pas souhaitable de le supprimer (cas o cedrainage amliore la stabilit du site, par exemple), il est prfrable d'utiliser un matriauassez grossier (graviers) pour la couche de forme et de la protger vis vis de sacontamination par les lments fins par un filtre gotextile,

- utilisation de gros bton pour l'assise de fondation qui permet d'assurer un drainage ventuel,tout en amliorant la rpartition des contraintes sur le sol.

4.4. Ouvrages soumis aux tassements du sol

a) Ouvrages en zone compressible

Si les fondations doivent tre mises en place dans une zone compressible de portanceinsuffisante ou htrogne, il est souhaitable de s'en proccuper ds la conception en faisanten sorte que la plus grande partie du tassement puisse avoir lieu avant la mise en uvre ; on

procde dans ce cas par un prchargement. Si ce n'est pas possible, il y a lieu de faire aumoins un traitement local ou gnral, de la zone compressible par substitution ou liminationde sols compressibles en tout ou partie, utilisation de remblais allgs, surchargestemporaires, drains verticaux, etc., avant la mise en place de la fondation. Ceci est galementvalable lorsque la fondation est implante dans une zone remblaye mal compacte, (par ex :dcharge), dans ce cas, un traitement par compactage dynamique peut tre envisag.

Pour limiter au maximum les contre-pentes dues aux tassements diffrentiels, il estrecommand de prvoir au niveau des radiers une pente moyenne suprieure aux cas courants.Dans les cas extrmes, on sera amen fonder les ouvrages sur pieux, ce qui ncessite d'entenir compte dans la conception et les calculs de l'ouvrage.

b) Tassements dus au remaniement du sol

Dans certains sols, l'ouverture d'une fouille provoque un remaniement, c'est dire unealtration des proprits mcaniques du sol qui, notamment, devient plus compressible. Les

paramtres qui influent sur ce remaniement sont les suivants :


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1. Nature et rsistance du sol : un sol sableux hors nappe pose peu de problmes ; un solargileux sous la nappe, surtout s'il est peu rsistant, et un sable fin, boulant, sous la nappe

peuvent poser des problmes importants.

2. Conditions climatiques (dfavorables : pluie, gel...).

3. Dure d'ouverture de la fouille (dans tous les cas, elle devra tre aussi courte que possible).

4. Dimensions de la fondation et surtout sa profondeur.

5. Conditions d'excution :

On distinguera en gnral :

les conditions normales : absence de blindage de la fouille et absence de pompage. les conditions spciales : blindage partiel ou jointif de la fouille descendu au fur et

mesure du terrassement avec ou sans pompage en fond de fouille.

La mise en uvre de telles conditions ncessite l'application de techniques telles que cloutage,

blindages ou parois berlinoises etc., avec tirants mtalliques ou prcontraints.

Des conditions intermdiaires peuvent bien entendu tre utilises.

c) Choix du mode de fondation et d'excution et du niveau de l'tude de sols en fonctiondes tassements prvisibles.

* Conditions gotechniques favorables

Elles se rencontrent pour tous les sols qualifis de rsistants et pas ou peu compressibles quivont des sols semi-rocheux jusqu'au limons en passant par les marnes, les argiles, les sables etgraves hors d'eau, etc.

Dans la plupart des cas, il n'y a pas de problme majeur :

- la fondation superficielle ou le radier repose sur une assise de fondation dimensionne parles rgles en vigueur ;

- le choix de l'emprise du terrassement et de l'inclinaison ou maintien de la fouille (talute oumaintenue par blindage) est fait partir de conditions conomiques, et aprs une tude destabilit permettant la ralisation des fondations et de la structure en toute scurit.

L'tude gotechnique est gnralement limite aux tapes 1 et 2 dfinies ci-aprs. Le choix dumode de fondation dpend de la portance du sol, des charges apportes par la structure, de la

profondeur et de la nature de la fondation.

* Sols argileux peu rsistants et compressibles

Ces sols correspondent gnralement des dpts alluvionnaires rcents (tourbes, vases,argiles molles) mais il peut s'agir galement de remblais mal compacts.


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En fonction de l'importance de l'ouvrage, la consistance de l'tude gotechnique sera ajuste.

Il y a dans ce cas un problme spcifique vis--vis de la prennit des ouvrages et une tudedu tassement prvisible doit tre faite au stade des tapes 2 ou 3 de l'tude gotechnique. Enclassant les solutions dans un ordre de plus en plus contraignant du point de vue technique,

sachant que l'aspect conomique devra galement tre pris en compte, on peut tre conduit :

- constater qu'il y a peu de problme et qu'un ouvrage avec une fondation superficielle et desconditions d'excution normales conviennent ;

- soigner particulirement les conditions d'excution (rapidit des phases) ou recourir desconditions spciales d'excution pour conserver un mode de fondation superficiel ;

- utiliser des conditions d'excution classiques et adopter un type de fondation superficielleou un radier gnral et des dispositions constructives susceptibles de compenser l'effet destassements diffrentiels ;

- utiliser des conditions d'excution classiques ou spciales et adopter un mode defondations "profondes" tel que pieux (bton, mtal), colonnes ballastes, substitution des solsetc.

- utiliser des procds spciaux tels que : techniques spciales, injection des sols, etc.

- modifier l'implantation pour viter la zone de sols compressibles.

* Sols sableux sous l'eau

Dans ce cas, il s'agit d'viter le remaniement (ou la boulance) du sable.

Il est en gnral ncessaire d'avoir recours des conditions spciales d'excution et dans lescas les plus critiques, en particulier grande profondeur, on peut tre conduit employer des

procds spciaux : crans tanches, injections, conglation, injection pralable.

Conformment aux indications du chapitre suivant, c'est au moins une tude au niveau del'tape 2 voire de l'tape 3, qu'il faut envisager (conditions d'puisement de la fouille ou derabattement pralable de la nappe convenablement tudies).

4.5. Fondation reposant sur une argile raide gonflante

Pour limiter les dsordres lis ce comportement particulier des argiles raides, une desprcautions prendre consiste laisser la fouille ouverte le moins longtemps possible et parconsquent progresser par tronons de longueur limite avec excution et remblaiement dela fondation au furet mesure de l'avancement des travaux.

Une autre solution consiste aprs tude gotechnique raliser des fondations sur pieux quidevront tenir compte des diverses sollicitations provoques par ces argiles gonflantes.

5. tude des sols


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Les mcanismes examins prcdemment montrent qu'il y a une interaction troite entre lecomportement du sol environnant, le comportement gotechnique des terrains auquel il y alieu d'ajouter les conditions d'excution, et le comportement de l'ouvrage en service. Il estdonc ncessaire de procder une tude de sol. Il s'agit de dfinir les contraintesgotechniques qui peuvent avoir une incidence directe ou indirecte sur la prennit de

l'ouvrage et sur les conditions d'excution.

Cette tude concerne :

1) les proprits gotechniques des sols qui permettent de dterminer leur portance(caractristiques mcaniques), mais aussi qui conditionnent leur aptitude aux terrassements etleur tenue court terme (gomtrie, caractristiques de nature et d'tat, et les variations de ces

proprits suivant le mode d'exploitation de l'ouvrage).

2) les conditions hydrauliques qui ont une influence sur l'excution des travaux et sur lecomportement ultrieur de l'ouvrage et du sol environnant.

La prise en compte dans l'tablissement du projet des proprits gotechniques des sols et desconditions hydrauliques constitue l'objectif final de l'tude gotechnique. Celle-ci doit fournirau matre d'uvre des recommandations sur la nature des charges qui peuvent tre supportes,

sur le ou les types de fondations possibles et sur la mthode d'excution la mieux adapte l'environnement gotechnique.

Les ouvrages du fascicule 74 du CCTG sont, dans la trs grande majorit des cas, desouvrages ayant des fondations peu profondes. Du fait de leur faible profondeur par rapport auterrain naturel, ces ouvrages affectent les terrains superficiels qui correspondentgnralement :

- soit des matriaux naturels (alluvions, boulis) ou artificiels (remblais),

- soit une frange d'altration ou de remaniement d'un substratum rocheux peu profond,

- soit des terrains alluvionnaires dans les zones de valles,

- soit des terrains marcageux ou alluvionnaires, avec des horizons plus ou moins sableux,aux caractristiques mcaniques trs mdiocres dans les fonds et valles, bords de rivires,anciens lits, etc.

De par leurs origines, ces terrains prsentent des proprits gotechniques gnralementdfavorables.

Le projeteur est donc confront des problmes de reconnaissance spcifique inhrents cescaractristiques :

- l'tude gotechnique ncessite l'emploi systmatique de sondages ponctuels, avec une mailletrs resserre, afin de dceler d'ventuelles variations de nature des sols, ce qui entrane uneinvestigation onreuse ;

- contraintes d'environnement interdisant l'utilisation de certaines techniques gophysiqueslgres, en zone urbanise (courant lectrique, vibrations...) ;


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- problmes d'extrapolation ou d'interpolation des rsultats gotechniques ponctuels, en raisonde l'htrognit des sols et notamment estimation des tassements, dans certaines zones

particulirement perturbes ;

- mauvaise adaptation des cartes gologiques l'chelle des fondations de l'ouvrage.

Dans ces conditions, il y a donc lieu de dbuter les tudes en utilisant les mthodes lgres etglobales : recherches d'archives, photos ariennes, gomorphologie, dans le droulement des ;investigation, puis d'adapter la reconnaissance l'importance du projet.

Si dans les cas simples ou au niveau d'un APS, une analyse documentaire assortie d'une visitesur place peuvent suffire, l'excution d'ouvrages plus importants ou implants en site difficile,

justifie une reconnaissance gotechnique plus dtaille, base sur la mise en uvre de

mthodes spcifiques. Selon la complexit du projet et les difficults gotechniquespressenties, l'tude gotechnique peut tre scinde en plusieurs tapes successives (ousimultanes, le cas chant).

tape N 1 : enqute de sol.

tape N 2 : tude gotechnique qualitative ou semi-quantitative.

tape N 3 : reconnaissance gotechnique complmentaire et tudes dtaillesde problmes spcifiques de mcanique des sols.

tape N 4 : proposition d'un systme de fondation adapt la structure del'ouvrage.

La succession ou la simultanit des 3 premires tapes, est dcide en fonction de critresqui ne relvent pas strictement du domaine de la gotechnique, mais qui sont gnralementdterminants : organisation administrative du projet et planning. Nanmoins, il est toujours

prfrable de hirarchiser les tudes et en particulier de disposer du maximum derenseignements disponibles un stade donn afin d'optimiser techniquement etfinancirement les investigations ultrieures, si celles-ci s'avrent ncessaires.

tape N 1 - Enqute sur le sol

Cette phase initiale, essentiellement documentaire, complte ventuellement par une

reconnaissance la pelle mcanique, doit intervenir le plus tt possible ds la dfinition desprojets. Elle consiste en une recherche des contraintes gotechniques du site, en tirant parti dela documentation existante et en effectuant un examen visuel des lieux et des fonds detranches de reconnaissance.

Elle peut se traduire, au moindre cot, et sans intervention lourde sur le site, parl'tablissement d'un rapport "d'analyse documentaire des contraintes gotechniques" qui

peut comporter les lments suivants :

- le recensement des sources d'informations utilises avec indication de leur fiabilit ;

- les observations effectues sur le site ;


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- une valuation des difficults gotechniques prvisibles sur la base de l'interprtation desdonnes recueillies (difficults de terrassement, tenue des fouilles, sensibilit del'environnement, stabilit gnrale du site, etc.) ;

- un profil gologique et hydrogologique prvisionnel avec les localisations des contraintes

gotechniques rpertories.

Cette tape, qui ne ncessite qu'une intervention lgre (de l'ordre de un quelques jours degotechnicien) est absolument indispensable dans tous les cas, si l'on veut intgrer le

paramtre gotechnique l'ensemble des contraintes du projet. Elle peut suffire dans uncertain nombre de cas limites o le contexte gotechnique ne met pas en cause ledimensionnement, l'conomie ou la prennit de l'ouvrage.

Elle peut conduire modifier l'avant-projet pour tenir compte des caractristiquesgotechniques. Toutefois, si le projet est situ dans une zone difficile ou htrogne, elle ne

peut permettre de lever tous les alas inhrents la structure, la nature et l'tat des terrains,

ainsi qu' la prsence d'une nappe aquifre. Elle ne peut pas non plus dans ce cas fournir desindications fiables sur la portance des sols, les tassements diffrentiels, etc. C'est pourquoi, ilest gnralement ncessaire de complter la phase d'enqute (tape 1) par une reconnaissancegotechnique sur le site (tape 2).

tape N 2 - tude gotechnique qualitative

Cette tape a pour objet de dfinir plus prcisment la stratigraphie et les caractristiquesphysiques et mcaniques des sols et de prciser la profondeur de la nappe phratique.

Les rsultats ainsi obtenus doivent permettre de juger de la continuit et de l'homognit dessols de fondation de l'ouvrage concern et de localiser les difficults gotechniques et leszones difficiles ("points dlicats"), tels que les terrains compressibles, les zones instables, lesformations solubles, affouillables, gonflantes, les zones d'arrive d'eau, etc.

Les moyens mettre en uvre au cours de cette tape doivent tre proportionns

l'importance de l'ouvrage et aux difficults gotechniques prvisibles. Schmatiquement, onpeut distinguer deux cas :

a) Ouvrages poss au sol ou semi enterrs tels que rservoirs, cuves, bassins, cuvelages,canaux

Les prlvements ponctuels, la pelle mcanique ou la tarire, doivent tre concentrs dansle primtre de l'assise de l'ouvrage et plus particulirement dans les zones supposescritiques. L'utilisation du pntromtre (statique ou dynamique), ainsi que du pressiomtre est envisager.

Lorsque la continuit latrale des couches n'est pas certaine (zone de versants, de valles), onpourra recourir des mthodes globales non destructives et spcialement aux mesuresgophysiques de surface telles que :

1) le tran lectrique : mesure de la rsistivit apparente des sols qui dpend de leur nature et

de leur teneur en eau.


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2) la radio-magnto-tellurique (RTM) : mesure des composantes horizontales des champsmagntique et lectrique crs par des missions d'ondes lectromagntiques et dterminationd'une rsistivit apparente du sol.

3) la sismique-rfraction : dtermination des variations d'paisseur et de compacit des

couches de sol, partir de la mesure des vitesses de propagation d'ondes sismiques rfractesau niveau des interfaces.

Rapides et peu onreuses, ces mthodes ont l'avantage d'tre non destructives et de dlivrerdes informations en continu, aprs talonnage sur quelques forages la tarire ou la pelle.

Chaque mthode possde un domaine d'utilisation bien spcifique et le choix doit tre fait parun gotechnicien qualifi, aprs une tude de faisabilit.

b) Ouvrages poss au sol ou semi enterrs tels que chteaux d'eau ou rservoirs, cuves,et batteries de cuves tages :

En plus des moyens indiqus ci-dessus, il y a lieu de prvoir des sondages (destructifs,carotts ventuellement, pntromtriques) permettant de tester l 'homognit des sols, etmme, si l'importance des problmes le justifie, de caractriser mcaniquement les familles desols rencontrs (caractristiques de cisaillement et de compressibilit par exemple) par desessais classiques de mcanique des sols en nombre limit. La pose de pizomtres, ce stade,

peut tre trs utile.

L'utilisation d'enregistrement de paramtres de forage permet d'apprhender, un moindrecot, la nature des sols dans les terrains trs htrognes et plus particulirement dans les solsrocheux altrs.

Cette tape conclut par un rapport de synthse gotechnique prcisant :

- la dfinition des familles de sol homognes et leur disposition gomtrique et structurale ;

- la dfinition et le fonctionnement du systme hydrogologique : charge d'eau au-dessus duradier, permabilit de l'aquifre, fluctuation des niveaux, coulements ;

- l'implantation des points dlicats et la dfinition des problmes d'excution ou de prennitde l'ouvrage qui risquent d'en rsulter ;

- l'impact du projet ou de sa ralisation sur l'environnement ou les ouvrages voisins.

Dans la conclusion de ce rapport, on devra indiquer clairement si cette phase d'tude suffit ousi, compte tenu des problmes rencontrs, il est ncessaire de passer l'tape 3 plusquantitative.

tape N 3 - tude gotechnique spcifique

Elle n'est mise en uvre que lorsque des problmes spcifiques tels que nature des ouvrages,

mode d'exploitation ou localisation risquent d'avoir une influence dterminante sur l'conomie

ou la prennit de l'ouvrage et que leur rsolution passe par une parfaite connaissance des


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paramtres lis la mcanique des sols. Elle doit apporter les lments qui manquaient auxtapes 1 et 2 pour traiter ces problmes et effectuer si ncessaire :

- des tudes de stabilit de tassement ou de gonflement des sols ;

- des tudes de comportement de sols sous chargements particuliers (cycliques, vibratoires,et/ou interaction sol-structure) ;

- le dimensionnement des ouvrages de soutnement ;

- les adaptations ncessaires pour rsoudre les problmes hydrauliques dans les meilleuresconditions (pompages, filtres, etc.) ;

- le traitement du terrain par injections (cavits, etc.) ;

- l'tude des mthodes de terrassement (notamment pour le rocher) ;

- l'tude de la rutilisation des dblais de terrassement en remblai et leurs conditions decompactage ;

- l'tude de l'impact des travaux raliser sur l'environnement.

Pour mener bien, ces tudes, des donnes compltant celles obtenues dans les tapes 1 et 2sont ncessaires. Ces donnes sont obtenues partir de moyens divers dont le choix est duressort d'un spcialiste. La gamme des sondages et essais possibles est donne ci-aprs :

a) Sondages carotts

-avec extraction d'chantillons remanis permettant de dterminer la nature du sol, sateneur en eau, sa granulomtrie, ses limites d'Atterberg (liquidit, plasticit), les teneurs enmatires organiques et carbonate de calcium, les caractristiques de compactage (essaisPROCTOR). Ces caractristiques permettent de classer les sols (classification absolue typeLPC (Laboratoire des ponts et chausses) ou en fonction des aptitudes aux terrassements typeRTR (recommandations pour les terrassements routiers).

-avec extraction d'chantillons intacts soumis des essais particuliers permettant dedterminer :

la masse volumique du sol, ses caractristiques de compressibilit, de gonflement (essais oedomtriques), sa rsistance au cisaillement (essais la bote, au triaxial, de compression simple, au

scissomtre de laboratoire).

b) Essais de sol en place

Ils peuvent souvent complter, voir remplacer avantageusement les essais de laboratoire surchantillons intacts. On ne fait ici que les citer :

essai scissomtrique (mesure de la cohsion non draine des sols mous argileux),


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essai pressiomtrique (mesure de la pression limite et du module de dformation dessols),

diagraphie nuclaire avec sondes neutrons (mesure des poids volumiques sec ethumide et de la teneur en eau),

essais de pompage (mesure de la permabilit des sols).Cette tude spcifique doit se conclure par un rapport fournissant tous les lmentsncessaires la comprhension et la rsolution des problmes poss et comportant, si besoinest :

le dimensionnement des fondations spciales, des ouvrages de soutnement ; les calculs de tassement, de stabilit, de rabattement de nappes ; des donnes sur le traitement des cavits ventuelles (injections) ; des recommandations sur les remblais de tranches et leur compactage, notamment sur

la constitution, la nature et la protection du lit de pose de la canalisation, pour lestravaux raliss en tranches ;

des recommandations sur le mode de soutnement du front de taille, mthode decreusement, injections pralables ;

des recommandations sur la constructibilit de procds spciaux ventuellementncessaires.

tape N 4 - Proposition d'un systme de fondation

A partir des lments obtenus par la ou les diffrentes tapes prcdentes, le rapport degotechnique doit proposer le ou les systmes de fondations les mieux adapts au projet et lastructure de l'ouvrage. Dans certains cas, le projet devra tre partiellement voire totalementmodifi afin de tenir compte des rsultats de l'tude des sols. Une grande collaboration entrele gotechnicien et l'ingnieur charg du projet est indispensable dans la majorit des cas.

6. Problmes d'excution lis au sol

6.1. Excution de fouilles peu profondes

a) Prsence de formations rocheuses

Il s'agit essentiellement de savoir si le sol qui va supporter les fondations est un sol meuble ouun sol rocheux (dont il faut prciser s'il s'agit d'un rocher sain ou altr), afin de choisir aumieux le mode de terrassement (ncessit ou non d'explosifs) en fonction de l'tendue de cerocher dans l'environnement de la fondation de l'ouvrage. En particulier, il est important,lorsque le rocher se trouve une certaine profondeur, de bien connatre, suivant le niveau dela fondation, les variations en continu de la cote de son toit et de prciser, le cas chant,l'importance et les proprits de la partie altre.

b) Venues d'eau importantes

La connaissance du rgime hydraulique de la zone intresse par l'ouvrage raliser est

essentielle pour prvoir correctement les conditions dans lesquelles devront s'effectuer lestravaux. Cette connaissance du rgime hydraulique est, bien sr, indissociable de celle du sol,


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mais aussi de la position et la gomtrie de l'ouvrage. La prise en compte de sous-pressionspeut imposer le lestage d'un ouvrage.

Elle doit permettre de prvoir, suivant le cas :

- un terrassement sec sans problmes,

- la ncessit d'un systme de rabattement de la nappe pendant la dure des travaux, lorsqueles venues d'eau dans la fouille risquent d'tre importantes (terrains permables sous lanappe),

- des pompages en fond de fouille pendant la dure des travaux,

- un systme de drainage provisoire appropri.

Il faut se rappeler que toutes ces mesures peuvent comporter des risques d'entranements

hydrodynamiques des fines du sol en place et de remaniement du fond de fouille. On viteradans ce cas les couches de formes ou "assises intermdiaires" constitues de sable fin, que l'onremplacera avantageusement par du bton poreux.

c) Soutnements des parois de fouille

Dans le cas d'ouvrages enterrs ou semi-enterrs, si des parois talutes sont retenues, la pentedes talus devra tre fixe en fonction des caractristiques mcaniques des sols et desconditions hydrauliques ;

C'est en fonction galement de ces mmes critres qu'on devra choisir et ventuellementdimensionner le dispositif de soutnement dans le cas de terrassements parois verticales ousubverticales.

6.2. Excution de fondations profondes

Les problmes d'excution de telles fondations tant lis aux conditions gotechniques ethydrodynamiques des sols, mais aussi aux actions et aux sollicitations de la structure, un telchoix ne peut se concevoir qu'aprs une reconnaissance gotechnique trs approfondie, une

parfaite adaptation la structure de l'ouvrage, l'examen des problmes de faisabilit desfondations et le cas chant le choix du matriel d'excution.

6.3. Influence d'excution sur les ouvrages environnants

Le choix des modes d'excution peut avoir une influence sur les ouvrages environnants. Cechoix devra les prendre en compte. En particulier, il faudra examiner les consquences decertaines dispositions envisages :

1. Pompages ou drainages provoquant des dformations par entranement de fines, ou parrabattement de nappe,

2. Obstacles ou effets de seuils conscutifs la ralisation d'un ouvrage qui perturbe le rgime

hydrodynamique du sol,


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3. Systme de collecte des sous-pressions drainant l'eau de la nappe et provoquant destassements,

4. Soutnements entranant des dformations du sol dans le voisinage,

5. Aptitude au compactage des remblais trop mdiocres,

6. Utilisation d'explosifs.

M ini stre de l'conomi e, des Fi nances et de l' I ndustr ie - 21 dcembre 1998

Prise en compte des conditions géotechniques

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