Recommandations pour la préparation d'un d' un essai de chargemen chargementt statique statique de pieu instrumenté à d'un extensomètre LPC
AVERTISSEMENT
Les Proj sont mi mis en appli app lica cati tion on et diffusés, diffusés, Projet ets s de d e méthod mét hode e d'essai sont à titre expérimental, par les Chefs de division ou de service du LCPC, après examen par la Direction des programmes programmes et appl ap plic ica ations tions (Délégation (Délégati on à la des des essai essais, s, la normalis normalisation ation e t régleréglementation technique). Au bout d'une période dont la durée est normalement d'un an, les Projets de méthode d'essai sont réexaminés pour tenir compte des observations émises par leurs utilisateurs et, évenéven tuellement, tuelle ment, des des résultats résultats d'études d'étud es complémentai compl émentaires res (ess (essai ais s interinterlaboratoires, qualification qualificat ion des des matériaux d'essais. d'essais....). Selon des modifications à apporter, i l s sont alors reconduits a titre de projets pour une nouvelle période d'essai, d'essa i, soit transformés transformés en Méthodes Méth odes d'essai d' essai LP LPC ou pro p ropo po sés a comme projet d e norme. Les Méthodes d'essai LPC sont approuvées par le Directeur du LCPC après qualification par Délégation à qualité des essais, la normalisation et la réglementation et diffudiffusés par la Section des des publications public ations du d u Service Service d e l'inf l' inform ormatio ation n scientifique scientifique et technique. techniqu e.
Recommandations Recommandations po pour ur a préparation préparati on chargement nt statiq st atique ue de pieu pi eu d'un essai de chargeme instrumenté à 'aide d'un extensomètre LPC
Novembre 1996
Laboratoire Central des Ponts e t Chauss Chaussées ées 58, bd Lefebvre, 75732 Paris Cedex 15
Ce MM.
a été
par
Diffusion
Michel Bustamante, directeur de recherche DR2
Document disponible au :
Luigi Gianeselli, technicien supérieur
Laboratoire central des Ponts et Chaussées IST-Bureau de vente
Section mécanique des sols et fondations
58, boulevard Lefebvre, F 75732 Paris Cedex 15
Division mécanique des sols et géologie de l'ingénieur
Téléphone : 01 40 43 52 26 Télécopie : 01 40 43 54 95
Laboratoire central des Ponts et Chaussées Serveur
Prix
:
1996
LCPC
LCPC : http://www.lcpc.inrets.fr/
Les présentes recommandations ont pour o b j e t d e f o u r n i r u n m a x i m u m d e d é ta ta ilil s a ux ux expérimentateurs chargés de préparer un essai de chargement (ou d'arrachement) de pieu, ins trumenté à l'aide d'un extensomètre amovible LPC, type MVL P.50 On se réfèrera pour le programme d'essai de chargement et son interprétation, ainsi que pour la mise en oeuvre des extensomètres amovibles, aux mét hod es d'essais d'essais LP LPC 31 et 34 [2, Le terme de pieu sera utilisé, par la suite, pour dési désign gner er to ut typ e de fondation pr ofonde : puits, pieu battu ou foré, micropieu, barrette, colonne de etc.
Figure a Pont sur le
Le matéri el a été conçu pour po ur mesurer les les élongations ou les les raccourciss raccourcissements ements unitai res d'une fondation profonde, soumise à = A des efforts de typ e statique Cela s'effectue au moyen d'un ruban métallique porteur de jauges d'extensométrie collées, tendu entre les extrémités de tronçons fictifs correspondant aux tronçons de mesure, choisis choisis en fonc tion de la c oupe des des sol sols, s, o u de la géométrie particulière du pieu. L'assemblage des bloqueurs et des rubans a lieu en surface en quelques heures, puis le chapelet est descendu par gravité dans son tube logement a e t b). Le principe des opérations de mise en tension des rubans est indiqu é sur la figure 2.
au Portugal. Pieu tubulaire de diamètre 1200 mm, et d'une longueur de 70 mètres.
Figure b Nuovo Nuovo Auditor ium en Italie. Pieu Pieu foré de diamètre 1000 mm, et de mètres de longueur.
Figure 2 Confection du pieu 1. Confection et mise en place du tube-logement. 2. Mise en place de I'extensomètre amovible. 3. Mise en pression du bloqueur du fond. 4. Mise en tension des rubans. 5. Mise en pression des autres bioqueurs. Chargement du 6. Chargement pieu.
Le pieu d'essai doit être implanté à proximité immédiate, immédiate, un à trois mètres, d'un sondage : pressiométrique pressiométrique,, de pénétration statique o u SPT. On repèrera I'axe du pieu d'essai ainsi que la cote NGF du terrai n naturel.
fil d'acier o u par soudage. soudage. La base des tubes sera en général en retrait de dix centimètres, environ, par rapport à la base de la cage. Le levage et la manutention de la cage, en raison de son équipement, seront effectués avec le plus grand soin. Dans certains cas, le pieu ne comprendra qu'un seul tube logement situé au centre du pieu. II s'agit, par exemple, du cas des pieux viss vissé és moulé s et des microp ieux ainsi q ue d u cas cas des pieux équipés après exécution, qui exigent de carotter dans I'axe du pieu pour installer le tu be logement, scellé scellé ensuite au coulis.
Cas du pieu foré ou foré Forage Le forage sera effectué, si possible, en pré sence de l'organisme chargé des mesures, dans le but de relever toutes ses caractéristiques (diamètre des outils, nature des sols rencontrés, incidents éventuels). éventuels). La La date d u dé but de forage sera communiquée au moins huit jours avant l'exécution des des travaux. travaux.
L'équipement de la cage d'armature comprend généralement la pose de deux tubes pour le logement des extensomètres amovibles lors de 52 millimètres l'essai. Ces tubes, en acier de intérieur 1 mm) , seront manchonnés et soudés soudés pour éviter éviter toute infiltration d'eau o u d e coulis coulis (fig.3). La base de ces tubes sera équipée d'une platine en acier soudée. La tête des tubes sera protégée par la mise en place d'un bouchon de bois. Les tubes devront obligatoirement être nettoyés intérieurement et extérieurement dans dans le but d'enlever toutes traces de graisse et de calamine, au rétylène par exemple. La fixation des tubes à la cage d'armature peut être effectuée par ligature de (*)II peut être envisagé, dans certains cas, d'équiper la cage d'armature de 3 ou 4 tubes (pieux de gros diamètre)
Figure 3 Manchonnage et soudage des tubestubes-logements.
Cas du pieu battu métallique Le battage sera de préférence effectué en présence de I'organisme chargé des mesures et en profitera pour relever toutes les carac téristiques du profilé et du matériel de mise en fiche ainsi que les valeurs des refus élastiques et permanents. La La date d u dé but d e battage sera sera communiquée au moins huit jours jours avant cuti on des travaux. travaux.
Équipement L'équipement du profilé comprend la pose de deux tubes pour le logement des extensomètres. Ces tubes, en acier de 0 52 millimètres intérieur 1 mm), seront seront manchonnés et soudés soudés pour éviter toute infiltration d'eau (fig. 3). La disposition des tubes, suivant le type de profilé, prof ilé, est indiqué indi quée e sur la figure 4. La La base de ces ces tubes sera fermée également par une platine en acier, soudée. La La tête tê te des tubes tube s sera protégée pa r la mise en place d'un d' un bouch on en bois. bois.
Les tubes devront obligatoirement être nettoyés intérieurement et extérieurement extérieurement au par exemple, dans le but d'enlever toutes les traces traces de graisse graisse et de calamine. La f ixat ion des tubes sera effectuée par soudage en quinconce tous les trente centimètres (fig. 5). La base des tubes tube s devra être êtr e protégée pa r la mise en place d'un rond plein en acier, comme indiqué sur les les figures 6a et 6b. Le Le levage levage et la manut ma nut ent ion du profilé, en raison de son équipement, seront effectués avec avec le plus grand gr and soin.
Cas du
pieu foré
La tête du pieu sera parfaitement centrée sur l'axe d u pi eu. Son Son surfaçag surfaçage e sera soigné. La t ê t e p e u t ê t r e c y l i n d r i q u e o u c a r ré ré e . Prévoir, pour le passage des câbles de somètre, une plaque métallique munie de rai nures aux dimensions de la tête du pieu (fig.7 a). Cette plaque est simplement posée sur la tête (fig.7 b).
Figure 7 a Sché Schéma ma type de la tête têt e d'un pieu.
Figure 7 b Exemple Exemple de plaque plaqu e métallique métalliq ue avec rainure.
III Cas du
pieu battu
La t ê t e d u p i e u , c o n s t i t u é e p a r l e p r o f i l é , dépassera d'environ 0,8 mètres au-dessus du terrain naturel, comme indiqué sur la figure 8 a. La figure 8 b mo nt re u n exemple de ce ce dispositi dispositif. f.
Figure 8 a Schéma Schéma de la tête t ête d'un pieu constitué par un pieu
8
Exemple Exemple de tête pour pieu
H.
La confection confection et la la conception du massi massiff de chargement sont laissées à la charge de l'entreprise Ce massif devra permettre l ' a p p li c a t io n d e l a c h a r g e p r é v u e e n t o u t e sécurité. Les figures 9 a, b, c, d, e, f, e t h m o n t r e n t q u e l q u e s e x e m p l e s d e m a ss ss i f d e c h a r g e m e n t réali réalisés sés en France et à l'étranger. La h a u t e u r l i b r e e n t r e l a t ê t e d u p i e u e t l e chevêtre chevêtre ser sera a fonction d u vérin ainsi ainsi qu e de la cale dynamométrique utilisée. Dans tous les cas, un e rot ule sera mise e n place (hau (haute teur ur de 124 m m , si celle -ci est f ou rn ie pa r l e LCP LCPC).
9a EschEsch-sursur -Alzette Alzette a u Luxembourg. Massif Massif poids de 5 MN d e réaction.
Figure 9 c Pont de Cheviré à Nantes. Chevêtre Chevêtre en béton arm é de 1 5 MN de réaction.
9b Pont de Pierre à Bordeaux. Chevêt Chevêtre re méta lli que de 5 MN d e réaction.
Figure 9 d Viaduc de en France. France. Chevêtre Chevêtre méta lli que de 5 MN de réaction.
Figure 9 e TGV Rome-Naples en Italie. Massif poids de 19 MN de réaction.
Viaduc du Scardon à Abbeville. Chevêtre métallique de 7 MN de réaction.
Figure 9 f Stade de France à Paris. Chevêtre Chevêtre métallique de 7 MN de réaction.
Figure 9 h Pont sur le Tage à Lisbonne. Chevêtre métallique de 30 MN de réaction. réaction.
les tableaux et II ind iqu ent les les différent es caractéristiques des des peson pesons s À tit re d'in form atio n les et vérins don t dispose dispose la section section des des fondations d u LCPC. TABLEAU
Peson
*
Charge maximale
TABLEAU
Diamètre
Hauteur
Poids
Avec rotule incorporée
Hauteur
Section
Course
Outre la mesure de l'effort appliqué en tête, par lecture de la pression pression dans le vérin et à I'aide d'un peson, on effectuera les mesures suivantes : Déplacements de la tête du pieu à I'aide de deux à quatre comparateurs potentiométriques au classe se 0,5 et de course course 150 mil li , de clas mètres, montés sur une base de référence fixe a, b, c et d).
Figure 10 a Figure Stade de France à Paris. Pont sur
Figure 10 c à Lisbonne.
Figure Fig ure 10 d Station d'épurat ion de Gauch Gauchy y en France.
à I'aide I'aide de un ou plusieurs plusieurs extenso extensomètr mètres es amovibles dél imit ant n tronçons fictifs de mesure suivant la longueur du pieu, comme indiqué à tit re d'exemple sur la figure 11.
O Raccourcissements Raccourcissements unitair unit aires es A
Un bungalow de chantier (15 m 2 minimum) avec bureau pour effectuer l'ensembl l'en semble e des mesures mesures lors de l'essai.
Un
électrogène
de 20 mi ni mum (fréq (fréque uenc nce e de 50 Hertz) ou raccordement sur le réseau. Alimentation de 220 volts pour les comparateurs et 380 volts pour la pompe.
II Un
engin de levage levage
pour la mise en place place du vérin.
L'éclairage du plot d'essai pour les essais de nuit. Figure 11 de disposition des de I'extensomètre sur le chantier d'Esch-sursur-Alzette au au Luxembourg.
II Une
bouteille d'azote
de 5 m 3 sous 200 bar pour le gonflement des bloqueurs.
BIBLIOGRAPHIQUES
BUSTAMANTE M., Foundations, Foundations, STRESA,
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A new
J. -F.
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Publications du LCPC, février. [3] BUSTAMANTE M.,
LPC, Méthode d'essai LPC
La mesure des déformations à L. (1 34, Publications du LCPC, octobre.
des extensomètres amovibles
