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www.setra.developpement-durable.gouv.fr
Le Pont Ouvrages de soutènement Jérôme Saliba Frédéric Rocher-Lacoste (Cerema)
Service d’études sur les transports, les routes et leurs aménagements
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2 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013
Typologie
Fonctionnement Pathologie
Sommaire
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3 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013
Typologie
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4 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013
Typologie
PRINCIPALES FAMILLES D’OUVRAGES
Les murs poids
Les murs en béton armé
Les rideaux et parois
Les massifs en remblai renforcé
Les massifs cloués
Les voiles et poutres ancrés
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Typologie
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Murs poids
La stabilité de l’ouvrage est assurée par son poids
La portance du sol peut conditionner la rigidité de l’ouvrage
largeur de fondation > hauteur soutenue / 3
ouvrages fréquemment en déblai
ouvrages plus ou moins « perméables » (gabions -> béton non armé)
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Murs poids
: pierres sèches ou jointoyées
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murs en béton non armé…
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… empilements d’éléments
préfabriqués en b.a., murs caissons…
gabions…
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Murs béton armé
la stabilité de l’ouvrage est assurée par
la largeur de fondation
largeur de fondation 0,3 à 0,6 H
ouvrages préfabriqués ou construits en place
drainage quasi obligatoire
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Murs béton armé
murs en Té renversé
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Sols renforcés
remblais renforcés ≠ massifs de sols cloués (sol naturel)
comportement de fondation de type mur poids
stabilité assurée par renforcements (stabilité mixte)
L # 0,6 à 0,8xH (remblais renforcés)
L # 0,5 à 1,0xH (massif de sol cloué)
Drainage
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Remblais renforcés
Terre armée
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Remblais renforcés
Terre armée
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Remblais renforcés
Renforcement par armatures
géosynthétiques
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Remblais renforcés
Renforcement par nappes
géosynthétiques
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Massifs en sol cloué
Sol en place renforcé par clouage
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Écrans
Rideaux de palplanches métalliques
Parois moulées ou préfabriquées
Parois composites (berlinoises …)
Stabilité assurée par butée (fiche)
Ecran autostable : fiche # hauteur libre (sans eau)
Ouvrages « imperméables » (hypothèse dimensionnement)
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Écrans : rideaux de palplanches
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Écrans : parois moulées
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Écrans : parois composites
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Voiles / poutres ancrés
Pas de fiche ni semelle de fondation
Stabilité assurée par ancrage
Ouvrages « imperméables » (hypothèse dimensionnement)
≠ Voiles par passe
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Voiles ancrés
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Fonctionnement
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Fonctionnement
MODES DE RUPTURE Ruptures géotechniques stabilité générale ; stabilité externe (poinçonnement, renversement, glissement) ; défaut de butée ; arrachement ancrage ou renforcements
Ruptures structurelles béton armé - acier ; ancrage ; renforcements ; stabilité externe des éléments empilés ; parement
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Stabilité générale Évaluation de la zone d’influence géotechnique (ZIG)
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Stabilité des murs de soutènement
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Stabilité des ouvrages en sol renforcé Stabilité mixte
Insuffisance résistance
d’interraction sol/renforcement
Résistance parement ou éléments de liaison
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Stabilité des écrans Défaut de butée Rupture d’un appui
Écran autostable
Écran ancré ( buton ou tirant)
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Résistance structurelle ⇒ béton armé / acier (murs, écrans)
⇒ ancrages (butons, tirants, clous)
⇒ stabilité externe des élements empilés (poinçonnement, glissement, renversement)
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Pathologies
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Pathologies
PRINCIPALES MANIFESTATIONS
mouvements d’ensemble consécutifs à un défaut de stabilité générale ou mixte déplacements, tassements et déformations
de tout ou partie de l’ouvrage dégradation du sol d’appui de l’ouvrage par affouillement ou érosion dégradation et altération des matériaux constitutifs
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Pathologies
DIFFERENTES TECHNIQUES
Murs BA, murs poids, contreforts Terrassement : remblai, auto compactant, remblai léger Drainage : drains subhorizontaux, tranchées drainantes… Renforcement de sols : injections, jet grouting, inclusions
Renforcement fondations : semelles, pieux, micropieux Tirants d’ancrage Clouage Rideaux Maçonnerie neuve et régénération
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Pathologies
PRINCIPES 1. Amélioration de la stabilité générale
2. Résolution des problèmes liés à l’eau
3. Diminution des actions de poussée
4. Renforcement du sol de fondation
5. Reconstitution de la structure
6. Réalisation d’une nouvelle structure
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Pathologies
1. Amélioration de la stabilité générale
⇒ terrassement ⇒ drainage
⇒ tirants (# passifs) ⇒ clouage
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Pathologies
PRINCIPES 2. Gestion des eaux
⇒ drainage
⇒ barbacanes ⇒ assainissement plate-forme
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Pathologies
PRINCIPES 3. Diminution de la poussée
⇒ remblai allégé
⇒ drainage ⇒ remblai renforcé ⇒ injection sol soutenu
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Pathologies
PRINCIPES 4. Renforcement sol support
⇒ micropieux, pieux
⇒ traitement de sol (inclusions rigides, injection, jet)
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Pathologies
PRINCIPES 5. Reconstruction de la structure
⇒ injection de régénération
⇒ rejointoiement ⇒ remplacement tirants passifs
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Pathologies
PRINCIPES 6. Construction nouvelles structures
⇒ remblai
⇒ mur en béton armé, gabions ⇒ contreforts (contre-mur) ⇒ tirants/clous et structure de répartition (longrine, voile BA)
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41 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013
Pathologies : exemples
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Pathologies : exemples
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43 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013
Pathologie : exemple stabilité d’ensemble
rupture d’un tirant précontraint consécutive à une surtension due aux mouvements d’un versant instable
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Pathologie : exemple mur T.A.
Contexte : Effondrement mur T.A à l’entrée de la ville (voie « structurante ») => urgence (étude et CCTP < 15j)
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Pathologie : exemple mur T.A.
Diagnostic : Ø armatures de 3mm en acier galvanisé doux Ø corrosion des armatures au contact des écailles Projet Ø confortement des écailles existantes par clouage Ø confortement de l’arrachement par béton projeté puis clouage Ø mise en œuvre plaques spécifiques
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46 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013
Pathologie : exemple mur T.A.
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Pathologie : difficulté du diagnostic
Contexte : Ø déformations sur chaussée ; fissuration ouverte de qq cm avec décalage vertical.
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Pathologie : difficulté du diagnostic
=>Projet de confortement massif (contreforts) et bien exécuté Après réparation, réapparition de fissures sur chaussée. => Instrumentation qui confirme une légère évolution des fissures Pluie cévenole : précipitations 364mm en 13h = facteur déclenchant la ruine du mur réparé
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Pathologie : difficulté du diagnostic
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Pathologie : difficulté du diagnostic Mauvais diagnostic, défaut de prise en compte de la ZIG du mur inférieur Les flaches sur chaussée liées à la zone d’influence géotechnique du mur inférieur Le projet de réparation initial : contrefort de 50 centimètres d’épaisseur moyenne. Ce projet s’est soldé par un chargement du mur inférieur de l’ordre de 4 à 5 tonnes par mètre linéaire Le projet de réparation a précipité la ruine du mur inférieur
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Pathologie : difficulté du diagnostic
petit projet ≠ étude légère
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52 Colloque Le Pont Toulouse le 9 octobre 2013
Conclusion
Les ouvrages de soutènement sont des « objets » éminemment géotechniques.
⇒ Ne pas se lancer dans un diagnostic de soutènement sans être accompagné d’une analyse géotechnique
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Pour Mémoire Document de référence : Les ouvrages de soutènements – Guide de conception générale -
Sétra (1998) Normes de justification :
NF P 94-281 : Murs de soutènement (2014) NF P 94-282 : Écrans (2009) NF P 94-270 : Sols renforcés (2009)
MERCI DE VOTRE ATTENTION