Renforcement des sols par colonnes ballastées cas d’étude : station d’épuration de Beni-Messous

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Date

2013-06-15

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Université Mouloud Mammeri Tizi Ouzou

Abstract

Les travaux classiques de fondations sont réalisés sur des sols en place de bonne compacité, Ce sont généralement des fondations superficielles simples, réalisées par des entreprises de gros oeuvre, Lorsque le sol en place n’est pas de bonne compacité, il est nécessaire d’avoir recours aux travaux spéciaux de fondations. On peut distinguer trois grandes catégories de travaux spéciaux :  Les fondations, qui peuvent être :  Profondes (les pieux forés ou battus par exemple)  Semi‐profondes (les puits bétonnés de faible profondeur)  Le renforcement de sol, qui peut être de deux types :  Inclusions rigides (inclusion INSER® par exemple)  Inclusions souples (colonnes ballastées par exemple)  L’amélioration de sol  Vibro‐compactage  Compactage dynamique L’intérêt principal du renforcement et de l’amélioration de sol est la possibilité, après réalisation, de mettre en place une fondation superficielle supportant les structures du bâtiment. Le coût rapporté aux fondations est alors diminué par rapport à des fondations profondes ou semi profondes. C’est donc souvent une alternative financièrement intéressante. 2) Les tassements calculés par le logiciel plaxis pour les colonnes ballastées sont admissible, donc les colonnes ballastées assurent la stabilité de l’ouvrage, ainsi que les tassements calcules pour les pieux avec foxta sont tres petits, le nombre total des colonnes ballastées pour la station d’épuration est 3109 colonne, par contre le nombre total des pieux est 1410 pieux, Le rapport des colonnes sur les pieux est de 2,5 3) Avantages de renforcement de sol par colonne ballastée : La colonne ballastée est réalisée par la pénétration d’un vibreur « torpille » du type Keller ou équivalent par refoulement latéral du sol lâche à l’aide d’un fluide de lançage (air ou eau) afin de compacter le ballast. Les vibrations entrainent une liquéfaction du sol et par conséquence la dissipation des surpressions interstitielles s’effectue et engendre la densification, donc il s’agit d’un réarrangement des grains de sol dans un état plus compact. Les colonnes ballastées permet aussi de lutter contre la liquéfaction des sols, grâce aux propriétés drainantes des matériaux constitutifs de la colonne ballastée, argument souvent avancé lors de construction en zone sismique, en effet, la diminution très rapide des pressions interstitielle (effet drainant des matériaux constitutifs de la colonne) auteur de la colonne crée un « effet filtre » qui conserve l’étreinte latérale du sol et donc maintient sa capacité portante. Les colonnes ballastées descendues jusqu’au toit du substratum compact donc moins profondes que les pieux, permettent la réalisation de fondation superficielles pour une structure plus légère, et la mise en place d’un dallage sur terre plein. Elles conduisent ainsi à l’augmentation de la capacité portante du sol et sa diminution de compressibilité. Par ailleurs, la souplesse des colonnes permet la reprise des efforts horizontaux et des moments par la semelle comme sur un sol normal.les colonnes ballastées se comportent donc comme des rotules plastiques lorsqu’elles sont soumises aux efforts horizontaux résultants d’ondes sismiques. D’autre part, en cas de présence d’efforts horizontaux, la résistance au cisaillement du complexe sol/colonne ballastée est plus élevée que celle d’un sol vierge de tout traitement, puisque l’angle de frottement de la colonne est supérieur à celui du sol .aussi, la mobilisation du frottement entre le ballaste (faisant intervenir le paramètre d’angle de frottement de la colonne) et la semelle offre une résistance au cisaillement supplémentaire. Contrairement aux inclusions rigides, une des caractéristiques propres à la colonne est la suppression du phénomène de points durs sous le dallage (absence de moment complémentaire à reprendre dans le dallage), de par la rigidité de la colonne proche de celle du sol encaissant. Les deux critères, prix et rapidité qui déterminant le choix de ce procédé sur ce chantier. Autres avantages :  Rendements d’exécution rapides (entre 150 et 200 mètres linéaires par poste) et non soumis aux risques d’intempéries (pas de béton).  Chantier propre (pas d’extraction de terres ni de remontées de béton).  Pas de recépage ni de temps d’attente avant l’intervention du gros oeuvre.  Le matériau d’apport arrive directement à l’orifice de sortie, garantissant une parfaite continuité de la colonne.  Le compactage se fait en une seule passe.  Les vibreurs sont guidés le long d’un mât, garantissant une parfaite verticalité, et peuvent mobiliser un effort de poussée supérieur à 250 kN.  L’enregistrement des paramètres est imprimé en temps réel pour chaque colonne.  Economie : en comparent avec les fondations profondes, les colonnes ballastées représente une solution moins coûteuse ;  Environnement : Pas de nuisances sonres ou vibrations en comparant avec d'autres procédés d'amélioration de sol ;  Pollution : Introduction de matériaux graveleux propres à l'exclusion de tous autres.  Participation dans la portance du sol en plus du serrage du sol entre colonnes ;  Elimination du risque de liquéfaction à l'aide du caractère drainant qui permet de légère, et la mise en place d’un dallage sur terre plein. Elles conduisent ainsi à l’augmentation de la capacité portante du sol et sa diminution de compressibilité. Par ailleurs, la souplesse des colonnes permet la reprise des efforts horizontaux et des moments par la semelle comme sur un sol normal.les colonnes ballastées se comportent donc comme des rotules plastiques lorsqu’elles sont soumises aux efforts horizontaux résultants d’ondes sismiques. D’autre part, en cas de présence d’efforts horizontaux, la résistance au cisaillement du complexe sol/colonne ballastée est plus élevée que celle d’un sol vierge de tout traitement, puisque l’angle de frottement de la colonne est supérieur à celui du sol .aussi, la mobilisation du frottement entre le ballaste (faisant intervenir le paramètre d’angle de frottement de la colonne) et la semelle offre une résistance au cisaillement supplémentaire. Contrairement aux inclusions rigides, une des caractéristiques propres à la colonne est la suppression du phénomène de points durs sous le dallage (absence de moment complémentaire à reprendre dans le dallage), de par la rigidité de la colonne proche de celle du sol encaissant. Les deux critères, prix et rapidité qui déterminant le choix de ce procédé sur ce chantier. Autres avantages :  Rendements d’exécution rapides (entre 150 et 200 mètres linéaires par poste) et non soumis aux risques d’intempéries (pas de béton).  Chantier propre (pas d’extraction de terres ni de remontées de béton).  Pas de recépage ni de temps d’attente avant l’intervention du gros oeuvre.  Le matériau d’apport arrive directement à l’orifice de sortie, garantissant une parfaite continuité de la colonne.  Le compactage se fait en une seule passe.  Les vibreurs sont guidés le long d’un mât, garantissant une parfaite verticalité, et peuvent mobiliser un effort de poussée supérieur à 250 kN.  L’enregistrement des paramètres est imprimé en temps réel pour chaque colonne.  Economie : en comparent avec les fondations profondes, les colonnes ballastées représente une solution moins coûteuse ;  Environnement : Pas de nuisances sonres ou vibrations en comparant avec d'autres procédés d'amélioration de sol ;  Pollution : Introduction de matériaux graveleux propres à l'exclusion de tous autres.  Participation dans la portance du sol en plus du serrage du sol entre colonnes ;  Elimination du risque de liquéfaction à l'aide du caractère drainant qui permet de légère, et la mise en place d’un dallage sur terre plein. Elles conduisent ainsi à l’augmentation de la capacité portante du sol et sa diminution de compressibilité. Par ailleurs, la souplesse des colonnes permet la reprise des efforts horizontaux et des moments par la semelle comme sur un sol normal.les colonnes ballastées se comportent donc comme des rotules plastiques lorsqu’elles sont soumises aux efforts horizontaux résultants d’ondes sismiques. D’autre part, en cas de présence d’efforts horizontaux, la résistance au cisaillement du complexe sol/colonne ballastée est plus élevée que celle d’un sol vierge de tout traitement, puisque l’angle de frottement de la colonne est supérieur à celui du sol .aussi, la mobilisation du frottement entre le ballaste (faisant intervenir le paramètre d’angle de frottement de la colonne) et la semelle offre une résistance au cisaillement supplémentaire. Contrairement aux inclusions rigides, une des caractéristiques propres à la colonne est la suppression du phénomène de points durs sous le dallage (absence de moment complémentaire à reprendre dans le dallage), de par la rigidité de la colonne proche de celle du sol encaissant. Les deux critères, prix et rapidité qui déterminant le choix de ce procédé sur ce chantier. Autres avantages :  Rendements d’exécution rapides (entre 150 et 200 mètres linéaires par poste) et non soumis aux risques d’intempéries (pas de béton).  Chantier propre (pas d’extraction de terres ni de remontées de béton).  Pas de recépage ni de temps d’attente avant l’intervention du gros oeuvre.  Le matériau d’apport arrive directement à l’orifice de sortie, garantissant une parfaite continuité de la colonne.  Le compactage se fait en une seule passe.  Les vibreurs sont guidés le long d’un mât, garantissant une parfaite verticalité, et peuvent mobiliser un effort de poussée supérieur à 250 kN.  L’enregistrement des paramètres est imprimé en temps réel pour chaque colonne.  Economie : en comparent avec les fondations profondes, les colonnes ballastées représente une solution moins coûteuse ;  Environnement : Pas de nuisances sonres ou vibrations en comparant avec d'autres procédés d'amélioration de sol ;  Pollution : Introduction de matériaux graveleux propres à l'exclusion de tous autres.  Participation dans la portance du sol en plus du serrage du sol entre colonnes ;  Elimination du risque de liquéfaction à l'aide du caractère drainant qui permet de dissiper les surpressions interstitielles.

Description

123 f. ill.;30 cm. (CD-Rom)

Keywords

Sol : renforcement, Colonne ballastée

Citation

Geotechnique