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méthode pratique de calcul d'un pieu isolé

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Text of méthode pratique de calcul d'un pieu isolé

  • mthode pratique de calcul d'un pieu isoldu pntromtre statique

    1 Introduction

    La littrature relative au calcul des pieux est particulire-ment vaste. La lecture des diverses publications ou destraits de mcanique des sols permet de runir une multi-tude d'lments fort intressants sur le comportement despieux ainsi que sur le pntromtre statique. Mais en finde compte bien des points restent mal dfinis ce qui con-duit parfois des divergences trs importantes tant auniveau des notes de calcul que des comparaisons avec lesessais de chargement.

    Alors qu'il existe des mthodes pratiques simples et relati-vement prcises pour dterminer par exemple la con-trainte admissible sur une semelle partir des caractris-tiques C et g ou les contraintes admissibles sur lessemelles et sur les pieux partir des essais pressiom-triques. Les bureaux de contrle ont constat qu'unemthode pratique de calcul d'un pieu isol base sur I'es-sai de pntration statique restait mettre au point.

    Dans le cadre d'une action de concertation technique per-manente de ces bureaux, une mthode a t labore parun groupe de travail qui comprenait outre l'auteur de cetexpos :

    - Messieurs Bergin et lsnard de Veritas- Monsieur Boucherie de Socotec- Monsieur Soria du C.E.P.

    ainsi que Messieurs D. Gouvenot de Soltanche et J. Hur-tado de Sols et Structures qui ont bien voulu S'associer notre travail et nous apporter une aide prcieuse.

    Des rgles pratiques pour I'interprtation des essais depntration statique en vue du calcul des pieux sont uti-lises depuis longtemps et il n'est pas possible de rappelerici l'ensemble de ces travaux; nous nous limiterons citerles noms de Begemann, de Beers, Dinesh Mohah, I'Hermi-nier, Sanglerat, Van der Veen.

    Dans le dossier Fond 72, les Laboratoires des Ponts etChausses ont prsent en se basant sur les travaux desauteurs qui viennent d'tre cits, des recommandationspour le calcul des pieux. C'est ce texte qui a t retenucomme base de dpart de nos travaux.

    REVUE FRANA|SE DE GEOTECHNTOUE NUMERO 10 55

    a

    a l'aide

    Les buts que nous avons poursuivis ont t au nombre detrois :

    - mettre au point une mthode simple et d'applicationaussi prcise que possible de faon rduire le facteurpersonnel ;- tenir compte du type de pieu et de son moded'excution pour valuer le frottement latral,- talonner la mthode et ajuster au mieux les coefficientsnumriques entrant en jeu.Nous allons successivement dcrire cette mthode, puiscommenter les talonnages qui ont pu tre faits partir de44 essais de chargement de pieux.

    2 Expos de la mthode

    2.1 Cas tudisNombre de couches dfinitionso Cas d'un sol homogne - Fig. 1 ao Cas d'un multicouche '.- Fig, 1 b

    - ll s'agit rellement d'un multicouche uniquement si lacontrainte verticale effective o" dy" aux couches sup-rieures est au moins gale 1-. 1OsPa.

    - H est la fiche totale du pieu ne pas confondre avec D

    - D est I'ancrage dans la couche porteuse

    2.2 Formules gnrales et notationsCharge nominale (charge admissible vis--vis de la rsis-tance du sol)

    par

    G. PhilipponnatChef de la Division Gotechnique du C.E.B.T.P.

    Confrence prononce devant le Comit Franais de Mcanique des Sols le 19 mars 1979

    AFormule gnrale

    ' O* :

    ,*of

    Qo*

    (1)

    avec :

    qp

    of

    - aire de la section droite du pieu_ rsistance de pointe la rupture

    - frottement latral mobilisable le long du ft la ruptureFrr - coefficient de scurit sur le terme de pointeF ^ - coefficient de scurit sur le terme desz frottement latral

  • muticouche

    Cos d un multicouche

    B

    f-lb icouche

    Fig. I Dfinition du sol : sol homogne et multicouches

    2.3 Dtermination de la rsistance limite du sol q,

    Formule gnrale

    Pour une couche d'ancrage donne, on crira:

    9r: oo9.

    avec :Q.: rsistance unitaire de pointe au pntromtre sta-

    tique dans la couche d'ancrageLe coefficient ,p relie la rsistance de pointe limite du pieu

    la rsistance au pntromtre statique. Les valeurs de ooque nous donnons dans le tableau A ont t tablies parcomparaison avec des essais de chargement rels.Remarques.'- Ces valeurs sont sensiblement plus faiblesque celles donnes par d'autres auteurs, cependant, lecoefficient de scurit que nous prconisons Fr., tant de 2

    au lieu de 3, les contraintes admissibles en pointe ne sontque peu modifies.

    - Les diffrences de rsistances de pointe entre pieu etpntromtre ont souvent t attribues un < effetd'chelle >. En fait, les rsultats ne font pas apparatred'cart entre pieux de diamtres trs diffrents, commed'ailleurs l'avaient dj montr les essais de Saint-Rmy-Ls-Chevreuses. En fait, la diffrence rside bien entrepieux et pntromtres et pourrait tre due la vitessed'enfoncement. Cette vitesse est de 2 cmls pour les pn-tromtres et sera par exemple de 1O cm en 24 h pour unpieu d'essai, soit de 1 O-4 cm/s. Les caractristiques mca-niques des sols, comme on le sait, dpendent fortement dela vitesse d'application des charges. En ce qui concerne, lecas particulier des graves, I'effet d'chelle vient probable-ment se superposer ce phenomne.

    Cos d'un sol horn

    A

    PEfu,h,

    t

    ogene

    Valeur des coefficients de scuritEn gnral, les coefficients de scurit adopts sont :

    Rsistance de pointe : F.r, : 3

    Frottement latral : F,z: 2Ces coefficients ne sont pas homognes entre eux nl avecle coefficient de scurit pris pour interprter un essai dechargement (1 ). Le dpouillement que nous avons fait d'uncertain nombre d'essais de chargement montre que lesformules actuelles permettant de calculer la rsistancelimite de pointe des pieux partir du pntromtre sta-tique conduisent des rsultats trop optimistes.Ces formules ont donc t rajustes en tenant compte decette remarque:

    avec les formules que nous proposons et uniquement aveccelles-ci on pourra adopter : Fr,, : Fr2 - 2Contrainte admissible (vis--vis de la charge nominale)

    oNqa

    Frottement latral global

    avecof-

    primtre du pieufrottement unitaire mobilisable dans lacouche i

    paisseur de la couche i

    (1) En gnral, la charge nominale est dduite de la charge de ruptureobtenue au cours d'un essai de pieu en appliquant un coefficient de scu-rit de deux. L'interprtation base sur la valeur de la charge de fluagequi a tendance a se dvelopper actuellement n'a pu tre teste faute dedonnes suffisantes.

    REVUE FRANA|SE DE GEOTECHNTOUE NUMERO 10

    (2)

    (3):

    p

    ful

    h.I

    (41

    56

  • Nature du sol

    Argile et craie

    Sable

    Tableau AVALEURS de oo

    - Dtermination de e rdans un sol htrogne (fig. 2)Lorsque le sol est htrogne, la rsistance de pointe d'unpieu de gros diamtre B est influence par une certainehauteur de sol ( a D au-dessus de la pointe et ( c ) endessous.

    Les variations de rsistances enregistres par le pntro-mtre sont < lamines >.

    On remplacera alors e. par q" dans la formule (4).

    La valeur de q'c est dtermine en prenant la moyennearithmtique des rsistances de pointe au pntroptresur les hauteurs ( a D et ( c ).Soit le". la rsistance moyenne sur la hauteur ( a )

    er" la rsistance moyenne sur la hauteur ( c Don pose :

    Q,.:&* (5)

    Cette mthode est due Van der Veen.

    Les valeurs attribues aux longueurs ( a > et ( c ) varientselon les auteurs. Van der Veen prconise d'adopter a - B,c - 3,75 B. Pour notre part, nous avons pris a - c - 38.Cependant, lorsque les valeurs de q^ sont trs disperses, ilJaut procder un examen critique de la rsistanceobtenue par la formule 5. En particulier, les'pointes tropmarques du diagramme de pntration doivent tre li-mines, de mme si e.. ) e"c, il est prudent de prendreQ.r: Q..

    Garde minimum sous la pointe des pieux:

    Lorsque la couche d'ancrage repose sur une couche molle,il convient d'assurer une garde minimum de quatre dia-mtres sans toutefois descendre en dessous de 3 mtrespar rapport une couche molle sous-jacente, ceci, fldehors de toute considration sur I'effet des groupes depieux.

    Dans certains cas particuliers (micropieux par exemple),cette rgle.pourra tre transgresse mais moyennant unereconnaissance dtaille pour s'assurer de l'paisseur dela couche porteuse.

    2.4 Dtermination de la profondeur d'ancragecritique D

    c

    Etant donn la diffrence d'chelle entre les diamtres despntromtres statiques et des pieux courants, il est diffi-cile de passer de l'un l'autre pour dterminer la profon-deur d'ancrage critique.

    La mthode propose est base sur |es critres suivants :

    Condition 1 : La profondeur minimale d'ancrage que nousappellerons Dmin est donne par la plus grande desvaleurs suivantes:

    - monocouche : 3,OO m ou 6 diamtres- multicouche : 1,50 m ou 3 diamtres

    Fig. 2 Pondration de la rsistance de pointe dans un solhtrogne

    En effet, dans le cas d'un monocouche, si les conditionsci-dessus ne sont pas respectes, il ne s'agit plus d'unefondation profonde mais superficielle ou semi-profonde.Dans le cas d'un multicouche, cette condition est souhai-table pour tenir compte de I'imprcision qui rgne sur leslimites entre couches et des carts possibles entre lescotes relles d'arrt des pieux et les cotes thoriques.Cette rgle n'est videmment pas valable pour les pieuxs'appuya nt su r u n rocher f ra nc.Condition 2: La profondeur d'ancrage ncessaire pourrnobiliser es est donne par la formule de Foray et Puechpour les sols angle de frottement interne lev. Pour"lessols comportement cohrent, la condition l estsuffisa nte.

    Cette formule s'crit :

    D.:25\fi*At10

    avec e, en M Pa, B et D. en cm

    Dans la pratique, on pourra adopterd'ancrage critique:

    oDmin pour les sols argileux (condition

    comme profondeur

    1)

    (6)

    oPour les sols sableux, la profondeur donne par I'abaquede la fig . 4 qui tient

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