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Reef4 version 4.4.3.6 - Edition 163 - Mars 2011Document : NF P94-282 (mars 2009) : Calcul gotechnique - Ouvrages de soutnement - crans (Indice de classement : P94-282)

NF P 94-282 Mars 2009

P 94-282

Calcul gotechnique Ouvrages de soutnement Ecrans

Geotechnical design Retaining structures Embedded walls Entwurf Berechnung und Bemessung in der Geotechnik

Sttzwandkonstruktion Spundwandkonstruktion

StatutNorme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral d'AFNOR le 18 fvrier 2009 pour prendre effet le 18 mars 2009.

CorrespondanceA la date de publication du prsent document, il n'existe pas de travaux internationaux ou europens traitant du mme sujet.

AnalyseLe prsent document constitue la norme d'application de l'Eurocode 7 pour ce qui concerne les crans de soutnement. Il dfinit la terminologie et les notations employes. Il dcrit le comportement des crans de soutnement et fournit les rgles de justification par le calcul des crans aux tats-limites ultimes et aux tats-limites de service.

DescripteursThsaurus International Technique : gotechnique, ouvrage, sol, cran, ancrage, appui, paroi, acier, bton, palplanche, calcul, limite, contrainte admissible, dplacement, rupture, excavation, stabilit.

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01/04/2011http://localhost:8080/reef4/actions/documents/print.jsp?code4x=ABXR

Membres de la commission de normalisation Prsident : M VEZOLE Secrtariat : M CANEPA DREIF LREP

M BAGUELIN FONDASOL M BERTHELOT VERITAS M BUET EDF-SQR-TEGG M CARPINTEIRO COPREC / SOCOTEC M DAUBILLY FNTP M DELAHOUSSE ARCELORMITTAL M DELHOMEL SNCF M DELMAS CN GEOSYNTHETIQUE / CNAM M FALLOUEY VALLOUREC MANNESMAN M FRANK LCPC ENPC CERMES M GRATIER THYSSENKRUPP M GRAU SPIE FONDATIONS M GUERPILLON SCETAUROUTE M HAIUN SETRA M KOVARIK DTMRF M LEGENDRE CNETG / SOLETANCHE BACHY M LEMOINE FFB-UMGO M MAGNAN LCPC M MICHALSKI CNREG / ANTEA M PIET CETMEF M PINON FFB MME PINEAU AFNOR M PLUMELLE CONSULTANT M RAYNAUD AEROPORTS DE PARIS M SCHMITT SOLETANCHE BACHY M SEGRESTIN TERRE ARMEE / CONSULTANT M SIMON USG / TERRASOL M THONIER EGF-BTP M VEZOLE EIFFAGE CONSTRUCTION M VOLCKE SOFFONS / FRANKI FONDATION

Participants en tant qu'experts Liste des personnes associes l'laboration de ce document Rdacteurs

M BIGOT DREIF-LREP M CANEPA DREIF-LREP M SCHMITT SOLETANCHE BACHY M VEZOLE EIFFAGE / CNJOG

Experts reprsentants les acteurs de la profession M CARPINTEIRO SOCOTEC / COPREC M FRANK ENPC CERMES / TC 250 M HAIUN SETRA M LEGENDRE SOLETANCHE BACHY / CNETG M MAGNAN LCPC / CCNG M MICHALSKI ANTEA / CNREG M SIMON TERRASOL / USG M VOLCKE FRANKI FONDATION / SOFFONS

Autres experts consults M BAGUELIN FONDASOL M BERTHELOT VERITAS M DELAHOUSSE ARCELORMITTAL M GIGAN DREIF-LREP M GLANDY SOLETANCHE BACHY M GRATIER THYSSENKRUPP M MACHADO ARCELORMITTAL M MADEC BOTTE M SOULAT CETMEF

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M PLUMELLE CONSULTANT Reef4 - CSTB


Avant-propos Le prsent document a pour objet la justification des crans de soutnement. Il a t labor pour complter l'Eurocode 7 (NF EN 1997-1 ) dont il constitue la norme nationale d'application. Ce document est conforme aux principes du calcul aux tats-limites avec facteurs partiels, dfinis dans la norme NF EN 1990 et son Annexe nationale NF P 06-100-2 , et respecte les exigences de la norme NF EN 1997-1 et de son Annexe nationale NF P 94-251-2 , applicables au calcul des ouvrages gotechniques. Conformment ces normes, il est permis de justifier la rsistance structurale (STR) des ouvrages gotechniques et la rsistance du terrain (GEO) selon deux approches (notes 2 ou 3) qui se diffrencient par la faon d'appliquer les facteurs partiels sur les actions ou Forces (F ), les proprits du terrain ou Matriau (M ) et les R sistances (R ). Pour le calcul des crans de soutnement il a t fait le choix de l'approche de calcul 2 qui consiste appliquer les facteurs de scurit aux actions ou leurs effets et aux rsistances. Dans certaines conditions, il est toutefois permis de justifier la stabilit gnrale du site selon l'approche de calcul 3 laquelle consiste appliquer les facteurs partiels de scurit aux actions ou leurs effets et aux proprits des matriaux. Les dispositions de ce document reposent sur les hypothses numres en 1.3 de la norme NF EN 1997-1, qui supposent en particulier sur une bonne connaissance des conditions de terrain, le contrle de la qualit de la ralisation des travaux et le choix d'un modle de comportement plausible du terrain et/ou de la structure l'tat limite considr. Il importe donc de retenir ce qui suit :

La connaissance des conditions de terrain dpend de l'importance et de la qualit des reconnaissances gotechniques. Cette connaissance et le contrle de la qualit de la ralisation des travaux sont plus importants pour satisfaire les exigences fondamentales que la prcision des modles de calcul et des facteurs partiels.

a.

Les mcanismes de ruine considrer doivent tre plausibles et tre identifis en se basant sur des donnes de comportement d'ouvrage rel ou dfaut, sur les rsultats d'une modlisation approprie.

b.

La vrification d'un tat-limite ultime suppose l'tude du mcanisme de ruine le plus dfavorable vis--vis de celui-ci avec un modle de calcul fiable et correctement utilis.

c.

Lorsqu'il n'existe pas de modle de calcul fiable pour un tat-limite particulier (par exemple pour l'analyse d'un tat-limite de dplacement lorsque les mouvements admissibles de l'cran sont faibles), il peut tre prfrable de procder l'analyse d'un autre tat-limite, en utilisant des facteurs qui rendent improbable le dpassement de l'tat limite considr. dfaut et selon le cas, il est possible de justifier le dimensionnement :

d.

soit par mesures prescriptives (lorsqu'une exprience comparable rend les calculs de dimensionnement inutiles) ; soit sur la base de rsultats d'essais de chargement, ou d'essais sur des modles ; soit par la mthode observationnelle, qui permet de revoir la conception en cours de construction.

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1 Domaine d'application (1) Le prsent document s'applique au calcul des crans de soutnement verticaux, continus et plans (voir NOTES 1 et 2), que ces crans soient auto-stables (crans dits en console) ou raliss avec des appuis (crans retenus par des tirants d'ancrage ou prenant appui sur des butons ou sur des lments de structure), c'est--dire :

aux parois moules coules en place ou aux parois prfabriques en bton arm (Figures 1.1 a et b ) ; aux rideaux de palplanches mtalliques simples ou ventuellement en bois (Figure 1.1 c ) ; ainsi lorsque cela est appropri (voir NOTE 3), qu'au calcul des crans inertie non uniforme dont le comportement est apparent celui des crans verticaux, continus et plans (voir l'Annexe B ), c'est--dire :

les crans composites de type berlinoise ou assimils (Figure 1.2d ) ; les parois composites ralises partir de pieux fors scants (Figure 1.2a ) ou contigus ; les rideaux mixtes de palplanches mtalliques (Figure 1.2b ) ; les parois moules en bton arm avec contreforts (Figure 1.2c ) ; les parois armes au coulis ; les parois circulaires ; les crans raliss partir de tranches ou de puits blinds ; les crans raliss partir de voiles par passes alternes.

NOTE 1 Le prsent document s'applique des ouvrages qui sont destins retenir des terrains (sols, remblais) et de l'eau, pour permettre la ralisation d'excavations verticales, le cas chant jusque sous le niveau de la nappe phratique, et dont les lments de structure subissent des forces imposes ou transmises par le matriau retenu.

NOTE 2 La vrification de la rsistance de la structure des crans, incluant les appuis, relve des normes de calcul relatives au matriau qui les constitue (par exemple la norme NF EN 1992-1-1 pour les structures en bton arm, et les normes NF EN 1993-1-1 et NF EN 1993-5 pour les rideaux simples ou mixtes en palplanches mtalliques).

NOTE 3 On entend, par appropri, des crans qui respectent les critres gomtriques et les hypothses de calculs dfinis en Annexe B.2 et qui sont vrifis en tenant compte le cas chant (par exemple pour les crans composites) des rgles complmentaires donnes en Annexe B.3 . Certains types d'crans prsentent en effet dans leur comportement ou mode de fonctionnement certains aspects particuliers qu'il convient de prendre en compte.

(2) Le prsent document ne s'applique pleinement qu'aux projets relevant de la catgorie gotechnique 2 (voir l'Annexe I.3 et les NOTES 1 4), c'est--dire aux ouvrages courants qui ne prsentent pas de risque exceptionnel et ne sont pas exposs des conditions de terrain ou de chargement exceptionnellement difficiles.

NOTE 1 En rgle gnrale, la catgorie gotechnique d'un ouvrage est fixe par le matre d'ouvrage ou son reprsentant avant le dbut de l'tude du projet, et, le cas chant, est prcise au fur et mesure de l'avancement des tudes.

NOTE 2 Les ouvrages tablis dans des terrains dont le comportement relve de la mcanique des roches sont classer le plus souvent dans la catgorie gotechnique 3 et/ou sont traiter par la mthode observationnelle.

NOTE 3 Il en est de mme pour les ouvrages difis sur des pentes ou des versants dont la stabilit initiale ne satisfait pas aux conditions de scurit minimale normalement requises et pour les ouvrages dont la gomtrie est complexe ou quand les critres de dplacement sont svres.

NOTE 4 Les batardeaux relvent normalement du domaine d'application de ce document.

(3) Les spcifications du prsent document peuvent tre appliques aux ouvrages de catgorie gotechnique 3, mais il importe dans ce cas de vrifier leur pertinence et si besoin de les adapter ou de les complter, en tenant compte, le cas chant, des indications du prsent document. (4) Si l'cran contribue la stabilisation d'un versant instable, sa justification doit tenir compte de son interaction avec le versant. (5) Le prsent document ne s'applique pleinement qu'aux crans tablis dans des zones rputes non sismiques ou de trs faible ou faible sismicit (voir NOTES 1 et 2).

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NOTE 1 Le calcul des ouvrages gotechniques en conditions sismiques relve des normes NF EN 1998-1 et NF EN 1998-5 avec leur Annexe nationale. La dfinition gographique des zones rputes non sismiques ou de trs faible ou faible sismicit relve d'arrts nationaux. Dans les zones de trs faible ou faible sismicit, on admet en gnral de vrifier ces ouvrages partir des seules exigences de la norme NF EN 1997-1 .

NOTE 2 Dans les autres cas de sismicit, des vrifications complmentaires sont faire selon les dispositions des normes NF EN 1998-1 et NF EN 1998-5 avec leur Annexe nationale, et des arrts nationaux fixant les rgles de construction parasismique.

Figure 1.1 Exemples d'crans verticaux, continus et plans ( suivre)

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Figure 1.1 Exemples d'crans verticaux, continus et plans (suite et fin)

Figure 1.2 Exemples d'crans de soutnement dont le comportement peut tre apparent celui d'un cran vertical continu plan ( suivre)

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1.2b) Rideaux de soutnement raliss partir de profils ou de tubes mtalliques

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Figure 1.2 Exemples d'crans de soutnement dont le comportement peut tre apparent celui d'un cran vertical continu plan ( suivre)

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Figure 1.2 Exemples d'crans de soutnement dont le comportement peut tre apparent celui d'un cran vertical continu plan (suite et fin)

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2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour l'application du prsent document. Pour les rfrences dates, seule l'dition cite s'applique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence (y compris les ventuels amendements) s'applique. NF EN 1990 , Eurocode 0 Bases de calcul des structures (indice de classement P 06-100-1) avec son Annexe nationale (NF P 06-100-2) et son amendement NF EN 1990/A1 (indice de classement : P 06-100-1/A1) avec son Annexe nationale NF EN 1990/A1/NA (indice de classement : P 06-100-1/A1/NA). NF EN 1991, Eurocode 1 Actions sur les structures (indice de classement : P 06-11n-1) avec son Annexe nationale (NF P 06-11n-2), n valant de 1 7 selon la nature des actions. NF EN 1992-1-1 , Eurocode 2 Calcul des structures en bton Partie 1-1 : Rgles gnrales et rgles pour les btiments (indice de classement : P 18-711-1) avec son Annexe nationale NF EN 1992-1-1/NA (NF P 18-711-1/NA). NF EN 1993-1-1 , Eurocode 3 Calcul des structures en acier Partie 1-1 : Rgles gnrales et rgles pour les btiments (indice de classement : P 22-311-1) avec son Annexe nationale NF EN 1993-1-1/NA (indice de classement : P 22-311-1/NA). NF EN 1993-5 , Eurocode 3 Calcul des structures en acier Partie 5 : Pieux et palplanches (indice de classement : P 22-350). NF EN 1995-1-1 , Eurocode 5 Conception et calcul des structures en bois Partie 1-1 : Gnralits Rgles communes et rgles pour les btiments (indice de classement : P 21-711-1). NF EN 1995-1-2 , Eurocode 5 Conception et calcul des structures en bois Partie 1-2 : Gnralits Calcul des structures au feu (indice de classement : P 21-711-2). NF EN 1996-1-1 , Eurocode 6 Calcul des ouvrages en maonnerie Partie 1-1 : Rgles gnrales pour ouvrages en maonnerie arme et non arme (indice de classement : P 10-611-1). NF EN 1996-1-2 , Eurocode 6 Calcul des ouvrages en maonnerie Partie 1-2 : Rgles gnrales Calcul du comportement au feu (indice de classement : P 10-612-1). NF EN 1997-1 , Eurocode 7 Calcul gotechnique Partie 1 : Rgles gnrales. (indice de classement : P 94-251 1) avec son Annexe nationale NF EN 1997-1/NA (indice de classement : P 94-251-1/NA). NF EN 1997-2 , Eurocode 7 Calcul gotechnique Partie 2 : Reconnaissance et essais gotechniques (indice de classement : P 94-251-2). NF EN 1998-1 , Eurocode 8 Conception et calcul des structures pour leur rsistance aux sismes Partie 1 : Rgles gnrales, actions sismiques et rgles pour les btiments (indice de classement : P 06-030-1) avec son Annexe nationale NF EN 1998-1/NA (indice de classement : P 06-030-1/NA). NF EN 1998-5 , Eurocode 8 Conception et calcul des structures pour leur rsistance aux sismes Partie 5 : Fondations, ouvrages de soutnement et aspects gotechniques (indice de classement : P 06-035-1) avec son Annexe nationale NF EN 1998-5/NA (indice de classement : P 06-035-1/NA). NF EN 1536 , Excution des travaux gotechniques spciaux Pieux fors (indice de classement : P 94-310). NF EN 1537 , Excution des travaux gotechniques spciaux Tirants d'ancrage. (indice de classement : P 94-321). NF EN 1538 , Excution des travaux gotechniques spciaux Parois moules. (indice de classement : P 94-320). NF EN 12063, Excution des travaux gotechniques spciaux Rideaux de palplanches. (indice de classement : P 94-322). DTU 13.11 , Fondations superficielles (indice de classement : P 11-211). DTU 13.2 , Travaux de btiment Travaux de fondations profondes pour le btiment (indice de classement : P 11-212). FD P 18-326 , Bton Zones de gel en France. NF P 94-110-1, Sols : Reconnaissance et essais Essai pressiomtrique Mnard Partie 1 : Essai sans cycle. NF P 94-160-1, Sols : Reconnaissance et essais Auscultation d'un lment de fondation Partie 1 : Mthode par transparence. NF P94-160-2, Sols : Reconnaissance et essais Auscultation d'un lment de fondation Partie 2 : Mthode par rflexion. NF P 94-160-3, Sols : reconnaissance et essais Auscultation d'un lment de fondation Partie 3 : Mthode sismique parallle (M.S.P). NF P 94-160-4, Sols : reconnaissance et essais Auscultation d'un lment de fondation Partie 4 : Mthode par impdance. NF P 94-262, Calcul gotechnique Fondations sur pieux. 1 NF P 94-500 ,

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Missions d'ingnierie gotechniques Classification et spcifications. 1) En prparation.

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3 Termes, dfinitions, symboles et convention de signes Pour les besoins de ce document les termes et dfinitions cits dans la norme NF EN 1997-1 et les suivants s'appliquent :

3.1 Termes et dfinitions 3.1.1 action gotechnique action transmise la structure par le terrain, un remblai, une masse d'eau ou l'eau souterraine 3.1.2 ancrage partie d'un tirant d'ancrage qui transmet les forces de traction qui lui sont appliques au terrain. Il existe de nombreux dispositifs d'ancrage. Les plus usuels sont constitus par une partie de tirant scelle au terrain, par un corps mort ou par un contre-rideau 3.1.3 bute, bute des terres force de rsistance exerce par le terrain sur l'cran lorsque l'cran se dplace vers le terrain 3.1.4 bute limite, bute mobilisable bute maximale exerce par un terrain en tat d'quilibre limite plastique passif 3.1.5 bute mobilise force de raction exerce par le terrain sur un cran l'quilibre des forces horizontales 3.1.6 buton pice lance travaillant en compression et en flexion sous son propre poids, gnralement en acier, en bton arm ou en bois, utilise pour l'taiement d'un cran de soutnement. Les butons peuvent tre prcontraints lorsqu'ils sont mis en place par vrinage 3.1.7 cran de soutnement, cran ouvrage de soutnement relativement mince en acier, en bton arm ou en bois, retenu ou soutenu par des ancrages, des butons, des lments de structure (dalles, radier) et/ou la bute des terres. La rsistance la flexion de ces ouvrages joue un rle important dans le soutnement du matriau retenu alors que l'action de leur poids a un rle insignifiant 3.1.8 essai de contrle essai de mise en tension d'un tirant d'ancrage scell dont l'objet est de vrifier que les tirants de l'ouvrage prsentent un comportement adquat en conditions de service 3.1.9 essai pralable essai de mise en tension d'un tirant scell dont l'objet est d'tablir la rsistance l'arrachement et la rsistance critique de fluage des tirants de l'ouvrage 3.1.10 exprience comparable informations documentes ou clairement tablies par tout autre moyen, concernant le terrain considr dans le calcul, mettant en jeu les mmes types de sols et de roches, dont on peut attendre qu'ils aient un comportement gotechnique semblable, ainsi que des structures semblables. Les informations obtenues localement sont considres comme particulirement pertinentes 3.1.11 fiche partie totalement enterre d'un cran dont la longueur est le plus souvent dterminante dans l'quilibre de l'cran 3.1.12 hauteur libre distance entre le sommet de l'cran et le niveau du terrain en aval de l'cran 3.1.13 palplanche mtallique profil en acier de faible paisseur et de grand lancement pouvant tre plat, en forme de Z ou de U, obtenu par laminage chaud ou profilage froid 3.1.14 panneau de paroi moule partie d'une paroi moule btonne en un seul bloc. Un panneau peut tre rectiligne, en forme de T ou de L, ou de toute autre forme sous rserve que la stabilit de la tranche soit assure en phase d'excavation 3.1.15 paroi arme au coulis soutnement provisoire form d'une tranche remplie de coulis bentonite-ciment dans laquelle sont scells des profils mtalliques verticaux rgulirement espacs qui constituent la structure rigide verticale. Le coulis bentonite-ciment, aprs prise, constitue un blindage continu relativement tanche. Une paroi arme au coulis est gnralement non porteuse 3.1.16 paroi composite soutnement constitu d'lments principaux et d'lments intermdiaires. Les lments principaux sont normalement constitus par des profils mtalliques en H ou par des pieux, espacs rgulirement sur toute la longueur de l'cran, et mis en place avant le dbut de l'excavation. Les lments secondaires sont en gnral constitus de plaques en bton (banch, projet ou prfabriqu) ou en bois, ou constitus d'lments mtalliques, et sont mis en place au fur et mesure du terrassement aprs la ralisation de chaque tranche d'excavation 3.1.17 paroi de pieux scants soutnement constitu de pieux fors en bton dont l'espacement est infrieur au diamtre, et est ralis en excutant successivement des pieux primaires, puis des pieux secondaires. Les pieux primaires ne sont pas ferraills, peuvent tre plus courts que les pieux secondaires et constituent le blindage ; les pieux secondaires viennent mordre sur les pieux primaires et sont arms pour constituer l'lment rsistant de l'cran vis--vis de la flexion 3.1.18 paroi moule paroi en bton arm, moule dans une tranche excave, par parties, dans le terrain. Le bton est coul soit par la technique du tube plongeur lorsque la tranche est soutenue par un fluide d'excavation, soit, dans certains cas, sec 3.1.19 paroi moule avec contreforts

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paroi moule compose d'une partie plane continue et de nervures perpendiculaires (contreforts) pour augmenter la rigidit globale du soutnement. L'armature du panneau est en T. Chaque lment de paroi est spar du suivant par un dispositif de joints de reprise et est constitu d'un panneau plan de paroi moule et d'une nervure centre sur celui-ci. Selon les projets, le contrefort peut tre soit l'extrieur de la fouille (cas le plus courant), soit l'intrieur de la fouille 3.1.20 paroi prfabrique en bton cran compos d'lments faonns l'avance en bton arm ou prcontraint qui sont descendus dans une tranche contenant un coulis auto-durcissant. Le coulis est une suspension contenant du ciment ou autre liant et des additifs par exemple de l'argile (bentonite), du laitier granul moulu de haut fourneau, des cendres volantes, des fines et des adjuvants 3.1.21 pousse, pousse des terres force exerce par le terrain sur l'cran lorsque l'cran se dplace vers l'aval du terrain soutenu 3.1.22 pousse limite pousse minimale correspondant l'tat d'quilibre limite (ou d'quilibre plastique) 3.1.23 rideau de palplanches mtalliques cran constitu de palplanches mtalliques simples, doubles, ou multiples, enclenches les unes dans les autres, et en gnral directement mises en place dans le sol, par battage, vibrage ou vrinage, ou places dans une tranche remplie d'un coulis auto-durcissant 3.1.24 rideau mixte mtallique rideau de soutnement constitu d'lments principaux et d'lments secondaires. Les lments principaux sont normalement des tubes en acier, des profils mtalliques en H ou des caissons de palplanches mtalliques, espacs rgulirement sur toute la longueur du rideau. Les lments intermdiaires sont en gnral des palplanches en acier lamines chaud du mme type enclenches les unes aux autres qui sont mises en place entre les lments principaux et raccordes ceux-ci par des serrures (Figure B.2.2.1 ) 3.1.25 tirant tige de raccordement d'un cran un dispositif d'ancrage 3.1.26 tirant d'ancrage dispositif de retenue d'un cran constitu par une tte d'ancrage, un tirant et un ancrage 3.1.27 tirant d'ancrage passif tirant d'ancrage simplement bloqu sur l'cran de soutnement et qui n'est sollicit en traction que sous l'effet d'un dplacement de celui-ci vers l'aval 3.1.28 tirant d'ancrage prcontraint tirant d'ancrage mis en tension avant la poursuite de l'excavation et qui applique celui-ci un effort important (en gnral de l'ordre de l'effort ncessaire l'quilibre de l'ouvrage en conditions de service) 3.1.29 tirant d'ancrage scell dispositif de retenue d'un cran constitu d'une tte d'ancrage, d'une longueur libre de tirant et d'une longueur fixe de tirant scelle au terrain par injection, capable de transmettre la couche de terrain dans laquelle le tirant est scell, les forces de traction qui lui sont appliques

3.2 Symboles et indices (1) Les principaux symboles utiliss dans le prsent document relatifs aux conditions de terrains et de l'cran sont indiqus en 3.2.1.1 et 3.2.1.2 (voir Note 1), ceux relatifs aux actions et aux rsistances sont indiqus en 3.2.2 (voir NOTES 1 6) et ceux spcifiques aux diffrents niveaux sont donns en 3.2.3 (voir Note 7). Les autres symboles sont dfinis aux endroits appropris dans le corps du texte.

NOTE 1 Les indices , c et q sont spcifiques respectivement au matriau pesant, la cohsion du terrain, la charge sur la surface du sol, pour les coefficients et les forces de pousse/bute des terres.

NOTE 2 Les indices a et c sont spcifiques la rsistance l'arrachement et la charge critique de fluage d'un tirant d'ancrage.

NOTE 3 L'indice str est propre aux actions provenant d'une superstructure ou la rsistance d'une structure.

NOTE 4 Les indices dst et stb sont propres au caractre dstabilisateur et stabilisateur de l'effet d'une action.

NOTE 5 Les indices inf et sup se rapportent au caractre favorable et dfavorable de l'effet d'une action permanente pour la vrifications des tats-limites ultimes STR et GEO.

NOTE 6

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Les indices k et d se rapportent la valeur caractristique (k) et la valeur de calcul (d) soit d'une action ou de son effet, soit d'une rsistance, soit d'une proprit de matriau.

NOTE 7 Les indices 1 et 2 sont propres au ct amont et au ct aval de l'cran (voir Figure 3.2.1 ).

3.2.1 Sols et ouvrages

3.2.1.1 Lettres latines a adhrence (entre le terrain et l'cran) c' cohsion effective c u cohsion non draine i gradient hydraulique k composante de la pousse / bute des terres d'obliquit K composante de la pousse / bute des terres normale l'cran k a coefficient de pousse des terres k aq coefficient de pousse due une surcharge K 0 coefficient de pression des terres au repos k p coefficient de bute des terres k pq coefficient de bute due une surcharge u pression interstitielle z distance verticale le long de l'cran depuis le sommet de l'cran

3.2.1.2 Lettres grecques angle d'inclinaison d'un tirant par rapport l'horizontale angle d'inclinaison de q par rapport la normale la surface du terrain angle d'inclinaison du talus par rapport l'horizontale a angle d'inclinaison de la pousse des terres par rapport la normale l'cran e angle de frottement l'interface structure-terrain p angle d'inclinaison de la bute des terres par rapport la normale l'cran a modification apporte une donne gomtrique nominale pour certains besoins particuliers du calcul poids volumique du terrain w poids volumique de l'eau ' angle de frottement effectif a contrainte normale l'cran l'tat-limite de pousse p contrainte normale l'cran l'tat-limite de bute ? a contrainte tangentielle l'cran l'tat-limite de pousse ? p contrainte tangentielle l'cran l'tat-limite de bute

3.2.2 Actions et rsistances C force de contre bute (mthode d'quilibre limite MEL) E d valeur de calcul de l'effet des actions F d valeur de calcul d'une action F k valeur caractristique d'une action G action permanente H force horizontale M moment flchissant P force axiale applique un ancrage ou un buton ou une dalle P a force de pousse applique un cran P p force de bute applique un cran Q action variable q contrainte uniforme applique en surface du terrain R a rsistance l'arrachement d'un tirant d'ancrage scell, selon le cas R au (ultime) ou R ac , (critique) R b rsistance verticale du terrain sous la base d'un cran

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T effort tranchant V force verticale

3.2.3 Niveaux particuliers z a niveau d'un ancrage ou d'un buton z f niveau de la base de l'cran z h niveau du fond de fouille z n niveau de la surface du terrain amont z o niveau du sommet du rideau z w niveau d'une nappe

3.2.4 Abrviations Les principales abrviations utilises dans le prsent document sont les suivantes :

ELU tat-limite ultime ; ELS tat-limite de service ; GEO gotechnique (tat-limite ultime) ; STR structure (tat-limite ultime) ; UPL soulvement (tat-limite ultime) ; HYD hydraulique (tat-limite ultime) ; MISS mthode d'interaction sol structure ; MEL mthode d'quilibre limite.

Figure 3.2.1 Notations adoptes pour les principaux niveaux et les principales inclinaisons

3.3 Conventions de signe (1) Les conventions de signes retenues pour les orientations des obliquits (pousse agissant sur l'cran, bute s'opposant son dplacement) et inclinaisons (surface libre OA) sont celles adoptes par Krisel et Absi 2. Elles sont rappeles sur la Figure 3.2.1 b ).

2)

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J. Kerisel, E. Absi, Tables de pousse et de bute des terres, Edition Presses ENPC, 3me Edition, 2003, pp 220. Reef4 - CSTB


4 Comportement et modes de rupture des crans

4.1 Prambule (1) L'objet de la section 4 est de dcrire les comportements des crans de soutnement et d'identifier les mcanismes de rupture ou les dsordres qui sont susceptibles de les affecter (voir NOTE 1).

NOTE 1 Il existe une grande varit d'crans de soutnement et de dispositifs d'ancrage. Les mcanismes dcrits concernent les ouvrages courants relevant du domaine d'application de ce document (voir section 1 ).

4.2 Mcanismes de ruine 4.2.1 Gnralits (1) Les risques de ruine des crans prendre en considration sont multiples et fonction du projet (type de soutnement et conditions de terrain). Ce type d'ouvrage peut prir :

par insuffisance de rsistance du terrain (dfaut de bute en pied, de capacit portante, de bute en tte en cas de charge horizontale importante, soulvement du fond de fouille, etc.) ;

par insuffisance de rsistance de la structure de l'cran ; par une rupture conscutive celle d'un appui (rupture d'un tirant ou d'un buton, arrachement d'un ancrage, etc.) ; par instabilit d'ensemble (voir Note 1) ; par instabilit du massif d'ancrage du fait d'une localisation de l'ancrage trop proche de l'cran ; par annulation de la bute du terrain en pied de l'cran due aux coulements et aux pressions des eaux (boulance, rosion).

NOTE 1 On rappelle que (voir 1 (2) NOTE 3) la justification de la stabilit gnrale du site avant travaux constitue un pralable l'tude du projet lui-mme. En cas d'insuffisance, un confortement est mettre en oeuvre avant travaux de faon amener le coefficient de scurit la valeur prescrite.

(2) Compte tenu des risques de ruine indiqus en 4.2.1(1) les tats-limites ultimes suivants sont considrer : dfaut de bute des terrains (voir 4.2.2 ) ; dfaut de la rsistance de la structure de l'cran, incluant les appuis (voir 4.2.3 ) ; dfaut de portance du terrain (voir 4.2.4 ) ; instabilit des appuis (voir 4.2.5 ) ; instabilit du fond de l'excavation d'origine hydraulique (voir 4.2.6 ) ; instabilit du massif d'ancrage (voir 4.2.7 ) ; instabilit d'ensemble de l'cran (voir 4.2.8 ).

et on doit vrifier qu'aucun d'eux ne peut tre atteint au cours de la construction d'un ouvrage ni pendant sa dure d'utilisation prvue.

4.2.2 Dfaut de bute (1) La ruine d'un cran peut se produire lorsque la bute mobilise en pied d'cran dpasse un seuil critique et est trop proche de la bute mobilisable (voir article 4.2.2 (4)). (2) Les mcanismes de rupture peuvent dans ce cas se dcliner en basculement autour d'un centre de rotation situ sous le fond de fouille dans le cas d'un cran en console (Figure 4.2.2.1a), ou autour d'un appui en pied (Figure 4.2.2.1c), ou d'un appui en tte (Figures 4.2.2.1b), dans le cas d'un cran avec un niveau d'appui.

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Figure 4.2.2.1 Rupture rotationnelle des crans par insuffisance de la fiche et/ou insuffisance de la bute

(3) Les dfauts de bute en pied peuvent avoir diffrentes consquences : ruine de l'cran par dplacement et rotation excessifs ; ruine de l'cran par rupture, par suite d'un moment d'encastrement suprieur celui pris en compte au niveau de l'appui le plus bas (Figure 4.2.3.1 c ) ;

dsordres dans les structures lies ou voisines. (4) Pour l'tude des mcanismes de ruine par dfaut de bute en pied on doit distinguer les situations de calcul :

o la bute limite ne doit pas tre atteinte, mme localement, pour viter un risque de dgradation des proprits du sol (voir NOTE 1) ;

o une mobilisation locale de la bute limite est sans consquence et o il suffit de s'assurer d'une rserve suffisante de scurit globale (voir NOTE 2).

NOTE 1 Cet alina vise par exemple les cas de fatigue sous l'effet de sollicitations alternes, de fluage, de risque de dgradation des caractristiques dans le cas de sols sur-consolids (voir NOTE 3).

NOTE 2 Le second alina vise surtout les phases provisoires d'excavation dans un sol normalement consolid ou dans un sol sur-consolid dont la bute limite a t value par rfrence l'tat critique (voir NOTE 3). Il laisse la possibilit de procder une vrification en considrant un coefficient de scurit global de 1,5 (1,4 x 1,1) sur la seule bute limite.

NOTE 3 Les paramtres de cisaillement drain d'un sol sont dterminer en distinguant, le cas chant (sol surconsolid), le domaine surconsolid et le domaine normalement consolid ou tat critique (voir Annexe J Figure J.2.1).

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(5) Dans le cas d'une charge horizontale importante en tte d'un cran (prcontrainte d'un tirant, actions dues une structure associe l'cran), un dfaut de bute en tte peut galement tre l'origine de dsordres importants, voire de ruine, de l'cran ou des structures associes ou voisines, et il convient d'examiner galement cet tat-limite ultime.

4.2.3 Structure de l'cran (1) La ruine d'un cran peut se produire lorsque la rsistance structurelle de tout ou partie d'un cran est insuffisante vis--vis de l'effet des actions le plus dfavorable (moment flchissant, effort tranchant, effort axial de compression ou de traction) que l'ouvrage aura subir en cours de construction ou au cours de son utilisation (voir 4.2.3(3)). (2) Le niveau de sollicitation maximale de la structure de l'cran et donc de la rupture de celui-ci est fonction du type de soutnement et de la localisation des appuis (voir Figures 4.2.3.1 a) c)).

Figure 4.2.3.1 Exemples de rupture de structure d'un cran de soutnement

(3) Les lments de structure d'un cran de soutnement doivent tre vrifis vis--vis de la rupture conformment aux spcifications de l'article 2.4 de la norme NF EN 1997-1 et selon le cas des normes NF EN 1992, NF EN 1993, NF EN 1995 et NF EN 1996 et des indications des sections 10 et 14 (pour les appuis) du prsent document. 4.2.4 Charges verticales d'origine structurale (1) Lorsqu'un cran de soutnement supporte des actions verticales descendantes importantes d'origine structurale (lorsqu'il sert par exemple de fondation pour une structure ou lorsqu'il est ancr par des tirants d'ancrage fortement inclins), il peut prir par dfaut de portance du sol dans lequel il est fich. (2) Lorsqu'un cran de soutnement supporte des actions verticales ascendantes importantes d'origine structurale (dans le cas par exemple de butons inclins ou d'un radier encastr l'cran et soumis une sous pression hydraulique), il peut prir par dfaut de rsistance l'arrachement de sa partie en fiche.

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(3) Bien qu'un cran de soutnement soit un ouvrage continu, les mcanismes de ruine sont proches de ceux observs pour les fondations et on doit vrifier son quilibre vertical en appliquant les principes applicables aux fondations (en rgle gnrale aux fondations profondes) en tenant compte du mode de rupture reprsent sur la Figure 4.2.4.1.

Figure 4.2.4.1 Rupture verticale des crans par insuffisance de capacit portante

4.2.5 Ruine d'un appui (1) Les risques de ruine des appuis considrer sont fonction du type d'appui :

un buton (voir 3.1.6 ) peut se rompre sous l'effet des efforts de compression ou de flexion qu'il doit supporter. Il peut aussi prir en raison d'un dplacement excessif li l'instabilit du dispositif de raction sur lequel il prend appui ;

un tirant d'ancrage (voir 3.1.26 ) peut prir par rupture du tirant (voir 3.1.25 ) sous l'effort de traction qu'il a supporter. Il peut aussi prir par dfaut d'ancrage (voir 3.1.2 ), par exemple par arrachement de l'ancrage du fait d'une insuffisance de la longueur de scellement ou de la rsistance d'interaction terrain-ancrage dans le cas d'un ancrage scell au terrain, par dfaut de bute des terres dans le cas d'un ancrage par contre-rideau.

(2) La ruine ou le dplacement excessif d'un appui (buton ou tirant d'ancrage) peut entraner la ruine de l'cran par instabilit (Figure 4.2.5.1 a), b) ou c)) ou par dfaut de rsistance de sa structure, du fait de la redistribution des efforts (voir Note 1).

NOTE 1 Les consquences sur l'cran sont fonction de la localisation et du nombre d'appuis, de la raideur de ceux-ci, en particulier dans le cas des tirants d'ancrage passifs.

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Figure 4.2.5.1 Ruine d'un cran par rotation conscutive la ruine d'un lment d'appui

(3) La rupture d'un appui peut tre brutale et il convient autant que possible d'viter l'occurrence d'une rupture fragile en prvoyant des possibilits de redistribution des efforts en cas de dfaillance accidentelle de l'un des appuis. (4) Le panachage des butons d'un mme lit peut aussi avoir des consquences importantes sur la rpartition et l'intensit des actions qu'ils ont supporter (voir NOTE 1). Il convient donc que les butons d'un mme lit soient de mme nature.

NOTE 1 Une redistribution des efforts est possible dans ce cas du fait des variations dimensionnelles diffrentes qui peuvent se produire (associes l'hygromtrie pour le bois ou la temprature pour le mtal). Le cas chant, il y a lieu d'valuer les effets de cette redistribution.

(5) La stabilit du dispositif de raction d'un buton et un dplacement acceptable sous la charge transmise par celui-ci sont galement essentiels pour la stabilit de l'cran (voir NOTE 1).

NOTE 1 Dans le cas d'un buton inclin prenant appui sur un massif de fondation tabli en fond de fouille, les vrifications faire pour tudier la stabilit de ce dernier sont indiques en 12.2.4 .

4.2.6 Instabilit d'origine hydraulique du fond de l'excavation (1) La ruine d'un cran en liaison avec la pression de l'eau interstitielle et son coulement autour de celui-ci est un risque important lorsque les conditions hydrogologiques sont dfavorables. La rupture du terrain en pied de l'cran peut se produire :

par soulvement hydraulique global du terrain en fond de fouille d la pousse d'Archimde (voir NOTE 1 et Figure 13.1.1 c ) ;

par annulation de la bute du terrain en fond de fouille de aux forces d'coulement (voir NOTE 2 et Figure 4.2.6.1 ) : par rosion interne et rosion rgressive dues aux circulations d'eau (voir NOTE 3).

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NOTE 1 Le soulvement par pousse d'Archimde se produit lorsque la pression de l'eau sous un fond de fouille tanche devient suprieure la contrainte verticale moyenne due aux couches de terrain sus-jacentes (ce cas peut par exemple se prsenter lorsqu'un aquifre captif est prsent sous une couche de terrain de faible permabilit, ou lorsqu'on a ralis un fond tanche pour isoler la fouille d'un aquifre).

NOTE 2 Ce mode de rupture se produit lorsque des forces d'coulement ascendantes s'opposent au poids du sol, rduisant zro la contrainte effective verticale. Les particules du sol sont alors entranes vers le haut par l'coulement de l'eau et la rupture du terrain se produit par bouillonnement.

NOTE 3 La rupture par transport de particules de sol (rosion interne) peut se produire soit l'intrieur du terrain en fond de fouille, soit l'interface du sol et de l'cran de soutnement. Cette rosion peut voluer en rosion rgressive et conduire l'effondrement de la structure du sol.

Figure 4.2.6.1 Exemple de situation o le soulvement du sol par annulation des contraintes effectives verticales peut tre critique

(2) Pour les mcanismes de ruine lis aux coulements et la pousse d'Archimde , il convient de porter une attention particulire aux crans dont la fiche est discontinue (voir Annexe B.3.7 (3) et section 13 ) et de distinguer :

les cas o la ruine est provoque par un soulvement du terrain en fond de fouille (UPL voir NOTE 1) ; les cas o la ruine provient de l'action des forces d'coulement sur la structure granulaire (HYD voir NOTE 2).

NOTE 1 Lorsque la pression d'eau sous la partie excave est suffisamment leve pour mettre en danger la stabilit du fond de l'excavation par soulvement hydraulique global, le mode de rupture (UPL) est considrer (voir (3)) avec les dispositions ventuelles prendre visant rduire la pression d'eau.

NOTE 2 Ces cas de ruine ne se produisent qu'en prsence d'un coulement de l'eau interstitielle. Ils ne sont pas examiner dans les situations o les pressions interstitielles sont hydrostatiques (gradient hydraulique nul ou ngligeable, naturellement ou du fait des dispositions constructives adoptes voir (3)).

(3) Des dispositions visant rduire la pression d'eau et les forces d'coulement sont souvent plus importantes pour viter une instabilit du fond de l'excavation d'origine hydraulique que la prcision des modles de calculs et des coefficients partiels, et il convient donc d'y avoir recours au moins dans les cas suivants (voir NOTE 1) :

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lorsqu'il est ncessaire de mettre hors d'eau l'excavation raliser, et qu'il existe un gradient hydraulique pouvant mettre en danger la stabilit du fond de fouille, des dispositions visant rduire ce gradient et limiter son effet (par exemple les dispositifs tels que rabattement profond, ralisation d'une jupe tanche ou d'un fond tanche voir Annexe E.2.1 ) ;

lorsqu'un tat-limite ultime peut tre atteint par rosion interne (voir 13.4 ) ou lorsque les conditions hydrauliques et de sol existantes peuvent conduire au dveloppement d'un mcanisme d'rosion rgressive mettant en danger la stabilit d'un cran (voir 13.5 ) des mesures prescriptives pour prvenir ces rosions sont prendre.

NOTE 1 Lorsque des dispositifs visant rduire la pression d'eau et les forces d'coulement sont adopts, il importe qu'ils soient prennes. Des dispositions complmentaires peuvent tre souhaitables pour viter un accident (par exemple la possibilit de noyer la fouille en cours de construction).

4.2.7 Instabilit du massif d'ancrage d'un cran (1) Un cran de soutnement peut prir ou se dplacer de manire inacceptable lorsque le dispositif d'ancrage de l'cran est situ trop prs de celui-ci et gnre davantage d'efforts de pousse sur sa partie active, que ceux pris en compte lors de la vrification des diffrents tats-limites. Pour viter ces problmes, on doit donc vrifier que la localisation des ancrages est acceptable en vrifiant la stabilit du massif d'ancrage (voir section 14 et Annexe G ).

Figure 4.2.7.1 Exemple d'un mcanisme de rupture trois blocs pouvant provoquer l'instabilit d'un cran

4.2.8 Stabilit d'ensemble de l'cran (1) Un cran de soutnement peut prir par instabilit d'ensemble du fait :

d'une stabilit initiale insuffisante du site des travaux (voir (2)) ; d'une instabilit du site provoque par la construction (voir (3)).

(2) Dans chaque cas pertinent, une analyse spcifique de la stabilit initiale du site doit tre ralise et lorsque la stabilit initiale du site n'est pas juge suffisante, il convient de rendre le site stable avant le dbut des travaux (Voir NOTES 1 3).

NOTE 1 Les procdures de calcul et coefficients de scurit spcifis dans le document vis--vis des tats-limites d'instabilit ou de rupture locale supposent en effet implicitement que la stabilit gnrale du site puisse elle-mme tre justifie dans toutes les phases de construction, y compris dans l'tat initial.

NOTE 2 Il n'y a donc pas lieu de considrer les actions engendres par un dplacement d'ensemble du terrain li un phnomne d'instabilit du site comme des actions sur l'cran.

NOTE 3 Le cas o l'ouvrage de soutnement a pour objet, en plus de sa fonction de soutnement, d'amliorer la stabilit gnrale initiale du site, sort du domaine normal d'application de ce document (voir toutefois 1 (4) et section 15.2.6 ).

(3) Une tude des risques d'instabilit d'ensemble de l'cran lie la ralisation des travaux (excavation/remblayage) doit tre ralise (voir NOTES 1 3).

NOTE 1 Pour les situations de projet dfavorables, la stabilit d'ensemble de l'cran est vrifier (voir section 15 ) vis--vis de tous les mcanismes de rupture potentiels qui englobent l'cran, en apportant le plus grand soin au choix des schmas de rupture et la recherche de leur gomtrie la plus dfavorable (voir article 15.2.3 ).

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NOTE 2 Les mcanismes de ruine analyser sont fonction des conditions du site (gologique et hydraulique) et de l'ouvrage construire (dnivele, gomtrie de l'excavation).

NOTE 3 Le choix du modle de calcul pour rechercher le mcanisme de rupture le plus dfavorable est adapter la complexit des conditions gotechniques et des conditions de projet. Il est admis de ne considrer que des mcanismes simplifis, de type surfaces de rupture circulaire, lorsque cela est pertinent, en particulier lorsque les terrains sont suffisamment homognes (voir article 15.2.4 et Figure 4.2.8.1).

Figure 4.2.8.1 Exemples de mcanismes de rupture monobloc pouvant provoquer une instabilit d'ensemble d'un cran

(4) Dans chaque cas pertinent, on doit vrifier qu'il n'y a pas de risque de soulvement global du fond de fouille (renard solide) du fait de la ralisation de l'excavation et du dchargement du sol en aval de l'cran.

4.3 Les dplacements (1) Les dplacements d'un cran de soutnement en cours de construction et/ou en cours d'exploitation, et ceux qu'il induit dans le terrain, peuvent entraner des dsordres dans sa structure et/ou dans les ouvrages situs dans la zone d'influence des travaux (voir NOTE 1). Il convient donc :

d'tablir les valeurs limites des dplacements ne pas dpasser en prenant en compte la tolrance de l'cran et des ouvrages qu'il supporte (voir NOTE 2) vis--vis des dplacements.

de prendre toutes les dispositions ncessaires pour se prmunir contre ces risques de dsordre (voir NOTE 3). NOTE 1 Selon leur importance et selon le cas, les dplacements de l'ouvrage peuvent galement entraner sa ruine ou celle des ouvrages ports. La vrification des tats-limites ultimes de rsistance du terrain et de la structure de l'cran, dispense normalement de vrifier des tats-limites ultimes de dplacement et on rserve habituellement l'tude du dplacement d'un cran au calcul de l'ouvrage l'tat-limite de service.

NOTE 2 Une reconnaissance suivie d'une analyse structurale des ouvrages avoisinants situs dans la zone d'influence de l'cran est normalement effectuer pralablement l'tude du projet pour dtecter les structures sensibles qui pourraient ncessiter des dispositions constructives plus contraignantes, voire des travaux de reprise en sous-oeuvre pralable.

NOTE 3 Les dispositions prendre ne passent pas exclusivement par un calcul des dplacements, et lorsqu'il y a lieu, le calcul est complter par des dispositions constructives et un contrle d'excution appropris (voir 4.3 (3) ).

(2) Le dplacement du sol au voisinage d'un cran de soutnement est principalement li :

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sa ralisation (excavation de la paroi, battage de palplanches, forage et injections des tirants, etc.) ; ses dformations propres sous l'effet des sollicitations qui lui sont appliques, donc sa raideur et celle de ses appuis ;

aux dformations d'ensemble du massif, notamment dans le cas d'ancrages multiples ; l'effet d'un rabattement (tassement), ou de la modification des niveaux d'eau due par exemple l'effet barrage d'un cran ;

au caractre gonflant ou volutif des sols. (3) Dans le cas d'ouvrages sensibles existants dans la zone d'influence de l'cran, il convient d'adopter des dispositions constructives appropries pour limiter autant que possible l'importance des dplacements (voir NOTES 1 3).

NOTE 1 En rgle gnrale, les calculs de dplacements des crans et du terrain adjacent ne donnent qu'une indication approche de leur valeur relle. La rfrence une exprience comparable est gnralement plus fiable (voir article 8.3 (5)).

NOTE 2 Le suivi des dplacements de points pertinents de l'cran et des ouvrages existants en cours de travaux est normalement la rgle dans ce contexte (voir L.2.3 ).

NOTE 3 Le dplacement total intgre galement la dformation du sol et des appuis ; quelques millimes de la hauteur totale soutenue constituent un ordre de grandeur usuel pour les ouvrages courants.

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5 Actions et donnes gomtriques

5.1 Actions 5.1.1 Principe gnral (1) Les actions doivent tre classes, conformment l'article 4.1.1 de la norme NF EN 1990, en fonction de leur variation dans le temps, en distinguant :

les actions permanentes (G) ; les actions variables (Q) ; les actions accidentelles (A).

(2) Les valeurs reprsentatives et caractristiques des actions (voir NOTES 1 3) doivent tre dtermines conformment aux articles 4.1.2 et 4.1.3 de la norme NF EN 1990, et de l'article 2.4.5 de la norme NF EN 1997-1.

NOTE 1 Les diffrentes valeurs de l'intensit des actions, dites valeurs reprsentatives, utilises pour la vrification des tats-limites sont :

pour les actions permanentes les valeurs caractristiques G k ; pour les actions variables, la valeur caractristique (Q k ) ou une valeur d'accompagnement (Q k ).

NOTE 2 Dans certains cas, il convient de considrer deux valeurs caractristiques G k,inf et G k,sup pour une action permanente et suivant le cas il convient d'utiliser la plus dfavorable des deux.

NOTE 3 Une valeur d'accompagnement Q k d'une action variable se dduit de sa valeur caractristique Q k en multipliant celle-ci par un coefficient i . Les coefficients 0 , 1 , et 2 permettent de dterminer respectivement les valeurs de combinaison, frquente et quasi-permanente de l'action variable. Ils sont donns pour les charges variables usuelles (btiment, circulations routires, chemin de roulement, etc.) dans les normes NF EN 1990 et NF EN 1991.

(3) Les valeurs de calcul des actions et de leurs effets doivent tre dtermines conformment aux articles 6.3.1 et 6.3.2 de la norme NF EN 1990, complts, pour les actions gotechniques, par l'article 2.4.5.1 de la norme NF EN 1997-1.

NOTE 1 Les actions prendre en compte dans les diffrentes combinaisons d'actions sont fixes par la norme NF EN 1990 l'article 6.4 pour les calculs aux tats-limites ultimes et l'article 6.5 pour les calculs aux tats-limites de service.

(4) Le classement des actions et la dtermination de leur valeur doivent galement tenir compte des dispositions du prsent document.

NOTE 1 Des prcisions sont donnes dans ce chapitre, ou aux endroits appropris dans ce document, pour le classement des actions en fonction de leur l'origine, de leur variation spatiale et de leur nature et pour la dtermination des valeurs des actions gotechniques (par exemple en 5.1.3 pour celles qui dcoulent de la pression des terres agissant sur l'cran) et de la prise en compte des effets dues l'eau (voir 5.1.4 ).

5.1.2 Actions d'origine pondrale (1) Les actions d'origine pondrale (poids, pousse, bute) doivent tre traites comme des actions permanentes dans les combinaisons d'actions. (2) La valeur caractristique d'une action d'origine pondrale doit tre dtermine :

en tenant compte d'une ventuelle modification dfavorable de la gomtrie lorsqu'elle est prvisible ; partir des poids volumiques des terrains mesurs lors de la reconnaissance gotechnique et/ou de donnes bibliographiques reprsentatives dans le cas de terrain en place ;

partir de poids volumiques reprsentatifs tenant compte de la nature du sol, de son mode de mise en oeuvre et de sa compacit, dans le cas de sol rapport.

NOTE 1 Des indications sont donnes en 6.2 et en 6.3 et l'Annexe J.2 et J.3 pour la dtermination du poids volumique respectivement des terrains en place et des matriaux de remblais.

5.1.3 Actions de pousse ou de bute des terres

5.1.3.1 Principe gnral (1) Les actions de pousse ou de bute des terres qui agissent sur un cran doivent tre dtermines conformment aux dispositions de la norme NF EN 1997-1, section 9.5 (voir NOTES 1 et 2) et aux dispositions du prsent article 5.1.3 .

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NOTE 1 Les modes et amplitudes des mouvements et dformations qui peuvent se produire dans l'cran l'tat-limite sont considrer lorsqu'on dtermine la pression des terres sur un cran.

NOTE 2 Lorsqu'on dtermine les intensits de la pression des terres et les directions des forces qui en rsultent, les aspects suivants sont, le cas chant, prendre en compte :

charge sur la surface du terrain (voir NOTE 3) et pente de cette surface ; nappes d'eau et forces d'coulement dans le terrain (voir 5.1.4.1 (2) ) ; amplitude et direction du mouvement relatif de l'cran par rapport au terrain ; quilibre des forces horizontales et des forces verticales qui agissent sur l'cran ; rsistance au cisaillement et poids volumique du terrain (voir 5.1.3.1 (3)) ; rigidit de l'cran et des appuis (voir 5.1.3.5 ) ; rugosit de l'cran (voir 5.1.3.2 ).

NOTE 3 Lorsqu'il y a lieu de considrer une charge uniforme sur la surface du terrain, les dispositions de l'article 5.1.3.4 s'appliquent. Dans le cas de charges localises, les dispositions de l'article 5.1.5 s'appliquent.

(2) Les valeurs des pressions des terres qui agissent sur un cran doivent tre dtermines en tenant compte de l'enchanement des phases de construction et de l'effet des phases antrieures. (3) l'exception des cas viss par la NOTE 2, les valeurs des pressions des terres qui agissent sur un cran doivent tre dtermines en tenant compte du plus dfavorable des comportements drain et non drain des terrains.

NOTE 1 Les valeurs des pressions des terres en conditions draines sont dtermines partir :

des valeurs des contraintes effectives appliques l'cran par le terrain (en tenant compte donc, le cas chant, du niveau des nappes statiques et des coulements affectant les terrains autour de l'cran) ;

des proprits c' et ' du terrain (voir Annexe J.2.1.2 (3) NOTE 3).

NOTE 2 Dans les sols fins et pour les phases de construction ncessitant certaines justifications complmentaires (risque d'instabilit court terme du fond de fouille), un simple calcul en conditions non draines du terrain peut tre suffisant partir :

des valeurs des contraintes totales appliques l'cran par le terrain ; des proprits c u ( = 0) du terrain en tenant compte le cas chant, de la variation de la cohsion non draine du sol avec la profondeur ;

sous rserve de s'assurer que pour la situation de projet examine l'hypothse d'un comportement du sol non drain est approprie et qu'une pousse minimale du sol sur l'cran est prise en compte (voir article (4) ci-dessous)).

NOTE 3 Lorsqu'on fait un calcul en contraintes totales, on doit veiller reproduire un tat de contrainte initial reprsentatif, en se fondant si possible sur des rsultats d'essais oedomtriques et en examinant les conditions de consolidation des couches de terrain.

NOTE 4 L'effet d'un coulement ascendant en aval d'un cran ne peut tre considr comme ngligeable que lorsque la base de l'cran est fiche dans un horizon peu permable et/ou lorsqu'un rabattement intrieur continment matris par des puits de pompage priphriques suffisamment rapprochs est ralis (voir section 5.1.4 et Annexe E.2 ). Le contrle des coulements en cours de travaux est normalement la rgle lorsque cette solution est adopte (voir Annexe L.2.2 ).

NOTE 5 Dans certains cas particuliers (par exemple, argiles gonflantes, effet du gel), on peut tre amen complter ces rgles. Des indications sont donnes l'Annexe K .

(4) On ne doit pas admettre de contraintes de traction l'interface terrain-cran et la prise en compte de l'effet de la cohsion ne doit en aucun cas donner lieu l'application d'une pousse ngative sur l'cran (voir NOTE 1).

NOTE 1 Pour les terrains autres qu'un rocher sain, il est prudent de tenir compte d'une pression effective sur l'cran un niveau donn, au moins gale au dixime de la contrainte verticale effective ce niveau (il dcoule de cette disposition

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que la contrainte totale applique sur l'cran au-dessous du niveau de la nappe phratique est au moins gale la pousse hydrostatique majore de 0,1 (q + z)).

(5) Pour les crans soutenant des sols de permabilit moyenne ou faible (limons et argiles), en l'absence d'exprience comparable reprsentative ou de systme de drainage fiable (voir 9.4.2 (1) de NF EN 1997-1 et 5.1.4 ) ou de mesures prises pour empcher les infiltrations d'eau, on doit tenir compte d'une pousse d'eau hydrostatique derrire l'cran correspondant une nappe dont le toit est la surface du massif soutenu.

5.1.3.2 Inclinaison de la pousse et de la bute des terres (1) La valeur absolue de l'angle d'inclinaison , par rapport la normale l'cran, de la pousse et de la bute des terres doit tre infrieure ou gale la valeur de l'angle de frottement e qui caractrise la rugosit de l'interface cran-terrain (voir NOTE 1).

NOTE 1 La valeur de la contrainte de cisaillement le long d'un cran est au plus gale ' tan(e ), ' tant la contrainte effective normale l'cran et e l'angle de frottement l'interface cran-terrain, lorsqu'on nglige l'adhrence cran-terrain.

(2) Il convient de dterminer la valeur de calcul de l'angle de frottement qui caractrise la rugosit de l'interface cran-terrain partir de l'angle de frottement interne du terrain, en tenant compte des indications suivantes dans le cas d'un ouvrage en bton ou en palplanches mtalliques :

on peut admettre que e;d = k. 'cv;d , 'cv tant l'angle de frottement interne l'tat critique ; il convient de limiter la valeur de k 2/3 (voir NOTE 1) ; lorsqu'on dtermine e;d en substituant l'angle de frottement interne ' 'cv dans l'expression prcdente, il convient de considrer le fait que l'angle ' peut dans certains cas tre suprieur l'angle 'cv .

NOTE 1 La valeur de k a t borne 2/3 par scurit pour tous les types de parement. Pour les crans rugueux (bton coul en place contre le sol), la valeur de k peut tre plus leve et atteindre 1,0.

(3) Dans une couche de terrain, il convient d'adopter le mme angle d'inclinaison a ( p ) pour la pousse (la bute) d'origine pondrale, la pousse (la bute) due une surcharge et la pousse (la bute) due sa cohsion. 5.1.3.3 Valeurs de la pression des terres au repos (1) Lorsqu'il y a lieu, la pression des terres sur un cran doit tre calcule partir de l'tat de contraintes au repos du terrain (Voir NOTES 1 5).

NOTE 1 Avant de subir des dplacements, le terrain se trouve dans un tat de contraintes dit au repos qui dpend de son histoire gologique et que l'on dfinit par une relation entre les contraintes effectives horizontale et verticale dans le terrain 'h0 = K 0 .'v0 , K 0 tant le coefficient de pression des terres au repos.

NOTE 2 dfaut d'exprience comparable directement transposable, on admet gnralement que la pression des terres sur un cran aprs sa ralisation est gale la pression des terres au repos.

NOTE 3 La connaissance de la valeur de la pression des terres au repos est ncessaire pour dfinir l'tat initial lors d'un calcul d'interaction sol structure.

NOTE 4 Les mthodes bases sur l'quilibre limite ne tiennent pas compte de l'tat des terres au repos. Elles sont en gnral rserves aux tudes de pr-dimensionnement des appuis et la dtermination de la fiche minimale de l'cran ou bien utilises pour dterminer la pousse sur un cran dans le cas de projets simples, sous rserve de tenir compte des conditions de terrain au repos (voir NOTE 5), et d'utiliser, le cas chant, des diagrammes forfaitaires (par exemple ceux proposs par Terzaghi) pour tenir compte des redistributions de contraintes.

NOTE 5 Pour l'application de la NOTE 4, dans les sols normalement consolids, on peut admettre que le terrain est dans les conditions dites de repos derrire un cran de soutnement de hauteur h lorsque le dplacement de l'cran est infrieur 5.10-4 h.

(2) Dans le cas d'un terrain surface horizontale, il convient de dterminer le coefficient de pression des terres au repos K o partir de la formule (voir NOTE 1) :

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o R oc est le rapport entre la contrainte de prconsolidation 'p et la contrainte effective verticale 'v0 des terres au repos derrire l'cran, dit rapport de surconsolidation ;

' est l'angle de frottement interne du terrain. NOTE 1 Pour les terrains normalement consolids le rapport de surconsolidation R oc est gal 1. Il n'est pas conseill d'utiliser la formule 5.1.3.1 pour les valeurs leves de R oc .

(3) Dans le cas d'un talus inclin avec un angle (0 ), il convient de dterminer le rapport entre la composante horizontale de la pression des terres effectives 'h0 et la pression verticale effective 'v0 des terres partir de l'expression suivante (voir NOTE 1) :

NOTE 1 Il convient alors d'admettre que la direction de la force rsultante est parallle la surface du terrain.

5.1.3.4 Valeurs limites de la pression des terres (1) Il convient de dterminer les valeurs de la pousse et de la bute des terres sous l'effet du poids volumique, d'une surcharge uniforme q et de la cohsion, partir des coefficients proposs par Krisel et Absi 3 (voir NOTES 1 3) lorsque cela est appropri (voir NOTE 4).

3) J. Kerisel, E. Absi, Tables de pousse et de bute des terres, Edition Presses ENPC, 3me Edition, 2003, pp 220.

NOTE 1 Les valeurs des coefficients de pousse et de bute utiliser sont celles relatives aux milieux pesants (lorsque la pression est d'origine pondrale) ou aux milieux non pesants (lorsque la pression est due une charge uniforme ou la cohsion du terrain). Des procdures de calcul des valeurs limites de la pression des terres sont donns en Annexe C .

NOTE 2 Il est admis :

de dterminer les coefficients de pousse-bute des terres partir d'une procdure numrique du ct de la scurit, comme par exemple celle indique en Annexe C.2 de la norme NF EN 1997-1 ;

d'utiliser, dans les cas courants, les coefficients relatifs au milieu pesant (respectivement k a et k p ) en lieu et place des coefficients k aq et k pq relatifs aux surcharges (sauf pour les calculs des coefficients k ac et k pc , qui dpendent analytiquement de k aq ( = 0) et de k pq ( = 0), et non de k a et k p ).

NOTE 3 Il n'est pas admis de considrer l'effet d'un talus comme quivalent l'effet d'une charge verticale, ceci pouvant conduire dans certains cas des rsultats exagrment optimistes.

NOTE 4 Dans certaines conditions de projet cette procdure ne s'applique pas, par exemple dans le cas d'une surface de terrain non uniforme ou d'un chargement localis de celle-ci. Lorsqu'une couche de terrain recouvre une couche moins performante, l'application des coefficients de Krisel et Absi peut galement conduire une surestimation de la bute fournie par la couche suprieure. On peut donc tre amen appliquer d'autres mthodes (voir les articles (3) (5) ci-aprs).

(2) Dans le cas d'un cran retenant un matriau de remblai, il peut tre appropri (voir NOTE 1) de retenir un coefficient de pousse K a gal K 0 (voir 5.1.3.3).

NOTE 1 Par exemple pour valuer l'effet d'une phase de remblayage hydraulique.

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(3) Lorsque les mthodes de calcul de la pression du terrain bases sur les coefficients de Krisel et Absi ne s'appliquent pas, il est admis d'utiliser d'autres mthodes. (4) Lorsqu'on dtermine les valeurs limites de la pression des terres sur un cran partir d'une mthode qui n'est pas fonde sur les coefficients de pression des terres de Krisel et Absi on doit vrifier que les hypothses sur lesquelles elle repose sont satisfaites, et que les valeurs obtenues s'avrent proches des valeurs proposes par Krisel et Absi pour des cas comparables (voir NOTE 1).

NOTE 1 Des carts peuvent tre significatifs (par exemple pour la mthode du coin de Coulomb dans le cas d'un talus d'inclinaison proche de ) et un coefficient de mthode appropri est donc normalement prendre en compte lorsqu'on utilise de tels modles de calcul.

(5) Les valeurs limites de la pression des terres en pousse et en bute peuvent tre dtermines dans le cadre de la thorie du calcul la rupture (voir NOTES 1 3).

NOTE 1 L'approche cinmatique dveloppe dans ce cadre qui permet une estimation par excs des charges de rupture, fournit une estimation par dfaut du coefficient de pousse et par excs du coefficient de bute.

NOTE 2 Les approximations obtenues en considrant des arcs de spirale logarithmique s'avrent proches des valeurs proposes par Krisel et Absi pour les cas comparables.

NOTE 3 La dmarche peut s'appliquer des conditions de projet (gomtries ou conditions pizomtriques) plus complexes que celles permises par les mthodes bases sur les coefficients de Krisel et Absi.

5.1.3.5 Valeurs intermdiaires de la pression des terres (1) La dtermination des valeurs intermdiaires de la pression des terres doit tenir compte de l'importance du mouvement de l'cran et de sa direction par rapport au terrain.

NOTE 1 Des valeurs intermdiaires de la pression des terres existent lorsque les mouvements de l'cran ne sont pas suffisants pour mobiliser les valeurs limites.

NOTE 2 Les valeurs intermdiaires de la pression des terres sont fonction de la loi de comportement du sol et du chemin de contraintes suivi. Les exprimentations ralises sur modles montrent qu'un faible dplacement (environ 0,1 % de la hauteur de l'cran) suffit pour obtenir la pousse limite, alors que pour atteindre l'tat-limite de bute des dplacements relativement importants (quelques pourcents de la hauteur de l'cran) sont ncessaires.

(2) Il convient de calculer les valeurs intermdiaires de la composante horizontale de la pression des terres par interpolation linaire entre l'tat-limite de pousse et l'tat-limite de bute. (3) Lorsqu'on utilise la mthode d'interaction sol-structure dite aux coefficients de raction, il convient de dterminer le coefficient de raction horizontale du terrain conformment l'Annexe informative F , en tenant compte du fait que les valeurs de k h ainsi dtermines :

n'ont t valides que dans le domaine des dformations usuelles ; ne tiennent pas compte de l'volution possible des dformations long terme, notamment dans les terrains susceptibles de fluer.

5.1.4 Actions dues l'eau

5.1.4.1 Gnralits (1) Pour dterminer l'effet de l'eau sur les actions et sur les rsistances du terrain et se prmunir contre les modes de ruptures hydrauliques, il convient avant toute chose d'avoir une bonne connaissance des conditions hydrogologiques du site de l'ouvrage et de prvoir des dispositifs de pompage (provisoires ou permanents) et des dispositifs d'tanchement appropris aux conditions de projet (voir NOTES 1 et 2).

NOTE 1 Pour viter ou rduire les gradients ascendants ct aval, il est courant de prvoir un dispositif de matrise et de contrle des coulements, par exemple un pompage par puits filtrants associ des dispositifs d'tanchement (jupe et/ou fond inject) pour excuter les travaux et mettre hors d'eau une fouille et/ou pour permettre l'exploitation de l'ouvrage dfinitif. Des indications sont donnes en 4.2.6 et en Annexe E.2 , sur les dispositifs qu'il convient d'adopter dans les principaux cas de figures rencontrs.

NOTE 2

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Un dispositif d'observation de l'volution des coulements interstitiels pendant les travaux peut tre ncessaire pour dtecter des anomalies pouvant entraner des consquences dommageables, et pour amliorer la connaissance de l'hydrogologie et donc les prvisions pour l'ouvrage en service.

(2) Pour acqurir une bonne connaissance des conditions hydrogologiques du site et laborer des modles de calculs reprsentatifs il convient de prvoir un programme de reconnaissance du site suffisamment dvelopp (voir NOTES 1 et 2).

NOTE 1 On rappelle que les objectifs minimaux de la reconnaissance hydrogologique (voir Annexe J.1 ) sont, en particulier, d'tablir la succession et la nature des terrains (stratigraphie, lithologie) au droit, et si besoin, proximit, de l'cran, d'estimer la permabilit des terrains et de dfinir les conditions d'alimentation latrales et les risques potentiels apports par un aquifre profond.

NOTE 2 Des essais de pompage sont le plus souvent ncessaires pour prciser ces donnes (voir (3) ci-aprs). Ces essais sont les seuls qui permettent une estimation raliste des dbits de pompage. Les essais ponctuels, type Lefranc, conduisent souvent une sous-estimation de la permabilit du terrain, lie au remaniement de celui-ci autour de la zone teste, et donc une sous-estimation prjudiciable des dbits.

(3) En prsence de conditions complexes ou de risques levs, il convient d'utiliser une mthode numrique (type diffrences finies ou lments finis) pour l'tude de l'coulement associe des essais de pompage et des sondages carotts avec prise d'chantillons pour dfinir les conditions d'alimentation et la permabilit des terrains en place (voir NOTE 1).

NOTE 1 D'autres informations peuvent dans ces cas tre ncessaires pour tablir des modles gologique et hydraulique reprsentatifs (par exemple les risques associs l'histoire gologique tels que prsence de faille, de zones de dissolution ou de cavits souterraines, de rsurgence, ou des informations complmentaires sur les coulements tels que la localisation et la quantification des niveaux de source).

(4) Les actions dues l'eau et en particulier les valeurs des pressions d'eau agissant sur un cran de soutnement et les forces d'coulement agissant sur le terrain doivent tre dtermines en tenant compte des dispositions constructives prvues (Voir NOTES 1 et 2).

NOTE 1 Le modle gotechnique prend en compte habituellement les dispositions constructives prvues en supposant leur bon fonctionnement. Leur dysfonctionnement, peut toutefois tre considrer dans le modle hydraulique (voir (5) ci-aprs par exemple dans le cas o un rabattement de nappe est prvu).

NOTE 2 Lorsque cela est justifi par les dispositions constructives (voir 4.2.6 (3) et Annexe E.2 ) et les dispositions de contrle (lorsqu'on s'assure par exemple que les coulements n'engendrent pas un entranement du matriau autour de l'ouvrage ou que les conditions de filtre existent autour d'un pompage pour bloquer cet entranement tout en laissant passer l'eau), on peut adopter pour le calcul des pressions d'eau, une distribution hydrostatique l'amont et l'aval de l'cran du soutnement. Dans ce cas, il n'y a pas d'coulement ascendant considrer en gnral cot excavation. l'amont il est scuritaire de ngliger l'coulement descendant.

(5) Il convient de ne pas tenir compte, lorsqu'il est incertain, de l'effet d'un rabattement, sur les positions des surfaces de l'eau libre et des nappes souterraines pour la vrification des tats-limites. Le dysfonctionnement d'un dispositif de pompage, ds lors qu'il ne peut tre cart avec certitude, doit tre envisag comme une situation accidentelle.

5.1.4.2 Principe de calcul (1) Les pressions d'eau doivent tre traites, pour une situation de projet donne, comme des actions permanentes dans les combinaisons d'actions (Voir NOTE 1).

NOTE 1 C'est par l'intermdiaire des diffrentes situations de projet tudies que leur caractre variable est pris en compte, et pour une situation de projet donne, il n'y a pas lieu normalement de pondrer le niveau de l'eau (voir 5.2.2 ).

5.1.5 Actions dues aux charges localises transmises par le terrain (1) Une action due une charge transmise par le terrain, doit tre traite comme une action permanente ou une action variable dans une combinaison d'actions, selon que sa variation dans le temps est d'ampleur ngligeable ou non ngligeable (voir NOTES 1 et 2).

NOTE 1 Les charges d'exploitation (circulation routire, chemin de roulement, aire de stockage), les charges de neige sont des exemples typiques d'actions variables. Le poids d'une structure tablie derrire un cran de soutnement (cule de ponts, btiments) relve des charges permanentes.

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NOTE 2 On rappelle (voir 5.1.3.4 (1) NOTE 3) qu'il n'est pas admis de considrer les talus en retrait et les risbermes comme de simples charges verticales localises appliques la surface du terrain horizontal et que la prise en compte des actions variables pour le calcul des dplacements aux tats-limites de service fait l'objet de l'article 7.3.4 .

(2) Il convient de dterminer la valeur des actions dues aux charges localises sur le terrain partir des procdures indiques en Annexe D ou partir de procdures quivalentes, en tenant compte du modle de calcul utilis pour dterminer l'effet des actions et de l'tat-limite tudi (voir NOTES 1 et 2).

NOTE 1 Les modles de diffusion gnralement utiliss pour calculer les actions transmises par le terrain un cran vertical sont indiqus dans les articles D.2 (thorie de l'lasticit) et D.3 (thorie de la plasticit) dans les cas de chargement usuels (charge linique ou localise constante).

NOTE 2 Il n'est toutefois pas prcis comment on les combine ou dans quel cas il est prfrable d'avoir recours l'un ou l'autre de ces modles. Le choix est faire cas par cas, de manire approprie, en fonction du problme examin. Des indications sont cependant donnes en D.1 (2) et aux endroits appropris des articles D.2 et D.3 , sur les conditions et le domaine d'application des modles de diffusion recommands.

5.1.6 Actions hydrodynamiques (1) Le plus souvent, il convient de classer les actions hydrodynamiques (voir NOTE 1) dans les catgories des actions variables et/ou accidentelles suivant leur nature et leur intensit. Dans certains cas elles peuvent toutefois tre prises en compte comme des actions permanentes l'intrieur d'une situation de projet donne (par exemple les actions hydrodynamiques de courant lorsque cela est appropri).

NOTE 1 Les actions hydrodynamiques peuvent tre les efforts dus un courant fluvial, la houle, au courant de mare, au batillage. Il peut aussi s'agir d'efforts engendrs par un sisme. Dans ce dernier cas, l'intensit des actions considrer et la justification de la rsistance de l'ouvrage relvent de la norme NF EN 1998.

(2) Le choix du modle d'action adopter pour valuer la valeur statique de calcul d'une action hydrodynamique prendre en compte pour une situation de projet donne, doit tre dfini avant le dbut de l'tude de projet. 5.1.7 Actions transmission directe (1) Les actions transmises directement un ouvrage de soutnement doivent tre prises en compte (voir NOTES 1 3).

NOTE 1 Cet article vise les actions transmises par des structures tablies sur (ou lies ) l'cran de soutnement, par exemple un tablier de pont, un radier, l'appui d'une grue ou une barrire de scurit. Selon leur origine, il peut donc s'agir d'actions permanente, variable ou accidentelle.

NOTE 2 L'intensit, la nature (permanente, variable, accidentelle) et l'emplacement des actions (forces, moments) prendre en compte :

sont dfinir avant le dbut de l'tude de projet lorsqu'elles dcoulent de la seule structure porte (cas o les sollicitations exerces sont indpendantes des dformations de l'cran) ;

sont dterminer lors de l'tude de projet en cas d'interaction avec l'cran.

NOTE 3 Cet article vise galement les actions gnres par les structures provisoires utilises pour la construction de l'cran (par exemple les forces transmises l'cran qui dcoulent de l'effet de la temprature sur des butons mtalliques provisoires).

5.1.8 Actions gotechniques particulires

5.1.8.1 Actions sismiques NOTE 1 Cit pour mmoire, le calcul des crans de soutnement en conditions sismiques ne relve pas du prsent document. Les actions sismiques transmises par le terrain sont calculer et prendre en compte conformment aux spcifications de la norme NF EN 1998.

5.1.8.2 Actions dues au gel, au gonflement des terrains et au compactage (1) Lorsque cela est appropri, il convient de prendre en compte les actions qui peuvent tre transmises l'cran sous l'effet du compactage des remblais, sous l'effet du gel du terrain et sous l'effet du gonflement du terrain.

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NOTE 1 Des dispositions constructives (choix des matriaux de remblai, compactage avec des engins lgers proximit des crans, etc.) sont adopter par priorit pour limiter les effets de ces actions particulires.

NOTE 2 Des indications sur les classes de sol susceptibles de gnrer des actions dues au gel et les actions susceptibles d'tre gnres par les argiles gonflantes sont donnes en Annexe informative K .

(2) Lorsque des actions gotechniques dues l'effet du compactage des remblais, l'effet du gel ou l'effet du gonflement du terrain sont prises en compte, les rgles de calcul adoptes doivent avoir t agres par le matre d'ouvrage ou son reprsentant avant le dbut des travaux.

NOTE 1 Il n'existe pas de rgles consensuelles pour la dtermination des valeurs de ces actions. Il convient donc le cas chant, de les dfinir cas par cas en fonction des conditions du projet.

5.2 Donnes gomtriques (1) La cote et la pente de la surface du terrain, les niveaux d'eau, les niveaux des interfaces entre les couches, les niveaux des excavations et les dimensions des structures gotechniques doivent tre traits comme des donnes gomtriques et leurs valeurs nominales doivent tenir compte de la variation des valeurs relles in situ. . (2) En ce qui concerne le fond de fouille, on tiendra compte en particulier des tolrances d'excution fixes par le march. (3) Lorsque l'incertitude a relative une donne gomtrique est importante et susceptible d'avoir des rpercussions significatives sur la fiabilit du projet, la valeur de calcul de cette donne, a d , doit tre dduite de la valeur nominale a nom en appliquant la relation :

NOTE 1 Dans la mesure o les valeurs caractristiques des niveaux de la surface du terrain, des interfaces de couches et de l'eau sont dtermines de manire prudente l'incertitude a considrer est nulle.

5.2.1 Niveaux du terrain (1) Il doit tre tenu compte des valeurs relles in situ du niveau du terrain derrire l'ouvrage, et le cas chant des excavations prvues et de l'affouillement ventuel du terrain devant l'ouvrage.

NOTE 1 Ces donnes importantes sont normalement fournies dans le march.

(2) Lors des calculs aux tats-limites ultimes o intervient la bute du terrain, lorsque le niveau du terrain devant l'cran n'est pas facilement contrlable et qu'aucun contrle de ce niveau n'est spcifi, il convient de diminuer le niveau du terrain en bute devant la structure d'une quantit a gale (voir NOTES 1 et 2) :

10 % de la distance entre le niveau de l'appui le plus bas et le niveau de l'excavation, avec une valeur limite maximale de 0,5 m, pour un cran butonn ou ancr ;

10 % de la hauteur de l'cran au-dessus du niveau d'excavation, avec une valeur limite maximale de 0,5 m, pour un cran auto-stable (en console).

NOTE 1 Il convient d'utiliser des valeurs plus grandes de a lorsque le niveau de la surface de l'excavation est particulirement incertain.

NOTE 2 Le niveau du terrain en bute devant la structure n'est diminuer d'une quantit a qu'en l'absence de contrle de ce niveau pour la situation de projet examin. L'incertitude a considrer est nulle lorsque le niveau du terrain aval est facilement vrifiable (par exemple pour l'tude de la situation en cours d'exploitation dans le cas d'un passage infrieur routier, lorsque le fond de fouille est btonn, etc.)

(3) Lorsque le calcul montre que le niveau du terrain en bute a une forte influence sur la scurit pour une situation de projet donne en cours de construction, il convient de spcifier un contrle fiable du niveau du terrain devant l'cran pendant les travaux et il est prudent que le contrle constitue un point d'arrt dans l'excution des travaux, lorsqu'il met en vidence un niveau du terrain non scuritaire.

5.2.2 Niveaux d'eau

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(1) Le choix des valeurs caractristiques des niveaux pizomtriques des eaux extrieures au terrain et des eaux souterraines (voir NOTE 1) doit tre fond sur la reconnaissance des conditions hydrauliques et hydrogologiques du site.

NOTE 1 Les eaux souterraines peuvent tre libres ou captives (nappe en charge). Les eaux extrieures sont des eaux libres (fluviales ou autres). Les niveaux des eaux peuvent tre diffrents de ceux reprs au cours de la reconnaissance du site. Ils peuvent aussi voluer au cours de la dure d'utilisation de l'ouvrage (par exemple lorsque l'cran fait barrage l'coulement d'une nappe).

(2) La valeur caractristique des niveaux pizomtriques considrer doit tre fixe par le march et tre une estimation prudente du niveau le plus dfavorable vis--vis de l'tat-limite considr, susceptible de se produire au cours de la situation de projet examine (voir NOTES 1 4).

NOTE 1 La valeur caractristique est, selon le cas, une valeur par excs ou par dfaut des niveaux mesurs, nominaux ou estims. Elle dpend du caractre favorable ou dfavorable de l'effet des actions qui en dcoule pour l'tat-limite considr.

NOTE 2 En gnral les niveaux pizomtriques des eaux sont fixs dans les situations de projet durables et transitoires, en se rfrant au niveau PHE des plus hautes eaux, au niveau ME des moyennes eaux et au niveau PBE des plus basses eaux. dfaut d'autres spcifications, le niveau ME peut tre dfini comme celui correspondant au niveau susceptible d'tre dpass pendant 50 % de la dure de vie de l'ouvrage et le niveau PBE pendant 99 % (Figure 5.2.2.1). Le niveau PHE peut lui correspondre au niveau de la crue dcennale pour les projets de btiment et la crue ou la mare centennale pour les projets de ponts.

NOTE 3 Habituellement dans une situation de projet accidentelle le niveau pizomtrique est fix en se rfrant un niveau EE exceptionnel des eaux et s'accompagne usuellement d'un dispositif d'crtement garantissant qu'on ne le dpasse pas. dfaut d'autres spcifications, le niveau EE peut tre dfini selon la classe de consquence de l'ouvrage comme :

le niveau susceptible d'tre dpass pendant 1 % du temps de rfrence (Figure 5.2.2.1) ; le niveau susceptible d'tre dpass pendant 5 % du temps de rfrence.

NOTE 4 Les niveaux considrer peuvent tre diffrents des niveaux tels que dfinis dans la note 2, en particulier en phases travaux.

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Figure 5.2.2.1 Niveaux d'eau habituellement utiliss pour le calcul des crans de soutnement

(3) Lorsque des variations rapides des niveaux de l'eau peuvent se produire, les conditions transitoires existant pendant la modification de ces niveaux et les conditions d'quilibre initiale et finale doivent tre considres et prises en compte dans le modle de calcul (Figure 5.2.2.2).

NOTE 1 Cet article vise surtout le cas des variations brusques du niveau des eaux extrieures au terrain. Ce peut tre le cas d'un ouvrage tabli en site aquatique soumis un marnage important avec un risque de dnivele d'eau entre l'intrieur et l'extrieur de l'ouvrage. Il peut galement s'appliquer aux variations brusques de l'eau dans le terrain (par exemple, pour les ouvrages consquence leve (voir Annexe I.2 classe CC3), la remonte accidentelle d'un niveau d'eau due un dysfonctionnement du dispositif de drainage).

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Figure 5.2.2.2 Exemples de situations transitoires considrer pour les ouvrages soumis un marnage rapide

(4) Sauf autre spcification, la valeur de calcul d'un niveau d'eau doit tre prise gale sa valeur caractristique (voir NOTES 1 et 2).

NOTE 1 Un niveau d'eau est normalement trait comme une donne gomtrique et sa valeur de calcul est dduite de sa valeur caractristique ou nominale partir de la relation 5.2.1 . Dans la mesure o la valeur caractristique de la position d'un niveau d'eau est fixe de manire prudente en tenant compte par exemple des fluctuations d'une nappe pour dfinir son niveau caractristique, l'incertitude a considrer est nulle.

NOTE 2 Lorsqu'on dfinit un niveau d'eau caractristique, il y a toutefois lieu de tenir compte du fait que lorsqu'on utilise l'approche de calcul 2 (la rgle gnrale) on applique aux pressions d'eau un facteur multiplicatif, et lorsqu'on utilise l'approche de calcul 3 l'effet de l'eau n'est pas major. Prendre a = 0 dans une approche de type 3 impose un degr de prudence supplmentaire dans le choix de la valeur caractristique.

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6 Proprits des terrains et des matriaux

6.1 Gnralits (1) Les proprits des terrains et la valeur caractristique des paramtres gotechniques doivent tre dtermines conformment aux articles 2.4.3 et 2.4.5.2 de la norme NF EN 1997 en tenant compte des dispositions des articles 6.2 pour les terrains en place et 6.3 pour les matriaux de remblai et des indications de l'Annexe J . (2) Les valeurs caractristiques des proprits des matriaux constitutifs des crans de soutnement doivent tre dtermines conformment aux normes de calcul pertinentes (voir NOTES 1 et 2) et lorsqu'il y a lieu aux normes produits appropris.

NOTE 1 Par exemple conformment aux spcifications de la norme NF EN 1992-1-1 pour les parois en bton, de la norme NF EN 1993-1-1 pour les rideaux mtalliques.

NOTE 2 Les rgles complmentaires applicables aux produits classiques (bton arm, acier de construction) pour le calcul des crans de soutnement sont toutefois indiques en 6.4.

6.2 Terrains en place (1) On doit procder une reconnaissance gotechnique du site (voir NOTES 1 4) pour identifier les terrains en place et les conditions hydrogologiques, pour tablir le modle gotechnique du site et dfinir les valeurs reprsentatives des proprits des terrains ncessaires la vrification des tats- limites et l'excution des travaux, et lorsqu'il y a lieu pour dfinir l'agressivit des terrains et des eaux souterraines et libres.

NOTE 1 Pour les ouvrages viss par ce document, il n'est pas possible d'assurer que les exigences minimales seront satisfaites avec un risque ngligeable sur la base de la seule exprience et ou d'une simple reconnaissance gotechnique qualitative.

NOTE 2 L'importance et le contenu des reconnaissances sont fonctions du type d'ouvrage, des conditions du terrain et des modles de comportement retenus. Une tude gologique et hydrogologique du site complte par une reconnaissance avec des essais sur le sol en place et des essais en laboratoire est le plus souvent ncessaire.

NOTE 3 Les exigences essentielles concernant l'objectif et le contenu des reconnaissances gotechniques