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MINISTERE DE L'HABITAT
DOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE D.T.R. B.C. 2.33.2
METHODES DE CALCUL
DES FONDATIONS PROFONDES
D.T.R. BC 2.33.2
CENTRE NATIONAL DE RECHERCHE APPLIQUEE EN GENIE PARASISMIQUE
Rue Kaddour Rahim (prolongee) - B.P. 252 Hussein-Dey - ALGER Tel. : (02) 59.90.61 - 77,66,73 - Fax : (02) 77.66.56 - Telex : 65494 DZ
ISBN?'WM W-OO 6
Composition du (>ruiipt> de I ravail Sp£cialis£ Ci.T.S.
Methode de Culcul des Fondations Profondes D.T.R. B.C. 2.33.2.
President du groupe : Mr AMEUR B. Chef de Departement et de la
Reglementation Technique et de la Reduction du Risque Sismique
•Co-Rapporteurs : MeU' AIT MEZIANE Y. MmeBOUCHEFA O.
Attache de Recherche Chef Service de la Reglementation Technique C.G.S.
Membres : M*' BEN MOUSSA Nacera
HAMACHE Hassina M" ABBAS Mustapha
ABDESSEMED Mohamed AFCIL Omar BOUDJENOUN Abdenour DJELAD Mohamed FERKOUS Alioua GUERBOUZ Bouhafs KERMICHE Rachid
KOUIDER Araibi MECHAAR AH MESSAFERTahar METHIA Mustapha SADAT Abdenour TIAR Ali ZIOUI Mohamed
Ingenieur Repre^entant ERCA / BEDIC Ingenieur Representant Hydrotechniques Ingenieur Representant C.T.C. Centre Ing6nieur Representant S.A.P.T.A. Ingenieur Representant C.T.T.P. Ingenieur Representant C.T.T.P. Ingenieur Representant C.T.C. Quest Ingenieur Representant E.T.C. Est Ingenieur Representant L.T.P. Sud Ingenieur Representant E.C.S.M. Sidi Moussa Ingenieur Representant C.T.C. Chief Ingenieur Representant L.T.P. Est Ingenieur Representant E.T.P. C Ingenieur Representant Batimetal Ingenieur Representant S.A.E.T.I. Ingenieur Representant B.N.C.R. Ingenieur Repr sentant E.N.G.O.A.
I
Ill
KKI'UHI.igiJK AI.GKRIKNNK DKMOfRATlQUE K'i POPU1.AIRK
MINISTRE DE L'HABITAT
ARRETE MINISTERIEL PORTANT APPROBATION N° 4 DU DOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE RELATIF AUX
METHODES DE CALCUL DES FONDATIONS PROFONDES
LE MINISTRE DE L'HABITAT,
- Vu le decret presidential n° 93-201 du 04 Septembre 1993 portant desi-gnation des membres du Gouvernement,
- Vu le decret n° 85-71 du 13Avril 1985 portant creation du Centre National de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (C.G.S.) modifie et complete par le decret n° 86-212 du 19 Aout 1986,
- Vu le decret n° 86-213 du 19 Aout 1986 portant creation d'une Commission Technique Permanente pour le controle technique de la construction,
- Vu le decret executif n° 92-176 du 04 Mai 1992 fixant les attributions du Ministre de 1'Habitat.
ARTICLE 03 : I.cs dispositions du document technique reglemenlaire sont applicable* upr6s la publication du present arrel6 au Journal Oniciel de la Re'publique AIge>ienne De'mocralique et Populaire pour toutes nouvelles Etudes et realisations. Toutefbis, les Etudes en cours, ainsi que les projets types deja elabore's demeurent regis par les textes ante'rieurs et ce, & titre transitoire durant deux ans a compter de la date de la publications du present arrete.
ARTICLE 04 : Des decisions instructions et circulaires ministe'rielles ou des notes techniques d'interpretation emanant du Centre National de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (C.G.S.) completeront, en tant que de besoin, le document technique reglementaire.
ARTICLE 05: Le Centre National de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (C.G.S.) est charge de l'e"dition et de la diffusion de present document technique reglementaire.
ARTICLE 06 : Le present arrete sera public au Journal Officiel de la Re'-publique Algerienne Democratique et Populaire.
Fait a Alger, le 14 Aout 1994
ARTICLE 01 : Est approuve le document technique reglementaire D.T.R. B 2.33.2 intitule Methodes de Calcul des Fondations Pro-fondes, annexe a 1'original du present arr§te.
ARTICLE 02 : Les maitres d'ouvrages, les maitres d'oeuvres, les organis-mes de realisation, d'expertises et de controle, sont tenus de respecter les dispositions du dit document.
LE MINISTRE DE L'HABITAT Mohamed MAGHLAOUI ARRETE
IV -V -
SOMMAIKK
PREAMBULE
CHAPITRE 1 GENERALITES
1.1. - Definition Calcul....................................................................... 1 1.2. - Principe de calcul...................................................................... 2
1.2.1. - Mode de fonctionnement d'une fondation profonde................ 2 1.2.2. - Donnees necessaires du calcul............................................... 3
CHAPITRE 2
PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
2.1. - Definition.................................................................................. 3 2.2. - Methode de calcul previsionnelles de Q, d'un pieu isole
sous charges axiales.................................................................... 6 2.2.1. - Caracteristiques mecanique du sol.......................................... 6 2.2.2. - Resistance de pointe.............................................................. 6 2.2.3. - Resistance due au frottement lat&ral....................................... 8 2.2.4. - Charge limite d'un pieu ancre dans du rocher......................... 11
CHAPITRE 3 ESSAI EN PLACE
3.1. - Penetrometre statique................................................................. 14
3.2 - Pressiometre............................................................................... 16
3.3. - Essai SPT (Standard penetration Test)........................................ 20
3.4. - Penetrometre dynamique............................................................ 21
3.5. - Essai de battage......................................................................... 23
3.6. - Frottement negatif...................................................................... 24
3.7. - Tassement d'un pieu isole........................................................... 26
3.8. - Pieu isole sous charges horizontals........................................... 27
CHAPITRF, 4 GROUPE DE IMEUX
4.1. - Force purlanle sous charges axiales............. 4.1.1. - Groupe de pieux dans le sol coherent..... 4.1.2. - Groupe de pieux dans le sol pulverulent.
4.2. - Tassement d'un groupe de pieux. 4.2.1. - Methode empirique...............
10 30
31 31
33 4.3. - Reaction laterale du sol..............................................................
4.3.1. - Methode empirique..............................................................
33
4.4. - Frottement negatif pour un groupe de pieux................................ 34
4.5. - Repartition des efforts sur les pieux d'un groupe.......................... 35
4.5.1. - Position du probleme............................................................ ^ 4.5.2. - Solutions courantes du probleme........................................... 36
5.1. - Types d'action a considerer.................................
5.2. - Combinaisons d'action a considerer.....................
5.3. - Capacite portante vis a vis du sol.........................
5.4. - Capacite portante vis a vis de materiau constitutif de la fondation.......................- - - - -
38 39 41
44
CHAPITRE 6
DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
6.1. - Types de pieux.......................................................................
6.2. - Dimensions...............................................................................
6.3. - Disposition en plan des pieux d'un groupe................................... 45
6.4. - Marche a suivre pour 1'etude de fondations profondes.................. 46 ANNEXE......................................................................................<1H
44 4
-V I- - V I I -
I'KKAMBULK
Le present document ne donne pas des regies de calcul d'applieation obligatoire. II propose des methodes de calcul ge-ncralcment admises pour la justification des fondations sur pieux. Toutc autre mcthode peut etre utilisee dans la mesure ou elle est fondee sur des principes scientifiques et qu'elle donne lieu a des resultats comparables a ceux donnes par les methodes decrites dans ce document.
A signaler que certaines de ces methodes ne sont pas ex-posees de maniere detaillee; si pour une raison ou une autre 1'utilisation de Tune d'elles est necessaires, des references d'ouvrages sont donnees a la fin du document.
Par ailleurs, il est recommande d'utiliser plusieurs de ces methodes en fonction des resultats des essais disponibies. Enfm, ces methodes restent sujettes a des modifications en fonction des progres qui seront realises dans la comprehension du com-portement de ce type de fondations.
CHAPITRE I 1.1. -
DEFINITION - CLASSIFICATION
Les fondations profondes sont constitutes de pieux ou de barrettes qui sont des parois moulees porteuses dont le compor-tement est comparable a celui des pieux coules en place sans tubage.
Les pieux peuvent etre classes suivant:
- la nature du materiau constitutif : beton arme, acier. - le mode de realisation et le type de sollicitation du sol :
* pieu refoulant le sol a la mise en place (pieu battu fa9onne a 1'avance et mis en place battage).
* pieu ne refoulant pas le sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage a 1'abri ou non d'un tubage metallique).
1.2 - PRINCIPE DE CALCUL
1.2.1 - Mode de fonctionnement d'une fondation profonde
Les sollicitations s'exer9ant sur une fondation profonde sont de 2 types :
- sollicitations statiques ou dynamiques dues a Touvrage sup-porte.
- sollicitations dues au sol en contact avec la fondation (frotte-ment negatif, poussee horizontale des terres, seisme). -
Ces sollicitations sont simultanement equilibrees :
- pour les efforts transmis suivant 1'axe de la fondation, par le frottement lateral Qs dans les couches resistantes et 1'effort de pointe Q s'exercant sous la base de la fondation.
- pour tous les autres efforts, par la reaction du sol dans les zones ou le deplacement du pieu dans le sens des efforts est superieur a celui du sol encaissant.
1.2.2 - Donnees necessaires au calcul
L'analyse du comportement d'une fondation profonde nd-cessite la connaissance :
- de la nature et des caracteristiques du sol (coupes de sonda-ges, resultats des essais mecaniques en laboratoires et/ou en place, donnees hydrogeologiques).
- de la nature, des caracteristiques et des methodes d'execution envisagees pour la realisation de la fondation.
- des sollicitations de service et/ou des sollicitations exception-nelles.
- de la nature et du comportement de la structure a fonder.
CHAPITRE 2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES 2.1
- Definitions
- couche d'ancrage :
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu. Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur d'au moins 4B sous la base du pieu (B diametre du pieu).
- longueur et ancrage :
- la longueur L du pieu est la distance entre la surface du sol et la base du pieu.
- 1'ancrage D est la distance cntre la surface dc la couche d'an-crage ct la base du pieu.
- fondation profonde :
Une fondation est considered comme profonde lorsquc L/B >
6 et L > 3 m.
- ancrage critique DC :
1'ancrage critique Dc est la valeur de D a partir de laquelle la contrainte a la rupture sous la pointe du pieu qp n'augmente plus et attaint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol.
- charge limite Q, : voir fig. 1 (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol. Au moment de la rupture, Qt est e"quilibree par :
- la charge limite de pointe Qpl - qpl • Ap
ou q j est la resistance unitaire du sol sous la pointe et Ap la section droite de la pointe.
n - la charge limite par frottement lateral Qsl = p Z h.. qsli
i = 1
OU
q , est la resistance unitaire due au frottement lateral a la "sh
traversee de la couche (i) d'epaisseur h.
p le perimetre de la fondation ;
n est le nombre de couches traversees par la fondation, ainsi
+
Convcntionnellcmcnt, g, pourrait etre definie commc lu charge correspomlanl A nn enlbncement de la tote du picu dgal a B/10 lors d'un essai de chargcmcnt.
- charge de flu age Qc :
charge au dela de laquelle, 1'enfoncement du picu nc so stabilise plus dans le temps sous charge constante. 0, est l ide approximativement a Qpl et Qs, selon les relations suivantes en fonction du mode de raise en place du pieu dans le sol.
Q, pieu refoulant le sol : Q =
C
pieu ne refoulant pas le sol : Q =
2,0 1,5
* pieu travaillant.a 1'arrachement: Q , = 0, Qc
=-- charge nominale Q :
charge que peut supporter le pieu en demeurant stable vis a vis du sol.
La charge admissible Qa dupieu dans les conditions rdelles de 1'ouvrage doit tenir compte eventuellement des phenomcncs suivants :
de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux des
effets de frottements negatifs des effets de groupe
1,5 1,5 1,5
Q, Q
1,5
-4-
- des tassements absolus ct diffcrentiels a I'intcrieur d'un groupc de pieux ou entre groupes de pieux.
2.2 - Methodes de calcul previsionnelles de Q, d'un pieu isole sous charges axiales
Plusieurs methodes sont actuellement utilisees qui font ap-pel, soit a des essais de laboratoire, soit a des essais en place : penetrometre statique, pressiometre, SPT, penetrometre dyna-mique.
2.2.1 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisaille-ment:
- caracteristiques effectifs : (C, 0') pour les sols pulverulents (sables, gravier), les argiles surconsolidees et les marnes.
- caracteristiques apparentes : Cu, (0 u = 0), pour les argiles et limons satures.
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe d'un pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques. Dans ces conditions, les methodes de calcul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnement de 1'ouvrage.
Le dimensionnement definitif doit se faire au moins a partir des methodes de calcul basees sur les resultats des essais en place.
2.2.2 - Resistance de pointe Pieux ancres dans les
sols pulverulents (sable, gravier)
* q n l = q1 N < q, I" ' P i| '|il miix
* calcul de la profondcur critique DC :
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu, Tangle de frottement interne 0' du sol en place doit etre corrig6 selon les relations suivantes :
* pieu battu : 0 = 3/4 0' + 10°
* pieu fore : 0 = 0' - 3°
Le rapport DC / B (B : diametre du pieu) est donne a la fig. 3 en fonction de 0.
* calcul de q'p : voir fig. 2 (ANNEXE)
q'p = q'v siD < DC q'p = q'v (D =
DC) si D > DC
q'v : contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu.
q'v (D = DC) : Valeur de q'v calculee a la profondeur criti-que.
- Calcul de Nq:
- pieu battu : 0 = 0' 12 + 20° - pieu fore : 0 = 0' - 3°
Le facteur de portance N est deduit de la fig. 4 en fonc-tion de 0.
* Calcul de q
'pi max
-6-
q = 0.05 N tg 0' (MN / nr) "pi max q c
En particulier pour les pieux battus :
q = 10 a 15 ( MN / m2 ) dans le cas de sable siliceux ct P'maX 3 - 5 ( MN/m2) dans le cas de sable calcaire non cimente.
Pieux ancres dans I'argile :
* argiles, liraons satures (0 u = 0)
qp] = cn x N
avec : Nc = 9 pour D > DC = 4 B
C ' cohesion non drainee moyenne au niveau de la pointe du u '
pieu.
* argile surconsolidee, marne (C1 = 0, 0')
- a' x N < q pour D > DC = 4 B ~ ~ 4 F
- pieu hal tu : 0 - -V4 0' + 10" - pieu lord : 0 •- 0' -.1"
Lc rapporl Dc/B (B : diametre du pieu) est donni5e A la fig. 3 cn fonction de 0.
* Calcul de q'v voir fig. 2 (ANNEXE)
q'v : contrainte verticale effective due au poids des icravs pour D < DC. Pour D > DC, q'v demeure constantc el egale a la valeur calculee a la profondeur critique DC.
* Calcul de (3
* pieu battu ou fore : 0 = 0' le coefficient (3 est deduit de
la fig. 5 en fonction de 0' (ANNEXE)
* Calcul de qsl max (MN/m2) : voir tableau n° 1
Tableau n° 1
fore simple
fore boue
fore avec tubage recupere
fore avec tubage perdu
m6tal battu (tube ferme')
0.04 (a)
0.04 (a)
sable
-
ou
ou
0.04
0.08
0.08
0.08
0.08 (a)
0.08 (a)
gravier
-
ou
ou
0.08
0.12
0.12
0.12
Avec : q' : contrainte verticale effective due au poids des terres au
P niveau de la pointe du pieu : q'p = q'v (D = DC).
N : utiliser la procedure developpee dans le cas des sables.
2.2.3 - Resistance due au frottement lateral Pieux
ancres dans les sols pulverulents (sables, gravier).
*q s l = P q'v ^ qsimax
* calcul de la profondeur critique DC :
(a) : picux dc grandc longueur (L. > 30 m)
Pieux ancres dans I'argile
* Argiles, limons satures (0 u = 0)
a) Methode X (pieux de diametre B < 0.80 m) voir fig. 6
,qs l m o y = M<. + 2Cu )< qs l m a x K = f (longueur de pieu)
voir fig. n° 7 (ANNEXE)
1
q'v (z) dz : contrainte effective verticale moyenne
Cu (z) dz : cohesion non drainee moyenne
q , - voir tableau n° 2 ^sl max
b) Methode a :
Cu : cohesion non drainee
a : coefficient d'adhesion pour les pieux fores ou battus de diametre B < 0.80 m - voir fig. n° 8 (ANNEXE)
a : = o.4 (0.35 < a <0,60) pour les pieux fores de diametre B > 0.80 m
q , - voir tableau n° 2
c) Methode ft :
^ - 3 q ' v ^ tisl nmx _____ P- (1 -sin0')tg01(Vq'c/q'v .)
0' : angle de frottement effectif sur argilc remaniee q'c / q'v : rapport de surconsolidation q'c : pression de surconsolidation q'v : contrainte verticale effective q . - voir tableau n° 2 "si max
.* argile consolidee, marne (C1 = 0,0') - utiliser la methode
** Calcul de qslmax (MN / m2) - voir tableau n° 2
Tableau n° 2
pieu sS /^
sol
fore simple
fore boue
fore avec tubage recupere
fore avec tubage perdu
metal battu (tube ferme)
0.04
argile limon
0.04
0.04
0.08 (tube
0.04
0.04
non louvoye)
0.08
argile surconsolide
0.16
0.16
0.16
0.12
(argile)
0.16 marne
(marne)
2.2.4. - Charge limite d'un pieu ancre dans du rocher (Qsl = 0)
Q, = Q , = A q
^i ^i
Cu =
pieux de petit diametre (B < 0.80 m) 3. Eslhrfer la contrainte de cisaillement admissible be" Ion / roche x , = I /F
auin max s /2)
resistance en compression simple du rocher
Fs : facteur de securite (egal a 2 ou 3)
4. Estimer la longueur maximale (Lj) d'ancrage du pieu dans la roche L, = Q / (n b r . )
1 ^-s v admy
5. En supposant une valeur de longueur d'ancrage L2 < Lt, estimer la contrainte transmise en pointe du pieu par :
qumes. : resistance en compression simple mesuree en laboratoire
0 : angle de frottement effectif
La charge nominale Qn se deduit de Q: avec un facteur de securite legal au 3 moins. L'ancrage minimal dans la roche saine est fixee a 60 cm.
* pieux fores de gros diametre du pieu (B > 0.80 m):
1. Estimer le diametre du pieu B = V 16 Qs/rc. V
Qs : charge de service
f 'c : resistance en compression du beton a 28 jours
2. Estimer la contrainte de cisaillement beton / roche
tg 0br 7i)i tg br L2 -i ————————————— ——
1 - lib + (1 + HT) Eb/E J
Eb, p.b : module d'Young et coefficient de Poisson du beton Er, jiir : module d'Young et coefficient de Poisson de la roche 0 br : angle de frottement beton / roche q = 4 Q / n B2 " max ^-s
(N
6. Comparer q avec q adm de la roche ( = Si
q > qc adm, changer de valeur L ,.
15
comparer T a
qu : Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche.
8. Repeter les etapes 5 a 7 jusqu'a obtenir la longueur d'ancrage L2 tellequeq<qpadm.ett<Tadm.
* MI
% = N
"umes.
0
B
' adm'
CHAP1TRE 3
3 - Essais en place 3.1 - Penetrometre statique
Un sondage au penetrometre statique consiste a faire penetrer dans le sol, par verinage a vitesse constante, une pointe conique portee par un train de tiges et a mesurer, de maniere continue ou a intervalles determines, la resistance a la penetration du cone (qc).
•
Cette resistance est obtenue en divisant la force exercee sur le cone Qc (ou effort de pointe) par la surface Ac de la plus grande section droite de la pointe : qc = Qc / Ac (KN / m2)
Pour un pieu isole, la resistance en pointe et la resistance au frottement lateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante :
- Resistance de pointe :
* q = kc q "pi ^ce
* calcul de qce fig. n° 9 (ANNEXE)
qce : resistance de pointe e"quivalente du penetrometre
D + 1.5 B'
qc* (z) dz D - 0.5 B1
2B'
q * : resistance de pointe du penetrometre ecretee a 1.3 qcm
q_m : resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 0.5 B1) et D + 1.5 B1
D : profondeur de la pointe du pieu
B' = Bs iB > 1.0m et B' = 1.0 si < 1.0m
B : diametre du pieu
* calcul du facteur de portance kc :
1 f D
* encastrement equivalent : De = —— I qc (z) dz q J o ^ce
qc (z) : resistance de pointe du penetrometre mesuree a la pro-fondeur z.
Les valeurs de kc sont donnees pour un encastrement equivalent superieur a 1'ancrage critique (De > Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau n° 3.
Tableau n° 3.
pieu / sol
pieu fore
pieu battu
argiles limons
0.35
0.45
sable (*) q < 5 MN/m2 "ce
0.15
0.50
q^ > 15 MN/m2
0.15
0.40
q =•
- 14 -
(*) interpoler lineairemcnt pour 5 < q^ 1 5 MN/m2)
- Resistance due au frottement lateral
qs] = qc / a < q;
pression l imite (p() et module pressiomctrique -
Resistance de pointe :
qc : resistance moyenne de pointe sur 1'epaisseur de la couche traversee
* calcul de a et qsl max (MN/m2) voir tableau n° 4
Tableau n° 4
pieu / sol
fore
fore avec tubage recupere
metal battu (tube ferine)
a
100
100
100
argile
limons
"si max
0.04
0.04
0.04
a
250
250
300
sable
^slmax
0.08
0.08
0.08
3.2. - Pressiometre
L'essai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en place dans le terrain par battage ou dans un forage. L'essai permet d'obtenir une courbe contrainte-deformation d'ou Ton deduit les parametres pressiometriques suivantes :
1 f D + 1.5 B1
PIe*(z)dz
B' J D - 0.5 B' 2B'
plc: pression limite nette (PJ) ecretee a 1.5 ppmin
Pi*min: valeur minimale de p* entre D - 0.5 B1 et D + 1.5 B' avec
B' = si B > 1.0 m et B1 = 1.0 m si B < 1.0 m
PI* = PI - P0: Pression limite nette PJ :
Pression limite mesuree
po: contrainte totale horizontale due au poids des terres au meme niveau dans le sol avant essai:
Ko: coefficient de pression laterale des terres au repos
qvo : contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
uo: pression interstitielle au niveau du point de mesure
•si max
- calcul de ple, (fig. n° 10) ple» :
pression limite nette equivalente
- 16- 17-
calcul du facteur de portance k :
1 f D
* encastrement equivalent : De =——— pp (z) dz
Pie* J ° pourD >D =
5B,lesvaleursdek sont en fonction de la nature r e c p
du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau n°5).
Tableau n° 5 sol / pieu
pieu fore
. pieu battu
argile limon
,1-2
1.8
sable gravier
1.1
3.2 - 4.2 (*)
marne mare-calcaire
1.8
2.6
rocher altere
1.1 - 1.8(**)
1.8 - 3.2 (**)
(*) interpoler lineairement entre :
kp = 3.2 pour p j > 3 MN/m2 k|| = 4.2 pour p, < 1 MN/ m2
(**) choisir la valeur correspondant a la nature de sol la plus proche de celle de la roche alteree.
Pour 1.5 B < De < 5 B,
kp 0.8 +(kp* - 0.8) (Dc/B)
/ ( 1 0 -Dc / B ) kp* : valeur donnee dans le tableau
precedent. Resistance due au frottement lateral
- qsl : est donnee en fonction :tableau n° 6
- p,* pression limite nette mesuree dans la couche traversee
- nature de la couche de sol traversee
- type de pieu
Tableau n° 6
Pieu
fore simple
fore boue
fore avec tubage recupere
fore avec tubage perdu
metal battu (tube ferme)
argile limon
Cl ou C2 (a) ou C3(b)
Clou C2(a)
Cl ou C2(c)
Cl
Cl ou C2(d)
sable
-
CUe) ouC2
Cl(e). ouC2
Cl
C2
gravier
-
C2(e) ouC3
C2(e) ouC3
C2
C3
marnes marnes-calcaires 'tf
C4ou C5(a)
C4ou C5(a)
C4
C3
C4
rocher altere
C6
C6
-
-
C4 (si battage possible)
- 18 -
(a) : rainurage des parois du forage
(b) : rainurage des parois de forage (cas des argiles raides : p, > 1.5 MN/m2>.
(c) : forage a sec, tube non louvoye
(d)\- argiles raides (pj) > 1.5 MN/m2) (e) : pieux de grande longueur (L > 30m)
* Courbes (C) - fig. n° 11 (ANNEXE)
3.3. - Essai SPT (Standard Penetration Test)
L'essai SPT est un essai de penetration dynamique normalise qui consiste a faire penetrer dans le sol par battage un carottier fendu, porte par un train de tiges et a compter le nombrc de coups N necessaires pour obtenir un enfoncement de 30cm.
- Resistance de pointe
* a = K • N < a 4pl ^ ^1 - Hpimax
* calcul de Nj
Nj : nombre de coups corrige" pour une pression effective verti- calede 0.1 MN/m2. Nj = CnN; N : nombre de coups moyen
mesure au niveau de la pointe du
pieu (10 B au dessus et 4 B au dessous de la pointe du
pieu).
Cn : coefficient de correction fonction de q'v (voir fig. n° 12) q'v :
contrainte verticale effective au niveau du point de mesure.
* Calcul de K :
K. : factcur do portancc, fonction du type dc pieu (MN/m2)
- pieux battus dans les sables K = 0.040 D/B
- pieux fores dans les sables K = 0.0 13 D/B
- pieux battus dans sables <W = °>4 N (MN/m2)
- pieux fores dans sables
- Resistance due au frottement lateral
* qsl = a x N (MN/m2) < q^= 0.08 MN/m2
N : valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traverse e
* Calcul de a : Ce coefficient est fonction du type de pieu :
- pieux battus dans les sables a = 0.002
- pieux fores dans les sables a - 0.001
3.4 - Penetrometre dynamique
L'essai du penetration dynamique consiste a faire penetrer dans le sol par battage une pointe conique portee par un train de tiges et a compter le nombre de coups necessaires pour obtenir un enfoncement de 20 cm.
L'application de la formule de battage des Hollandais permet d'obtenir la resistance dynamique q pour des valeurs de q < 10 a 15 MN/m2).
- 2 1 - - 2 0 -
3.5 - Essai de battage
Determination de la charge limite d'un pieu battu a partir des formules de battage suivantes :
Wh
- formule des Hollandais : Qj
- formule de Crandall :
e + el I 2 W + W
- formule de 1'Engineering News Record modifiee :
E.H W + n2 W
e+ 0,254 W + W
W : poids du mouton W : poids du pieu et des accessoires
e : refus ou enfoncement (cm) moyen par coup mesure a partir de 1'enfoncement obtenu sur 3 volees de 10 coups
el : refus elastique ou raccourcissement du pieu
E : coefficient d'efficacite (mouton a simple ou double effet : 0.7 a 0.85, mouton diesel : 0.8 a 0.9, mouton en chute libre : 0.7 a 0.9)
n : coefficient de restitution (pieu en beton sans casque : 0.4 a 0.5, casque en bois pour pieu en acier : 0.3 a 0,4)
h : hauteur de chute du mouton
1 + w' / w
w : poids de mouton du penetrometre w' : poids des tiges et de 1'enclume du penetrometre h : hauteur de chute du mouton a : section droite de la pointe du penetrometre e : refus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cm/n) n : nombre de coups enregistres
La charge limite Ql d'un pieu battu se deduit par homothetie d£qd Ql = Ap qd, Ap : section droite du pieu. La charge nominale Q se deduit de Q, en appliquant un coefficient de securite Fs egai a 6.
L'utilisation de qd permet d'extrapoler a d'autres pieux d'un meme site les mesures obtenues sur un pieu d'essai soumis a un chargement statique.
- Remarque importante
II est recommande d'utiliser 1'une des methodes (SPT, penetrometre dynamique) en correlation avec les resultats obte-nus par les autres methodes decrites precedemment.
Par ailleurs, ces deux types d'essais doivent etre envisages comme moyens complementaires interessants et peu couteux pour :
- reperer les differentes couches d'un site. - extrapoler 1'identification des couches faite par sondages. - extrapoler les resultats obtenus a 1'aide d'autres essais
geotechniques, en particulier 1'essai de chargement statique. - estimer le niveau d'arret des pieux battus ou des
palplanches.
wh
ae
W
e W +
W
H : Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Qn se deduit de Qj en appliquant un coefficient de securite egal a 6 (formule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a 6 (formule ENR modifiee).
3.6 - Frottement negatif
Dans le cas ou les pieux traversent une couche de sol compressible, 1'effet d'un frottement negatif peut se produire si le sol tasse plus que le pieu. II en resulte pour le pieu une surcharge croissante Qn dirigee vers le has qui s'ajoute a la charge de service deja supportee par le pieu. Le tassement pro-gressif est du :
- a la consolidation de la couche elle-meme sous son propre poids
- a 1'effet d'une surcharge exterieure (remblais)
- a un rabattement de la nappe
- au battage des pieux a travers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective hori-zontale (Ko'v) agissant normalement a la surface du pieu croit avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxi-male a long terme.
Dans les combinaisons de charge, le frottement negatif Qsn ne s'ajoute pas aux charges de courte duree. Ces dernieres ne so.nt prises en compte que si elles sont superieures a Qsn. D'autres part, dans le calcul de la portance d'un pieu, le terme de frottement lateral (positif) ne doit pas etre pris en compte pour les couches de sol compressibles susceptibles d'etre soumi-ses a du frottement negatif.
A un nivcau donne z dans la couche compressible, la valeur du frottement negatif unitaire limitc est donnce par (fig. n° 13) :
Qsn = o'v x tg a = a'v (K tg 5)
Le frottement negatif total dans le remblai et la couche compressible est donne par :
D o'v (K tg 5) dz -H
c'h, o'v: contraintes effectives a long terme horizontale et verticale a 1'interface sol-pieu
K = V'v 8 : angle de frottement de contact sol-pieu H : hauteur du remblai D : hauteur de la couche compressible
* Calcul de K tg 8 voir tableau n° 1
Tableau n° 7 SOL / PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers (*) peu dense
moyen dense
tres dense
fore
0.15
0.20
-
-
-
fore tube
0.10
0.15
0.35
0.45
1.0
battu
0.20
0.30
I
I
i
-25 - -24-
(*) peu dense : qc < 2,5 MN/m2 ou p, < 0,25 MN/m2
moyen dense : 2,5 < qc < 10 MN/m2 ou
0,25 < p , < 1,0 MN/m2' tres dense : qc > 10 MN/m2 ou pl > 1,0 MN/m2
Commentaire :
Les methodes utilisees dans devaluation de la charge Qsn due au frottement negatif sont en general peu precises en rai-son de la complexite meme du phenomene.
La prise en compte de cette charge dans le calcul definitf des pieux peut conduire dans certains cas a des dimensions excessives de ces derniers.
En pare Us cas, il faut chercher plutot a reduire I'effet du frottemeni negatif en utilisant une gaine autour du pieu sur la hauteur ou peut se mobiliser ce phenomene. (Tube metallique epais, gaine de bidim bitumee, gaine de plastique ou de boue bentonitique). Ces conditions sont appliquees aux pieux moules dans le sol et leur efficacite est fonction de la qualite de I'execution.
Dans le cas de la gaine de bidim bitumee applicable aux sols fins, K tg& estpris egal a 0.05.
3.7. - TASSEMENT D'UN PIEU ISOLE
Le tassement d'un pieu isole sous les charges usuelles est en genera! faible et ne constitue pas un pararnetre de calcul determinant pour la plupart des structures.
I'.n elTcl, ('experience montre quc pour une charge Q < 0.7 (,) et pour des pieux dont la longueur varie entre 6 et 45 m et le diametre entre 0.30 m ct 1.50 in, on a :
- pieux fores : s - 0.006 B (avcc des valeurs extremes de 0.003 B a 0.010 B).
- pieux battus : s - 0.009 B (avec des valeurs extremes de 0.008 B a 0.012 B).
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsqu'un pieu vertical est sollicite par un effort horizontal Ho et/ou un moment Mo en tete, sa stabilite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lat«5rale du sol sur le fOt du pieu. En un point donne a la cote Z, la reaction du sol P est fonction du deplacement lateral Y du pieu. Si Ks est le module de reaction du sol :
K - P (KN/m)/y (m) (modelc de Winkler)
D'autre part : El d4y / dz4 - P = 0
Soit : El d4y / d z4 + K y - 0
Avec E, I module d'elasticite et moment d'incrtie de la section du pieu de diametre B et longueur D.
Par ailleurs,
M = El d2y / dz2, T = dM / dz, P = dT / dz Cas
des sables K = k z s s
Les equations de la deformee du pieu y (z) et du moment M (z) sont :
y (z) = Ay (Ho T3 /El) + By (M0 T
2 /El) M (z)
- Am (Hn . T) + Bm . Mn
1/5 Avec T = (EI/Ks) longueur de transfert
Ay, By, Am et Bm voir fig. n° 14 pour le cas des pieux longs (D/T > 5)
Cas des argiles : Ks # constant
y (z) - A'y (HR3 /El) + B'y (MoR2 /El)
M (z) - A'm (Ho. R) + B'm . Mo
1/4
Avec R = (EI/Ks) longueur de transfert
A'y, B'y, A'm, B'm, voir fig. n° 15 (ANNEXE)
CHAPITRE 4 -
GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe a prendre en compte concernant :
- la force portante sous charges axiales
- le tassement
- les reactions laterales du sol
- le frottement negatif
Le remaniement du sol du a la mise en place de 1'ensemble des pieux ainsi que 1'interaction pieu - sol en termes d'efforts et de deplacements entre les differents pieux d'un groupe font que le comportement du pieu d'un groupe est different de celui du pieu isole.
4.1. - Force portante sous charges axiales
L'effet de groupe dans le cas de pieux travailant essen-tiellement au frottement est represente par le coefficient d'effi-cacite Ce :
c =
Q : charge limite du groupe de n pieux
Qu : charge limite d'un pieu isole.
Remarque :
Get effet semble negligeable dans le cas de pieux tra-vaillant en pointe (Ce - 1).
Qi
4.1.1 - Groupe de pieux dans le sol coherent
(a) Cas d'un entraxe (s) superieur ou egal a 3B.
r 0.7 s/B = 3 I) Ce = | var. lin. 3
< s/B < 8 <• 1.0 s/B > 8
Sables Ifichcs :
* petit groupe de pieux courts
C =
I 1
\
-H
n/
m, n : nombre de lignes et de colonnes du
groupe. (b) Cas d'un entraxe (s) inferieur a 3 B.
Le groupe de pieux est assimile a une fondation massive fictive de perimetre (p) egal a celui du groupe et de longueur (L) egale a celle des pieux. La charge de pointe Q [ et le frottement lateral Qsl sur cette fondation fictive sont determines avec les methodes developpeespour lepieuisole.
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux valeurs : celle de la fondation massive fictive et n fois celle d'un pieu isole.
4.1.2 - Groupe de pieux dans un sol pulverulent
a) Cas d'un groupe de pieux verticaux, refoulant le sol a la mise en place, soumis a une charge centree.
1.5 s/B < 2 var. lin. 2 < s/B < 4 1.0 s/B > 4
groupe importants de pieux longs ou bien :
(2 Arctg (B/s) II) Ce =
71
m
s/B < 2 var. lin. 2 < s/B < 8 1.0
s/B > 8
3 < s/B < 6
s/B > 8
b) Cas des pieux fores
Ce = 2/3 a 3/4 pou s/B > 3 4.2. -
Tassement d'un groupe de pieux
4.2.1. - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au frottement dans 1'argile est assimile a une semelle fictive situee au 2/3 de la longueur des pieux supportant la charge Q appliquee au groupe de pieux augmentee de tout ou partie du frottement negatif sur les pieux.
La repartition des contraintes en profondeur est de 1 -i- 2 et le calcul du tassement se fait par :
2.0
C =
Sables denses :
0.7
1.0 C =
- la methode oedometrique (cas des argiles molles saturees) - la methode pressiometrique (cas des argiles raides sur-consolidees)
Dans le cas des sables, les tassements sont en general fai-bles et rapides.
Commentaire (1) :
Le tassement d'un groupe de pieux ancres dans les sables peut-etre estime de la fa9on suivante :
Sg (mm) - 0.9 q.I (Bg)1/2 /Nt avec q (KN/m2) = Q / BgLg
Nj - Ns t corrige (mesure ur une profondeur B a partir de la base des pieux)
B , L : largeur et longueur de la semelle fictive a laquelle est assimile le groupe de pieux
I = l - D / 8 B g > 0 . 5 D = longueur d'ancrage du pieu
Commentaire (2) :
Si le comportement du sol peut etre suppose elastique, la methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coefficient d'interaction a en termes de deplacement qui depend de :
- I'encastrement relatif des pieux (D/B)
- la rigidite relative pieu/sol (K = E /E ; E , E modules du pieu et du sol)
- du rapport B/s, s : entraxe des pieux
- de la longueur du pieu (L/B, L/D)
- du coefficient de poisson (\Ls) du sol
Par supperposition, on obtient un systeme de (n + 1) equa-tions et 2n inconnues (y., QJ5 respectivement tassement et charge du pieu i) qui est resolu dans deux cas :
1) QI ~ Q /n - charges identiques sur les pieux
2) y; - y• - semelle de liaison rigide
4.3. - Reaction laterale du sol
4.3.1. - Methode empirique
L'effet de groupe reduit la reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie d'un groupe par rapport a celle correspondant au pieu isole.
DAVISSON (1970) propose les valeurs suivantes a pren-dre en compte pour le module de reaction laterale reduit k's :
r 0.25 ks k's - \ var. lin.
[ ks
ks : coefficient de reaction du sol d'un pieu isole.
Commentaire (3) :
Si le comportement du sol peut etre suppose elastique, la methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac-tcurs d'interaction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay, ay').
Par supperposition des diffe rentes facteurs d'intr action, on peut rcsoudre les cas suivants :
s/B < 3 3<s/B < 8 s/B > 8
a) groupe libre en tete avec deplacement uniforme.
b) groupe libre en tete avec charge H et/ou moment M egal sur chaque pieu.
c) groupe encastre en tete avec deplacement uniforme.
4.4. - Frottement negatif pour un groupe de pieux
L'effet de groupe relatif au phenomena de frottement ne-gatif se traduit par le fait que la somme des efforts de frottement negatif sur un groupe de pieux est inferieure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela d'autant plus que les pieux du groupe sont rapproches.
La procedure a suivre pourrait etre :
I) Choisir le modele de la pile massive fictive.
II) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile due a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un calcul a long terme (Q'j ).
III) Evaluer la charge transmise par la pile massive :
En plus de la charge de service appliquee au groupe de pieux (Q), il faut ajouter les poids de la couche compressible et de toutes les couches sus-jacentes situees a 1'interieur du perimetre de la pile massive au dessus de la couche d'an-crage des pieux (Z W.)
Cette charge additionnelle (Z W.) ne doit pas depasser la resultante limite des forces de frottement sur les pieux.
IV) Calculer le facteur de securite : Fs - Q / (Q
qui peut etre pris inferieur a 2.0, si le tassemcnt du groupe de pieux est acceptable.
V) Evaluer le tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus le poids du remblai seul dans le cas d'un remblai recent.
(Q + Zwi)
VI) Si le groupe de pieux est liaisonne en tete par une infras-tructure rigide, il faut repartir uniformement le frotte-ment negatif total du groupe (£ W.) sur 1'ensemblc des pieux ef calculer le facteur de securite :
FS — Qu / (Q. + (E W.) / n) qui peut etre pris inferieur a 2.0 si le tassement du pieu isole est acceptable.
• QH : capacite portante limite d'un pieu isole a court terme
Q. : charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer le tassement d'un pieu isole avec la charge (Q +Iw.)/n).
4.5. - Repartition des efforts sur les pieux d'un groupe 4.5.1. - Position du probleme
Soit un groupe de pieux vcrticaux ct inclines, relies par une semelle rigide sur laquellc sont appliquccs les six (6) com-posantes des efforts (Qv, Q]K, Qhv, Mx, M^, MJ rapportees 11 LIM
repcrc Ox, y, z dont 1'originc co'i'ncide avec le baryccnlre des
+ X
traces des pieux au niveau de la base de la semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux d'inertie.
Le probleme consiste a calculer les efforts et les deplace-ments en tous points de I'axe de chaque pieu du groupe compte tenu :
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations.
- des effets de groupe.
- des conditions de liaison en tete et en pied des pieux.
La resolution de ce probleme necessite en general le re-cours a I'emploi de logiciel de calcul sur ordinateur.
4.5.2. - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications, on peut utiliser 1'une des deux solutions suivantes :
1) les charges laterales (efforts tranchant, moment) sont unifor-mement reparties sur les pieux, puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique.
2) les charges verticales et les charges laterales appliquees a la semelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe sous forme de charges axiales calculees avec les hypotheses sui-vantes :
- semelle de liaison infiniment rigide
- pieux articules en tetc
- pieux assimiles a des poteaux elastiques
- pieux articules en pied et reposant sur un sol indeforma-ble.
- Cas d'une fondation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans le plan vertical passant par I'axe principal d'inertie du groupe de pieux et dans chaque file, les pieux sont identiques et inclines de la meme fa9on. Une telle .fondation comporte.
- soit deux files de pieux verticaux si la resultante est verticale.
- soit trois files de pieux,dont une inclinee, si la resultante est inclinee.
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique.
* Cas d'une fondation hyperstatique
Dans le cas general d'un groupe de pieux quelconque, la charge d'un pieu est calculee a partir de sa deformation resultant du deplacement de la semelle et de son module. Par la suite, la somme des charges appliquees aux differents pieux doit etre egale a celle appliquee a la semelle.
Dans le cas ou les n pieux sont tous verticaux et identiques, (avec Qh = 0), on a :
Q M . x M . y ^ v y i x l
Q —————+ ————+ ————
X x2 I y.
ou : x., y. sont les coordonnees du pieu (i).
CHAPITRE 5 - JUSTIFICATION
D'UNE FONDATION SUR PIEUX
La justification d'une fondation sur pieux porte sur la veri-fication de :
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis a vis du sol.
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis a vis du materiau constitutif de la fondation.
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser au risque de nuire au bon comportement de la structure por-tee.
5.1. - Types d'action a considerer
Les actions a envisager dans la justification d'une fondation sur pieux sont :
5.1.1. - Actions permanentes G
- Poids propre de la fondation
- Fraction du poids propre de 1'ouvrage et de ses equipe-ments
- Efforts dus au retrait et au fluage
- Efforts du au poids et aux poussees des terres
* Aux etats limites ultimes, sous combinaisons fondamentales, il y a lieu de separer :
- Les actions defavorables : G max
- Les actions favorables : G mm
5.1.2. - Actions dues a I'eau Fw (poussee D'ARCHIMEDE) 5.1.3. - Frottement negatif Gn
5.1.4. - Actions variables Q
- Charges d'exploitation
- Charges dues aux effets climatiques : vent, neige . . .
II y a lieu de distinguer les actions variables de base Qt des actions variables d'accompagnement Qt (i > 1) dans les differen-tes combinaisons.
L'action de base Qt definies par les reglements, a une va-leur frequente egale a <J>t Qr
Les actions d'accompagnement Q. sont definies par leurs valeurs de combinaison Oo Q. et leur valeurs quasi-permanentes
* 2 Qr
5.1.5. - Actions Accidentelles F4 (seisme, choc, explosion)
5.2. - COMBINAISONS D'ACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons d'actions a envisager sont:
5.2.1. - Aux etats limites ultimes ELU : (mobilisation de la capacite portante du sol, resistance des matcriaux constitutifs de la fondation).
II y a lieu de distinguer deux types de combinaisons d'actions :
1°) - Combinaison fondamentales
1.35 Gmax + Gmm + 1.15 Fw + Max (1.35 G ; 1.50 Q, + I Q;) > i
2°) - Combinaison accidentelles G +
Fw + FA + Q,
5.2.2. - Aux etats limites de services ELS : (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibles, materiau constitutif vis a vis de la durabilite de la fondation, deplacement de la structure portee).
1° - Combinaisons quasi-permanentes G
+ Fw + Gn + I 0.77 Q,
- Combinaison rares
G + Fw + max (Gn, Q + I 0.77 Q.)
Combinaisons du 1° genre
(1) G + 1.2 Q + T (2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Qn correspondant a la colonne ELS (combinaisons quasi-permanentes) du tableau n° 8
Combinaisons du 2° genre
(3) G + 1.5 Q + 1.5 V + T
(4) G + Q + 1.75 V + T
Utiliser les valeurs de Qn correspondant a la colonne ELU (combinaisons fondamentales) du tableau n° 8
(5) G + Q + E
(6) 0.8 G ± E
Utiliser les valeurs de Qn correspondant a la colonne ELU (combinaisons accidentelles) du tableau n° 8
Avec : G : actions permanentes, Q : charges d'exploitation V : charges climatiques, T : retrait, E : seisme Qj : charge nominale du pieu
5.3. - Capacite portante vis a vis du sol
5.3.1. - Pieu isole
La charge nomina le Qn su r le p i eu depend de la combi-na ison d'actions consideree et du type d'essai uti l ise vo ir tab leau n" X.
REMARQUES :
Dans un calcul en contraintes admissibles, il y a lieu d'en-visager les combinaisons d'actions suivantes :
En compression :
Tableau n° 8 Combinaison d'action Type d'essai
E LU
ELS
comb, fond
comb, ace
comb, rares
;omb. quasi-perm
Essai de chargement statique
"Q, / 1,25
"Q./I.IO
Q"c
Qc/l,25
Essai de sol en place
Q, / 1,40
Q,/l,25
QC/UO
Qc/ 1,40
Essai de sol au la-boratoire
Q./3.0
Q,/2,5
Qc/2'2
Qc / 3'°
* Type de fondation travaillant a I'arrachement (exemple tirant d'ancrage) non coru'ernes par le present D. T. R.
A I'arrachement:
Combinaison d'action Type d'essai
E LU
ELS
comb, fond
comb, ace
comb, rares
;omb. quasi-perm
Essai de chargement statique
Qa/ 1,50
QS1 71,50
Q>°
*
Essai de sol en place
Qsl/l,50
QS1 71,50
Qc/3,o
*
Essai de sol au la-boratoire
<V2,0
Qsi/2,0
QC73,0
*
Qc : charge de fluage mesuree lors d'un essai de chargement de pieu
Qj : charge limite mesuree lors d'un essai de chargement de pieu
Qc : charge de fluage estimee (pieuxbattus Qc
1.5 1.5
Qsl QPL
pieux fores : Qc =—— + ———
1.5 2:5
Qj : charge limite (QL - Q l + Qsl) Determined sur la base des resultats des essais en place ou des essais du laboratoires.
Q j : .charge limite en pointe Qsl :
charge limite au frottement
5.3.2. - Groupe de pieux
1°) Pour chaque combinaison d'actions, on verifie pour un groupe de n pieux :
Qj < C\ n.
Q. : charge axiale sur le pieu (j)
Ce: coefficient d'efficacite Qn: charge nominale en compression pour un pieu isolc
+
2°) Pour chaque combinaison d'actions, on verifie la fondation massive fictive equivalents au groupe de pieux en lui appli-quant les regies decrites pour le pieu isole.
5.4. - Capacite portante vis a vis du material! constitutif de la fondation
La justification de la capacite portante vis a vis du mate-riau constitutif releve du calcul de structures selon les regle-ments correspondants en vigueur (beton arme, acier, ainsi que le DTR Travaux de fondation profondes).
CHAPITRE 6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
6.1. - Types de pieux
Le choix precis du type de pieux ne se fait pas au niveau de 1'etude. II esi souvent propose par 1'entreprise a partir de criteres tels que : le materiel dont elle dispose, le cout, les habitudes locales, les recommandations de 1'etude geotechnique (configuration du site, nature des sols, substratum, canalisations d'eau, agressivite des eaux et des terrains). II est recommande de choisir le meme type de pieux pour 1'ensemble de la fondation.
6.2. - Dimensions
6.2.1. - Diametre (B)
- les gros pieux fores (B > 0.80 m) sont reserves aux grands ouvrages.
- les pieux fores, non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diametre d'au moins 0.60 m. Les petits pieux battus
ou fore's ne sont adupte's qu'aitx ouvrages a reactions d'appuis modcstcs.
- le choix du diametre est l ie a Pimportance des efforts hori-zontaux a reprendre. Si ccs efforts sont faibles, les pieux dc faible diametre (B < 0.60 m) conviennent. Sinon, les pieux dc grand diametre (B > 0.80 m) verticaux travaillant en reaction laterale sont recommandes. Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambe-ment).
6.2.2. - Longueur (L)
La longueur des pieux depend :
- de 1'epaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frottement lateral suffisant dans le cas des pieux flottants en particulier.
- de la profondeur du substratum resistant et de 1'encastrement prevu dans le substratum dans le cas de pieux travaillant es-sentiellement en pointe.
6.3. - Disposition en plan des pieux d'un groupe
La disposition en plan des pieux doit permettre :
- d'assurer une repartition la plus homogene possible des charges axiales entre les differentes pieux.
- d'assurer le centrage du groupe de pieux sous les parties de la structure qui transmettent les sollicitations a la fondation.
L'entraxe minimal de deux pieux est de 2,5 B. 11 n'y a pas
-45 - - 4 4 -
d'entraxe maximal a respecter, il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qui conduit a une forte epaisseur de la semelle de liaison.
6.4. - Marche a suivre pour une etude de fondations profondes
Le dimensionnement d'une fondation sur pieux s'effectue de maniere iterative a partir d'un predimensionnement etabli de fa9on plus ou moins empirique jusqu'a 1'obtention d'une fondation capable de resister aux charges transmises par 1'ouvrage selon les etapes suivantes :
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges exterieures : Qv, Mx, My, Q^, Qhy (ces valeurs sont donnees pour les differents types d'actions a envisa.ger.
- Deplacements et rotations admissibles eventuels 5 , 8. ,
v max h max'
- Profit geotechnique
- Resultats des essais de sol (essai de chargement, essai de sol en place, essai en laboratoire).
2. - PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
- Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire
- Repartition des pieux du groupe
3. - ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
- Analyse de la stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les differentes combinaisons d'ac-tions
- Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits.
4. - REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5. - VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAI-SONS D'ACTIONS QUE LE DIMENSIONNEMENT DES PIEUX EST CONVENABLE
6. - MODIFIER LA COMPOSITION OU LA DISPOSITION DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRI-TERES ENVISAGES CI-DESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS.
Les problemes poses par le comportement des pieux sous differentes natures de charges sont complexes et il n'est pas possible de definir une methode simple et precise de dimensionnement d'une fondation sur pieux. Pour les ouvrages importants ou apparaissent des conditions de charge, de site, de configuration ou d'execution delicate, il est recommande de faire appel a un specialiste de fondation.
ANNEXE
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I'M
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Fig. : 5 Kcchor 'Ql'l
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_ 4- yi = y|.i + ysi yr,l : valour
fa ib lc I) : I'lclic
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Fig. : 1
Cu V P
Oi_s : 1, , 0
Sol
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., I f ' , l v = u Jq
Moth ode v ( z ) d Coudic \
-filsllllll X
Li Fig. : 6
Fig. : 2
O.M
cc.
0.251
Zoo <M o.l 0.3 o.4 0.5 (KN/m2)
Fig.: 11 Fig. : 7 Fig. : 8
0 wo zoo / f C/tt
W
4«o
0.1 a* 0.6 0.6 <-0 4.1 J.C i £
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"••>-•_ _ , «.
X ^ Ov a
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X
s,*' R : rcnibla.i ^i SI: sol ccnpresGiblc 52: substratum Cp - Q -i- Qn rrottcmcr, t negatif
sur pic
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< 1.1.
w
Fig. : 13
1
3 qCrn
"2 qCe qCm ,.: ?.
Defin i t ion de.ple
Def in i t ion dc qCe.
Fig. : 9 Fig.: 12
0 1
t.
2 I
3 4 5
-1 ^
^
s-S 'y.
"iC
"2
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(
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/
4
JO
. 0.2. O.-l O.C 0.8 1.0 1.2 0 0.2 0.4 O.C 0.3 1.0
Fig. : 14
REFERENCES:
1. - "Les fondations profondes" cours ENPC 1986 - 87 F. BOURGES, R. FRANK.
2. - Fondation Engineering Presses ENPC.
3. - Foundation Analysis and design JE BOWLES, MC GRAW-HILL A th ed
4. - Pile Foundation Analysis and design A.G. POULOS, EH DAVIS J. WILEY.
5. - Foundation Engineering for difficult subsoil conditions. (ZEEVAERT; VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6. - Principles of Foundation Engineering, B.M. DAS, Brooks/ Cole Engineering Division
7. - Fond. 72, SETRA.
5" /-I 0 I ' M
A'J.A; -i o r ,
J
Fig. : 15
TITRES DEJA PARUS
DOCUMENTS TECHNIQUES REGLEMENTAIRES
Regies Parasismiques Algeriennes - R.P.A. 88 (1989).
Charges permanentes et charges d'exploitation (1989)
Principes generaux pour verifier la securite des ouvrages (1989).
Regies d'execution des travaux de construction des ou vrages en beton arme (1991).
Regies d'execution des travaux de terrassement pour le batiment (1991).
Regies d'execution des travaux de fondations superficielles (1991).
Regies d'execution des travaux de construction des parois et murs en beton banche (1991).
Regies de conception et de calcul des parois et murs en beton banche (1991).
Regies de calcul des fondations superficielles (1992).
Denomination provisoires des sols et des roches.
Methodes de sondages et d'esais de sols.
Travaux de fondations protbndes.
Methodes de calcul des fondations profondes.
Regies de conception et de calcul des structures en beton Arme "C.B.A 93". (1994)
* Controle de qualite des ouvrages de Genie-Civil (1) (1989).
* Calcul pratique des structures metaliques (1).
* Alea sismique et microzonage "cas de 1'Algerie" (1991) (2)
* Evaluation et vulnerabilite du risque sismique, en Algerie (1991) (2)
* Recommandations techniques pour la reparation et le renforcement des ouvrages (1992).
* Catalogue des methodes de reparation et de renforcement. (1992)
* Risque sismique en Algerie. (1994)
* Comment se comporter en cas de seisme. (1994)
* Guide de construction parasismique des maisons individuelles et bailments assimiles. (1995)
a paraitre : Travaux de sondages et d'essais de sol (1995)
Regies de conception et de calcul des structures metalliques (1996);
Autres publications
D.T.R. - B.C. 2.48 D.T.R. - B.C. 2.2 D.T.R. - B.C. 2.1 D.T.R. - B.E. 2.1 D.T.R. - B.E. 1.2 D.T.R. - B.E. 1.31 D.T.R. - B.E. 2.2 D.T.R. - B.C. 2.42
D.T.R. - B.E. 1.1
D.T.R. - B.C. 2.43
D.T.R. - B.C. 2.33.1 D.T.R. - B.C. 2.31
D.T.R.
D.T.R.
D.T.R.
D.T.R.
B.C 2.32
B.E. 2.31
B.C. 2.33.2
B.C. 2.41
(1) Co-edition OPU/CGS
Photocomposition et Impression IMPRIMERIE SARRI
3, rue Moliarnert SAADOt'N R-BIAR (Alger) (Annee I'j'iSi
P.V. : H.T. : 93,46 D.A. T.V.A. 7% : 6,54 D.A.
rr.
ISBN: 9961-923-00-6
![DTR B[1].C.2.2](https://img.pdfslide.us/doc/110x75/557200e84979599169a051f2/dtr-b1c22.jpg)
