Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes Module Mixte CMM de l'INSA Strasbourg
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Niveau: Supérieur
Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) Grégory HARTWIGSEN (INSA STRASBOURG) 3 Une Colonne à Module Mixte (CMM) se compose de deux parties. D'une part, en partie supérieure, d'une colonne ballastée. D'autre part en partie inférieure, d'une inclusion rigide réalisée avec refoulement. La CMM a pour but de combiner les avantages des deux techniques. La Colonne à Module Mixte est donc un procédé d'amélioration de sol pour des ouvrages fondés superficiellement. On distingue quatre objectifs : - Réduction des tassements - Augmentation de la capacité portante du sol - Suppression du phénomène de point dur dans le cas d'un dallage. - Reprise des efforts horizontaux et des moments sans réaliser de matelas intercalaire sous les semelles. Le matelas intercalaire est souvent difficilement réalisable et le contrôle du compactage est la plupart du temps impossible en fond de fouille. Il n'y a pas de transmission de ces sollicitations à la partie inférieure de la colonne non apte à reprendre des efforts de cisaillement importants. Les charges appliquées en surface sont réparties entre le sol et les CMM. Les lois de comportement sont celles de colonnes ballastées en partie supérieure et celles d'inclusions rigides en partie inférieure. Le procédé CMM s'applique à l'ensemble des sols cohérents (sols dans lesquels les grains ont des liaisons étroites avec l'eau) et pulvérulents (sols dans lesquels les grains n'ont que de faibles liaisons avec l'eau) et aux remblais.
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) Grégory HARTWIGSEN (INSA STRASBOURG) 3 Une Colonne à Module Mixte (CMM) se compose de deux parties. D'une part, en partie supérieure, d'une colonne ballastée. D'autre part en partie inférieure, d'une inclusion rigide réalisée avec refoulement. La CMM a pour but de combiner les avantages des deux techniques. La Colonne à Module Mixte est donc un procédé d'amélioration de sol pour des ouvrages fondés superficiellement. On distingue quatre objectifs : - Réduction des tassements - Augmentation de la capacité portante du sol - Suppression du phénomène de point dur dans le cas d'un dallage. - Reprise des efforts horizontaux et des moments sans réaliser de matelas intercalaire sous les semelles. Le matelas intercalaire est souvent difficilement réalisable et le contrôle du compactage est la plupart du temps impossible en fond de fouille. Il n'y a pas de transmission de ces sollicitations à la partie inférieure de la colonne non apte à reprendre des efforts de cisaillement importants. Les charges appliquées en surface sont réparties entre le sol et les CMM. Les lois de comportement sont celles de colonnes ballastées en partie supérieure et celles d'inclusions rigides en partie inférieure. Le procédé CMM s'applique à l'ensemble des sols cohérents (sols dans lesquels les grains ont des liaisons étroites avec l'eau) et pulvérulents (sols dans lesquels les grains n'ont que de faibles liaisons avec l'eau) et aux remblais.
- semelle
- effort latéral
- contrainte admissible
- contrainte ultime en pointe
- charge intrinsèque
- report progressif des efforts sur les inclusions par frottement négatif
- inclusion rigide
- rupture
Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) 1.1. PRESENTATION DES COLONNES A MODULE MIXTE Une Colonne à Module Mixte (CMM) se compose de deux parties. D’une part, en partie supérieure, d’une colonne ballastée. D’autre part en partie inférieure, d’une inclusion rigide réalisée avec refoulement. La CMM a pour but de combiner les avantages des deux techniques. La Colonne à Module Mixte est donc un procédé d’amélioration de sol pour des ouvrages fondés superficiellement. On distingue quatre objectifs : - Réduction des tassements - Augmentation de la capacité portante du sol - Suppression du phénomène de point dur dans le cas d’un dallage. - Reprise des efforts horizontaux et des moments sans réaliser de matelas intercalaire sous les semelles. Le matelas intercalaire est souvent difficilement réalisable et le contrôle du compactage est la plupart du temps impossible en fond de fouille. Il n’y a pas de transmission de ces sollicitations à la partie inférieure de la colonne non apte à reprendre des efforts de cisaillement importants. Les charges appliquées en surface sont réparties entre le sol et les CMM. Les lois de comportement sont celles de colonnes ballastées en partie supérieure et celles d’inclusions rigides en partie inférieure. Le procédé CMM s’applique à l’ensemble des sols cohérents (sols dans lesquels les grains ont des liaisons étroites avec l’eau) et pulvérulents (sols dans lesquels les grains n’ont que de faibles liaisons avec l’eau) et aux remblais. Le cahier des charges du procédé CMM est en cours de validation. Les campagnes d’essais menées àNIEDERBIPP (SUISSE) etSAINT MARTIN D’HERES (FRANCE) ont donné des résultats très positifs vis-à-vis de la statique. 1.1.1. Dispositions constructives La distance minimale entre deux CMM est d’au moins trois fois le diamètre de la partie inférieure de la CMM et au minimum égale à 1,00 m. Lorsque l’on se trouve en présence de semelles, ces dernières reposent directement sur les têtes de colonnes. Dans le cas d’un dallage, celui-ci repose sur une couche de forme surmontant les CMM. Pour cette couche de forme d’épaisseur minimale 40 cm, les matériaux de classe F au sens de la norme NFP 11-300la construction des remblais et couches"Matériaux utilisables dans de forme" avec un maillage d’au ne sont pas admis. Le procédé CMM est mise en œuvr e plus 9 m² pour être efficace. Sous un dallage, le dispositif permet de supprimer le phénomène de points durs et des moments fléchissant induits dans le dallage. Les tassements différentiels sont en effet maitrisés par la partie supérieure de la colonne. Les schémas de principe de ces deux configurations sont donnés à l’Annexe n°1. Les prescriptions relatives aux matériaux de la partie ballastée de la Colonne à Module Mixte sont celles qui s’appliquent déjà aux Colonnes Ballastées. Les matériaux d’apport doivent être de qualité et de granulométrie parfaitement contrôlées. Le choix se portera sur des GrégoryENGSTRIWAH(INSA STRASBOURG) 3
Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) graves naturelles, roulées ou concassées. La granulométrie du matériau d’apport doit se situer dans le fuseau caractéristique : 8mmσDmaxσ40mm 0,25mmσDminσ20mm Les caractéristiques des matériaux sont les suivantes : LA35 MDE30 LA MDE60 LA : Essai Los Angeles, norme NF P 18573 MDE : Essai Micro Deval, norme NF P 18572 Le dosage minimal en ciment de la partie Inclusion Rigide de la CMM est de 200 kg par m3 et le choix de ce ciment tient compte de la nature du sol. En zones sismiques, la CMM est très adaptée. La partie Inclusion Rigide n’est pas armée et ne peut assurer la portance nécessaire du sol lors d’un séisme. La partie colonne ballastée sur une hauteur d’environ 1,50 m sous la semelle permet de constituer un matelas où toute la dissipation d’énergie de l’ouvrage va pouvoir s’opérer sans solliciter la partie inclusion rigide. En présence d’un sol liquéfiable, le dimensionnement du renforcement devra faire l’objet d’étude spécifique détaillée tenant compte notamment du degré de risque de liquéfaction du sol. Le procédé a également l’avantage de supprimer le risque de rupture des inclusions rigides lorsque celles-ci son arasées au niveau de la plate-forme de travail ou légèrement en dessous : Circulation des engins de chantier lors du nivellement et du compactage de la plate-forme, terrassement et remblaiement des réseaux, terrassement des fouilles de semelles,
1.1.2. Exécution Comme indiqué précédemment, l’exécution d’une CMM se décompose en deux phases (Annexe n°1) : - Inclusion rigide réalisée avec refoulement en partie inférieure - Colonne ballastée en partie supérieure Mon étude comporte une synthèse bibliographique de ces deux parties constitutives. Selon la nature du terrain et du projet, les caractéristiques sont les suivantes : - Un diamètre de l’outil de refoulement compris entre 200 et 600 mm. - Une longueur fonction de la taille et de la puissance de la machine. Elle peut atteindre une valeur courante de 20 m, et même être supérieure avec du matériel spécial. GrégoryGSENRTWIHA(INSA STRASBOURG) 4
Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) - Une poussée statique de l’outil pour la partie supérieure de la CMM supérieure à 250 kN. La 1erephase des travaux consiste en la réalisation de la partie inférieure à l’aide d’un outil à refoulement : Tarière à refoulement, tube vibrofoncé à bout fermé, vibreurKELLER de type alpha ou beta avec incorporation du matériau en bas de l’outil servant de tubage provisoire pendant la réalisation (Annexe n°2). Le refoulement permet d’obtenir un bon frettage du terrain. Avant réalisation de la partie supérieure de la CMM, il est nécessaire de bien vérifier l’arase supérieure de l’inclusion rigide. En effet, il faut s’assurer qu’elle est assez haute pour être en contact avec la partie ballastée. 2e La phase des travaux consiste en la réalisation de la partie supérieure à l’aide d’un atelier KELLER spécifique conjuguant : un vibreur à sas de puissance inférieure à 100 kW et d’amplitude inférieure à 10 mm + une poussée statique de l’outil supérieure à 250 kN. L’outil est descendu à la profondeur désirée. Celle-ci doit environ correspondre à la profondeur de l’arase supérieure de l’inclusion rigide majorée de 0,5 m. C’est ce que l’on appelle hauteur de recouvrement. Cette opération doit naturellement s’effectuer avant prise de l’Inclusion Rigide. On procède par passes successives de l’ordre de 30 à 50 cm en remontant le vibreur de façon à constituer une colonne continue ayant un diamètre variable suivant la consistance des couches traversées. 1.1.3. Dimensionnement Les mécanismes intervenant dans la transmission de la charge vers la partie inférieure de la Colonne à Module Mixte sont : - de la contrainte appliquée entre le sol et la CMM, Distribution -dans la couche de sol renforcée par les colonnes Distribution des contraintes ballastées, qui joue le rôle de matelas de répartition de la charge entre le sol et les têtes d’inclusions. -par frottement négatif défini par le progressif des efforts sur les inclusions Report déplacement relatif sol/inclusions. Le cahier des charges indique dans son état actuel que l’on peut distinguer deux méthodes de calcul. Une première est dite « méthode simplifiée » et se base sur la méthode de COMBARIEU, la seconde utilise quant à elle un calcul par éléments finis. Le calcul par la méthode deCOMBARIEUnécessite la détermination d’un module équivalent pour la couche de sol améliorée par colonnes ballastées que l’on l’assimile au matelas intercalaire utilisé dans le cadre du renforcement de sol par inclusions rigides. Ce calcul fait l’objet d’une feuille de calculsEXCELdéveloppée au sein de l’entreprise Keller. La méthode est détaillée dans la synthèse bibliographique relative aux inclusions rigides. Le calcul par la méthode des éléments finis qui consiste à discrétiser le modèle géométrique sol +CMMen sous ensembles de référence à partir de conditions aux limites pour construire une matrice de rigidité globale permet le calcul pour une loi de comportement donnée et pour
GrégoryIWTRAHENGS(INSA STRASBOURG)
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) chaque cas de chargement étudié, des déplacements, déformations et contraintes en tout point du modèle. Suivant leSOFFONS-COPRECmodifier et compléter le chapitre 8 de la, document qui vise à norme NFP 11-212 (référence DTU 13.2, Fondations profondes pour le bâtiment), on déduit de ces calculs : - le tassement final après traitement - la répartition des contraintes entre le sol et la CMM Cela doit permettre de vérifier : - que les tassements restent admissibles pour la structure - que la contrainte en tête de la colonne et au niveau du sol reste dans le domaine de validité avec : -qsol0kp×p2l#q'0 (01) oùplest la pression limite.q'0est la contrainte effective à la base de la semelle correspondant au poids des terres. Le coefficient de sécurité est ici pris égale à 2. Aux ELS il sera de 3. -qcol0qa(CMM1minqa CB;qI (02) )) (a(R) Pour la partie ballastée : La contrainte admissible retenue est la plus petite des valeurs : 0,8 Mpa (valeur plafonnée par la norme NF P 11 212, DTU 13.2) et la contrainte admissible calculée qa. On applique un coefficient de sécurité de 2 sur la contrainte verticale de rupture qr. 1 qa(CB)min0,8Mpa;q2r (03) avec :qr1minqre;qrp (04) Par analogie aux conditions triaxiales, la contrainte de rupture effective qre par expansion latérale est donnée en fonction de l’étreinte maximale latéraleΜ'hmaxet de l’angle de frottement du gravier : qre1tan2ϑ4#Φ2'c×Μ'hmax (05) GREENWOOD(1970) Dans le cas de l’essai préssiométrique, on retient :Μ'hmax1pl*oùpl*est la pression 1 × limite nette équivalente. De plus avecΦ'c138∼on aqre4pl*. La valeur depl*retenue est une moyenne géométrique des pressions limites Pour la Colonne à Module Mixte,KELLERaffirme que la rupture se fait par expansion latérale. Le minimum de la contrainte de rupture effective qre de la contrainte de et rupture par poinçonnement qrpest donc qre.
GrégoryENWIGSHART(INSA STRASBOURG)
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM)
Le mode d’éxecution deKELLERgarantit une homogénéité de la charge portante des colonnes quelles que soient la qualité et la résistance mécanique des sols. La charge admissible sur la colonne auxELSest alors définie par : Qa1qa×S (06) Où S est la section moyenne de la colonne. Pour l’Inclusion Rigide : Selon le fasicule 62 « Fondations profondes », la charge admissible de l’inclusion est donnée par le minimum entre sa capacité portante et sa charge intrinsèque. Il est nécessaire d’éviter le poinçonnement de la partie rigide dans le sol support, sachant qu’un tassement en pointe est accepté. La charge intrinsèque se détermine à partir des relations suivantes : Μadm1b×fc28 (07) etQadm1S×Μadm (08) avec S la section de l’inclusion et défini par les valeurs suivantes : Sans contrôle Avec essais Avec essais de portance de qualité de portance CMM sous semelles isolées ianvfeérci eduerse sc oonut réaignatleess à 0,30 0,23 0,33 0, 40 MPa ou des semelles filantes CMM sous semelles isolées avec des contraintes ,30 00,175 0,25 supérieures à 0,30 MPa Sous dallage, radier ou remblai0,35 0,50 0,50 Pour la capacité portante, les inclusions sont calculées en terme de pointe et de frottement latéral. L’expression de la charge de fluage est donnée par : Qc10,7×Qpu#0,7×Qsu (09) avec Qpul’effort de pointe ultime et Qsul’effort latéral ultime. A l’ELS on aura :QELS11Q,4c (10) La charge ultime en pointe se calcule de la manière suivante :Qpu1S×qu (11) S où représente la section de l’inclusion et qu la contrainte ultime en pointe. La contrainte ultime en pointe est déterminée par :qu1kp×ple (12) k oùp est le facteur de portance et plela pression limite équivalente. Les valeurs de kpà prendre en considération sont données dans l’annexe « Abaques de dimensionnement ». La pression limite équivalente est donnée par :
GrégoryHARTWIGSEN(INSA STRASBOURG)
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) ple1b#31a∫DD%#b3apl(z!dz (13) D est la profondeur de la base de l’inclusion, h la hauteur de l’inclusion contenue dans la formation porteuse etb1mina,h!où a est pris égal à la moitié de la largeur de l’inclusion si celle-ci est supérieure à 1,00 m et à 0,50 m dans le cas contraire. Le frottement latéral mobilisable est donné parQsu1p×∫0hqs(z!dz (14) avec p1ϑ×Βmoyen. Les valeurs de qs à prendre en considération sont données dans l’annexe du cahier des charges « Abaques de dimensionnement » (Annexe n°3). 1.1.4. Essais et contrôles On distingue les essais d’information, les essais de contrôle et les essais de réception. Les essais d’information sont constitués par l’étude de sol et la planche d’essais lors du démarrage du chantier. Les essais de contrôle comprennent : - Enregistrement du profil de la colonne de manière continue de manière à pouvoir être visualisée et contrôlée par l’opérateur. - Essais de résistance conventionnelle à 7 et 28 jours pour la partie Inclusion Rigide. - Enregistrement des paramètres pour la partie ballastée. Lors de la réalisation de colonnes sous structure,KELLEReffectue pour la partie ballastée un enregistrement pour chaque CMM et pour l’inclusion rigide 1 jeu de 3 éprouvettes pour 500 m3avec un minimum de 3 jeux. Lors de la réalisation de colonnes sous dallage on dénombre pour la partie ballastée un enregistrement pour 50 CMM. Pour l’inclusion rigide, les chiffres sont les mêmes que sous structure. Les essais de réception se décomposent en un contrôle du diamètre de la CMM et en un contrôle de la portance. Le contrôle du diamètre se fait par dégarnissage. Le contrôle de la portance suit un protocole décrit en annexe du cahier des charges (Annexe n°4). 1.1.5. Recherche expérimentale ANIEDERBIPP(SUISSE), une première étude sur site en vraie grandeur a été menée lors de travaux de confortement d’une plate-forme de stockage commercial. Le site deSAINT MARTIN D’HERES(FRANCE-38), a également été soumis à cette étude dans le cadre d’un projet de construction d’un complexe immobilier de 6 bâtiments de logement de R+4 à R+6. La campagne d’essais menée àNIEDERBIPPet celle deSAINT MARTIN D’HERESont donné des résultats très positifs vis-à-vis de la statique. Ces deux campagnes d’essais sont à la base de mon étude. Ces plots expérimentaux et leurs résultats seront détaillés au chapitre 2.
GrégoryNESGIWTRAH(INSA STRASBOURG)
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) 1.2. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE COLONNES BALLASTEES 1.2.1. Généralités Cette technique semble relativement ancienne, puisque selon un article de la « Revue Française de Géotechnique n°5 » [01] il en est déjà fait mention dans le « Mémorial de l’Officier du Génie » en 1832. Il s’agissait à l’époque d’une fondation expérimentale sous forme de « pilots de sable » réalisée à l’Arsenal d’Artillerie de Bayonne dans des terrains vaseux et qui avait donné satisfaction. Les colonnes ballastées sont à classer dans la catégorie des inclusions souples. Elles sont généralement constituées d’un apport de graves propres, graduées, roulées ou concassées. Ce matériau d’apport est drainant frottant et homogène. Il doit aussi posséder des caractéristiques mécaniques élevées. Les colonnes ballastées sont classiquement exécutées soit par voie sèche, soit par voie humide. La mise en place de colonnes par voie humide se fait par l’intermédiaire d’un jet d’eau. Cette technique est particulièrement adaptée aux sols grossiers. La mise en place de colonnes par voie sèche se fait quant à elle par l’intermédiaire d’un jet d’air comprimé. Cette technique est adaptée aux sols fins. Elle implique un refoulement latéral du sol. La zone de transition entre ces deux techniques est définie sur la figure 1. Dans la suite de ce rapport, il ne sera question que des colonnes ballastées exécutées par voie sèche. Celles-ci sont plus couramment appelées Colonnes Ballastées Sèches (CBS) et font l’objet d’une étude comparative avec les CMM lors du plot d’essais deNIEDERBIPP.
Fig.1 : Graphique montrant le domaine d’application des colonnes ballastées [Doc.KELLER] Ce procédé d’amélioration de sol est utilisé en présence de sols médiocres : limons, argiles, remblais hétérogènes,
Dans les sols fins ou cohérents, les grains de la fraction très fine ou argileuse ont des liaisons étroites avec l’eau. Au voisinage des grains, l’eau est orientée et constitue la couche adsorbée. Cette eau est très visqueuse et a perdu ses propriétés physiques habituelles. GrégoryHTWARESGIN(INSA STRASBOURG) 9
Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) Dans de tels sols, les forces interparticulaires sont grandes par rapport à la masse des particules. Toute force d’accélération résultant d’une source vibratoire ne peut concurrencer les forces interparticulaires. De plus, comme cela a été énoncé dans les propriétés, la perméabilité de ce type de sols est faible. L’eau interstitielle n’est expulsée que très lentement sous chargement prolongé. Les méthodes de vibrocompactage sont par conséquent inefficaces. La solution est donc la mise en place d’un matériau d’apport. C’est le principe de la colonne ballastée. Généralement le diamètre des colonnes varie entre 0,60m et 1,20m. Les profondeurs maximales atteintes sont de l’ordre de 20m. La réalisation des colonnes peut se faire suivant différents schémas. Elles peuvent être implantées de manière linéaire, en groupe ou encore en tant que colonnes isolées. Le maillage sera régulier ou variable. La détermination de l’implantation sera fonction des caractéristiques mécaniques du sol en place et de l’ouvrage amené à être construit. Les principaux objectifs de l’amélioration de sol par colonnes ballastées : -Augmentation de la capacité portante du sol. - Réduction des tassements. - du processus de consolidation. Accélération - : Ceci est permis grâce à la capacité Réductiondu potentiel de liquéfaction du sol drainante des colonnes et par conséquent d’une diminution des pressions interstitielles ainsi que grâce à une augmentation des caractéristiques mécaniques du sol traité dont la résistance au cisaillement latéral. Les colonnes ballastées sont, comme énoncé précédemment, à classer dans la catégorie des inclusions souples. Par rapport aux inclusions rigides, cette technique est : -efficace dans la réduction des tassements. Moins - revanche elle évite l’apparition de points durs sous les dallages et donc par la En même occasion de moments importants. Elle empêche le risque de poinçonnement. De ces deux constatations, on peut voir germer l’idée du principe de réalisation des colonnes à module mixte. En effet, il est intéressant de tirer le meilleur des deux techniques, à savoir une réduction optimale des tassements couplée à l’absence de point dur. GrégorySEIGNHWTRA(INSA STRASBOURG)
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) Généralement, les colonnes ballastées sont réalisées avec un vibreur à sas qui comporte à son extrémité supérieure, un sas et une trémis pour les matériaux d’apport. Un tube permet d’amener ce matériau d’apport jusqu’à la pointe par l’intermédiaire d’air comprimé. L’air comprimé permet d’assurer un flux continu de matériau jusqu’à l’orifice de sortie. KELLER conçu des châssis porteurs qui a peuvent activer le fonçage par poussée statique sur l’outil. Comme nous le verrons plus en détail ci-dessous, les colonnes ballastées sont réalisées par passes successives. Après le fonçage, on remonte le vibreur et les matériaux s’écoulent à sa pointe par l’orifice de sortie. On redescend alors le vibreur dans le matériau d’apport qui est compacté et expansé latéralement dans le sol médiocre. Les colonnes ballastées ainsi réalisées concentrent l’essentiel des charges à reprendre.
Fig.2 : Schéma du vibreur à sas [Doc.KELLER] GrégoryESNWTGIHRA(INSA STRASBOURG)
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) Principe de réalisation : GrégoryNESTGRIAWH(INSA STRASBOURG)
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Etude et modélisation du renforcement de sol par Colonnes à Module Mixte (CMM) 1: :Préparation et remplissage La machine est mise en station au dessus du point de fonçage et stabilisée sur ses vérins. Pour un apport de matériau par le bas, un chargeur à godet assure l’alimentation en agrégats. Le contenu de la benne est vidé dans le godet. Le godet est monté en haut du mât et est vidé dans le sas. Une fois ce dernier fermé, le matériau est alors acheminé à la pointe suivant le schéma énoncé en explication de la figure 2 Le vibreur à sas présente un certain nombre d’avantages : le matériau d’apport arrive directement à l’orifice de sortie ce qui assure la continuité de la colonne, le compactage se fait en une seule passe, il n’y a pas de risque d’éboulement dans les sols instables, les vibreurs guidés montés sur porteurs garantissent la parfaite verticalité des colonnes. 2 Le vibreur est descendu jusqu’à la profondeur voulue en refoulant le sol :: Fonçage latéralement par l’intermédiaire d’air comprimé insufflé et de la poussée sur l’outil. 3: Compactage : Lorsque l’on a atteint la profodeur finale, le vibreur est légèrement remonté afin de permettre la mise en place du matériau d’apport. Le vibreur est alors redescendu pour expanser le matériau latéralement dans le sol. Cette alternance de mouvements verticaux et de vibrations a pour but de constituer une colonne de matériaux intensément compactés et expansés latéralement. 4 :: Finition La colonne est exécutée ainsi par passes successives jusqu’au niveau désiré. On peut alors effectuer le nivellement et le compactage de la surface. Les semelles de fondation ou le dallage sont exécutés de manière traditionnelle. Comme on peut le constater sur la figure 3, le diamètre de la colonne varie en fonction de la résistance du sol. Il est facile de comprendre que la colonne va d’autant plus s’expanser latéralement que la pression limite du sol est faible. Il va donc falloir que le taux d’incorporation de matériau dans le sol soit variable si l’on désire obtenir une colonne de diamètre régulier. Le contrôle du diamètre réel se fait à partir du volume de matériau incorporé auquel on applique un coefficient de foisonnement [02]. Après réalisation des colonnes ballastées, il faut effectuer un certain nombre d’essais définis par le DTU 13.2 [02]. Ceux-ci ont pour but de vérifier que les colonnes possèdent bien les caractéristiques mécaniques attendues. Ils se basent sur des essais pressiométriques et pénétrométriques dans l’axe de la colonne, sur des essais de chargement, etc. 1.2.2. Généralités sur le dimensionnement Dans un premier temps, le dimensionnement théorique des Colonnes Ballastées s’est fait sur la base des retours d’expériences de chantiers et d’essais de laboratoire sur modèles réduits. On se situait alors une quinzaine d’années environ après le début de l’utilisation des Colonnes Ballastées et ce dimensionnement se faisait à partir d’abaques. Influence de la mise en œuvre sur le dimensionnement : L’exécution des CBS fait apparaître deux zones distinctes autour de la colonne [03]. Une couronne de transition en contact avec le ballast a une épaisseur et une composition variables. En effet, en périphérie de la colonne, suite au compactage le ballast se mélange de manière plus ou moins diffuse dans le sol en place. C’est dans cette couronne que la
GrégoryAHTRIWSGNE(INSA STRASBOURG)
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