Transcript 1-2) Les pressions limites nettes pl

V
Les essais in situ
et le calcul des
Fondations Superficielles
Selon le DTU 13-12
1) L’essai pressiométrique MENARD
L'essai pressiométrique consiste à dilater radialement dans le sol une
sonde cylindrique.
Cet essai peut être réalisé dans tous les types de sols saturés ou non.
Les essais sont généralement effectués tous les mètres.
Contrôleur Pression-Volume
Sonde
Volume lu V
Principe
de l’essai
eau
cellule
Pression appliquée p
gaz
Relation pression-volume
Volume
Pression limite
Phase pseudo
élastique
pression
1-1) Caractéristiques de l’essai pressiométrique
Pour le calcul des fondations, l’essai pressiométrique permet
d'obtenir :
Le module pressiométrique EM pour le calcul des tassements
(ELS)
La pression limite Pl, pour l’étude des fondations à la rupture
La pression de fluage Pf
1-2) Les pressions limites nettes pl*
pl* = pl – p0
contrainte horizontale totale
avant l’essai
pression limite
mesurée
p0 = K0.(svo - u) + u
K0 : coeff. des terres au
repos ( souvent 0,5)
svo contrainte verticale totale
au niveau de l’essai
u: pression interstitielle
svo
u
u
p0
u
1-3) contrainte de rupture q’u
q’u = kp.ple*.id + q’0
q’0 : contrainte verticale effective du sol au
niveau de la base de la fondation
ple* = pression limite nette équivalente
kp : coefficient de portance
id : coefficient lié à l’inclinaison d de la
résultante
q’0
q’0
ple* = pression limite nette équivalente
pl *
D
B
n
ple* 
1,5B
z
 pli *
i
n
Détermination de Kp
Détermination de id
2) L’essai au pénétromètre statique
qu = id . Kc . qce + q’0
qce : résistance de pointe équivalente
id = idem essai pressiométrique
kc = facteur de portance fonction des dimensions de la fondation et
de la nature des sols (voir abaque)
N.B. : dans le cas de charges excentrées on remplace B
par B’ = B – 2e
• Calculs de la résistance de pointe équivalente qce
qcm : valeur moyenne des qc
qcm
mesurées sur une profondeur
de 1.5xB en dessous de la
fondation
qc
1.3xqcm
1.5xB
qcc : résistances nettes
déduites des qc mesurées en
écrêtant les valeurs de qc
supérieures à 1.3 fois qcm
qce : valeur moyenne des qcc
qce
qcc
Facteur de portance Kc
3) Justification de la portance à l’ELU
q ' ref 
1
2
q'u
4) Évaluation des tassements
Les combinaisons d’actions à considérer sont celles
de l’état limite de service (ELS)
Les règles ci-après ne s’appliquent que pour l’évaluation
du tassement d’une fondation isolée :
- à partir des essais de laboratoire (oedomètre)
- à partir des essais pressiométriques
4-1 Evaluation à partir des essais de laboratoire
( voir module GEOT 1)
Le tassement final est la somme de deux termes Si et Sc
• Si = tassement initial généralement négligé
• Sc = tassement de consolidation
• Paramètres mesurés en laboratoire (oedomètre)
eo : indice des vides initial
Cc : indice de compression
s’pc : contrainte de consolidation
• Calcul des contraintes
Le sol sous la fondation est décomposée
en couches d’épaisseur zi.
Les contraintes s’zi engendrées par
le poids des terres et la charge de la
fondation sont calculées au milieu de
chaque couche.
s’zi
zi
• Calcul du tassement Sc
Sc   Sci   zi 
i
i
Cc
1 + eo
 log
s'zi
s'pc
4-2 Evaluation à partir des essais pressiométriques
Paramètres mesurés : Em module pressiométrique
pl pression limite
Le tassement final Sf est la somme
de deux termes Sc et Sd :
• Sc : tassement de consolidation
qui concerne le sol à proximité
de la fondation jusqu’à la
profondeur B/2
B
B/2
8B
• Sd : tassement déviatorique qui
concerne le sol de B/2 à 8B
Sc 

9  E1
 pELS - s vo   c  B
E1 : module pressiométrique de la couche 1 (de 0 à B/2)
B : largeur de la fondation
pELS : contrainte moyenne appliquée par la fondation au sol calculée à
l’ELS
svo : contrainte verticale totale au niveau du fond de fouille avant travaux
c : coefficient de forme (voir tableau)
 : coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol (voir tableau)
Remarque : si la fondation est dans l’eau, on ne prend pas en compte
la poussée d’Archimède dans le calcul de pELS
Sd 
2
9  Ed
 pELS

B
- s vo   Bo    d .
Bo

Bo = 0.60 m
d : coefficient de forme (voir tableau)
 : voir tableaux
Ed : module pressiométrique équivalent
calculé jusqu’à la profondeur 8B
(voir détails sur schéma)




Coefficients de forme c et d
L/B
1
1
cercle carré
c
1.00
d
1.00
2
3
5
20
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
1.12
1.53
1.78
2.14
2.65
B : largeur de la fondation
L : longueur de la fondation
Coefficient rhéologique 
Tourbe
Type

Surconsolidé
très serré
Normalement consolidé
normalement serré
Sousconsolidé altéré
remanié ou lâche
Argile
Sable
Sable
Gravier
E/pl  E/pl  E/pl  E/pl 
>16
1
Limon
1
>14 2/3 >12 1/2 >10 1/3
9-16 2/3 8-14 1/2 7-12 1/3 6-10 1/4
7-9 1/2 5-8 1/2 5-7 1/3
Roche
Type Très peu fracturé

2/3
Normal
1/2
E module pressiométrique
Très fracturé Très altéré
1/3
2/3
pl pression limite
Détermination de Ed
0
B
2B
3B
4B
5B
6B
7B
8B
B
E1
E2
E3
E4
E5
E6
E7
E8
E9
E10
E11
E12
E13
E14
E15
E16
Pour un sol hétérogène, on découpe le sol
en couches successives d’épaisseur B/2 et
numérotées de 1 à 16
4
Ed

1
E1
Avec :
+
1
0.85  E2
3
E3.5

3
E9.16
1
E3.5
1
+
E3

E6.8
8
+
1
+
E6

1
E9
+
1
E4
1
2.5  E6.8
+
+
1
2.5  E9.16
1
E5
1
+
E7
+
1
E8
1
E10
+  +
1
E15
+
1
E16
Remarque :
En l’absence de valeurs en dessous de la couche 8, Ed est calculé avec :
3.6
Ed

1
E1
+
1
0.85  E2
+
1
E3.5
+
1
2.5  E6.8
En l’absence de valeurs en dessous de la couche 5, Ed est calculé avec :
3.2
Ed

1
E1
+
1
0.85  E2
+
1
E3.5