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MltWoIl III I II I 11111111 AT
1)( 11 1 IMI H I II IIIHIOI II I I 0 1 I M[NTAIRE I I II III n
I
METHODES DE CALCUL DES FONDATIONS PROFONDES
DTR BC 2332
Prix Public TTe 100 OA
MINISTERE DE LHABITAT
DOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE DTA BC 2332
METHODES DE CALCUL DES FONDATIONS PROFONDES
DJR BC 2332
CENTRE NATIONAL DE RECHERCHE APPLIQUEE EN GENIE PARASISMIQUE
Rue Kdddour Rahim (prolongee) BP 252 Hussein-Dey - ALGER Tel (02) 599061 - 776673middot Fox (02) 77 6656middot Telex 65494 DZ
tssNi9961middot92)middot()o6
Composition du Groupe de Travail Specialise GTS
Metbode de Calcul des Fondations Profondes DTR BC 2332
President du groupe M AMEURB
Co-Rapporteurs Mn AII ItEZTANE Y M-BOUCHEFA O
Membres M BEN MOUSSA Nadra
HAMACHE Hassina M ABBAS Mustapha
ABDESSEMED Mohamed AFCIL Oruar BOUDJENOUN Abdeuour DJELAD Mohamed FERJ(OUS Alioua GUERBOUZ Boubafs KERNIICHE Rachid
KOUIDER Araibi MECHAARAli MESSAFER Tahar METIDA Mustapba SAD AT Abdenour TlARAti ZIOUJ Mohamed
Chef de Departemeni et de 1a Reglementation Technique et de la Reduction du Risque Sismique
Attache de Recherche Chef Service de la Reglementation Technique CGS
Iogenieur Representant ERCA BEOlC Ing~nieur RepresentantHydrotedmiques fngeoieur Representant CTC Centre Ingenieur Representant SAPTA Ingerueur Representant CTTP Ingtnieur RepresenlaDt CTTP logf nieur Representant CTCo Ouest Ingenieur Representant ETC Est Ingerueut Representaut LTP Sud Ingeoieur Representant ECSM Sidi Moussa lngenicur Representant CTC Chief lngenieur Representant LTP Est Ingenieur Representant LTP C Ingenieur Representant Batimetal Ingeuieur Representant SA ETl Ingenicur Representant BNCR Ingenieur Representant ENGOA
REPUBUQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINTSTRE DE L RASITAT
ARRETE MINISTERIEL PORTANT APPROBATION N 4 DU DOCUMENT TECHNIQ UE REGLEMENTAIRE RELATIF AUX
METHODES DE CALCUL DES FONDATlONS PROFONDES
LE MNISTRE DE LHABITAT
_ Vu Ie decret presidenliet nO 93-201 du 04 Septembre 1993 porLant Msishygnation des membres du Gouvernement
Vu Ie decrel nO ampS-7I du 13Avril198S portant creation du Centre Natioshynal de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (C OS) modi fie et complete par Ie deeret nO 86-212 du 19 Aout 1986
- Vu Ie decret nO 86-213 du 19 Aolit 1986 portant creation dune Commisshysion Technique Permanente pour Ie controle technique de la construction
Vu Ie deeret executif nO 92-176 du 04 Mai 1992 fixanl les anributions du Ministre de IHabita1
ARRETE
ARTICLE 01 Est approuve Je document technique reglemeotaire DTR B 2332 intitu le Methodes de Calcul des Fondations Pro shy(ondes annexe a Ioriginal du present arrete
ARTICLE 02 Les maitres douvrages les rnaitres doeuvres les organisshymes de realisation dexpertises e de contrOle sont tenus de respecler les dispositions du dit document
ARTICLE 03
ARTICLE 04
ARTICLE OS
ARTICLE 06
Les dispositions du document technique r~gle(Dentaie sont applicables aprh la publication du present arr~te au Jourshynal Officie l de la Republique Aigerienne Dcmocratique el Popu laire pour (outes nouvelles erudes et reali sations Toutefois les eludes en cours ainsi que les projets types deja elaborh demeurent regis par les textes anterieurs et ce A titre traositoire durant deux ans a compter de la date de la publications du prhent arrete
Des decisions instructions et circulaires ministerielles ou des notes techniques dinterpretatiofl eroMMt du Centre National de Recherche App(jqute en Genie Parasismique (CGS) completeronl en tant que de besoin Ie document technique reglementaire
Le Centre National de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (COS) est charge de ltditiOD et de la diffumiddot sian de present document technique reglementaire
Le present arrete sera publie au Journal Offlciel de la Reshypublique AlgeriellDe D~mocralique et Populaire
Fait aAlger Ie 14 Aoiit 1994
Lamp M[NlSTRE DE LHABlTAT Mohamed MAGHLAOUl
SOMMAIRE
PREAMBULE
CHAPITRE I GENERALITES
11 - Definition Calcul 12 - Principe de leul
121 - Mode de fonctiocne1llent dune fondation profonde
122 - Donnees oecessaires du eateu
2 2
3
CHAPITRE 2 PlEU ISOLE SOUS CHARGES AXlALES
2 1 - Definition
22 - Methode de calcul previsiolUleLies de Q l dun pieu isoJe sous charges axiales
221 - Caracttristiques mecanique du soL
222 - Resistance de pointe 223 - Resistnee due u fOllemen 11
224 - Charge limite dun pieu anere dans du rocher
3
6 6
6 8
II
CHAPITRE3 ESSAI EN PLACE
31
32
- Peoetrometre statique
- Pressiometre
33 - Essai SPT (Standard penelration Test)
34 - Penetrometre dynamique
35 - Essai de ball age
36 - Frottemenl negalif
37 - Tassement dW) pieu isol e
38 - Pieu isolc sous charges horizontales
14
16
20
21
23
24
26 27
J
CHAPITRE 4 GROUPE DE PIEUX
41 - Force portante sous charges axia les - 29 411 - Groupe de pieux dans 1e sol coberenl 30
412 Groupe de pieux dans ie so l puJveruJent 30
42 Tasse l1leot dun groupe de pieux 31 421 - Methode empirique 31
43 - Reactioo latirale du 501 33
43 1 - Methode empirique 33
44 - Froltement oegatif pour un groupe de pieux 34
45 - Repartition des efforts sw les pieux dun groupe 35
45 I - Posiion du poble 35 452 - Solutions courantes du probleme 36
CHAPITRE 5 JUSTI FICATION DUNE FONDATION SUR-PIEUX
5 1 - Types daction a coosiderer 38 52 - Combioaisons daction a coosiderer 39
53 - Capacite portahle vis avis du soL 41
54 - Capacite portante vis a vis de materiau constituli(
de Is Candation 44
CHAPITRE 6
DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux 44 62 - Dimensions 44
63 - Disposition plan des piux dun oupe 45
64 - M h suiv po r lUde de fondtions po[ondes 46 ANNEXE 48
PREAMBULE
Le present document ne donne pas des ngles de calcul dapplication obligatoire 11 propose des methodes de calcul geshyneralement admises pour 1a justification des fondations sur pieux Toute autre methode peut euro tre utili see dans la rnesure ou elle es t fondee sur des prineipes sCientifiques et quelle donne lieu a ies resultats comparables a ceux donnes par les methodes decrites dans ce document
A s ignaler que certaines de ces methodes ne sont pas exshypasees de maniere detaillee si pour une raison au une autre Iutilisation de June de lles es t necessai res des re ferences douvrages sont donnees a1a fin du document
Par ailleurs il est recommande dutiliser pJus ieurs de ces methodes en fanction des resultats des essais disponibles Entin ces methodes restent sujettes a des modifications en [onction des progres qui seront realises dans la comprehension du comshyportement de ce type de fondations
CHAPITRE I
11 - DEFINITION - CLASSIFICAnON
Les fondations profondes sont constituees de pieux au de barrettes qui sont des parois moulees porteuses dont Ie comporshytement est comparable a celu des pieux coules en place sans tubage
Les pieux peuvent etre classes suivant
- I shy
la nature du materiau constitutif beton arme acier - Ie mode de realisation et Ie type de sollicitation du so l
pieu refoulant Ie sol ala mise en place-(pieu battu fayonne alavance et mis en place battage)
pieu ne refoulant pas Ie sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage ~ Pabri ou non dun tubage mttallique)
12 - PRINCIPE DE CALCUL
121 bull Mode de fonctionnement dune fondation profonde
Les so llicitations sexeryant sur une fondation profonde sont de 2 types
- solljcitations statiques ou dynamiques dues a Iouvrage supshyporte
- so llicitations dues au soL en contact avec la fondation (frotte shyment negali f poussee horizontale des terres seisme)
Ces sollicitations sont simultanernent equilibrees
- pour Ies efforts transmis suivant Iaxe de la fondalion par Ie frottement lateral Q dans les couches res istantes et I effort de pointe Q sexenant SallS la base de la fondation bull pour taus les autres efforts par la reaction du sol dans les
bull zones oil Ie deplacement du pieu dans Ie sens des efforts es t superieur acelui du sol encaissant
middot2
122 - Donnees necessaircs au calcul
Lanalyse du comportement dune rondation profonde neshycessite la connaissance
- de la middotnature et des caractcr istiques du sol (coupes de sondashyges resultals des essais mecaniques en laboratoires etlou cn place donnees hydrogeologiques)
- de la nature des caracteristiques et des methodes dexecution envlsagees pour la realisation de la fondation
- des sollicitations de service etlou des soll icitations except ionshyneIles
- de la middotnature et du comportement de 1a structure afonder
CRAPITRE2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
21 - Definitions
- couche dancrage
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur dtau moins 4B sous la base du pieu (8 diametre du pieu)
- longueur et ancrage
- la longueur L du pieu est la distance entre 1a surface du sol et la base du pieu
- Jancrage D es t la middotdistance entre la surface de la couche danshycrage et la base du pieu
middot3
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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u
L
Sol lIiII- 11lt (
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- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
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(1 bull Qp1 bull QeI
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II 11 cIe oJ n(rllS
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I I
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Fig 2
- 48 shy
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1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
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Fig 3
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bull
v t
L
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L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
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u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
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bull
bull ~
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Fig 11
-
- ~
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lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
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A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
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~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
MINISTERE DE LHABITAT
DOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE DTA BC 2332
METHODES DE CALCUL DES FONDATIONS PROFONDES
DJR BC 2332
CENTRE NATIONAL DE RECHERCHE APPLIQUEE EN GENIE PARASISMIQUE
Rue Kdddour Rahim (prolongee) BP 252 Hussein-Dey - ALGER Tel (02) 599061 - 776673middot Fox (02) 77 6656middot Telex 65494 DZ
tssNi9961middot92)middot()o6
Composition du Groupe de Travail Specialise GTS
Metbode de Calcul des Fondations Profondes DTR BC 2332
President du groupe M AMEURB
Co-Rapporteurs Mn AII ItEZTANE Y M-BOUCHEFA O
Membres M BEN MOUSSA Nadra
HAMACHE Hassina M ABBAS Mustapha
ABDESSEMED Mohamed AFCIL Oruar BOUDJENOUN Abdeuour DJELAD Mohamed FERJ(OUS Alioua GUERBOUZ Boubafs KERNIICHE Rachid
KOUIDER Araibi MECHAARAli MESSAFER Tahar METIDA Mustapba SAD AT Abdenour TlARAti ZIOUJ Mohamed
Chef de Departemeni et de 1a Reglementation Technique et de la Reduction du Risque Sismique
Attache de Recherche Chef Service de la Reglementation Technique CGS
Iogenieur Representant ERCA BEOlC Ing~nieur RepresentantHydrotedmiques fngeoieur Representant CTC Centre Ingenieur Representant SAPTA Ingerueur Representant CTTP Ingtnieur RepresenlaDt CTTP logf nieur Representant CTCo Ouest Ingenieur Representant ETC Est Ingerueut Representaut LTP Sud Ingeoieur Representant ECSM Sidi Moussa lngenicur Representant CTC Chief lngenieur Representant LTP Est Ingenieur Representant LTP C Ingenieur Representant Batimetal Ingeuieur Representant SA ETl Ingenicur Representant BNCR Ingenieur Representant ENGOA
REPUBUQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINTSTRE DE L RASITAT
ARRETE MINISTERIEL PORTANT APPROBATION N 4 DU DOCUMENT TECHNIQ UE REGLEMENTAIRE RELATIF AUX
METHODES DE CALCUL DES FONDATlONS PROFONDES
LE MNISTRE DE LHABITAT
_ Vu Ie decret presidenliet nO 93-201 du 04 Septembre 1993 porLant Msishygnation des membres du Gouvernement
Vu Ie decrel nO ampS-7I du 13Avril198S portant creation du Centre Natioshynal de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (C OS) modi fie et complete par Ie deeret nO 86-212 du 19 Aout 1986
- Vu Ie decret nO 86-213 du 19 Aolit 1986 portant creation dune Commisshysion Technique Permanente pour Ie controle technique de la construction
Vu Ie deeret executif nO 92-176 du 04 Mai 1992 fixanl les anributions du Ministre de IHabita1
ARRETE
ARTICLE 01 Est approuve Je document technique reglemeotaire DTR B 2332 intitu le Methodes de Calcul des Fondations Pro shy(ondes annexe a Ioriginal du present arrete
ARTICLE 02 Les maitres douvrages les rnaitres doeuvres les organisshymes de realisation dexpertises e de contrOle sont tenus de respecler les dispositions du dit document
ARTICLE 03
ARTICLE 04
ARTICLE OS
ARTICLE 06
Les dispositions du document technique r~gle(Dentaie sont applicables aprh la publication du present arr~te au Jourshynal Officie l de la Republique Aigerienne Dcmocratique el Popu laire pour (outes nouvelles erudes et reali sations Toutefois les eludes en cours ainsi que les projets types deja elaborh demeurent regis par les textes anterieurs et ce A titre traositoire durant deux ans a compter de la date de la publications du prhent arrete
Des decisions instructions et circulaires ministerielles ou des notes techniques dinterpretatiofl eroMMt du Centre National de Recherche App(jqute en Genie Parasismique (CGS) completeronl en tant que de besoin Ie document technique reglementaire
Le Centre National de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (COS) est charge de ltditiOD et de la diffumiddot sian de present document technique reglementaire
Le present arrete sera publie au Journal Offlciel de la Reshypublique AlgeriellDe D~mocralique et Populaire
Fait aAlger Ie 14 Aoiit 1994
Lamp M[NlSTRE DE LHABlTAT Mohamed MAGHLAOUl
SOMMAIRE
PREAMBULE
CHAPITRE I GENERALITES
11 - Definition Calcul 12 - Principe de leul
121 - Mode de fonctiocne1llent dune fondation profonde
122 - Donnees oecessaires du eateu
2 2
3
CHAPITRE 2 PlEU ISOLE SOUS CHARGES AXlALES
2 1 - Definition
22 - Methode de calcul previsiolUleLies de Q l dun pieu isoJe sous charges axiales
221 - Caracttristiques mecanique du soL
222 - Resistance de pointe 223 - Resistnee due u fOllemen 11
224 - Charge limite dun pieu anere dans du rocher
3
6 6
6 8
II
CHAPITRE3 ESSAI EN PLACE
31
32
- Peoetrometre statique
- Pressiometre
33 - Essai SPT (Standard penelration Test)
34 - Penetrometre dynamique
35 - Essai de ball age
36 - Frottemenl negalif
37 - Tassement dW) pieu isol e
38 - Pieu isolc sous charges horizontales
14
16
20
21
23
24
26 27
J
CHAPITRE 4 GROUPE DE PIEUX
41 - Force portante sous charges axia les - 29 411 - Groupe de pieux dans 1e sol coberenl 30
412 Groupe de pieux dans ie so l puJveruJent 30
42 Tasse l1leot dun groupe de pieux 31 421 - Methode empirique 31
43 - Reactioo latirale du 501 33
43 1 - Methode empirique 33
44 - Froltement oegatif pour un groupe de pieux 34
45 - Repartition des efforts sw les pieux dun groupe 35
45 I - Posiion du poble 35 452 - Solutions courantes du probleme 36
CHAPITRE 5 JUSTI FICATION DUNE FONDATION SUR-PIEUX
5 1 - Types daction a coosiderer 38 52 - Combioaisons daction a coosiderer 39
53 - Capacite portahle vis avis du soL 41
54 - Capacite portante vis a vis de materiau constituli(
de Is Candation 44
CHAPITRE 6
DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux 44 62 - Dimensions 44
63 - Disposition plan des piux dun oupe 45
64 - M h suiv po r lUde de fondtions po[ondes 46 ANNEXE 48
PREAMBULE
Le present document ne donne pas des ngles de calcul dapplication obligatoire 11 propose des methodes de calcul geshyneralement admises pour 1a justification des fondations sur pieux Toute autre methode peut euro tre utili see dans la rnesure ou elle es t fondee sur des prineipes sCientifiques et quelle donne lieu a ies resultats comparables a ceux donnes par les methodes decrites dans ce document
A s ignaler que certaines de ces methodes ne sont pas exshypasees de maniere detaillee si pour une raison au une autre Iutilisation de June de lles es t necessai res des re ferences douvrages sont donnees a1a fin du document
Par ailleurs il est recommande dutiliser pJus ieurs de ces methodes en fanction des resultats des essais disponibles Entin ces methodes restent sujettes a des modifications en [onction des progres qui seront realises dans la comprehension du comshyportement de ce type de fondations
CHAPITRE I
11 - DEFINITION - CLASSIFICAnON
Les fondations profondes sont constituees de pieux au de barrettes qui sont des parois moulees porteuses dont Ie comporshytement est comparable a celu des pieux coules en place sans tubage
Les pieux peuvent etre classes suivant
- I shy
la nature du materiau constitutif beton arme acier - Ie mode de realisation et Ie type de sollicitation du so l
pieu refoulant Ie sol ala mise en place-(pieu battu fayonne alavance et mis en place battage)
pieu ne refoulant pas Ie sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage ~ Pabri ou non dun tubage mttallique)
12 - PRINCIPE DE CALCUL
121 bull Mode de fonctionnement dune fondation profonde
Les so llicitations sexeryant sur une fondation profonde sont de 2 types
- solljcitations statiques ou dynamiques dues a Iouvrage supshyporte
- so llicitations dues au soL en contact avec la fondation (frotte shyment negali f poussee horizontale des terres seisme)
Ces sollicitations sont simultanernent equilibrees
- pour Ies efforts transmis suivant Iaxe de la fondalion par Ie frottement lateral Q dans les couches res istantes et I effort de pointe Q sexenant SallS la base de la fondation bull pour taus les autres efforts par la reaction du sol dans les
bull zones oil Ie deplacement du pieu dans Ie sens des efforts es t superieur acelui du sol encaissant
middot2
122 - Donnees necessaircs au calcul
Lanalyse du comportement dune rondation profonde neshycessite la connaissance
- de la middotnature et des caractcr istiques du sol (coupes de sondashyges resultals des essais mecaniques en laboratoires etlou cn place donnees hydrogeologiques)
- de la nature des caracteristiques et des methodes dexecution envlsagees pour la realisation de la fondation
- des sollicitations de service etlou des soll icitations except ionshyneIles
- de la middotnature et du comportement de 1a structure afonder
CRAPITRE2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
21 - Definitions
- couche dancrage
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur dtau moins 4B sous la base du pieu (8 diametre du pieu)
- longueur et ancrage
- la longueur L du pieu est la distance entre 1a surface du sol et la base du pieu
- Jancrage D es t la middotdistance entre la surface de la couche danshycrage et la base du pieu
middot3
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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Fig I
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Fig 2
- 48 shy
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Fig 3
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Fig 4
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Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
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Fig 5
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bull l i LiCu 4 Li-3
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Fig 11
-
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Fig 9
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
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Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
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Fig (4
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- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
Composition du Groupe de Travail Specialise GTS
Metbode de Calcul des Fondations Profondes DTR BC 2332
President du groupe M AMEURB
Co-Rapporteurs Mn AII ItEZTANE Y M-BOUCHEFA O
Membres M BEN MOUSSA Nadra
HAMACHE Hassina M ABBAS Mustapha
ABDESSEMED Mohamed AFCIL Oruar BOUDJENOUN Abdeuour DJELAD Mohamed FERJ(OUS Alioua GUERBOUZ Boubafs KERNIICHE Rachid
KOUIDER Araibi MECHAARAli MESSAFER Tahar METIDA Mustapba SAD AT Abdenour TlARAti ZIOUJ Mohamed
Chef de Departemeni et de 1a Reglementation Technique et de la Reduction du Risque Sismique
Attache de Recherche Chef Service de la Reglementation Technique CGS
Iogenieur Representant ERCA BEOlC Ing~nieur RepresentantHydrotedmiques fngeoieur Representant CTC Centre Ingenieur Representant SAPTA Ingerueur Representant CTTP Ingtnieur RepresenlaDt CTTP logf nieur Representant CTCo Ouest Ingenieur Representant ETC Est Ingerueut Representaut LTP Sud Ingeoieur Representant ECSM Sidi Moussa lngenicur Representant CTC Chief lngenieur Representant LTP Est Ingenieur Representant LTP C Ingenieur Representant Batimetal Ingeuieur Representant SA ETl Ingenicur Representant BNCR Ingenieur Representant ENGOA
REPUBUQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINTSTRE DE L RASITAT
ARRETE MINISTERIEL PORTANT APPROBATION N 4 DU DOCUMENT TECHNIQ UE REGLEMENTAIRE RELATIF AUX
METHODES DE CALCUL DES FONDATlONS PROFONDES
LE MNISTRE DE LHABITAT
_ Vu Ie decret presidenliet nO 93-201 du 04 Septembre 1993 porLant Msishygnation des membres du Gouvernement
Vu Ie decrel nO ampS-7I du 13Avril198S portant creation du Centre Natioshynal de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (C OS) modi fie et complete par Ie deeret nO 86-212 du 19 Aout 1986
- Vu Ie decret nO 86-213 du 19 Aolit 1986 portant creation dune Commisshysion Technique Permanente pour Ie controle technique de la construction
Vu Ie deeret executif nO 92-176 du 04 Mai 1992 fixanl les anributions du Ministre de IHabita1
ARRETE
ARTICLE 01 Est approuve Je document technique reglemeotaire DTR B 2332 intitu le Methodes de Calcul des Fondations Pro shy(ondes annexe a Ioriginal du present arrete
ARTICLE 02 Les maitres douvrages les rnaitres doeuvres les organisshymes de realisation dexpertises e de contrOle sont tenus de respecler les dispositions du dit document
ARTICLE 03
ARTICLE 04
ARTICLE OS
ARTICLE 06
Les dispositions du document technique r~gle(Dentaie sont applicables aprh la publication du present arr~te au Jourshynal Officie l de la Republique Aigerienne Dcmocratique el Popu laire pour (outes nouvelles erudes et reali sations Toutefois les eludes en cours ainsi que les projets types deja elaborh demeurent regis par les textes anterieurs et ce A titre traositoire durant deux ans a compter de la date de la publications du prhent arrete
Des decisions instructions et circulaires ministerielles ou des notes techniques dinterpretatiofl eroMMt du Centre National de Recherche App(jqute en Genie Parasismique (CGS) completeronl en tant que de besoin Ie document technique reglementaire
Le Centre National de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (COS) est charge de ltditiOD et de la diffumiddot sian de present document technique reglementaire
Le present arrete sera publie au Journal Offlciel de la Reshypublique AlgeriellDe D~mocralique et Populaire
Fait aAlger Ie 14 Aoiit 1994
Lamp M[NlSTRE DE LHABlTAT Mohamed MAGHLAOUl
SOMMAIRE
PREAMBULE
CHAPITRE I GENERALITES
11 - Definition Calcul 12 - Principe de leul
121 - Mode de fonctiocne1llent dune fondation profonde
122 - Donnees oecessaires du eateu
2 2
3
CHAPITRE 2 PlEU ISOLE SOUS CHARGES AXlALES
2 1 - Definition
22 - Methode de calcul previsiolUleLies de Q l dun pieu isoJe sous charges axiales
221 - Caracttristiques mecanique du soL
222 - Resistance de pointe 223 - Resistnee due u fOllemen 11
224 - Charge limite dun pieu anere dans du rocher
3
6 6
6 8
II
CHAPITRE3 ESSAI EN PLACE
31
32
- Peoetrometre statique
- Pressiometre
33 - Essai SPT (Standard penelration Test)
34 - Penetrometre dynamique
35 - Essai de ball age
36 - Frottemenl negalif
37 - Tassement dW) pieu isol e
38 - Pieu isolc sous charges horizontales
14
16
20
21
23
24
26 27
J
CHAPITRE 4 GROUPE DE PIEUX
41 - Force portante sous charges axia les - 29 411 - Groupe de pieux dans 1e sol coberenl 30
412 Groupe de pieux dans ie so l puJveruJent 30
42 Tasse l1leot dun groupe de pieux 31 421 - Methode empirique 31
43 - Reactioo latirale du 501 33
43 1 - Methode empirique 33
44 - Froltement oegatif pour un groupe de pieux 34
45 - Repartition des efforts sw les pieux dun groupe 35
45 I - Posiion du poble 35 452 - Solutions courantes du probleme 36
CHAPITRE 5 JUSTI FICATION DUNE FONDATION SUR-PIEUX
5 1 - Types daction a coosiderer 38 52 - Combioaisons daction a coosiderer 39
53 - Capacite portahle vis avis du soL 41
54 - Capacite portante vis a vis de materiau constituli(
de Is Candation 44
CHAPITRE 6
DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux 44 62 - Dimensions 44
63 - Disposition plan des piux dun oupe 45
64 - M h suiv po r lUde de fondtions po[ondes 46 ANNEXE 48
PREAMBULE
Le present document ne donne pas des ngles de calcul dapplication obligatoire 11 propose des methodes de calcul geshyneralement admises pour 1a justification des fondations sur pieux Toute autre methode peut euro tre utili see dans la rnesure ou elle es t fondee sur des prineipes sCientifiques et quelle donne lieu a ies resultats comparables a ceux donnes par les methodes decrites dans ce document
A s ignaler que certaines de ces methodes ne sont pas exshypasees de maniere detaillee si pour une raison au une autre Iutilisation de June de lles es t necessai res des re ferences douvrages sont donnees a1a fin du document
Par ailleurs il est recommande dutiliser pJus ieurs de ces methodes en fanction des resultats des essais disponibles Entin ces methodes restent sujettes a des modifications en [onction des progres qui seront realises dans la comprehension du comshyportement de ce type de fondations
CHAPITRE I
11 - DEFINITION - CLASSIFICAnON
Les fondations profondes sont constituees de pieux au de barrettes qui sont des parois moulees porteuses dont Ie comporshytement est comparable a celu des pieux coules en place sans tubage
Les pieux peuvent etre classes suivant
- I shy
la nature du materiau constitutif beton arme acier - Ie mode de realisation et Ie type de sollicitation du so l
pieu refoulant Ie sol ala mise en place-(pieu battu fayonne alavance et mis en place battage)
pieu ne refoulant pas Ie sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage ~ Pabri ou non dun tubage mttallique)
12 - PRINCIPE DE CALCUL
121 bull Mode de fonctionnement dune fondation profonde
Les so llicitations sexeryant sur une fondation profonde sont de 2 types
- solljcitations statiques ou dynamiques dues a Iouvrage supshyporte
- so llicitations dues au soL en contact avec la fondation (frotte shyment negali f poussee horizontale des terres seisme)
Ces sollicitations sont simultanernent equilibrees
- pour Ies efforts transmis suivant Iaxe de la fondalion par Ie frottement lateral Q dans les couches res istantes et I effort de pointe Q sexenant SallS la base de la fondation bull pour taus les autres efforts par la reaction du sol dans les
bull zones oil Ie deplacement du pieu dans Ie sens des efforts es t superieur acelui du sol encaissant
middot2
122 - Donnees necessaircs au calcul
Lanalyse du comportement dune rondation profonde neshycessite la connaissance
- de la middotnature et des caractcr istiques du sol (coupes de sondashyges resultals des essais mecaniques en laboratoires etlou cn place donnees hydrogeologiques)
- de la nature des caracteristiques et des methodes dexecution envlsagees pour la realisation de la fondation
- des sollicitations de service etlou des soll icitations except ionshyneIles
- de la middotnature et du comportement de 1a structure afonder
CRAPITRE2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
21 - Definitions
- couche dancrage
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur dtau moins 4B sous la base du pieu (8 diametre du pieu)
- longueur et ancrage
- la longueur L du pieu est la distance entre 1a surface du sol et la base du pieu
- Jancrage D es t la middotdistance entre la surface de la couche danshycrage et la base du pieu
middot3
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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L
Sol lIiII- 11lt (
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-1shy~ 11)
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II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
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Fig 2
- 48 shy
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I ~ 1y (U ~ I I )
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Fig 3
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L
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Fig 4
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Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
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0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
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u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
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Fig 11
-
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Fig 9
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
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Fig (4
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- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
REPUBUQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINTSTRE DE L RASITAT
ARRETE MINISTERIEL PORTANT APPROBATION N 4 DU DOCUMENT TECHNIQ UE REGLEMENTAIRE RELATIF AUX
METHODES DE CALCUL DES FONDATlONS PROFONDES
LE MNISTRE DE LHABITAT
_ Vu Ie decret presidenliet nO 93-201 du 04 Septembre 1993 porLant Msishygnation des membres du Gouvernement
Vu Ie decrel nO ampS-7I du 13Avril198S portant creation du Centre Natioshynal de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (C OS) modi fie et complete par Ie deeret nO 86-212 du 19 Aout 1986
- Vu Ie decret nO 86-213 du 19 Aolit 1986 portant creation dune Commisshysion Technique Permanente pour Ie controle technique de la construction
Vu Ie deeret executif nO 92-176 du 04 Mai 1992 fixanl les anributions du Ministre de IHabita1
ARRETE
ARTICLE 01 Est approuve Je document technique reglemeotaire DTR B 2332 intitu le Methodes de Calcul des Fondations Pro shy(ondes annexe a Ioriginal du present arrete
ARTICLE 02 Les maitres douvrages les rnaitres doeuvres les organisshymes de realisation dexpertises e de contrOle sont tenus de respecler les dispositions du dit document
ARTICLE 03
ARTICLE 04
ARTICLE OS
ARTICLE 06
Les dispositions du document technique r~gle(Dentaie sont applicables aprh la publication du present arr~te au Jourshynal Officie l de la Republique Aigerienne Dcmocratique el Popu laire pour (outes nouvelles erudes et reali sations Toutefois les eludes en cours ainsi que les projets types deja elaborh demeurent regis par les textes anterieurs et ce A titre traositoire durant deux ans a compter de la date de la publications du prhent arrete
Des decisions instructions et circulaires ministerielles ou des notes techniques dinterpretatiofl eroMMt du Centre National de Recherche App(jqute en Genie Parasismique (CGS) completeronl en tant que de besoin Ie document technique reglementaire
Le Centre National de Recherche Appliquee en Genie Parasismique (COS) est charge de ltditiOD et de la diffumiddot sian de present document technique reglementaire
Le present arrete sera publie au Journal Offlciel de la Reshypublique AlgeriellDe D~mocralique et Populaire
Fait aAlger Ie 14 Aoiit 1994
Lamp M[NlSTRE DE LHABlTAT Mohamed MAGHLAOUl
SOMMAIRE
PREAMBULE
CHAPITRE I GENERALITES
11 - Definition Calcul 12 - Principe de leul
121 - Mode de fonctiocne1llent dune fondation profonde
122 - Donnees oecessaires du eateu
2 2
3
CHAPITRE 2 PlEU ISOLE SOUS CHARGES AXlALES
2 1 - Definition
22 - Methode de calcul previsiolUleLies de Q l dun pieu isoJe sous charges axiales
221 - Caracttristiques mecanique du soL
222 - Resistance de pointe 223 - Resistnee due u fOllemen 11
224 - Charge limite dun pieu anere dans du rocher
3
6 6
6 8
II
CHAPITRE3 ESSAI EN PLACE
31
32
- Peoetrometre statique
- Pressiometre
33 - Essai SPT (Standard penelration Test)
34 - Penetrometre dynamique
35 - Essai de ball age
36 - Frottemenl negalif
37 - Tassement dW) pieu isol e
38 - Pieu isolc sous charges horizontales
14
16
20
21
23
24
26 27
J
CHAPITRE 4 GROUPE DE PIEUX
41 - Force portante sous charges axia les - 29 411 - Groupe de pieux dans 1e sol coberenl 30
412 Groupe de pieux dans ie so l puJveruJent 30
42 Tasse l1leot dun groupe de pieux 31 421 - Methode empirique 31
43 - Reactioo latirale du 501 33
43 1 - Methode empirique 33
44 - Froltement oegatif pour un groupe de pieux 34
45 - Repartition des efforts sw les pieux dun groupe 35
45 I - Posiion du poble 35 452 - Solutions courantes du probleme 36
CHAPITRE 5 JUSTI FICATION DUNE FONDATION SUR-PIEUX
5 1 - Types daction a coosiderer 38 52 - Combioaisons daction a coosiderer 39
53 - Capacite portahle vis avis du soL 41
54 - Capacite portante vis a vis de materiau constituli(
de Is Candation 44
CHAPITRE 6
DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux 44 62 - Dimensions 44
63 - Disposition plan des piux dun oupe 45
64 - M h suiv po r lUde de fondtions po[ondes 46 ANNEXE 48
PREAMBULE
Le present document ne donne pas des ngles de calcul dapplication obligatoire 11 propose des methodes de calcul geshyneralement admises pour 1a justification des fondations sur pieux Toute autre methode peut euro tre utili see dans la rnesure ou elle es t fondee sur des prineipes sCientifiques et quelle donne lieu a ies resultats comparables a ceux donnes par les methodes decrites dans ce document
A s ignaler que certaines de ces methodes ne sont pas exshypasees de maniere detaillee si pour une raison au une autre Iutilisation de June de lles es t necessai res des re ferences douvrages sont donnees a1a fin du document
Par ailleurs il est recommande dutiliser pJus ieurs de ces methodes en fanction des resultats des essais disponibles Entin ces methodes restent sujettes a des modifications en [onction des progres qui seront realises dans la comprehension du comshyportement de ce type de fondations
CHAPITRE I
11 - DEFINITION - CLASSIFICAnON
Les fondations profondes sont constituees de pieux au de barrettes qui sont des parois moulees porteuses dont Ie comporshytement est comparable a celu des pieux coules en place sans tubage
Les pieux peuvent etre classes suivant
- I shy
la nature du materiau constitutif beton arme acier - Ie mode de realisation et Ie type de sollicitation du so l
pieu refoulant Ie sol ala mise en place-(pieu battu fayonne alavance et mis en place battage)
pieu ne refoulant pas Ie sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage ~ Pabri ou non dun tubage mttallique)
12 - PRINCIPE DE CALCUL
121 bull Mode de fonctionnement dune fondation profonde
Les so llicitations sexeryant sur une fondation profonde sont de 2 types
- solljcitations statiques ou dynamiques dues a Iouvrage supshyporte
- so llicitations dues au soL en contact avec la fondation (frotte shyment negali f poussee horizontale des terres seisme)
Ces sollicitations sont simultanernent equilibrees
- pour Ies efforts transmis suivant Iaxe de la fondalion par Ie frottement lateral Q dans les couches res istantes et I effort de pointe Q sexenant SallS la base de la fondation bull pour taus les autres efforts par la reaction du sol dans les
bull zones oil Ie deplacement du pieu dans Ie sens des efforts es t superieur acelui du sol encaissant
middot2
122 - Donnees necessaircs au calcul
Lanalyse du comportement dune rondation profonde neshycessite la connaissance
- de la middotnature et des caractcr istiques du sol (coupes de sondashyges resultals des essais mecaniques en laboratoires etlou cn place donnees hydrogeologiques)
- de la nature des caracteristiques et des methodes dexecution envlsagees pour la realisation de la fondation
- des sollicitations de service etlou des soll icitations except ionshyneIles
- de la middotnature et du comportement de 1a structure afonder
CRAPITRE2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
21 - Definitions
- couche dancrage
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur dtau moins 4B sous la base du pieu (8 diametre du pieu)
- longueur et ancrage
- la longueur L du pieu est la distance entre 1a surface du sol et la base du pieu
- Jancrage D es t la middotdistance entre la surface de la couche danshycrage et la base du pieu
middot3
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
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Fig 2
- 48 shy
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I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
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bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
L
-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
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bull
~ 1
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10
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0
~ ~ bull
Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
SOMMAIRE
PREAMBULE
CHAPITRE I GENERALITES
11 - Definition Calcul 12 - Principe de leul
121 - Mode de fonctiocne1llent dune fondation profonde
122 - Donnees oecessaires du eateu
2 2
3
CHAPITRE 2 PlEU ISOLE SOUS CHARGES AXlALES
2 1 - Definition
22 - Methode de calcul previsiolUleLies de Q l dun pieu isoJe sous charges axiales
221 - Caracttristiques mecanique du soL
222 - Resistance de pointe 223 - Resistnee due u fOllemen 11
224 - Charge limite dun pieu anere dans du rocher
3
6 6
6 8
II
CHAPITRE3 ESSAI EN PLACE
31
32
- Peoetrometre statique
- Pressiometre
33 - Essai SPT (Standard penelration Test)
34 - Penetrometre dynamique
35 - Essai de ball age
36 - Frottemenl negalif
37 - Tassement dW) pieu isol e
38 - Pieu isolc sous charges horizontales
14
16
20
21
23
24
26 27
J
CHAPITRE 4 GROUPE DE PIEUX
41 - Force portante sous charges axia les - 29 411 - Groupe de pieux dans 1e sol coberenl 30
412 Groupe de pieux dans ie so l puJveruJent 30
42 Tasse l1leot dun groupe de pieux 31 421 - Methode empirique 31
43 - Reactioo latirale du 501 33
43 1 - Methode empirique 33
44 - Froltement oegatif pour un groupe de pieux 34
45 - Repartition des efforts sw les pieux dun groupe 35
45 I - Posiion du poble 35 452 - Solutions courantes du probleme 36
CHAPITRE 5 JUSTI FICATION DUNE FONDATION SUR-PIEUX
5 1 - Types daction a coosiderer 38 52 - Combioaisons daction a coosiderer 39
53 - Capacite portahle vis avis du soL 41
54 - Capacite portante vis a vis de materiau constituli(
de Is Candation 44
CHAPITRE 6
DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux 44 62 - Dimensions 44
63 - Disposition plan des piux dun oupe 45
64 - M h suiv po r lUde de fondtions po[ondes 46 ANNEXE 48
PREAMBULE
Le present document ne donne pas des ngles de calcul dapplication obligatoire 11 propose des methodes de calcul geshyneralement admises pour 1a justification des fondations sur pieux Toute autre methode peut euro tre utili see dans la rnesure ou elle es t fondee sur des prineipes sCientifiques et quelle donne lieu a ies resultats comparables a ceux donnes par les methodes decrites dans ce document
A s ignaler que certaines de ces methodes ne sont pas exshypasees de maniere detaillee si pour une raison au une autre Iutilisation de June de lles es t necessai res des re ferences douvrages sont donnees a1a fin du document
Par ailleurs il est recommande dutiliser pJus ieurs de ces methodes en fanction des resultats des essais disponibles Entin ces methodes restent sujettes a des modifications en [onction des progres qui seront realises dans la comprehension du comshyportement de ce type de fondations
CHAPITRE I
11 - DEFINITION - CLASSIFICAnON
Les fondations profondes sont constituees de pieux au de barrettes qui sont des parois moulees porteuses dont Ie comporshytement est comparable a celu des pieux coules en place sans tubage
Les pieux peuvent etre classes suivant
- I shy
la nature du materiau constitutif beton arme acier - Ie mode de realisation et Ie type de sollicitation du so l
pieu refoulant Ie sol ala mise en place-(pieu battu fayonne alavance et mis en place battage)
pieu ne refoulant pas Ie sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage ~ Pabri ou non dun tubage mttallique)
12 - PRINCIPE DE CALCUL
121 bull Mode de fonctionnement dune fondation profonde
Les so llicitations sexeryant sur une fondation profonde sont de 2 types
- solljcitations statiques ou dynamiques dues a Iouvrage supshyporte
- so llicitations dues au soL en contact avec la fondation (frotte shyment negali f poussee horizontale des terres seisme)
Ces sollicitations sont simultanernent equilibrees
- pour Ies efforts transmis suivant Iaxe de la fondalion par Ie frottement lateral Q dans les couches res istantes et I effort de pointe Q sexenant SallS la base de la fondation bull pour taus les autres efforts par la reaction du sol dans les
bull zones oil Ie deplacement du pieu dans Ie sens des efforts es t superieur acelui du sol encaissant
middot2
122 - Donnees necessaircs au calcul
Lanalyse du comportement dune rondation profonde neshycessite la connaissance
- de la middotnature et des caractcr istiques du sol (coupes de sondashyges resultals des essais mecaniques en laboratoires etlou cn place donnees hydrogeologiques)
- de la nature des caracteristiques et des methodes dexecution envlsagees pour la realisation de la fondation
- des sollicitations de service etlou des soll icitations except ionshyneIles
- de la middotnature et du comportement de 1a structure afonder
CRAPITRE2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
21 - Definitions
- couche dancrage
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur dtau moins 4B sous la base du pieu (8 diametre du pieu)
- longueur et ancrage
- la longueur L du pieu est la distance entre 1a surface du sol et la base du pieu
- Jancrage D es t la middotdistance entre la surface de la couche danshycrage et la base du pieu
middot3
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
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Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
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Fig 2
- 48 shy
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1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
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1- --l---lL~--J
Fig 3
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bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
L
-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
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bull
~ 1
A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
10
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0
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Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
PREAMBULE
Le present document ne donne pas des ngles de calcul dapplication obligatoire 11 propose des methodes de calcul geshyneralement admises pour 1a justification des fondations sur pieux Toute autre methode peut euro tre utili see dans la rnesure ou elle es t fondee sur des prineipes sCientifiques et quelle donne lieu a ies resultats comparables a ceux donnes par les methodes decrites dans ce document
A s ignaler que certaines de ces methodes ne sont pas exshypasees de maniere detaillee si pour une raison au une autre Iutilisation de June de lles es t necessai res des re ferences douvrages sont donnees a1a fin du document
Par ailleurs il est recommande dutiliser pJus ieurs de ces methodes en fanction des resultats des essais disponibles Entin ces methodes restent sujettes a des modifications en [onction des progres qui seront realises dans la comprehension du comshyportement de ce type de fondations
CHAPITRE I
11 - DEFINITION - CLASSIFICAnON
Les fondations profondes sont constituees de pieux au de barrettes qui sont des parois moulees porteuses dont Ie comporshytement est comparable a celu des pieux coules en place sans tubage
Les pieux peuvent etre classes suivant
- I shy
la nature du materiau constitutif beton arme acier - Ie mode de realisation et Ie type de sollicitation du so l
pieu refoulant Ie sol ala mise en place-(pieu battu fayonne alavance et mis en place battage)
pieu ne refoulant pas Ie sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage ~ Pabri ou non dun tubage mttallique)
12 - PRINCIPE DE CALCUL
121 bull Mode de fonctionnement dune fondation profonde
Les so llicitations sexeryant sur une fondation profonde sont de 2 types
- solljcitations statiques ou dynamiques dues a Iouvrage supshyporte
- so llicitations dues au soL en contact avec la fondation (frotte shyment negali f poussee horizontale des terres seisme)
Ces sollicitations sont simultanernent equilibrees
- pour Ies efforts transmis suivant Iaxe de la fondalion par Ie frottement lateral Q dans les couches res istantes et I effort de pointe Q sexenant SallS la base de la fondation bull pour taus les autres efforts par la reaction du sol dans les
bull zones oil Ie deplacement du pieu dans Ie sens des efforts es t superieur acelui du sol encaissant
middot2
122 - Donnees necessaircs au calcul
Lanalyse du comportement dune rondation profonde neshycessite la connaissance
- de la middotnature et des caractcr istiques du sol (coupes de sondashyges resultals des essais mecaniques en laboratoires etlou cn place donnees hydrogeologiques)
- de la nature des caracteristiques et des methodes dexecution envlsagees pour la realisation de la fondation
- des sollicitations de service etlou des soll icitations except ionshyneIles
- de la middotnature et du comportement de 1a structure afonder
CRAPITRE2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
21 - Definitions
- couche dancrage
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur dtau moins 4B sous la base du pieu (8 diametre du pieu)
- longueur et ancrage
- la longueur L du pieu est la distance entre 1a surface du sol et la base du pieu
- Jancrage D es t la middotdistance entre la surface de la couche danshycrage et la base du pieu
middot3
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
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-1shy~ 11)
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(1 bull Qp1 bull QeI
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II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
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Fig 2
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Fig 3
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L
L3
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Fig 4
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Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
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0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
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bull l i LiCu 4 Li-3
---
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bull
bull ~
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Fig 11
-
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-
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Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
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Fig (4
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- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
la nature du materiau constitutif beton arme acier - Ie mode de realisation et Ie type de sollicitation du so l
pieu refoulant Ie sol ala mise en place-(pieu battu fayonne alavance et mis en place battage)
pieu ne refoulant pas Ie sol a la mise en place (pieu fore execute en place par betonnage dans un forage ~ Pabri ou non dun tubage mttallique)
12 - PRINCIPE DE CALCUL
121 bull Mode de fonctionnement dune fondation profonde
Les so llicitations sexeryant sur une fondation profonde sont de 2 types
- solljcitations statiques ou dynamiques dues a Iouvrage supshyporte
- so llicitations dues au soL en contact avec la fondation (frotte shyment negali f poussee horizontale des terres seisme)
Ces sollicitations sont simultanernent equilibrees
- pour Ies efforts transmis suivant Iaxe de la fondalion par Ie frottement lateral Q dans les couches res istantes et I effort de pointe Q sexenant SallS la base de la fondation bull pour taus les autres efforts par la reaction du sol dans les
bull zones oil Ie deplacement du pieu dans Ie sens des efforts es t superieur acelui du sol encaissant
middot2
122 - Donnees necessaircs au calcul
Lanalyse du comportement dune rondation profonde neshycessite la connaissance
- de la middotnature et des caractcr istiques du sol (coupes de sondashyges resultals des essais mecaniques en laboratoires etlou cn place donnees hydrogeologiques)
- de la nature des caracteristiques et des methodes dexecution envlsagees pour la realisation de la fondation
- des sollicitations de service etlou des soll icitations except ionshyneIles
- de la middotnature et du comportement de 1a structure afonder
CRAPITRE2
2 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES AXIALES
21 - Definitions
- couche dancrage
couche porteuse dans laquelle est arretee la base du pieu Cette couche doit se poursuivre sur une profondeur dtau moins 4B sous la base du pieu (8 diametre du pieu)
- longueur et ancrage
- la longueur L du pieu est la distance entre 1a surface du sol et la base du pieu
- Jancrage D es t la middotdistance entre la surface de la couche danshycrage et la base du pieu
middot3
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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u
L
Sol lIiII- 11lt (
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- shy I~ ~ il eI 1I I ~
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)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
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I I
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Fig 2
- 48 shy
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I ~ 1y (U ~ I I )
0
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Fig 3
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L
L3
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Fig 4
t
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Z (m)
Fig 6
- 49
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~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
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Fig 11
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Fig 9
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Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
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Fig (4
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~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
- fondation profonde
Une fondation est consideree comme profonde lorsque
LIB 2 6 et L 2 3 m
- ancrage critique Dc
lancrage critique D ~ est la valeur de D a partir de laqueUe la contrainte Ii la rupture 5005 la pointe du pieu qp naugmente plus et atteint une valeur limite constante appelee contrainte limite de pointe qpl qui est fonction de la nature et de la compacite du sol
- charge limite Q voir fig I (ANNEXE)
charge correspondant a la rupture du sol Au moment de la rupture 01 est equilibne par
gtlt la charge limite de pointe Q - q API -pl P
ou ql est la resistance Wl itaire du sol sous la pojnte et A la
section droite de la pointe
bull la charge limite par frottement latera l QI = P L himiddot q li imiddot l
oit
qlli est la resistance unitaire due au frottement lateral a la
traversee de la couche (i) depaisseur hi
p Ie peri metre de la fondation
n est Ie nombre de couches traversees par la fondation ains
Q = Q + Q
Conventionneli ement Q1
pourrai t etre definie comme la charge correspond ant Ii un enfoncement de la tete du pieu egal a BI10 lors dun essai de chargement
- charge de jllage Qlt
charge au delade laquelle lenfoncement du pieu ne se stabishylise plus dans Ie temps sous charge constante lt4 est liee approximativement Ii Q
p1 et Q bullbull selon les relations suivantes en
fonction du mode de mise en pLace du pieu dans Je sol
Q QQ pieu refoulant Ie sol Qt +--~
15 15 15
Q Q pieu ne refculant pas Ie sol Q = -shyc + 20 15
Q
bull pieu travaillant llarrachement 01 = 0 Q =-i l
1 5
- charge nominale Q
charge que peut supporter Ie pieu en demeurant stable vis a vis du sol
La charge admissible 0 du pieu dans les conditions reelles de louvrage doi t teni r compte eventuellement des phenomenes suivants
- de la charge intrinseque des materiaux constitutifs des pieux
- des effets de frottements negatifs
bull des efIets de groupe
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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Sol lIiII- 11lt (
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- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
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)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
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So IloHu 1lt
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Fig 2
- 48 shy
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I ~ 1y (U ~ I I )
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Fig 4
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Fig 6
- 49
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0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
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-
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
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- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
- des tassements absolus e t differentiels aJinterieur dun groupe de pieux au entre groupes de pieux
22 - Methodes de calcul prevlsionnelles de Q dun pien isole sons charges axiales
Plnsieurs methodes sont actuellement utili sees qui fon t apshypel soit a des essais de laboratoire soit a des essais en place penetrometre statique pressiometre SPT penetrometre dynashyID]que
221 - Caracteristiques mecaniques du sol
Les methodes de calcul a partir des essais de laboratoire reposent sur la determination des caracteristiques de cisai lleshyment
- caracteristiques effectifs (C 0 ) pour les sols pulveruJents (sables gravier) les argiles surconsolidees et les marnes
- caracteristiques apparentes Cu (0 u = 0) pour les argiles et limons salures
Ces caracteristiques sont parfois difficilement mesurables en laboratoire et les valeurs des resistances laterales et de pointe drun pieu varient dans de tres fortes proportions avec ces caracteristiques Dans ces condi tions les methodes de ca1c ul basees sur des essais de laboratoires ne seront utilisees que pour un predimensionnemem de Jouv rage
Le dimensionnement definitif dait se faire au mains A partir des methodes de calcul basees sur Ies nsulta ts des essais en place
222 - Resistance de pointe
Pieux ancres dans les sols pulvhulents (sable gravier)
caleul de la profondeur critique Dc
Pour tenir compte du mode de mise en place du pieu 1angle de trottement interne 0 du sol en place doit etre corrige selon les relations suivantes
- pieu battu 0 = 34 0 + 10
- pieu fore 0 = 0 _3
Le rappon Dc I B (B diam~tre du pieu) est donne a la fig 3 en fanctian de 0
calcul de qP voir fig 2 (ANNEXE)
qP = qv si D lt Dc
gP = q (D = Dc) si D ~ Dc
q contrainte verticale effective due au poids des terres au niveau de la pointe du pieu
q (D = Dc) Valeur de q caleuIte Ala profondeur critishyque
bull Calcu de N q
- pieu battu 0 = 0 2 + 20 - pieu fore 0 = 0 - 3
Le fac teur de portance Nest deduit de la fi g 4 en fancshytion de 0 ~
Calcul de qpl max
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
u I r
Fig 2
- 48 shy
-1~
1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
v
bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
L
-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
V
lt
bull
~ 1
A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
10
1 - z
IhIf
0
~ ~ bull
Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
qlmu = 005 N 19 0 (MN 1 lUl
En particulier pour les pieux battus
10 ~ 15 (MN m 2 ) dans Ie cas de sable siliceux et 3 5 ( MNm2) dans Ie cas de sable calcaire non cimence
Pieux OIICreS dans l argile
l argiles Iimons SalUreS (0 u = 0)
qll = e Jl N~
avec N = 9 pour D Dc = 4 B C cohesion nondrainee rooyenne au niveau de la pointe du
u
pieu
argile surconsolidee marne (C O 0 )
= q x N 0 pour D Dc = 4 B qpj 11 q -lplmax
Avec qP conlrainle verticale effective due au poids des terres au
niveau de la pointe du pieu qP = q (D = Dc)
N utiliser la proc6dure developpee dans Ie cas des sables q
223 Resistance due au frottement lateral
Pieux allcres dans Ies sols puiverulents (sables gravier)
calcul de 1a profondeur critique Dc
- pieu battu o = 34 0 + 100
- pieu fore o = 0 _3 0
Le rapport DeS (B diametre du pieu) est donnte A la fig 3 en [onelian de 0
Calcul de qv voi r fig 2 (ANNEXE)
qv contrainle verticale effective due au paids des terres pour D lt Dc Pour 0 Dc qv demeure canstante et egaJe ~ la va leur calcul6e a1a profondeur critique Dc
bull Calcul de ~
pieu baltu au [ore 0 = 0
Ie coefficient Pest dedui~ de la fig 5 en fonction de 0 (ANNEXE)
Calcul de qsl max (MNml) voir tab leau nO 1
Tableau nO 1
fore-avecfori avecfo fore mital battu ~ tubage tubage
simple 00 rube fcrme)sol rtcuptre perdu
004 (a) 004 Ca)
ouousable - 004 008 008008
008 (a)008 (al
ou ou-gTavier 008 012 01 2012
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
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Fig 2
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Fig 3
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Fig 4
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Fig 6
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Fig 5
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Fig 11
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Fig 9
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n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
L
-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
V
lt
bull
~ 1
A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
10
1 - z
IhIf
0
~ ~ bull
Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
(al pieux de grande longueUf (L 30 roJ cJ MCthode p
Pieux ancris dans [argile qd = 13 qv S q 5magt
p= (I - sin 0J tg 0 ( g 7g) Argiles limons satures (0 u = 0) 0 angle de frottement effectif sur argile remaniee
q( I q y rapport de surconsolidationaJ Methode A (pieux de diamelre B lt 080 m) voir fig 6
q( pression de surconsolidation qy contrainte verticale effective n = A (-q + 2 Cu) S a
4111110Y v 1ulJC
~1mampX bull voir tableau nO 2 1 = f (longueur de pieu) voir fig n 7 (ANNEXE)
L argile consoJidee marne (C = 00)middot utiliser la ~ethode 13
laquo = 1 rily (z) dz contrainte effective verticale moyenne Caleul de 0 (MN 1m2) bull voir tableau nO 2~~
- 1 r Cu = -J CU (z) dz coh~sion non drainee moyenne
L 0 sollltqol~middot voir tableau nO 2
argile b) Metbode ex umon
ltl1= ex Cu $ qol ZIWlt
eu cohesion non drainee argile
ltsilDl)(
rore simple
004
surcoosolidt 0 16 a coefficient dadhesion pour les pieux fltgtres au battus de mam~diametre B lt 080 mmiddot voir fig ndeg 8 (ANlfEXE)
Tableau nO 2
roc bout
004
0 16
fore avec tubage
recupere
004
008 (tube
non louvoye)
0 16
fore avec metal battutubage (_fenne)perdu
004 DO
008
(argile) 012 016
(marne)
ex = 04 (035 a 060) pour les pieux fares 224 - Cbarge limite dlun pieu ancre dans du rocher de diametre B ~ 080 m (Qs] = middot0)1
qIIllUo voir tableau nO 2 Q = Q = A g
to shy - 11 shy
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
u I r
Fig 2
- 48 shy
-1~
1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
v
bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
L
-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
V
lt
bull
~ 1
A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
10
1 - z
IhIf
0
~ ~ bull
Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
ilt pieux de petit diameh-e (B lt 080 m)
q=(N0+ I )q
I = --- resistance en compression simple du rocher 5
qu mogtll resistance en compression simple mesuree en laboratoire
o gJe de frOllement effectif
La charge nominale Qc se deduit de Q avec un facteur de securite 1
legal au 3 mains Lancrage minimal dans la roche saine est fixee
a60 cm
bull pieux fores de gros diam~lre du pieu (B 2 080 m)
1 Estimer Ie d ian~tre du pieu B =16 0 In 4
Q charge de service
f ( resistance en compress ion du belon ~ 28 jours
2 Estirner la contrainte de cisaiJJement belon I roche
= qu 120t mu
qy Resistance nominale en compression simple du beton ou de la roche
3 Estirrrer la cantrain te de cisaillement admissible betan I roche t __= 1 IF- ~
F fcteur de secunIt (egal a2 ou 3)
4 Estimer la longueur maximale (L) dancrage du pie u dans la roche
L = QJ (n b ~bull )
5 En supposant une valeur de longueur d ancrage ~ lt L1
estimer Ja conlrainte transmise en pointe du pieu par
2 n~b 19 0br q = q ~ exp - [ ~ ]
1 - ~b + (1 + ~r) EE
~ ~b module dYoung et coefficient de Poisson du beton
E bull ~r module dYoung el coefficient de Poisson de la roche r
o br angle de frottement b~ton I rChe
q= = 40In B
6 Com parer q vec q de 1 roche ( =------ -) m
Si q gt qp adm changer de valeur L 2 15
q 7 Si q 5 ltIpw calculer t =[(I - -)Ql
q~ nBL
comparer 1 a[ hn
bull 8 Repeter les etapes 5 a7 jl1squa obtenir la longueur dancrage L2 telle que q ~ ltlp ~ el [ S [ 14m
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
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(1 bull Qp1 bull QeI
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II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
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Fig 2
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Fig 3
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Fig 4
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Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
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Fig 5
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bull l i LiCu 4 Li-3
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Fig 11
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Fig 9
bull ~ ~l - laquo
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
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Fig (4
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V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
3 - Essais en place 31 - Penetrornetre statique
Un sandage au penetrametre statique consiste afaire penetrer dans lesal par verinagea vitesse constante une pointe conique portee
par un train de tiges eta mesmer de maniere continue au aintervalles detennines la resistance A la penetration du cone (q)
Cene resistance est obtenue en divisant la force exercee sur Ie cone Q (au effort de pointe) par la surface Ac dela plus grande section droite de Ja pointe L = ~ I Alt (KN 1m )
Pour un pieu iso16 la resistance en pointe et la resistance au frottemenllateral se calculent a partir de la resistance en pointe qc du penetrometre de la facon suivante
- Resistance de pointe
qpI = kc lee
ca1cul de ~e fig nO 9 (ANNEXE)
ltLe resislaIlce de pointe equivalente du centnetrometre
1 D + 15 BJ L =_ q~ (z) dz
2B D - oB
qc resislance de pointe du penetromhre ecretee it 13 km
lm resistance de pointe du penetrometre moyenne entre les profondeurs (D - 05 B) et D + L5 B
- l4 shy
B = B si B gt 10 m et B = 10 si S 10 m
B diamelIe du pieu
calcul du facteur de portance kc
1 JDbull encaS lTement equivalent De =-- q (z) dz
q~ 0
qc (z) resistance de pointe du penetrometre mesuree 1 la proshyfondeur z
Les va leurs de kc sont donnees pour un encaS Lrement equivalent superieur a lancrage critique (D~ 2 Dc = 5B) en fonction de la nature du sol au voisinage de la pointe et du mode de mise en place du pieu voir tableau nO 3
Tableau ndeg 3
pieu I sol pieu fore pieu bartu
-045argiles limons 035
sable Cmiddot) 015 050ltL S 5 MNmz
O (5 040I 15 MNm2
- 15 -
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
u I r
Fig 2
- 48 shy
-1~
1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
v
bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
L
-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
V
lt
bull
~ 1
A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
10
1 - z
IhIf
0
~ ~ bull
Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
() interpoler lincairement pour 5 qc~ 15 MNm2)
- Resistance due au frottement lateral
resistance moyenne de pointe sur lepaisseur de la couche traversee
caJcul de CJ et qlmu (MNm2) voir tableau nO 4
Tableau nO 4
pieu I sol fore
fore avec tubage
recupere
metal battu (tube fennel
argile limons
a 100 100 100
q shy 00 004 004
sable
a 250 250 300
q shy 008 008 008
32 - Pressiometre
Lessai au pressiometre est un essai de chargement de sol en place qui consiste a dilater une sonde cylindrique mise en p lace dans Ie ten-ain par battage au dans un forage Lessai permet dobtenir une courbe contrainte-dMormation doD lon dtduit les parametres pressiometriques suivantes
pression limite (p) et module pressiometrique (E)
- Resistance ~~ pointe
- qpl = kp bull PI
- c leul de PI~ (fig n 10)
Ple~ pression limite nette equivalente
1 f D +15Bmiddot
PIe = - PIC (z) dz 2B 0 - O5Bmiddot
Pl min valeur miniroalede pl etre D - 05 BetD + 15 8
avec B = si B gt 10 m e~ B = l0 m si B ~ 10 m
PI PI - Po Pression limite nette
PI Pression limite mesuree
Po contrainte totaJe horizontale dOe au poids des terres au meurome niveau dans Ie sol avant essai
=K(q~
-u) +uP ~ coefBcient de p~es sion laterale des terres au repos [
lt qO contrainte totale verticale au niveau du point de mesure
U o
pression inrerstitieUe au niveau du point de mesure
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
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ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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- 48 shy
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- 49
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Fig middot10 Fig 12
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Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
~ calcul du facteur de panance kp k ~ 08 + (kp - 08) (D eB) 1(10 - DeB)
k valeu r donnee dans Ie tableau precedent p encastrement equivaJen[ D =- 1- f DPI_ (z) dz
- Resistance dOe au fratteruent lateral PI~ 0
Ll est donnie en fonction tableau nO 6pour De ~ Dc 5 B les valeurs de kp sont en fanc tion de la narure du sol au voisinage de la pointe et du type de pieu (voir tableau
- PI pression limite nette mesuree dans la couche traversee nO 5)
- nature de Ia couche de so l traversee Tableau nO 5
soi l pieu pieu fore pieu battu
ltrgile limon 12 18
sable gravier
11 32 - 42 C)
marne mare-calcai re 1 8 26
rocher altere 11 - 18 () 18 - 32 ()
- type de pieu
Tableau nO 6
() interpoler lineairement entre
kp = 32 pour PI 2 3 MNm 2
kp = 42 pour PI 1 MNI m2
() choisir la valeur correspondant aIa natur~ de so11a plus proche de celIe de la roche alteree
Pour 15 B De 5 B
Pieu fore simple
fore boue
fonE avec tubage
nkupere
fore avec rubage perdu
rnetaJ battu (tube ferme)
argi le limon
C loll C2 a) ou C3 (b)
Cloll C2 ()
Clou C2 (c)
CI Clou C2 (d)
sable -CI (e) ou C2
C I (e) ouC2 CI C2
gravier C2 (e) ou C3
C2 (e) oue3 C2 C3
marnes mumesshycalcaires
C40u CS ()
C40u C5 () C4 C3 C
rocher altere C6 C6 - -
C (si battage possible)
r
- 18 shy - 19 shy
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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Sol lIiII- 11lt (
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-1shy~ 11)
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II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
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Fig 2
- 48 shy
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I ~ 1y (U ~ I I )
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Fig 3
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bull
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Fig 4
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Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
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Fig 5
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bull l i LiCu 4 Li-3
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bull ~
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Fig 11
-
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-
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Fig 9
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Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
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Fig (4
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- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
----~-~--------~---- --~ ~--------- (b) rainurage des parois de forage (cas des argiles raides
PI 2 15 MNI m2)
(c) forage asec tube non louvoye Cd) argiles raides (p) 15 MNm) Ce) pieux de grande longueur (L 30 m)
bull Courbes (C) - fig nO It (ANNEXE)
33 - Essal SPT (Standard Penetration Test)
Lessai SPT est un essai de penetration dynamique normamiddot lise qui consiste a faire penetrer dans Ie sol par battage un carottier fendu porte par un train de tiges et a ccmpter Ie nombre de coups N necessaires porn obtenir un enfoncement de 30coo
- Resistance de pointe
bull q = K N S qr pilaU
bull caIcu de N I
N L nambre de coups corrige pour une pression effective vertishycale de Ot MNm
N = CnN N nombre de coups moyen mesure au niveau de la pointe du
pieu ( L 0 B au des sus et 4 B au dessous de ta pointe du pieu)
Cn coefficient de correction (onction de q (voir fig nO 12)
qv contrainte verticaJe effective au niveau du point de mesure
bull Calcul de K
- pieux batms dans les sables K = 0040 DB
- pieux fores dans les sables K = 0013 DB
- pieux battus dans sables q = 04 N (MNm)
- pieux fores dans sables q = 013 N CMNm)
- Resistance due au frottement lateral
bull l =CJ x N CMNm) $ qr_=008 MNm
N valeur moyenne mesuree sur la hauteur de la couche traversee
Calcul de Ct Ce coefficient est fonction du type de pieu
- pieux battus dans les sables CJ = 0002
- pieux fores dans les sables CJ = 0001
34 - Penetrometre dynamique
Lessai du penetration dynamique consiste a faire pene-tree dans Ie sol par battage une poinle conique portee par un train de
I tiges et a compter Ie nombre de coups necessaires pour obtenir un eofoncement de 20 em
Lapplication de la fermuIe de battage des Hollandais permet dobtenir la resistance dynamique qd pour des valeurs de qol S 10 a15 MNm)
- 20 - - 21 shy
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
u I r
Fig 2
- 48 shy
-1~
1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
v
bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
L
-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
V
lt
bull
~ 1
A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
10
1 - z
IhIf
0
~ ~ bull
Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
wh 1
Determination de la charge limite dun pieu battu apartir des formules de battage suivantes
Wh W - formule des Hollandais Q =
e W+ W
Wh W ~ formule de Crandall Q =
e + el
2 W + W
- fonn ule de lEngineering News Record modifiee
EH W + nW Q = - - shy
c + 0254 W + W
W poids du mouton
W poids du pieu et des accessoires
e refus ou enfoncement (em) moyen pa r coup mesure a partir de lenfoncement obtcnu sur 3 va lees de 10 coups
el refus e lastique au raccourcissement du pieu
E coefficient deffLcacite (mouton a simple middotou double e ffet 07 a 085 mouton diesel 08 a 09 mouton en chute Iibre07aO9)
n coefficient de restitution (pieu en belon sans casque 04 a 05 casque en bois pour pieu en acier 03 a 04)
h hauteur de chute du mouton
bull1
bull
ae + w w
w poids de mouton du penetrometre w poids des tiges et de l enclume du penetro metre h hauteur de chute du mouton a section droite de la pointe du penetrometre e Tefus ou enfoncement moyen par coup (= 20 cmln) n nombre de coups enregistres
La charge limite Q dun pieu battu se dedui t par homothetie1
de qd Q I = Ap qd Ap section droite du pieu La charge nominaIe Q se deduit de Q en appliquant un coeffishycient de secur ite F ega a6
Lutilisation de qd penneCdextrapoler a dautres pieux dun meme site les mesures obtenues sur un pieu d essai soumis a till chargement statique
- Remarque importante
II est rccoromande dutiliser Iune des methodes (SPT penetrometre dynamique) en corre lation avec les resultats obte shynus par les autres me thodes dec rites precedemment
Par ailleurs ces deux types dessa is doivent etre envisages corume moyens comple menlaires interessants et peu couteux pour
- repere(es diffe-rentes couches dun site - extrapo termiddot lidentification des couches faite par sondages
extrapo ler les resultats obtenus a laide dautres essais geoechniques en part iculier Iessai de chargement s tat ishyque estim er Je n iv eau darret des pieux battus ou des palplanches
- 22 shy middot 23 shy
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
u I r
Fig 2
- 48 shy
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1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
v
bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
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-I 0 0 ~2 w--shy
1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
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bull
~ 1
A O~ C~ OG 0 8 10 o 02 0 4 00 os 10
10
1 - z
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0
~ ~ bull
Fig (4
II Ar 0
~kmiddot
- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
H Energie du mouton (Wh) ou du moteur diesel
La charge nominale Q se deduit de Q en appliquant un coeffi shycient de securite egala 6 (forroule des Hollandais) 4 (formule de Crandall) et 4 a6 (formule ENR modifiee)
36 - Frollement negtif
Dans Ie cas au les pieux traversent une couche de sol compressible leffet dun frottement negatif peut se produire si Ie sol tasse plus que Ie pieu II en resulte pour Ie pieu une surcharge cToissante Q
n dirigee vers Ie bas qui sajoute a la
charge de service deja sup portee par Ie pieu Le tassement proshygressif est dfi
- a la consohdation de la couche elle-meme SallS son propre poids
-a Ieffet dune surcharge exterieure (remblais)
- is un rabattement de la nappe
- au battage des pieux atravers les sols mous compressibles
Le frottement augmentant avec la pression effective horishy
zontale (Ka) agissant normalement a 1a surface du pieu croit
avec la progression de la consolidation et atteint sa valeur maxishymale along terme
Dans les combinaisons de charge Ie frottement negatif QD De sajoute pas aux charges de courte duree Ces dernieres ne sont prises en compte que si elles sont superieures a Q
Dautres part dans Ie caleu1 de 1a portance dun pieu Ie terme de frottement lateral (positi 1) ne do it pas etre pris en compte
pour les couches de sol compressibles suseeptibles detre soumishyses adu frottement negatif
A un niveau donne z dans la couche compressible la valeur du [tottement negatif unitaire limite est donnee par (fig n 13)
QIII ~ _ x tg ~cr v (K tg 8)
Le frottement negatif total dans Ie remblai et la couche compressible est donne par
II Q ~ It B J D (K tg 8) dz
middotHbull ltJh ltJy contraintes effectives Along terrne horizontale et verticale AIinterface sol-pieu
K=aa () angle de frottement de contact sol-pieu H hauteur du remblai D hauteur de la couche compr~sible
bull Calcul de K tg () voir tableau nO 7
Tableau nO 7
SOL PIEU
argiles molles sols organiques
argiles raides
sables et graviers ()
pe dense
moyen dense
tt dense
fore 0 15 020 - - -
fore tube 010 0 15
035 045 10
bttu 020 030
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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u
L
Sol lIiII- 11lt (
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- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
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Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
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i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
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Fig 2
- 48 shy
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I ~ 1y (U ~ I I )
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L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
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bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
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Fig 4
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Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
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u I Cu ~JDJ () d c
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bull ~
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Fig 11
-
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-
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
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Fig middot10 Fig 12
t
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- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
t ) peu dense qlt lt 25 MNm ou P lt 025 MNm
moyen d~n se 25 lt ~ lt 10 MNm2 ou 025 lt P lt I D MNm Lres dense qc gt 10 MNm 2 au PI gt 10 MNm 2
Coromentaire
Les methodes utilisees dans levaluation de Ia charge Qsn diie au frottement negatif 5011 en general peu precises en raishyson de la compIerite meme du phenornene
La prise en comple de ceUe charge dans Ie colcul definitf des pieux p eut conduire dans certa ins cas a des dimensions euro(cessives de ces derniers
En pareils cas il fout chercher p luto a redu ire [elfet du frotl emen negatif en utilisanl tine gaine autour du pieu sur la hauteur ou peul se mobilise ce phenomene (Tube metallique epois gaine de bidjm billmee gaine de pastique ou de bOlle bentonitique) Ces conditions son appliquees OlL( pieux mouUs dans Ie sol et leur efficacite est jonetion de la qualite de lexecution-
Dans Ie cas de ta ga ine de bidim bitumee applicable atx sols fins K tgS est pris egal a005
3 7 - TASSEMENT DUN PlEU ISOLE
Le tassement dun pieu iso le sous les charges middottlsuelles es t en genera l faible et ne constitue pas un para me tre de calcul determinant pour Ja plupart des structures
- 26 shy
En effet l experience montre que pour une charge Q ~ 07 Q et pour des pieux dont la longueur vari e entre 6 et 45 m et Ie diametre entre 030 m et 150 m on a
_ pieux fores s = 0006 B (avec des valeurs extremes de 0003 B a0 010 B)
pieux battus s = 0009 B (avec des valeurs extremes de 0008 B a 0 012 B)
7 - PIEU ISOLE SOUS CHARGES HORIZONTALES
Lorsquun pieu vertical est soHicite par un effort horizonshytal Ho etou un moment Mo en tete sa stabiIite est assuree par la mobilisation des efforts de reaction lateraLe du sol sur Ie fUt du pieu En un point donne ala cate Z 1a reaction du sol P est fonetion du deplacement lateral Y du pieu Si Ks est Ie module de reaction du sol
K P (KNm) Iy (m) (modele de Winkler)
Dutre part EI d y d - P ~ 0
Soit EJ dy I d + K y ~ 0 A vee E I module d elasticite et moment dinertie de la
section du pieu de diametre B et longueu r D
- 27 shy
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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Sol lIiII- 11lt (
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-1shy~ 11)
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Fig I
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- 48 shy
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Fig 6
- 49
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Fig 5
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Fig 11
-
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
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V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
bull bull
Par ailleurs
M =EI dy I dz T =dM I dz P =dT I dz
Cas des sables K = k z
Les equations de la deformee du pieu y (z) el du moment M (2) sont
Y (2) = Ay (H T EI) + Ey (M T EI)
M (2) = Am (H T) + Bm M
Avec T = (EIIK) longueur de transfert
Ay By Am et Bm voir fig nO 14 pour Ie cas des pieux longs (DIT ~ 5)
Cas des argiles middot Ks constant
Y (2) = Ay (HR lEI ) + By (MREI)
M (z) = Am (H R) + 8m M
Avec R = (EIlKs) longueur de transfert
Ay By Am 8m vo ir fi g n 15 (ANNEXE)
CIIAPITRE 4
- GROUPE DE PIEUX
Les effets de groupe aprendre en compte concernant
la force portante SOllS charges axiales - Ie tasseroent - les reactions laHrales dll sol - Ie frottement negatif
Le remaniement du sol dO a la mise en place de Iensemble des pieux ainsi que linteraction pieu sol en termes defforts et de deplacements entre les differents pieux dun groupe font que Ie comportement du pieu dun groupe est different de celui du pieu isole
41 - Force portnote so us charges axiales
Leffet de groupe dans Ie cas de pieux travailant essenshytieUeroent au fTonement est represente par Ie coefficient deffishycacite Ce
Q C= - _
n bull Qlj
Q charge limite du groupe de n pieux
Qlj charge limite dun pieu isole
Remarque
eet effet semble negligeable dans Ie cas de pieux trashyvaillant en pointe (C = I)
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
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Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
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Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
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Fig 2
- 48 shy
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1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
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bull
v t
L
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L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
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u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
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bull
bull ~
~
Fig 11
-
- ~
-
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Fig 9
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n 1 i~ - I os f gt ~
gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
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- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
411 - Gr oupe de pleux dans ie sol cobereot
(a) Cas dun entraxe (s) superieur Oll egal a3B
07 sJB = 3 ) C = var lin 3 lt siB 8
10 siB 8
au bien
2 ArcIg (BSraquo ) 2 __1 _ ~ 1) C = I - x
( ( m -J1t
01 n nombre de lignes et de coloTUles du groupe
(b) Cas dul elltraxe (s) inirieur a~ B
Le groupe de pieux est assil)1 ile aune f~ndation massiye fictive de penmetre (P) egal acelui du groupe el de longueur (L) egale acelie des pieux La charge de pointe Q et Ie fronement latera Q sur cene fondation fictive sont determines avec les methodes deve(oppees pour
Ie pieu isote
La charge portante du groupe sera la plus petite des deux
vaeurs celie de la fondation massive fictive et n fois celle dun pieu isoe
412 ~ Groupe de pieux dans uo sol pulverulent
a) Cas dun groupe de pieux verticaux refoulantle sol ala mise en place soumis aune charge centree
Sables laches
petit groupe de pieux courts
15 siB 2 var lin 2ltsB lt 4
siB 410
$ groupe importants de pieux longs
20 siB 2 C = var lin 2ltslB lt 8
e 10 siB 8
Sables denses
07
C = sIB 810
b) Cas des pieux fares
C = 23 a 34 poil sIB 3
42 _ Tassement dun groupe de pieux
421 - Methode empirique
Le groupe de pieux travaillant au fronement dans largile est assimile a une semelle fictive situee au 23 de la longueur des pieux supportant a charge Q appliquee au ~roupe de ~ieux auomentee de tout au partie du frotteroent negattf sur Ies pleux
o
1 + 2La repartition des contraintes en profondeur est de
et Ie calcul du tassement se fait par
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
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i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
u I r
Fig 2
- 48 shy
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1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
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Fig 3
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bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
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u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
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bull
bull ~
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Fig 11
-
- ~
-
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Fig 9
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gt
bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
I r-hshy-igtshyI-shy
I If ~
bull
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1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
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bull
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10
1 - z
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~ ~ bull
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- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
la methode oedometrique (cas des argiles moUes saturees)
la methode pressiometrique (cas des argiles raides surmiddot consolidees)
Dans ie cas des sables les tasseroents sont en general fajmiddot bles et rapides
Commentnire (1)
Le tassement dun groupe de pieux ancres dans les sables peut-eurotre estime de la fayon suivante
S (mm) =09 ql (B ) IN avec q (KNm2) =Q I B L amp amp I
N = N~ corrige (mesun~ ur une profondeur B a partir de la base des peux)
Bg L largeur et longueur de la semeJle fictive alaquelle est assiroile Ie groupe de picux
I = I - D 1 8 B 05 D = longueur danerage du pieu
Commentaire (2)
Sf Ie comportement du sol peut etre suppose elasfique a methode DA VIS et POULOS permet de determiner un coeffishycient dinteraction ex en fennes de deplacement qui depend de
- Iencastrement relatif des pieuc (018) - la rigidite relative pieulsol (K = E IE E E modushy
p J P s Ies du pieu et du sol)
- du rapport 81s s entraxe des pieux - de la longueur di pieu (LIB LID) - du coefficient de poisson (1lS) du sol
Par supperposition on obtient un systeme de Cn+ I) equashytions et 20 inconnues (Y bull Qigt respectivement tassement et charshy
i
ge du pieu i) qui est resolu dans deux cas
1) Q = Q n - charges identiques sur les pieux
2) Yi = Yj
bull semelie de liaison rigide
43 - Reaction laterale du sol
431 - Methode empirique
Leffet de groupe reduit Ja reaction laterale du sol sur un pieu faisant partie dun groupe par rapport acelie correspondant
au pieu isole DAVISSOT ~ I970) propose Jes valeurs suivantes a prenmiddot
dre en compte pow Ie module de reaction laterale reduit k
025 ks siB $ 3 k = var lin 3ltslBlt8
bull ks siB 8
ks coefficient de reaction du sol dun pieu isole
Commentaire (3)
Si Ie comportement du sol peut etre suppose ~astique fa methode de DAVIS et POULOS permet de determiner des fac shyteurs dinteraction en termes de deplacement horizontal et de rotation (ay exy)
Par supperposition des differentes facteurs dintraction on peut resoudre les cas suivants
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
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ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
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Fig I
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Fig 2
- 48 shy
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Fig 3
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Fig 6
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
a) groupe libre en teJe avec deplacement uniforme b) groupe fibre en lele avec charge H etiou moment M
ega Sllr chaque pieu c) groupe encastre en tete avec deplacemen t uniforme
44 - Frottement negatif pour on groupe de pieux
Leffet de groupe re lati f au phenomene de fronement nemiddot gatif se traduit par Ie fa it que la somrne des efforts de frottemiddot ment negatif sur un groupe de pieux est inferi eure a la somme des efforts calcules sur un pieu isole et cela dautant plus que les p ieux du groupe sont rapproches
La procedure asuivre pourrait etre
1) Choisir Ie modele de la pile massive fict ive
11) Negliger toute contribution a la capacite portante limite de la pile doe a la couche compressible et a toutes les couches sus-jancentes (remblais par exemple) dans un eleul along tenne (Q)
Ill) Evaluer Ia charge trans mise par la pile mass ive
En plus de la charge de service appl iquee au groupe de pieux (Q) it faut ajou ter les po ids de la couche compressi shyble et de toutes les couches susmiddotjacentes situees aIinterieur du peri metre de la pile massive au dess us de la couche danshycrage des pieux 0 W)
Cette charge additionnelle (l Wi) ne doi t pas depasser la fCSu ltante limite des forces de fro ttement sur les pieux
middot 34 shy
IV) Ca lculer Ie fac teur de secur ite F - QI
I (Q + 2 w)
qui peut etre pris inferieur a 20 si Ie tassement du
groupe de pieux est acceptable
V) Evaluer Ie tassement du groupe de pieux avec la charge appliquee au groupe de pieux plus Ie poids du remblai seu t dans Ie cas dun remblai recent
(Q + 2 w)
VI) Si Ie groupe de pieux est Iiaisonne en tete par une infra$middot trueture rigide il faut repartir un iformement Ie fro ueshyment negati f total du groupe (l Wi) sur lensemble des pieux e~ calculer Ie facteur de securite
F = Q I (Q + (2 W) I n) qui peut etre pri inferieur bull J
a20 s i Ie tassement du pieu isole est acceptable
Q capacite portante rlmite dun pieu isole a court 1i
teeme
Q charge de service appliquee au pieu isole
VII) Evaluer Ie tassement dun pieu isole avec la charge (Q + 2 w) I n)
45 - Repartition des efforts sur Ies pieux duo groupe 451 ~ Position du probleme
Soi t un groupe de pieux verticaux et inclines re lies par une semelle rigide sur laquelle sont ap pliquees les six (6) commiddot posantes des efforts (Q bull Qbgt QhY ~ My MJ rapportees lts un rep ere Ox y z dont I origine cOincide avec Ie baryceotre des
- 35 bull
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
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bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
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II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
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Fig 2
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Fig 3
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Fig 6
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Fig 5
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Fig 11
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Fig 9
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Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
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- --gt-- --1
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Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
traces des pieux au niveau de a base de 1a semelle et les axes Ox et Oy avec les axes principaux dinertie
Le probleme consiste it calcuJer les efforts et les deplaceshyrnents en tous points de Iaxe de chaque pieu du groupe compte tenu
- des lois de reaction du sol pour les differents types de sollicitations
- des effets de groupe - des conditions de liaison en t(te et en pied des pieux
La resolution de ce probleme necessi te en genera l Ie re shycours alempJoi de logiciel de calcul sur ordinateur
452 - Solution courantes du probleme
Cas simplifies
Moyennant certaines simplifications on peut utiliser une des deux solutions suivantes
I) les charges lateraJes (effo rts tranchant moment) sont uniforshymement reparties sur les pieux puis chaque pieu est etudie comme un pieu unique
2) les charges vertic ales et Ies charges laterales appliquees a la sernelle de liaison sont transmises aux pieux du groupe SallS
form e de charges axiales calculees avec les hypotheses suishyvantes
- semelle de liaison infLniment ri gide - pieux articules en tete
- pieux assimjies a des poteaux elastiques - pieux arti cules en pied el reposanr sur un sol indeformashy
ble
Cas d une foudation isostatique a deux dimensions
Les efforts resultants sont dans Ie plan vertical passant par laxe principal dinertie du groupe de pieux et dans chaque file les pieux sont identiques et inclines de la meme fa~on Une telle fondatio n comporte
soil deux files de pieux verticaux 5i La resultante est verticale
- soit trois files de pieuxdont une inclinee Sl la resultante est inclime
Les efforts dans les differentes files sont determines avec les seules equations de la statique
Cas dune fondatioo byperstatique
Dans Ie cas general dun groupe de pieux quelconque la charge dun pieu est calculee a partir de sa deformation resulshytant du deplacement de la semelle et de son module Par la suite la somme des charges app liquees aux differents pieux do it ~tre egale acelie appliquee ala semelle
Dans Ie cas ou ies n pieux sont tous verticaux et identishyques (avec Q
b = 0) on a
Q M) Xi Mx Yi ~ plusmn plusmnQi
n L Ly J J
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
So IloHu 1lt
I I
( H~It - -IIsllllll
u I r
Fig 2
- 48 shy
-1~
1o ~~ __ I
I ~ 1y (U ~ I I )
0
L
bull
1- --l---lL~--J
Fig 3
v
bull
v t
L
av
L- 1
L
L3
G
Fig 4
t
~ ~
Z (m)
Fig 6
- 49
J pieux 1baCtus J
~
0 ~ s ~lI eUl fo~s
Fig 5
Cu L
u I Cu ~JDJ () d c
bull l i LiCu 4 Li-3
---
Mthodc i
bull
bull ~
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Fig 11
-
- ~
-
lgtinltlQl d( qCe
Fig 9
bull ~ ~l - laquo
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bull1 ~ h R rcJrigt ltt gt1-1 ~==- 51 soL cltIq)ressibl( a flshy01 I h 52 b l fflH11n
Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
t
t
r- - 11gt
I ~j
0
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I If ~
bull
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1 r1 shy I 0 - bull~ lZ
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bull
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10
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~ ~ bull
Fig (4
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- --gt-- --1
- __ A~ 1-middot -__-_---J C~
V
~
~ )fk -- - ~ ---
~Ii
Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
00 ~ Y sont les coordonnees du pieu (i)
CHAPITRE 5
- JUSTIFICATION DUNE FONDATION SUR PIEUX
La justification dune fondatjon sur pieux porte sur la verishyfication de
- la capacite portaote du pieu et du groupe de pieux vis avis du sol
- la capacite portante du pieu et du groupe de pieux vis avis du materiau constitutif de 1a fan dation
- des deplacements eventuellement a ne pas depasser aU ri sque de nuhe au bon comportement de la structure porshytee
51 - Types daction a considerer
Les actions a envisager dans la justification dune fondashytion sur pieux sont
511 - Actions permaneotes G
- Poids pro pre de la fondation - Fraction du poids propre de Iouvrage et de ses equipeshy
ments - Efforts dus au retrait et au fluage - Efforts du au poids et aux poussees des teITes
Aux etats limites utimes sous combinaisons fondamentales il y a lieu de separer
- Les actions defavorables G max
- Les actions favorables G miD
512 - Actious dues al eau F (poussee DARCmMEDE) 513 - Frottement negatif G 514 - Actions variables Q
- Charges dexploitation - Charges dues aux effets climatiques vent neige
II Ya lieu de distingue~ les actions vadables de base Q) des actions variables daccompagnement Q i (i gt 1) dans les differenshy
tes combi naisons
Laction de base Q 1
definies par les reglements a une vashyleur froquente egal lt1gt Q
Les actions daccompagnement Q sont defioies par leurs valeurs de combinaison lt1gt0 ~ elleuf valeurs quasi-penuanenles
lt1gt Q
515 - Actions Accidentelles FA (seisme ehoe explosion)
52 - COMBINAISONS DACTIONS A CONSIDERER
Les combinaisons dactions aenvisager sont
521 - Aux ~Hats limitcs ultimes ELU (mobilisation de la capacit6 por tanle du so) resistance des materiaux co nslilulifs de la ro ndalion)
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
u
L
Sol lIiII- 11lt (
tI
- shy I~ ~ il eI 1I I ~
-1shy~ 11)
- ----~- ~ JL 1
Ir I ~
(1 bull Qp1 bull QeI
)It Yllln f fllible
II 11 cIe oJ n(rllS
Fig I
c11~ I ~ VI l gt v ~ I ( vI
i --T- -K---OmiddotlIjJL
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Fig 2
- 48 shy
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Fig 3
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Fig 4
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Fig 6
- 49
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Fig 5
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Mthodc i
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Fig 11
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Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
n y a lieu de dis tinguer deux types de combinaisons dactions
1deg) - Combinaison fondaroentales
135 Gmu + Gm + 115 F + M (135 G 150 Q1 + I QI) 1gt1
2deg) - Combinaison accidentelles
522 - Aux etats lirnites de services ELS (mobilisation du sol vis a vis des deplacements faibJes materi au cons li tu tif vis ~ VJS de la durabiIite de la fondalion deplacement de la structure portee)
1deg - Cornbinaisons quasi-permanentes
G + F + G +I O77 Qi i 21
2deg - Combinaison rares
G + F + max (G Q1 + I 077 Ql i 2
REMARQUES
Dans un calcul en contraintes admissibles il y a lieu denshyvisager les combinaisons dactions suivantes
Combinaisons du 10 genre
(I) G + 12 Q + T
(2) G + Q + V + T
Utiliser les valeurs de Q cprrespondant a la colonne ELS (cowbinaisons quasi-permanentes) du tableau nO g
Combinaisons du 2deg genre
(3) G + 15 Q + 15 V + T
(4) G + Q + 175 V + T
Utiliser les va leurs de Q correspondant ala colonne ELU It
(combinaisons fondamentales) du tableau ndeg 8
(5) G + Q + E
(6) 08 G plusmn E
Uti1iser les valeurs de Q correspondam a la colonne ELU (combinaisons acc identelles) du tableau ndeg 8
Avec G ac tions permanentes Q charges dexploitat ion V charges climatiques T retrait E seisme Q charge nominale du pieu
53 - Capacite portante vis a vis du sol
531 - Pieu isole
La charge nominale Qn sur ie pi ~ u depend de la combishynaison dactions consideree et du type d essai utili se voir ta shybleau ndeg 8
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
A larrachemellt
t-ombinaison daction TJpC dessai
ELU
comb fond ~omb ace
ELS
comb tares omb quasjpenn
Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
Essai de sol en place
0 1150 01150 QJ30 bull
Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
charge hmite au frottemenl
532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
bullL Q C n Q
j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
bull bull
ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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Fig 9
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
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bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
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P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
Tableau nO 8
~00lbinai50n dactioo ELU ELS Type dessai comb fond comb acc comb rates ombquasimiddotpenn
Essai de charge - - - -ment statique 0 1bull25 0 110 Q Q 125
Essai de sol Q 1 140 Q 125 QJ 110 Q 140 en place
Essai de sol au lamiddot 0 3bull0 Q 25 QJ22boratoire Q 30
gtIlt Type de foudation trava illant a larrachement (exemple tirant dancrage) non concemes par Ie present D T R
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Essai de chargeshyment statique 0 1150 QI 150 013 0 bull
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Essai de sol au lashyboratoire o 120 0120 QI30 bull
middot42middot
Q charge de fluage mesune lars dun essai de chargement de
pleu
QI charge limite mesuree lorsdun essa i de chargement de pieu
Q Q charge de flua ge estimee (pieux battus Q ~
15
Q pieux fares Qlt =-- +
15 2 5
Q charge limite (Q = Q + QJ Determinees ur I base des resultats des essais en place au des essais du laboratarres
QpI charge limite en pointe
Q I
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532 - Groupe de pieux
10 ) Pour cbaque comb inaison dactions on veri fie pour un group e de n pieux
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j bull I J
Q charge axia le sur Ie pieu U) C coefficient d~fficacite Q charge nominale en compression pour un pieu isole
- 43
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
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middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
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middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
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ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
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Fig 6
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Fig 9
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Op ~ Q Qn ~ ~ - I lt r-ro tl ooomt ltl~Eltir ~r piCOJ i~o l 11 I shy -r 1 ~ir
Fig 13bullD6rj nltim dc pl e
Fig middot10 Fig 12
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
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TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
2deg) Pour chaque combinaison dactions on ver i fie la fondation massive fictive equivalente au groupe de pieux en lui app lishyquant les regles decrites pour Ie pieu isole
54 - eapacite portante vis it vis du materiau cO Dstitutif de la fandatian
La justification de la capac ite portante vis a vis du mat~shyriau constitut if releve du calcul de structures seLon les regle shyments correspondants en vigueur (betan anne acier ainsi que Ie DTR Travaux de fandatian profandes)
CHAPITRE6
- DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES
61 - Types de pieux
Le chaix precis du type de pieux ne se fa it pas au niveau de I etude 11 es t sauvent propose par Ientreprise a partir de cr iteres tels que Ie materiel dont elle dispose Ie coOt les qabitudes locales les recommandations de 16tude geotechnique (configuration du site nature des sols substratum canalisations deau agressivite des eaux et des terrains) II est recommand6 de chaisir Ie meme type de piellx pour lensemble de la fondashytion
62 - Dimensions
621 - Dimetre (B)
- Ies gros pieux fon~s (8 ~ 080 m) sont reserves aux grands ouvrages
- les pieux fa res non tubes sur toute leur longueur doivent avoir un diamelre dau mains 060 m Les petits pieux battus
au fores ne sont adaptes quaux ouvrages a reactions dappuis modestes
- Ie choix du diametre est li e a Iimportance des eff~gt11S horishyzontaux areprendre Si ces efforts sont faibles les pieux de faibl e diametre (8 s 060 m) conviennent Sinon les pieux de grand diametre (B ~ 080 m) verticaux travaillant en reaction latera le sont recommandes Le choix du diametre peut etre egalement conditionne par sa longueur (probleme de flambeshyment)
622 - Longueur (L)
La longueur des pieux depend
- de lepaisseur des couches du sol a traverser pour mobiliser un frattement lateral suffisant dans Ie cas des pieux flottants en particulier
- de Ja profondeur du substratumresistant et de lencastremerit prevu dans Ie substratum dans Ie cas de pieux travaillant es shysentiellement en pOinte
63 - Disposition en pJan des pieu d UD groupe
La disposition en plan des pieux do it permettre
- dassurer une repartition la plus homo gene possible des charshyges axiales entre les differentes pieux
- dassurer Ie centrage du groupe de pieux SOllS les parties de la structure qui transmettent les sollicitations ala fondati on
Lentraxe minimal de deux pieux est de 25 B It ny a pas
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
- 47 shy
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ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
dentraxe maximal a respecter il faut cependant eviter une distance entre pieux trop importante qUi conduit a une forte epaisseur de La sernelle de liaison
64 - Marche it suivre pour one etnde de fondatioDs profondes
Le dimensiannement dune fondation sur pieux seffectue de maniere iterative a partjr dun predimensionnement etabli de fa~on plus ou mains empirique jusqua Iobtention dune fondamiddot tion capable de resister allX charges transmises par louvrage selon les etapes suivantes
1 - DONNEES DU PROBLEME
- Charges ext~rieures Q bull M bull M bull Q bull Q (ces valeurs sontbull v x y hx hy
donnees pour les differents types dactions a envisager
middot D6placements et rotations admissibles evenruels 0 0 mll( h)llU
$_
bull Profil g~otechnique
middot Resultats des essais de sol (essa i de chargement essai de sol en place essai en laboratoire)
2bull PREDIMENSIONNEMENT DU GROUPE DE PIEUX
middot Estimation preliminaire du nombre de pieux necessaire middot Repartition des pieux du groupe
3middot ANALYSE DE LA STABILITE DU GROUPE DE PIEUX
Analyse de 1a stabilite du groupe de pieux en tenant compte des effets de groupe pour les di ffe rentes combinaisons dacshytions
Verifier si les deplacements et les rotations admissibles sont satisfaits
4bull REPARTIR LES EFFORTS SUR LES TETES DES PIEUX
5 VERIFIER POUR LES DIFFERENTES COMBINAIshySONS DACTlONS Qui LE DIMENSlONNEMENT DES PIEUX EST CONVjiNABLE
6 MODIFIER LA COMPOSITlON OU LA DlSPOSImiddot TlON DU GROUPE DE PIEUX EN FONCTION DE LA NON VERIFICATION DE CERTAINS DES CRIshyTERES ENVISAGES CImiddotDESSUS ET REPRENDRE LES DIFFERENTES VERIFICATIONS
Les problemes pos~s par Ie comportement des pieux sallS differentes natures de charges sont complexes et il nest pas possible de definir une methode s imple et precise de dimensionnement dune fondation sur pieux Pour Ies ouvrages importants oU apparaissent des conditions de charge de site de configuration ou dexecution delicate il est recommande de faire appel aun specialiste de fondation
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ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
IIII1L
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
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ANNEXE
1V I -r~ - u IltshySui llncrc
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
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DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
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Fig 15
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REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
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Fig 15
middot52
REFERENCES
1 bull Les fondtions profondes cours ENPC 1986middot 87 F sOURGES R FRANK
2 - Fondation Engjneering Press~s ENPC
3 Foundation Analysis and design JE BOWLES MC GRAWmiddotH1LLA th ed
4 _ Pile Foundation Analysis and design AG POULOS EH DAVIS J WILEY
5 _Foundation Engineering for diffi cult subsoil conditions (ZEEVAERT VAN NOSTRAND Rein Hold Compagny)
6 _Principles of Foundation Engineering BM DAS BrooksJ Cole Engineering Division
7 Fond 72 SETRA
- 53 shy
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
bull Calcul pratique des Slrucrures melaliqoes ( I )
Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
a paraitre
Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
TITRESDEJA PARUS DOCUMENTS TECHNIQUES REGUEMENTAIRES
DTR - BC 248
DTR - BC 22
DTR - BC 21
DTR - DE 21
DTR - DE 12
DTR -RE J31
DTR - BE 22
DTR - BC 242
DTR - BC 2331
DTR - BC 231
D TR - BC 232
DTR - BEl31
DTR - BC 2332
DTR - BC 241
Regles Parasismiques Algerie nnes bull RPA 88 (1989)
Charges permanenles et charges dexploi l31ion ( 1989)
Princ ipes generaux pour verific=r la sampuri~ des ouvmges ( 1989)
Rtgles dextculioo des IravlUx de conslruClioo des ouvrages en ~lon anne ( 199 J)
Regles dexec ulion des travaux de lerrassemeOi pour Ie balimenl ( 199 L)
Regles dexec ulion des tll vaux de (ondalions superficielles ( l99 I)
Regles dexecution des Iravau) de construction desparois e l murs en belen banche (1 99 1) - -
Regles de conception el de calcu l des parois el murs en betan baoche (J 99 t )
Regles de calcul des fo ndalions superficieUes ( 1992)
Denominalion prov isoires des so ls e l des roches
Methodes de soodages et desais de so ls
Travuux de fondations profondes
Methodes de c alcul des fondations pro(oooes
Reg les de conception el de calcul des slruclOres en belon Arme pcnA 9r ( 1994)
Autres pUblications
Comr81e de qualite des ouvrages de GeniemiddotCivil (1) (1989)
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Alea sismique et microzonage ~cas de IAJgerie (1 991) (2)
Evaluation et vulnernbilite du risque sisrnique en Algerie (199 1) (2)
bull Recommnndatioris techniques pour la reparatiOn el Ie renforcetflltlit des ouvrages (1992)
bull ClIll1ogue des methodes de reparation et de renforcement (1992)
bull Risq ue sismique en Algerie (1994)
Comment se comporter en cas de seisme ( 1994)
Guide de construc li(ln pu uismique des maisons individueHes el b~li ments assitniles (19o)~)
DTR - BE
DTR - BC 243
( I) Co-edition opucas (2) Titre epuisi
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Travaux de sondages et dessais de sol (1995)
Regles de conception et de calcul des structures rntlalliques (1996)
PhoIlICOIIlpo$l4iGr1 fI Imoressian I~PIUltEJi1E SAARI
3 rue IIoIlornM SAAOIult rl middot1lR (1__)
(~ 11l$
P V HT 9346 DA S8N 9961-913-(I()-6 TVA 7 654 DA
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