Quels paramètres géotechniques choisir pour contrôler des travaux

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Quels paramètres géotechniques choisir pour contrôler des travaux de Vibrocompactage dans du sable carbonaté ?

CFMIG4 – Présentation du projet de Tanger Med II, Maroc Nicolas PARDESSUS 13/11/2014

1/ Situation géographique de Tanger Med II

Tanger Med II, Maroc Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 2

1/ Les intervenants du Projet

LPEE

Laboratoire d’essais

TMBYS

Entreprise générale (Bouygues TP BYMARO Saipem)

TMSA

Maître d’ouvrage

TME

Maître d’oeuvre

Consortium

BSTM

Entreprise générale (Besix - Somagec)

Vibro Services GmbH

Fournisseur du matériel vibro

Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 MENARD+SOLSIF

Sous-Traitant de BSTM

Landpac

Sous-Traitant de SOLTM

3 3

1/ Traitement par Vibrocompactage

Traitement de la plate-forme du futur terminal conteneurs :

• 5 500 00 m 3 de remblai hydraulique à vibrocompacter, • Surface de 450 000 m², • Profondeur de 8 m à 20 m, • Début du chantier : Mai 2013, • Fin du chantier : Février 2014.

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2/ Traitement par Vibrocompactage

2 critères :

• Limiter les tassements de la plate-forme à 75 mm en 1 an.

• Rendre la plateforme non liquéfiable pour le séisme de référence : • Accélération a = 0.093 g • Magnitude M = 8,5 (échelle de Richter) •

Critère rapide d’acceptation au CPT : q c = 10 MPa

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2/ Traitement par Vibrocompactage

• • • •

1 atelier Tandem 3 ateliers Single V48 (Vibro Services GmbH) 2 Landpac

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2/ Traitement par Vibrocompactage

• •

Vibreur V48 :

• Très puissant • Spécialement conçu pour du Vibrocompactage

Specs :

• 42-48 mm d’amplitude • Max 450 ampères • Puissance 100 – 175 kW • Fréquence électrique 50 Hz • 1 500 tours/min • Longueur : 4,08 m • Largeur : 378/384 mm • Masse : 3,5 tonnes Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 7

2/ Traitement par Vibrocompactage

Planche d’essais

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2/ Traitement par Vibrocompactage

Traitement appliqué :

• Maille triangulaire 3,8 x 3,8 m ou 3,5 x 3,5 m dans zone Rainbow • • Passe de 1 m Temps de station 40 sec • • •

Equipe : 50 personnes 2 postes, 6 jours sur 7 20 000 - 40 000 m 3 /jour

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3/ Résultats obtenus

Tassements estimés avant planche d’essais :

• Augmentation de la densité relative de 55% à 70%.

Basé sur q c = 10 MPa Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 10

3/ Résultats obtenus

Tassements observés :

• Plus de 10% de tassement !

• Jusqu’à 2 m de tassement pour les zones profondes • Donc densification du terrain Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 11

3/ Résultats obtenus

Calculs avec les 10% de tassements observés :

• Les valeurs de e max et e min ont été estimées [par Youd (1973) et données carbonates] • Jamiolkowski pour sable calcaire :

D r

  78  66  log

q C 

V

0

Extreme void ratios (from Cu and grain form) Initial relative Initial void density ratio e max

1.00

e min

0.43

(D r 60 ) 0 e 0

0.66

Final relative density (D r ) f 90 Final void ratio Settlement (%) e f

0.49

D H / H

10.31% Pour obtenir 10% • Augmentation de la densité relative de 60% à 90%.

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3/ Résultats obtenus

CPT :

• • • • • Augmentation du q c plus faible qu’attendue q c avant traitement : 5 MPa q c après traitement : 9 MPa R f très faible : 0,25% I c : changement après passage silteux (1,7 puis 2) Avant passage Landpac Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 13

3/ Résultats obtenus

Test de re-pénétration avec le vibreur :

Principe :

• Comparer l’énergie nécessaire entre pénétrations dans sol initial et sol amélioré •

Résultats :

• Temps de pénétration plus important que lors de l’exécution • Ampérage plus important que lors de l’exécution • Donc énergie plus importante que lors de l’exécution • Ce qui prouve que le terrain a été densifié Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 14

3/ Résultats obtenus

Sable très carbonatés :

• Forte teneur en carbonates : 75% - 95% • Notion de SCF :

S

hell

C

orrection

F

actor Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 15

4/ Résultats complémentaires spécifiques

• •

Mesures de la vitesse de l’onde de cisaillement V s Même approche physique qu’un séisme

Essais Downhole :

• Variante au Cross Hole • • • Chocs générés à la surface 1 forage réception Onde P (compression) • • Onde S (cisaillement) Déduction de G, E et ν Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 16

4/ Résultats complémentaires spécifiques

Corrélations V s

– q c

Andrus et Al. (2007) :

pour des sables siliceux

160 195 225 245 • Robertson (2009) : Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 17

4/ Résultats complémentaires spécifiques

Comparaison V s1 (Downhole) et V s1 (Robertson 2009, CPT)

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5/ Détermination du SCF pour ce sable (carbonaté)

• •

Recherche du facteur qui permet de faire correspondre les courbes Distribution des couples (SCF ; R f ) dans un repère logarithmique (gauche) et linéaire (droite)

• •

Tendance claire Approximation par : SCF = 1/R f et SCF = 1/(3xR f )

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5/ Détermination du SCF pour ce sable (carbonaté)

Relation moyenne

Plus le sol est carbonaté (donc plus R f q c est affectée => plus il faut la corriger est faible) et plus la mesure de

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5/ Détermination du SCF pour ce sable (carbonaté)

Application de la corrélation :

q c corrigé = SCF x q c mesuré Robertson (2009) sur q c corrigé V s1 corrigé Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 21

6/ Conclusion

• • • • •

Valeurs de q c affaiblies dans un sable carbonaté Modèle physique proche d’un séisme : onde de cisaillement Essais pour mesurer V s coûteux Corrélation (SCF) applicable que pour ce cas précis Mais méthode valable qui permet ensuite de continuer avec des CPT

Paramètres pour réceptionner les travaux de Vibrocompactage : Nature du sable

Siliceux Carbonaté V s

Type de traitement Anti-liquéfaction Tassement

– q c q c N SPT par corrélation PMT – E M q c - E oed PMT – E M q c corrigé - E oed Nicolas PARDESSUS – 13/11/2014 22