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TEXTE(S) DE REFERENCE :
Norme NF 94 061/2- A consulter nécessairement pour une information complète sur le sujet –
US Bureau of reclamation
Ministère des Transports du Québec (Fréquence et localisation des essais sur chantier - cas des routes)
(Fréquence et localisation des essais sur chantier - cas des digues et bâtiments)
BUT DE L'ESSAI Mesurer les masses ou poids volumiques apparents des sols (humide γ ; sec γ d) en place, ou encore après tassement ou compactage d’un remblai.
DEFINITIONS Poids volumique apparent d’un sol humide (notation γ ) :
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$ + $# + $ + # +
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Poids volumique apparent d’un sol sec (notation
$ + $# + # +
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$ + $ + # +
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PRINCIPE DE LA MÉTHODE Schématiquement, on mesure d’abord in situe le volume total V occupé par un échantillon de sol au moyen ième d’un densitomètre à membrane. Puis, dans un 2 temps, en laboratoire, on détermine pour l’échantillon remanié son poids humide et sec. Le densitomètre à membrane c’est un cylindre dans lequel coulisse un piston poussant de l’eau ; à sa base on adapte une membrane en caoutchouc déformable ; en actionnant le piston on pousse l’eau qui elle-même pousse la membrane, de sorte que la membrane épouse de manière précise le volume disponible (en l’occurrence le volume qui était occupé par l’échantillon de terre remanié). Une graduation à vernier le long du piston, permet de mesurer avec précision les variations de volume (V = V2 – V1).
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" ) :
MATÉRIEL NÉCESSAIRE
Caisse à outil (conseillé),
Truelle à maçon (pour aplanir la surface d’application de l’embase du densitomètre),
Serre joint métallique type crampon (quantité 3 : pour bien maintenir en place le densitomètre pendant l’essai),
Masse 1 Kg (pour planter les serres joint),
Tenaille (pour retirer les serres joints après essai),
Burin (pour creuser le trou et obtenir l’échantillon de terre remaniée),
Louche à cuisine (pour récupérer l’échantillon de terre remaniée),
Cuillère de laboratoire (pour récupérer l’échantillon de terre remaniée),
Règle graduée (pour mesurer la profondeur du trou),
Pinceau (3 cm de large environ ; pour récupérer la terre remaniée déposer sur l’embase du densitomètre, la louche, le burin, etc … ),
Sceau ou sachet hermétique d’environ 3 litres (pour le transport en laboratoire de l’échantillon de terre remaniée, et pour un densitomètre de 3 litres),
Clé de 12 (pour changer la membrane le cas échéant),
Membrane (au moins une sur l’appareil ; une seconde de rechange conseiller),
3,5 litres d’eau (pour densitomètre de 3 litres ; indispensable pour recharger en eau l’appareil après changement de la membrane),
Etuve ou four à micro-onde 700 W,
Balance de précision (0,1g).
MODE OPERATOIRE a/ Préparation pour la phase essais in situe (étape 1) -
Dresser le sol à l’emplacement où on veut effectuer la mesure (règle à araser, truelle, ..),
-
Fixer la base amovible du densitomètre, au moyen des serre joints de type crampons,
-
Vérifier la membrane, et remplir l’appareil d’eau si nécessaire (remplacement de la membrane, ..)
-
Eliminer toutes les bulles d’air du densitomètre par le bouchon purgeur
b/ Exécution de l'essai in situ (étape 1) -
Mettre l’appareil en place sur la sa base amovible,
-
Appuyer sur la poignée : la membrane vient s’appuyer sur la surface du sol. On sent une résistance nette, non élastique si les bulles d’air ont été correctement éliminées,
-
Lire le volume V1,
-
Oter l’appareil,
-
Creuser un trou dans le sol à travers l’orifice de la plaque, ayan approximativement le diamètre de l’orifice et 10 cm ± 2 cm de profondeur,
-
Recueillir, dans le seau prévu à cet effet la totalité des éléments ainsi extraits (manipuler avec beaucoup de précautions),
-
Replacer l’appareil sur sa base amovible,
-
Appuyer sur la poignée, la membrane vient remplir exactement la cavité,
-
Lire le volume V2 .
c/ Exécution des essais en laboratoire (étape 2) Ils consistent à déterminer la teneur en eau
du sol ainsi extrait, à savoir :
-
Peser le matériau dans l’état dans lequel il se trouve, c’est-à-dire humide : soit Mh,
-
Le sécher (étuve 105°C / 24h, ou four à micro-onde 15’ si Mh <150 g),
-
Le peser sec, soit Ms ,
-
On détermine la teneur en eau ω par la formule : ω =
# − # #
×
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EXPRESSION DES RESULTATS 3
Les valeurs de γ et γ d s’exprime en KN/m avec 1 décimale après la virgule. On les calculs respectivement : -
Poids volumique apparent d’un sol humide : γ =
-
Poids volumique apparent d’un sol sec : γ
=
# & − & γ
+ ω
ω =
# − # #
On portera le résultat sur le modèle : -
Dans le cas de prestation :
-
Dans le cas des TP :
Densitomètre à membrane
GC-GEOT
E
Densitomètre à membrane TP
GC-GEOT
E
FREQUENCE ET LOCALISATION DES ESSAIS SUR CHANTIER - CAS DU CONTROLE Cas des travaux routiers : -
Pour le terrain naturel ou en couche de forme (décapage) : une série de deux/trois essais (à gauche, 2 dans l’axe et à droite du profil) tous les 5 000 m ( ≈ tous les 700 m si la route de 7 m de large),
-
Pour les couches de fondation et les couches de base d’une route : une série de deux/trois essais (à 2 gauche, dans l’axe ou à droite du profil) tous les 2 500 m ( ≈ tous les 350 m si route de 7 m de large).
Cas des digues : -
3
Un essai tous les 150 m de remblais utilisé (dans la pratique environ tous les 40/60 cm de recharge , et espacé de 20 à 30 ml).
Cas des bâtiments industriels reposant sur des fondations superficielles (dallage): -
2
Un essai tous les 800 m .
Ces règles constituent une référence par défaut. En tout état de cause il faudra se référer au cahier des charges. Enfin si le compactage laisse à désirer, il ne faut pas hésiter à densifier le nombre d’essai.
A noter : Contrôle dans le sens de la largeur d’une digue ou route : On doit éviter de faire des mesures dans les zones extrêmes de la digue/route, là où peuvent se produire des fluages latéraux. On déduira donc 50 cm de part et d’autre de la plateforme (voir exemple ci-après). Contrôle dans le sens de la longueur d’une digue ou route : Il faut éviter de faire des mesures dans les zones où le compacteur se lance, se met en ligne ou s’arrête (valeur de compactage non représentative). L’importance des premières couches d’une digue : Les premières couches d’une digue sont les plus importantes au regard du compactage (car elles doivent supporter les autres couches). D’où un contrôle plus séré.
Exemple de contrôle de compactage pour une digue de barrage en terre
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