Missions geotechnques geotec

GEOTEC - 2010GEOTEC - 201011

MISSIONS GEOTECHNIQUESMISSIONS GEOTECHNIQUES

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 22

SOMMAIRESOMMAIRE

11 INTRODUCTION ET CADRE NORMATIFINTRODUCTION ET CADRE NORMATIF

2 LE SOL ET SES CONSTITUANTS2 LE SOL ET SES CONSTITUANTS

3 LA RECONNAISSANCE DES SOLS3 LA RECONNAISSANCE DES SOLS

4 LES APPLICATIONS ET METHODES DE CALCUL4 LES APPLICATIONS ET METHODES DE CALCUL

5 L’ ETUDE GEOTECHNIQUE5 L’ ETUDE GEOTECHNIQUE

6 CONTEXTE JURIDIQUE ET RESPONSABILITE6 CONTEXTE JURIDIQUE ET RESPONSABILITE


1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF

MISSION PRINCIPALE :MISSION PRINCIPALE :

1- Etudier les propriétés géotechniques des 1- Etudier les propriétés géotechniques des formations géologiques constituant le sous solformations géologiques constituant le sous sol

2- Incidence sur les aménagements de site ou les 2- Incidence sur les aménagements de site ou les ouvrages existants ou à réaliser ouvrages existants ou à réaliser


Cadre normatif en France :Cadre normatif en France :NF P 94 – 500 Décembre 2006 NF P 94 – 500 Décembre 2006

Missions d’ingénierie géotechniqueMissions d’ingénierie géotechniqueClassification et spécifications Classification et spécifications

1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF

Cadre normatif en Union européenne :Cadre normatif en Union européenne :NF EN 1997 Sept 2007NF EN 1997 Sept 2007

EUROCODE 7 : Calcul géotechniqueEUROCODE 7 : Calcul géotechniquePartie 1 : Règles généralesPartie 1 : Règles généralesPartie 2 : Reconnaissance des terrains et essaisPartie 2 : Reconnaissance des terrains et essais


NF P 94 – 500NF P 94 – 500Classification des missions types Classification des missions types d’ingénierie géotechniqued’ingénierie géotechnique

Etape 1 : Etudes géotechniques préalables (G1) - Etude géotechnique préliminaire de site (G11) - Etude géotechnique d’avant projet (G12)

Etape 2 : Etude géotechnique de projet (G2) - Phase projet - Phase assistance au contrat de travaux

Etape 3 : Exécution des ouvrages géotechnique (G3 et G4) Etude et suivi géotechnique d’exécution (G3) - Phase étude et phase suivi Supervision géotechnique d’exécution (G4) - Phase Supervision de l’étude d’exécution - Phase Supervision du suivi d’exécution

Diagnostic géotechnique : Mission ponctuelle


NF P 94 – 500 : Schéma d’enchainement des missions géotechniques NF P 94 – 500 : Schéma d’enchainement des missions géotechniques


Etapes d’une étude ou mission d’ingénierie Etapes d’une étude ou mission d’ingénierie géotechnique géotechnique

Etape 1 : Consultation Etape 2 : Préparation de l’offre / Etablissement d’un devis Etape 3 : Proposition d’un programme d’étude géotechnique adapté aux besoins du client

Etape 4 : Réalisation de la mission géotechnique

a - Préparation et planification par l’ingénieur (visite du site, recherche bibliographique et choix du type d’investigation) b - Travaux de reconnaissance in situ (sondages & essais) c - Essais de laboratoire d - Rédaction du rapport d’étude géotechnique

2. LE SOL ET SES 2. LE SOL ET SES CONSTITUANTSCONSTITUANTS



Sol : un matériau triphasique

Diagramme des phases

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1010

Quantité d’eau dans le sol : Teneur en eau w (%)

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1111

Indice des vides dans le sol e : Mesure des vides dans un volume du sol

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1212

La porosité n : Mesure des vides dans un volume unitaire de sol

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1313

Masse volumique apparente m : Masse totale des trois phases dans un volume unitaire de sol

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1414

Vecteur contrainte T(M, n) en un pointM sur une facette dS. Décomposition en contrainte normale et tangentielle

Tenseur des contraintes : Ensemble des contraintes en un point M obtenues en Donnant à la facette toutes les orientationspossible

x

Notion de contraintes

En tout point M, il existe 3 plans pour lesquels = 0. Ils sont appelésplans principaux et leur directions normales, directions principales,et les contraintes correspondantes, contraintes principales notées 1, 2 et 3.


Lorsque la facette tourne autourde M, le point figuratif des contraintesdécrit un cercle appelé cercle deMohr. En 3 D apparition de 3 cercles délimités par 1, 2 et 3

Apparition de 2 zones :

1- zone des états de contraintes possibles2- zone impossible à développer par le sol

Cercle de Mohr

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1616

Notion de courbe intrinsèque

Sol pulvérulent Sol cohérent


Cercle de Mohr : Exemple de l’essai Triaxial

Après consolidation

Pendant le cisaillement

A la rupture

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1818

Essai Triaxial Courbe intrinsèque

Contraintes totales

Contraintes effectives

3. RECONNAISSANCE DES 3. RECONNAISSANCE DES SOLSSOLS

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1919

3.1 - Reconnaissance 3.1 - Reconnaissance in-situin-situ

3.1.1 Travaux de sondages 3.1.1 Travaux de sondages 3.1.2 Essais 3.1.2 Essais in-situin-situ

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2020

Avant toute intervention : Avant toute intervention : Repérage précis de l’implantation des Repérage précis de l’implantation des

forages et des lieux de prélèvementsforages et des lieux de prélèvements Classification qualitative et approchée Classification qualitative et approchée

des formations rencontrées ainsi des formations rencontrées ainsi qu’une estimation des niveaux et qu’une estimation des niveaux et circulation des eaux sous terrainescirculation des eaux sous terraines

Adaptation des méthodes de Adaptation des méthodes de prélèvementsprélèvements

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2121

3.1.1 – TRAVAUX DE SONDAGE3.1.1 – TRAVAUX DE SONDAGE

Moyens matériel et humainsMoyens matériel et humains

40 ateliers de sondages, tous 40 ateliers de sondages, tous développés par GEOTECdéveloppés par GEOTEC

Sondages à la tarièreSondages à la tarière Sondages carottésSondages carottés Sondages destructifsSondages destructifs Fouilles à la pelle mécaniqueFouilles à la pelle mécanique

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2222

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2323

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2424

Sondages destructifs

Enregistrement des paramètres :• Vitesse d’avancement (m/h)• Pression sur l’outil (bars)• Pression d’injection (bars)• Couple de rotation (bars)

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2525

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2626

Terrains accidentés

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2727

Accessibilité

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2828

PRELEVEMENT DES SOLSPRELEVEMENT DES SOLS

Méthodologie et procéduresMéthodologie et procédures

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2929

Classes de prélèvementClasses de prélèvement XP P94 – 202 (France)XP P94 – 202 (France)EN ISO 22475-1(Europe)EN ISO 22475-1(Europe)

Les classes de prélèvement sont numérotées de 1 à 5 en Les classes de prélèvement sont numérotées de 1 à 5 en fonction décroissante du nombre de paramètres fonction décroissante du nombre de paramètres géotechniques mesurables sur l’échantillon. géotechniques mesurables sur l’échantillon.

De la classe 1 à la classe 4, l’échantillon passe de non remanié De la classe 1 à la classe 4, l’échantillon passe de non remanié (Echantillon Intact) à totalement remanié.(Echantillon Intact) à totalement remanié.

PRELEVEMENT DES SOLSPRELEVEMENT DES SOLS

Classe de prélèvementClasse de prélèvementrequiserequise

Choix des moyens à Choix des moyens à mettre en œuvremettre en œuvre

GéotechnicienIngénieur

Sondeur avecAgrément de l’ingénieur

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3030

Exemple de prélèvement

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3131

ETIQUETAGE DES PRELEVEMENTS

GEOTEC AFFAIRE ………… N° ………..N° Sondage …………. Profondeur ………..Profondeur du point haut et point bas

Mode de prélèvement (type d’outil et conditions de mise en œuvre)La date du prélèvement.

TRANSPORT DES ECHANTILLONS

- Maintien hors gel- Pas d’exposition directe au soleil Pour les classes 1 et 2.- Manipulation sans choc et avec le minimum de vibrations- Les étuis (gaines) à transporter bien calés

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3232

APPLICATIONS :

1- Essais d’identification2- Essais de déformation3- Essais à la rupture

EXEMPLE D’ECHANTILLONS INTACTS

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3333

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3434

Paramètres ou essais possibles en Paramètres ou essais possibles en fonction de la classe du prélèvementfonction de la classe du prélèvement

ClassesClasses

Principaux paramètres obtenus à partir de l’échantillonPrincipaux paramètres obtenus à partir de l’échantillon

Caractéristiques de Caractéristiques de naturenature

Caractéristiques d’étatCaractéristiques d’état

11D*, IP, D*, IP, s, MO, Cc, Cs, Zs, MO, Cc, Cs, Z++ e, We, Wnatnat, , d, d, ’, c’, ’, c’, uu, cuu, E, uu, cuu, E,

Rc, Rtb, RQD, Rc, Rtb, RQD, ’p, k, cv’p, k, cv

22D*, IP, D*, IP, s, MO, s, MO, e, We, Wnatnat, , d, RQD, kd, RQD, k

Description centimétriqueDescription centimétrique

33D*, IP, D*, IP, s, MO, s, MO, WnatWnat

Description décimétriqueDescription décimétrique

44 D*, IP, D*, IP, s, MO, s, MO, Description décimétriqueDescription décimétrique

55Prélèvement incomplet, description grossière de Prélèvement incomplet, description grossière de

l’échantillonl’échantillon

* Granularité et tous les paramètres qui s’y rattachent

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3535

Objectifs recherchés (Paramètres requis pour l’étude et méthode de leur détermination)

Classe requise de prélèvement

Choix des techniques de prélèvement (Outil et procédures de mise en œuvre)

Exécution des prélèvements

Réalisation des essais

Transport des prélèvements et Réception au laboratoire

GéotechnicienIngénieur

Équipe sondage

Laboratoire

Schéma d’une compagne de prélèvement

3.1.2 ESSAIS 3.1.2 ESSAIS IN SITU IN SITU

PRESSIOMETRE PRESSIOMETRE PENETROMETRE STATIQUEPENETROMETRE STATIQUE PENETROMETRE DYNAMIQUEPENETROMETRE DYNAMIQUE PHICOMETREPHICOMETRE SCISSOMETRE DE CHANTIERSCISSOMETRE DE CHANTIER ESSAI AU PANDAESSAI AU PANDA

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3636

ESSAI PRESSIOETRIQUE MENARDESSAI PRESSIOETRIQUE MENARDNF P 94 – 110 -1NF P 94 – 110 -1

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3737

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3838

PRINCIPE DE L’ESSAI PRINCIPE DE L’ESSAI PRESSIOMETRIQUE PRESSIOMETRIQUE

• Réalisation du forage pressiométrique

• Dilater radialement une sonde cylindrique tri cellulaire placée dans le terrain

• Mesurer les pressions appliquées par la sonde

• Enregistrer les variations de volume

Relation Pression - Volume

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3939

Qualité de l’essai pressiométrique

Qualité du foragepressiométrique

Le choix entre les différentes techniques d’ excavation est fonction de la nature et de l’état des terrains rencontrés.

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4040

Pressiomètre APAGEO

Schéma d’un pressiomètre

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4141

I : Phase de mise en contact de la paroi de la sonde avec le sol II : Phase pseudo – élastiqueIII : Phase des grands déplacements

Courbe pressiometrique corrigée

Correction pour tenir compte de :

1.Charge hydraulique2.Résistance propre de la sonde 3.Expansion propre de l’appareillage

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4242

Paramètres pressiométrque

1.Module pressiomètrique : caractéristiques de déformabilité

1.Pression limite : caractéristiques de résistance

2.Pression de fluage

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4343

ESSAI AU PENETROMETRE STATIQUEESSAI AU PENETROMETRE STATIQUENF P 94 - 113NF P 94 - 113

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4444

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4545

Schéma d’un pénétromètre statique

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4646

PENETROMETRE STATIQUE DE GEOTEC

qc

fs

u

qc : résistance de pointefs : frottement sur le manchonu : pression interstitielle

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4747

• Succession des différentes couches de terrain

• Homogénéité d’une couche

• Présence d’anomalie

• Certaines caractéristiques du sol traversé

Applications :

- Identification des sols- Liquéfactions des sols

Exemple de données pénétromètriques

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4848

Classification de Robertson

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4949

ESSAI AU PHICOMETRE (XP P94 – 120)

Phicomètre APAGEO

Avantages :1- Mesures de c et dans des terrains non ou difficilement prélevables2- Essai rapide et à faible coût

Appliqués pour tous les sols sauf :• Vases, argiles moles et sols très lâches• Roches peu altérées • Sols très grossiers (D moy supérieure à 150 mm)

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5050

ESSAI AU SCISSOMETRE DE CHANTIER (NF P94-112)

Appliqué pour les sols fins cohérents de résistance faible à moyenne et plus particulièrement pour les sols mous.

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5151

Essai de pénétration dynamiqueType A (PDA) : NF P94-114

Utilisation dans des sols fins et grenus (D moy < 60 mm) avec uneprofondeur limitée à 30 m

• Succession des couches • Homogénéité d’une couche • Présence d’anomalies• Orienter le choix des fondations• Evaluer un ordre de grandeur des capacités portantes

Pointe

Tige

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5252

3.2 ESSAIS GEOTECHNIQUE DE LABORATOIRE

1.ESSAIS D’IDENTIFICATION DES SOLS

2.ESSAIS DE COMPORTEMENT DES SOLS

3.ESSAIS GEOTECHNIQUE ROUTIER

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5353

1 - ESSAIS D’IDENTIFICATION DES SOLS

• Teneur en eau

• Masse volumique

• Teneur en carbonates

• Teneur en matières organiques

• Granulométrie par tamisage à sec

• Granulométrie par sédimentométrie

• Limites d’Atterberg

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5454

2 - ESSAIS DE COMPORTEMENT

• Cisaillement rectiligne

• Essais à l’appareil triaxial

• Compressibilité à l’oedométre

• Gonflement à l’oedométre

• Retrait linéaire

• Compression simple

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5555

ESSAIS DE COMPRESSIBILITE ET GONFLEMENT A L’OEDOMETRE

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5656

Essai de cisaillement rectiligne à la boîte

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5757

ESSAI A L’APPAREIL TRIAXIAL

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5858

3 - ESSAIS GEOTECHNIQUE ROUTIER

• ESSAI PROCTOR

• INDICE PORTANT IMMEDIAT / I CBR

• APTITUDE AU TRAITEMENT DES SOLS

• TRAITEMENT DES SOLS POUR REMBLAI

• TRAITEMENT DES SOLS POUR COUCHE DE FORME

4. LES METHODES DE CALCUL 4. LES METHODES DE CALCUL ET APPLICATIONSET APPLICATIONS

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5959

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6060

Fondations superficielles

1- Sol portant2- Transmettre de faibles surcharges

Radier ou dallage Semelle isolée Semelle filante

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6161

Comportement et principe de calculd’une fondation superficielle

Variation du tassement s enfonction de la charge croissante Q

ELS ELU

Ouvrage sur déformation excessives

Rupture

Degré du risque

Profondeur d’assise minimale :- Assurer la garde au gel- Risque retrait – gonflement

Calcul des :- Tassements absolus- Tassement différentiels

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6262

Fondations profondesPieux, puits, micro pieux

Ca d’un sol mou ou pour transmettre de fortes surcharges

Sol de faible résistance

Bed-RockQu = Qsu + Qpu

Qu : Charge limite du pieu

Qsu : Charge limite de frottement

Qpu : Charge limite de pointe

Pieux

Amélioration des Amélioration des solssols

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6363

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6464

Méthodologie d’une étude de traitementMéthodologie d’une étude de traitement Identification des composants du mélangeIdentification des composants du mélange Choix des produits de traitement et des dosagesChoix des produits de traitement et des dosages Vérification de l’aptitude au traitementVérification de l’aptitude au traitement Caractéristiques de mise en œuvreCaractéristiques de mise en œuvre Étude des performances mécaniqueÉtude des performances mécanique

Traitement des sols à la chaux / ciment

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6565

Colonnes ballastées Inclusions rigides

Amélioration de la capacité Portante des sols compressibles

Amélioration des sols cohérents

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6666

GéotextilesProjets routiers, murs de soutènement, remblais …

Rôles : Renforcement - Séparation - Filtration - Drainage

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6767

Clouage des sols

Tiges en acier placées dans des trous forés dans le mur

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6868

Mur poids Mur en béton armé

Mur poids à redans

Murs de soutènement

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6969

Combinaisons d’actions - justifications

Etat limite

Combinaison Justification

E.L.U FondamentaleAccidentelle

Stabilité au renversementStabilité du sol de fondationStabilité au glissementMatériaux consécutifs du murStabilité d’ensemble

E.L.S FréquenteRareQuasi-permanente

Stabilité du sol de fondationDécompression du solMatériaux consécutifs du mur

Murs de soutènement

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7070

Rideaux de palplanches

Résistance aux pressions latérales du sol soutenuSoutènement des fouilles, des quais portuaires

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7171

Parois moulées

Soutènement de sol soumis à des pressions latérales sur des hauteurs importantes

Travaux en zones urbaines

Connaissance du moment fléchissant dans chaque section ainsi quele moment max.

Détermination de l’épaisseur et du ferraillage de la paroi

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7272

Barrages

Barrages en terreRôle : retenue d’eau

Barrages en béton

GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7373

Glissement de terrains / Stabilité talus

Logiciel de calcul

Documents

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