MethodeDEssai-Pénétration statique

8/18/2019 MethodeDEssai-Pénétration statique

1/19


2/19

Conform€ment • la note du 04/07/2014 de la direction g€n€rale de l'Ifsttar pr€cisant la politique dediffusion des ouvrages parus dans les collections €dit€es par l'Institut, la reproduction de cet ouvrage estautoris€e selon les termes de la licence CC BY-NC-ND. Cette licence autorise la redistribution noncommerciale de copies identiques • l‚original. Dans ce cadre, cet ouvrage peut ƒtre copi€, distribu€ etcommuniqu€ par tous moyens et sous tous formats.

(CC BY-NC-ND 4.0)

Attribution „ Vous devez cr€diter l'Oeuvre et int€grer un lien vers la licence. Vous devez indiquer ces

informations par tous les moyens possibles mais vous ne pouvez pas sugg€rer que l'Ifsttar voussoutient ou soutient la fa…on dont vous avez utilis€ son Oeuvre.

Pas d‚Utilisation Commerciale „ Vous n'ƒtes pas autoriser • faire un usage commercial de cette

Oeuvre, tout ou partie du mat€riel la composant.

Pas de modifications „ Dans le cas o† vous effectuez une adaptation, que vous transformez, ou

cr€ez • partir du mat€riel composant l'Oeuvre originale (par exemple, une traduction, etc.), vous

n'ƒtes pas autoris€ • distribuer ou mettre • disposition l'Oeuvre modifi€e.

Le patrimoine scientifique de l'Ifsttar

Le libre acc‡s • l'information scientifique est aujourd'hui devenu essentiel pour favoriser la circulation dusavoir et pour contribuer • l'innovation et au d€veloppement socio-€conomique. Pour que les r€sultats desrecherches soient plus largement diffus€s, lus et utilis€s pour de nouveaux travaux, l‚Ifsttar a entrepris lanum€risation et la mise en ligne de son fonds documentaire. Ainsi, en compl€ment des ouvragesdisponibles • la vente, certaines r€f€rences des collections de l'INRETS et du LCPC sont d‡s • pr€sentmises • disposition en t€l€chargement gratuit selon les termes de la licence Creative Commons CCBY-NC-ND.

Le service Politique €ditoriale scientifique et technique de l'Ifsttar diffuse diff€rentes collections qui sont

le reflet des recherches men€es par l'institut :• Les collections de l'INRETS, Actes• Les collections de l'INRETS, Outils et M€thodes• Les collections de l'INRETS, Recherches• Les collections de l'INRETS, Synth‡ses• Les collections du LCPC, Actes• Les collections du LCPC, Etudes et recherches des laboratoires des ponts et chauss€es• Les collections du LCPC, Rapport de recherche des laboratoires des ponts et chauss€es• Les collections du LCPC, Techniques et m€thodes des laboratoires des ponts et chauss€es, Guide

technique• Les collections du LCPC, Techniques et m€thodes des laboratoires des ponts et chauss€es, M€thode

d'essai

www.ifsttar.fr

Institut Fran…ais des Sciences et Techniques des R€seaux,de l'Am€nagement et des Transports

14-20 Boulevard Newton, Cit€ Descartes, Champs sur Marne

F-77447 Marne la Vall€e Cedex 2

Contact : [email protected]

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.frhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.fr


3/19


4/19

MINISTÈRE DE L'ÉQUIPEMENT, DU LOGEMENT,DE L'AMÉNAGEMENT DU TERRITOIRE ET DES TRANSPORTS

LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ETCHAUSSEES

L'essai de penetration

PROJET DEMETHODE

D'ESSAI

o 30R dig par:

Edwin W SCHKOWSKILaboratoire régional

des Ponts et Chaussées de Blois

Juin 1988

Division Gdotechnique Mdcanique des sols 1


5/19

Les utilisateurs de ce projet de méthode d'essai LPC sont invités à faire partde leurs avis et suggestions au délégué à la Qualité des essais, à la Normalisatione t à la Réglementation technique (Direction des Programmes e t a p p l i ca t io n s )du LCPC.

Ce document est propriété de l Administration et ne peut être reproduit, même partiellement,sans i autorisation du Directeur du Laboratoire central des Ponts et Chaussées

(OU de ses représentants autorisés).

MlNlSTERE DE L EQUIPEMENT, DU LOGEMENT,DE L AMENAGEMENT DU TERRITOIRE ET DES TRANSPORTS

LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSEES58, boulevard Lefebvre- 75732 PARIS CEDEX 15TBI. : 1 ) 48 56 50 00- TQex : LCPARI 2 361 F

Juin 1B8


6/19


7/19


8/19

4.2- Effort totaZ sur Le cône c et résistance à Za pénétration du cône qc..........................................................................

.

L a r é s i s t a n c e à l a p é né t ra t io n du cône qc e s t o bt en ue e n d i v i s a n t

l ' e f f o r t t o t a l su r l e cône Q c , p a r l a s u rf a ce Ac d e l a p l u s gr an de s e c t i o nd r o i t e d u c ô n e

Qc

q c - q c est expr imée en MPa).Ac

4.3 - Effort total de frottement latéraz Qst

Il e s t g én ér al em en t o bt en u p a r d i f f é r e n c e e n t r e l ' e f f o r t t o t a ld'enfoncement

Qt

e t l ' e f f o r t t o t a l su r l e côneQc

Q s t

= Q t Q c

Qst,

Q t e tQ

sont expr imés enkN).

4.4- Effort de frottement latérat ZocaZ Q et frottement Latéral unitaire.........................................................................

ZocaZ f

-----

Le f r o t t e me n t l a t é r a l u n i t a i r e l o c a l e s t ob te nu e n d i v i s a n t l a

f o r c e Q s nécessa i re à l ' en foncement d 'un manchon de f ro t te me nt pa r sa sur fa cel a t é r a l e A s

( l e f ro tt em en t l a t é r a l u n i t a i r ef s

est expr imé enkPa

ou enMPa).

4.5 - Pourcentage de frottement Rf.................................

C'es t l e r a p p o r t d u f r o t t e m en t l a t é r a l u n i t a i r e l o c a l f s à l a r és is-t ance à l a p é n é t r a t i o n d u c ône qc, mesurés à l a même pro fo nd eu r

R f

= x 100q c

R f est exprimée en pourcentage) .

4.6 - Indice de frottement If............................

C 'e st l e r a p p o r t à l a r é si s ta n ce à l a p é n é t r a t i o n d u cô neq c

au

f ro t t em en t l a t é r a l u n i t a i r e l o c a l f s,

mesurés à l a même p rof ond eur


9/19

L'essai de pbné tra t ion s tat iq ue cons is te foncer dans Le sol ,a v i t e sse l e n te e t constan te , un t r a i n de t i g es muni d 'un cône en pa r t i ein fé r i eu re e t mesurer, de manière cont in ue ou à i n t e rva l l es de p ro fondeu rdéterminés, l a rbs is tan ce de pén btr at i on du cône . ai ns i que, s i nécessaire,l ' e f f o r t t o t a l de p én ét ra ti on , l ' e f f o r t de fr ot te me nt su r u n machon defro tte men t s i t u é immédiatement au-dessus du cône e t l o u l a p re ss io n i n t e r s t i -t i e l l e de fonçage développée au n iveau d 'un f i l t r e s i tu é immédiatement au-dessus du cône.

Un p é n é t r o m é t r e stat ique comporte :

- une s t ru ct ur e de réaction,

- un vé r i n de fonçage v i t ess e constante,

- un t r a i n d e t ig es ,

- une po in te munie d'un cône f i x e et, é v e n t u e l le m e n t , d u n manchon de frotte -ment e t / o u d'un c a p t e u r d e p r e s s i o n i n t e r s t i t i e l l e ,

- des d i sp os i t i f s de mesure de l ' e f f o r t su r l e cône, du f ro t tement l a t e r a ll oc al , de l ' e f f o r t t o t a l et, éventuelLement,de l a pr es si on i n t e r s t i t i e l l e .

6.1-La pointe

La poi nt e du pénétromètre d o i t av oi r l e même d iamètre que l a basedu cône sur une Longueur de

lOOOmm

( f i g u r e 1 ) . La p a r t i e de l a p o i n t e s i t u é eau-dessus du cône ou du manchon de fr ot te me nt dev ra pré sen ter l e même d i a m è t r eque l a base du cône, avec une to lé ra nc e de -0 ,3 a + 1 O mm. Tous ces élémentsdev ron t p ré se nt er l e mëme axe de symétrie .

6.2 - Le cône-------

Le d i a m h t r e d c de La base du cône est égal à 35,7mm. L'angle ausommet du cône es t 6 0 e . Le cône, d'une hau te ur h c de 31,Omm , d o i t P t r ep ro l ongé pa r une pa r t i e cy l i nd r i q ue ( f i gu r e . 2 d'une hauteur hc de Smm q u ipeut ë t r e p o r t é e à 15mm pour l e p i é z o c ô n e ( f i g u r e 3 .

La rug os i t é de sur face , dans l a d i r ec t i on lon g i tud i na le du cône,d o i t ê t r e i n f é r i e u re l v m ce qui est comparable l ' e f f e t du s ol .


10/19

Les tolérances sur le s dimensions sont : ( f i g u r e 2

.

sur l a su rfa ce de base du cône c

. sur l e d iamèt re dc

. sur l a hau teur h c de l a p a r t i e conique du cône

. sur l a hauteur he de l a pa r t ie cy l i ndr iqu e du cône

- sans un é lément f i l t r a n t

- avec un é lément f i l t r a n t

he

,

15 mm.

Les cônes, pour l e q u e l s l ' u su re su r h e es t supér ieure à 3mm ouqu i p résen ten t une usure asymétr ique v is i b le , do iven t ê t re re je tés .

6. 3- I n t e r v a Z Z e e t j o i n t au- dessus du cônef i g u r e 1

..........................................

L ' i n te rv a l l e en t re l e cône e t l es aut res é léments de l a po in ted o i t ê t r e i n f é r i e u r à 5 mm. Le jo i n t occupant l ' i n te r va l l e d o i t empêchertou te i nc l us i on de so l e t ê t re a j us té au d i amè t r e du cône. Sa dé fo rm ab il it éd o i t ê t r e t r è s largement supérieure à ce l l e du cap teur de l ' e f f o r t de po inte .La s ur fa ce d e l a s e c t i o n d r o i t e de l ' i n t e r v a l l e , d éd uc ti on f a i t e d u j o i n t ,

d o i t ê t r e i n f é r i e u r e à 10 mm2.

6. 4- Le d i s p o s i t i f d e m es ur e............................

Il d o i t ê t r e conçu pour mesurer l a rés is t ance à l a p é né t r at i ondu cône sans ê t r e in f lu encé par un excentrement éventuel de l a f orc eappliquée.


11/19

6.5- Le manc hon de frottement. .

. Le diamètre d s du manchon de fro tte men t d o i t av oi r 'au moinsl a même va le ur que c e l l e de l a base du cône, avec une tolé ra nc e de 0 00à + 0 35 mm.

. La surface, As, du manchon de fro tt em en t d o i t ê t r e de 150cm2,avec une to lé ra nc e de 2 X

. La rugos i té du manchon de f rot tement dans l a d i re ct i o n long i-t ud ina l e do i t ê t r e compri se en t r e 0 25 e t 0 75p m.

. Le manchon de f ro tte men t d o i t êt r e s i tu é immédiatement au-dessus

du cône ( f igure I b .

. Les in t e r v a l l e s e t l e s j o in t s en t r e l e manchon de f r o t temen te t le s au t res é léments de l a po in te do ivent ë t r e conformes aux s péc i f i ca t i onsd u p o i n t 6.3.

6.6 - Le s tiges de fonçage........................

Les t i g e s de fonçage doiv ent ë t r e assemblées fermement pourc o n s t i t u e r u n t r a i n de t i g e s r i gi de me nt l i é e s se l o n u n axe r e c t i l i g n e e t

con tinu. La dév ia t i on au po i n t m i l i eu d' une t i ge de lm par rappor t à unedr o i te jo ignant le s ex trémi tés , ne d o i t pas excéder 0 5mm p ou r l e s c i n qt i g e s i n f é r i e u r es e t 1mm pour l e s autres . Ces co nd it io ns sont égalementimposées aux jonctions de deux t iges consécutives.

En cas de mesure de l ' e f f o r t t o t a l de fr o t t emen t su r l e s t i ge sde fonçage, le ur d iamètre do i t ê t r e de 36mm avec une tolérance de _ I m msu r t ou te l a Longueur.

6 . 7 - Le m tériel de mesure

Les rés is tances doiven t ê t r e mesurées à l ' a i d e d e d i s p o s i t i f sso l id a i res du cône e t du manchon de f ro t tement. Les press ions i n t e r s t i t i e l l e ssont données par un capteur r e l i é à un é lément f i l t r a n t par fa i tement sa turé.Les signaux sont t ransmis à un système de saisie de données. Il est recom-mandé de disposer s imul tanément d 'une s o r t i e d i re ct e des rés ul ta ts demesure.


12/19

6.8 - La machine de fonçage.

Le vé r i n de fonçage d o i t a voi r une course d 'au moinsl m

et unevi tesse constante de poussée réglée à Zcm/s

La machine doi t être ancrée e t / o u lestée de maniere à ne pas sedéplacer par r appo rt au s o l l o r s du fonçage.

6.9 - Le dispositif de réduction du frottement sur les tiges

S i l ' on emplo ie un d ispos i t i f de réduc t ion de f ro t tement , il d o i tê t re s i tué au mo is à l m au-dessus de l a base du cône.

6.10- Le guidage du train de tiges

Un système de guidage du t r a i n de t i ge s d o i t ê t re prévu dans l ap a r t i e hor s du sol, e t éventuel lement dans l 'eau, de maniere 'à é v i t e r t o u tf lambement.

Afin de su i v r e l es dév ia t i ons du t r a i n de t i ge s dans l e sol, onpeut incorporer un inc l inomèt re l a po in te.

- ETALONNAGE, VERIF I C A T I O N C O N T R Ô L E S E T PR EC A U T I ON S

7.1 - Eta onnage et vérification..............................

- L'usage de manomètres i mpli que l e u r ét alonna ge au moins tousl e s s ix mois. Chaque manomètre do i t ê t r e v é r i f i é à i n t e r v a l l e s r é g u l i e r s ,pa r comparai son avec un manomèt r e id en ti qu e de réser ve.

- Les pesons, cap teu rs de pre ss io n e t anneaux dynamométriquesdo iven t ê t r e é ta lonnés au mo ins tous le s t r o i s mo is ou après l O O Om desondage. Des vé r i f i ca t i on s régu l iè res sur chan t ie r do iven t ê t r e e f fec tuéesavec un apparei l lage approprié.

- L ' u t i l i s a t i on d 'un p i ézocône impose l a pa r f a i t e sa tu ra t i on duf i l t r e , avant chaque sondage, e t l e maint ie n de cet te sa tur at i on dans l escouches de sol non saturé.


13/19

7.2- Contrôles

- L'usur e du cône e t du manchon de fro t te ment es t con trôl ée

rCguCièrement a in s i que l a r ec t i t u de des t i ges .

- La qua l i t é des jo in t s en t r e l es d i f f é r e n t s é lément s de l a po in t ed o i t ê t r e

i n s p e c t e e

rég uli ère men t. Avant usage, il f au t débar rasser les j o i n t s de t o u t e p a r t i c u l e de sol .

- Si les appare i ls de mesure de l a po i n te sont re l i é s à l a s ur fa cepar un câb le é lec t r ique, ce l u i - c i do i t ê t r e con tinu , donc en f i l é p r éa lab le-ment dans les t iges de fonçage.

7.3-

Précautions----------------

- Il f a u t v é r i f i e r que l ' e s s a i de p é n é t ra t i o n s t a t i q u e s o i timplanté suff isamment l o i n de to u t sondage

d é j h

ef fec tué . Il e s t recommandéde ne pas l e s i t ue r à moins de 25 diamètres d'un carot tage non tubé ou nonrebouché ou à moins de l m d'un ancien sondage pénétrométrique.

- Les systèmes électr iques de mesure d'ef fort contenus dans lespointe s doivent ê t r e compensés v i s à v i s de l a température.

Le systeme de mesure du manchon de frott eme nt d o i t ê t r e sens ib leaux seules cont ra intes de c isai l lement , a l ' exc lus ion des con t r a in t esnormales.

- L'é lé me nt f i l t r a n t d u p i é t o c ô n e d o i t ê t re changé a chaque sondage.

Le mode op ér at oi re de l ' es sa i normal isé concerne l e fonçages i mu l ta n é d u cône e t de l a p oi n te . Le t r a i n de t i g e s e t l a p o i n t e o n t l a

même v i te ss e de pénét ra t ion. Les poi nts suivan ts doivent ê t r e respectés.

8.1- Vert ical i té du tr ain de t iges lors du fonçage..................................................

L e fonça ge de l a p o i n t e e t d es t i g e s d o i t ê t r e a us si v e r t i c a lque possib le. La dév ia t i on maximale to lé ré e es t de 2 par rappor t à l ave r t i ca l e . L 'axe du t r a i n de t i ge s do i t co ïnc ider avec c e l u i de l a poussée,ce qu i impl ique une pa r f a i t e s t a b i l i t é de l a machine.


14/19

8.2- Vitesse de pénétration...........................

La v i t es se de péné tr at io n es t l a v i t es se du mouvement descendantde l a po in te du pénétromètre au moment de l a mesure de l a f or ce qui l u iest appl iquée.

La v i t es s e de péné t ra t i on es t f i x ée à 2 cm/s avec une tolérancede 5 mm/s. Cet te v i t es s e do i t ê t re ma in tenue constante s u r t o u te l alongueur de chaque tige.

Lo rs de l ' u t i l i s a t i o n d 'un piézocône, l a t o l é ranc e s ur l a v i t es s ede fonçage est l imi tée à _ 2 mm/s.

8.3 - ntervaltes de lecture

Une le c t ur e cont inue es t recommandée. L ' i n t e r v a l l e en tr e deuxlectures consécut ives ne doi t en aucun cas êt re supér ieur à 20 cm.

8.4- Mesure de Za profondeur............................

Les p ro fondeurs do iven t ê t re mesurées avec une p r é ~i o n

dg

aumoins 10 cm.

9 - PRÉ ISION DES MESURES

En prenant en compte toutes les sources d 'erreurs poss ib les( f ro t tement , ex ce nt r i c i té de l a charge, température, ... ,on do i t d i sposerd 'une pr éc is io n mei l le ure que l a p lu s grande des va leurs su ivantes :

- 5 de l a v al eu r mesurée,

- 1 de l a va le ur maximale du domaine de mesure.

La p r é c i s i o n d o i t ê t r e v é r i f i é e a u l a b o r a t o i r e o u s ur c h a nt i eren cons idérant toutes les in f luences - pe r tu rba t r i c es répe r to r i ées .


15/19


16/19

Les comptes rendus graphiques devront por te r l e s i g l e "R" s il a méthode d'e ss ai est rigoureusement respectée.

- DIVERGENCES PAR RAPPORT AU PRÉS NT DOCUMENT

Il est impérat i f que toute divergence portant sur l 'a ppa re i l lag ee t l e mode opéra toi re s o i t exp l ic i tement e t complètement mentionnée etdé cr it e sur l e compte-rendu d'essai.


17/19

Paroi de pointe pénetromitrique

Joint de orotrction

Jointd étanchéité

M IcOIon de frottement

cône

Figure no l

Exemple de pointe p éné t r né t r i q ue de référence avec un cône f i x e :

l a - s ns manchon de frot tementb - avec manchon de fro ttement


18/19


19/19

Documents

MethodeDEssai-Pénétration statique