R Fondations spéciales KELLER B Bâtiment IEN NA, 12 rue le Corbusier BP 40220, 9 94518 RUNG GIS CEDEX Tel : 01.41..73.33.33
Ellève stagiaire:
Aurélieen MANT TELIER Départementt : GEOT TECHNIQ QUE A 20010 Raapport dee stage, Année
ETU UDESS ET CON NDU UITEE DE TRA AVA AUX EN N REENFORC CEM MENTT DEE SOL
Annéée 2009 – 2010
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Remerciements J’adresse tout d’abord mes remerciements à Gaëlick CAVANNA, Ingénieur Travaux Principal à l’agence de Paris, et mon maitre de stage, pour son suivi, les conseils donnés, et les moyens mis à ma disposition. Je remercie également Cyril COPPALLE, Directeur de l’agence de l’Île de France, de m’avoir accueilli au sein de l’agence. J’associe aussi à ces remerciements Gilles PRADEAU et Sylvain STIL (Ingénieurs Travaux) pour leur soutien, leurs avis et leurs explications ainsi que leur patience pendant la réalisation des chantiers. Je tiens également à remercier Joël HEIL, Aline THUAIRE et Benoît PAINEAU (Ingénieurs Commerciaux) ; Olympe RETY et Antony MURA (Ingénieurs Etudes) ; Valérie LEGEAU et Jennifer PARSI (Assistantes Travaux et Commerciale), de m’avoir accompagné tous les jours dans l’agence de Paris, pendant mon stage. Enfin, je remercie Lucile DUMORA et Alexandre PETRUS, stagiaires et collègues, pour leur aide et leur bonne humeur.
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Résumé Keller Fondations Spéciales est une entreprise de travaux publics travaillant dans le domaine des fondations spéciales, de l’amélioration et du renforcement de sol. Le renforcement de sol est une technique depuis longtemps utilisée et reconnue. Elle consiste à mettre en place un élément résistant dans le sol afin de former un complexe sol‐ renforcement. Cela conduit à une augmentation globale des caractéristiques mécaniques du sol : la capacité portante est augmentée et les tassements sous ouvrage sont réduits. L’intérêt principal du renforcement de sol est de mettre en place des fondations superficielles ; le coût rapporté aux fondations est diminué par rapport à des fondations profondes ou semi‐profondes. La technique des colonnes ballastées est la plus utilisée en renforcement de sol. Ce sont des inclusions souples et compactes, en graves refoulées. Leur mise en place suit le procédé conçu par Keller et leur dimensionnement répond aux recommandations du Soffons‐Coprec, le cahier des charges des colonnes ballastées. La conduite de travaux en renforcement de sol consiste à suivre un chantier, de sa préparation à sa clôture. Le conducteur de travaux est la personne qui organise et supervise les travaux. Ses compétences sont aussi bien techniques que financières. Tout en dirigeant l’équipe de chantier, il doit gérer le budget et le suivi financier des travaux.
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Abstract Keller Fondations Spéciales is a construction company working in the field of special foundations, soil improvement and strengthening. Soil strengthening is a well‐known method. It consists in putting in place a resistant element in the soil to constitute a complex soil‐strengthening. The global mechanical characteristics of the soil are increased: the loading capacity is increased and the soil compression is reduced. The main benefit of the soil strengthening is to realize shallow foundations. The total cost of the foundations is reduced compared to deep foundations. The technique of ballasted columns is the most used in soil strengthening. They are supple inclusions, made up of compressed gravels. Their setting up follows the process invented by Keller and their dimensioning is in compliance with the recommendations of the Soffons‐Coprec, the requirements of the ballasted columns. Managing the work in the soil strengthening consists in organizing, from the beginning to the end. Competences of the work manager are technical and financial. He supervises the work team and controls the budget of the work.
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Sommaire Introduction ............................................................................................................................... 7 Partie 1 ‐ Présentation du groupe KELLER ................................................................................ 8 I‐
L’histoire du groupe ............................................................................................................ 8
II‐ La situation actuelle ............................................................................................................ 8 1. Les implantations géographiques ................................................................................... 8 2. Keller Fondations Spéciales ............................................................................................. 9 a. Les agences .................................................................................................................. 9 b. L’agence de Paris ........................................................................................................ 10 c. Activités et procédés .................................................................................................. 11 Partie 2 – Etudes des colonnes ballastées .............................................................................. 12 I‐
Généralités ........................................................................................................................ 12 1. Classement des travaux spéciaux .................................................................................. 12 2. Explication et comparaison des techniques .................................................................. 13 3. Les fondations superficielles ......................................................................................... 14
II‐ Les colonnes ballastées ..................................................................................................... 15 1. Présentation .................................................................................................................. 15 2. Domaine d’application .................................................................................................. 16 3. La mise en œuvre .......................................................................................................... 17 III‐ Présentation d’une note de calcul de colonnes ballastées ............................................... 19 1. Présentation du chantier rue Pajol, Paris 18ième – Construction d’un gymnase. .......... 19 a. Présentation générale ................................................................................................ 19 b. Les intervenants ......................................................................................................... 19 c. Les caractéristiques de l’ouvrage ............................................................................... 20 d. Nature et caractéristiques mécaniques des sols ....................................................... 20 2. Dimensionnement ......................................................................................................... 22 a. Portance d’une colonne ballastée isolée ................................................................... 23 b. Portance du sol isolé .................................................................................................. 25 c. Portance globale du renforcement ............................................................................ 26 d. Calculs avec la méthode de PRIEBE ........................................................................... 27 e. Raideur ....................................................................................................................... 29
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Partie 3 – Conduite de travaux ................................................................................................ 30 I‐
Positionnement hiérarchique ........................................................................................... 30
II‐ Préparation de chantier .................................................................................................... 31 1. Réunion de transfert ..................................................................................................... 31 2. Validation des documents d’études .............................................................................. 32 3. Budget prévisionnel et commandes ............................................................................. 32 4. Derniers préparatifs avant lancement des travaux....................................................... 36 III‐ Lancement et suivi du chantier ......................................................................................... 37 1. Lancement des travaux ................................................................................................. 37 2. Suivi technique des travaux .......................................................................................... 40 3. Essais de réception ........................................................................................................ 41 a. Essais de compacité ................................................................................................... 41 b. Essai de chargement .................................................................................................. 42 c. Essai d’impédance mécanique ................................................................................... 43 d. Ecrasement d’éprouvettes béton .............................................................................. 44 IV‐ Dossier des Ouvrages Existants (DOE) .............................................................................. 45 V‐ Suivi financier de la production et facturation ................................................................. 46 Conclusion ................................................................................................................................ 50 Table des Figures .................................................................................................................... 51 Bibliographie ............................................................................................................................ 52 Annexes................................................................................................................................... 53
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Introduction Ce rapport présente le stage que j’ai effectué au sein de l’entreprise Keller Fondations Spéciales. Keller est spécialisé dans l’amélioration et le renforcement de sol. Tout au long de ce stage, j’ai eu l’occasion de travailler en études pour dimensionner des chantiers de colonnes ballastées, et en travaux où j’ai occupé le poste de conducteur de travaux. Dans la première partie, nous présenterons le groupe Keller, avec ses différentes filiales mondiales, puis plus précisément Keller Fondations Spéciales avec ses agences, son fonctionnement et ses activités et procédés techniques. Dans la deuxième partie, nous présenterons la technique de renforcement de sol par colonnes ballastées, son domaine d’application, ses limites et sa mise en œuvre. Une étude de cas sera présentée sur un chantier dont j’ai réalisé le dimensionnement. Dans la troisième partie, nous présenterons le poste de conducteur de travaux, de la préparation de chantier à sa clôture. La conduite de travaux a des aspects techniques car elle demande d’organiser et de superviser une équipe de chantier, mais également financiers car le conducteur de travaux doit gérer les commandes et respecter le budget alloué au chantier. Enfin, le logiciel en réseau iXBAT de gestion de chantier sera présenté en fin de rapport. Il permet un meilleur suivi des affaires, pour tous les services concernés de l’entreprise.
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Partie 1 ‐ Présentation du groupe KELLER I L’histoire du groupe Keller Group est le résultat du rachat de la société Johan Keller GmbH par la société GNK plc, en 1974. Cette dernière a donc choisi de changer de nom pour Keller Group. Johan Keller GmbH était une entreprise créée par Johan Keller en 1860. Elle était basée en Allemagne à Renchen. Johan Keller dirigeait une chaudronnerie, et se fit, peu à peu, un nom dans le forage d’eau. Puis il développa ses techniques de forages et particulièrement celle du renforcement des sols par aiguilles vibrantes électriques ; technique appelée Torpédo. Désormais Keller Group plc, basé à Londres, est un des leaders mondiaux des fondations spéciales et de la géotechnique.
II La situation actuelle La société Keller Group représente aujourd’hui 6000 employés pour un chiffre d’affaire de 1,2 milliard d’euros. Ses résultats la place au rang de n°1 des entreprises de fondations spéciales à l’échelle mondiale, en terme d’activité. La partie européenne et orientale du groupe (Keller Holding GmbH) compte plus de 3000 employés et a réalisé un chiffre d’affaire de l’ordre de 850 millions d’euros.
1. Les implantations géographiques Géographiquement, le groupe Keller se divise en 4 entités : •
Keller Ground Engineering au Royaume‐Uni
•
Keller Foundation (Hayward Baker) aux Amériques
•
Keller Australia en Australie
•
Keller Holding GmdbH principalement pour l’Europe, l’Afrique du nord et le Moyen‐ Orient.
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Keller Ground Engineering Keller Foundations Inc Keller Holding GmbH
Keller Australia Pty
Figure 1 - Division géographique de Keller Group
2. Keller Fondations Spéciales Keller Fondations Spéciales est donc la filiale française de Keller Holding GmbH. Elle a été créée en 1991 et compte aujourd’hui 200 salariés. C’est une société à actionnariat simplifié qui a réalisé un chiffre d’affaire de 62.8 millions d’euros en 2008. Elle est positionnée au 5ème rang des entreprises de fondations, et au 1er rang des entreprises de renforcement et amélioration de sol. a. Les agences Keller Fondations Spéciales, est en charge, au sein de Keller Holding GmbH, de la zone Sud‐Ouest du continent (Portugal, Espagne, France). Keller Fondations Spéciales est implantée sur tout le territoire français, grâce à huit agences situées en métropole et une agence située en Martinique. Le siège de Keller Fondations Spéciales se situe dans le Bas‐ Rhin à Duttlenheim, près de Strasbourg.
Figure 2 - Division géographique des agences Keller Fondations Spéciales
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b. L’agence de Paris i.
Organisation de l’agence
L’agence de Paris se décompose en 3 services : • •
Le service commercial, qui vend les affaires et répond aux appels d’offres ; Le service étude ; l’agence de Paris possède son propre bureau d’étude qui effectue les notes de calcul pour l’exécution des travaux ; • Le service travaux, qui s’occupe directement du chantier (organisation du chantier, prises de commande aux fournisseurs extérieurs, suivi des travaux…). Chaque service se compose de trois à quatre ingénieurs. Mon stage s’est majoritairement déroulé dans le service travaux, avec tout de même une période dans le service étude afin de m’initier à la rédaction de notes de calcul. ii.
Fonctionnement de l’agence
De l’étude commerciale à la clôture du chantier, les affaires se déroulent toujours selon la même organisation : L’ingénieur commercial répond aux appels d’offres, en mettant au point la meilleure solution technique au prix le plus attractif. Lorsque le contrat est signé, le chantier peut être ajouté au planning de l’agence. Il passe alors de l’état « d’étude commerciale » à « affaire ». L’ingénieur études rédige la note de calcul et demande au dessinateur de lui faire parvenir le plan d’exécution. Il transmet ces documents au mandataire et au bureau de contrôle. L’ingénieur travaux prend contact avec le client et prépare le chantier (budget, commandes matériels et matériaux) jusqu’au lancement du chantier. Tout au long des travaux, il s’occupe du suivi technique et financier du chantier. Une fois les travaux achevés, il clôt le chantier par la rédaction du Dossier des Ouvrages Existants (DOE) correspondant au récolement. Le travail d’ingénieur travaux correspond au poste de conducteur de travaux que j’ai occupé pendant mon stage. Il sera décrit de façon plus précise dans la 3ème partie de ce rapport.
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c. Activités et procédés Keller Fondations Spéciales propose un large choix de techniques afin de répondre à la complexité de chaque chantier. i.
Amélioration / Renforcement de sol
♦ Colonne Ballastées Sèche ou Injectée → Colonne réalisée en graviers refoulés, à l’aide d’un vibreur à sas Keller
♦ Inclusion rigide type INSER®* → Colonne réalisée en béton, à l’aide d’un vibreur ou d’une tarière à refoulement
♦ Colonne à Module Mixte CMM®** → Colonne combinant une inclusion rigide en partie inférieure et une colonne souple en graviers refoulés en partie supérieure
♦ Vibro‐compactage → Densification du sol par réduction de la porosité à l’aide d’une aiguille vibrante
♦ Compactage dynamique → Densification du sol par la chute répétée d’une forte masse
♦ Induction Hydraulique® → Substitution du sol de la dimension de la semelle, puis compactage par vibration ii.
Fondations profondes
♦ Pieux forés à la tarière creuse → Pieux mis en place par injection du béton à l’intérieur de la tarière, le sol étant remonté en surface par la partie hélicoïdale de l’outil ♦ Pieux forés type Eliterre → Pieux mis en place à l’aide d’un vibreur Keller, technique se situant entre l’inclusion rigide et le pieu traditionnel
iii.
Reprise en sous œuvre et soutènement
♦ Jet grouting → Destruction du sol par un jet de fluide à haute énergie, puis injection de coulis de ciment ♦ Parois de soutènement → Pieux jointifs, sécants ; Parois parisiennes, berlinoises, autostables, butonnées, tirantées, clouées avec béton projeté, armées ou non ♦ Micro‐pieux ♦ Procédé Soilfrac® → Création de fissures remplies dans le sol par injection de liant hydraulique ♦ Compactage Horizontale Statique CHS → Injection sous pression de mortier afin de former des inclusions sphériques et recoupées verticalement entre elles
*
Annexe 1 Annexe 2
**
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Partie 2 – Etudes des colonnes ballastées La technique des colonnes ballastées est un moyen courant de renforcement de sol. Elle peut être mise en œuvre pour tout type d’ouvrages comme des bâtiments, des ouvrages logistiques, des infrastructures, des remblais, la stabilisation des talus, des réservoirs, etc. Pour pouvoir appliquer les méthodes de dimensionnement, il faut comprendre les bases de la technique des colonnes ballastées. Ce chapitre présente d’abord les travaux spéciaux de fondations, de renforcement et d’amélioration de sol, avec une explication et une comparaison des techniques les plus utilisées ainsi que leur comportement mécanique. Il donne ensuite une vue globale sur les colonnes ballastées : leur composition, leur domaine d’application et leur mise en œuvre. Enfin, un dimensionnement de colonnes ballastées sera présenté. Il portera sur un chantier dont j’ai suivi les travaux au mois de juin 2010.
I
Généralités 1. Classement des travaux spéciaux
Les travaux classiques de fondations sont réalisés sur des sols en place de bonne compacité. Ce sont généralement des fondations superficielles simples, réalisées par des entreprises de gros œuvre. Lorsque le sol en place n’est pas de bonne compacité, il est nécessaire d’avoir recours aux travaux spéciaux de fondations. On peut distinguer trois grandes catégories de travaux spéciaux : •
•
•
Les fondations, qui peuvent être : ‐ Profondes (les pieux forés ou battus par exemple) ‐ Semi‐profondes (les puits bétonnés de faible profondeur) Le renforcement de sol, qui peut être de deux types : ‐ Inclusions rigides (inclusion INSER® par exemple) ‐ Inclusions souples (colonnes ballastées par exemple) L’amélioration de sol ‐ Vibro‐compactage ‐ Compactage dynamique
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L’intérêt principal du renforcement et de l’amélioration de sol est la possibilité, après réalisation, de mettre en place une fondation superficielle supportant les structures du bâtiment. Le coût rapporté aux fondations est alors diminué par rapport à des fondations profondes ou semi‐profondes. C’est donc souvent une alternative financièrement intéressante.
2. Explication et comparaison des techniques Le renforcement de sol et l’amélioration de sol ne sont pas des fondations à proprement dit, mais des traitements de sol ayant pour but d’améliorer les caractéristiques mécaniques du sol en place afin : ‐ ‐
qu’il supporte des charges supérieures à celles qu’il pouvait supporter initialement, qu’il admette un tassement inférieur à celui qu’il aurait admis initialement.
Notons la différence entre renforcement et amélioration de sol : l’amélioration de sol améliore physiquement le sol en place par une réorganisation granulaire du sol et par une diminution de l’indice des vides ; alors que le renforcement fait appel à un matériau extérieur mis en place dans le sol. C’est alors le complexe « sol‐renforcement » qui améliore de façon globale les caractéristiques mécaniques du sol. La mise en place d’inclusions rigides ou souples permet d’augmenter la capacité portante du sol et de réduire les tassements ; c’est le sol et l’inclusion qui reprennent les charges apportées par la fondation. Notons que les inclusions rigides et souples ne reprennent pas les moments des massifs de fondations. σp σsem
qcol qsol
Sol compact
Sol compact
Sol compact
Sol sans renforcement
Sol renforcé par pieux
Sol renforcé par colonnes
σsem : Contrainte appliquée par la semelle de fondation au sol σp : Contrainte appliquée par la semelle en tête de pieu qcol et qsol : Contraintes appliquées par la semelle en tête de colonne et au sol
Figure 3 - Différence de report de charge entre les différents types de travaux spéciaux
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Dans le cas du sol non renforcé, la semelle de fondation applique une contrainte globalement constante sous toute sa surface. Dans le cas du sol renforcé par pieux, les contraintes ne sont pas reprises directement par le sol, mais seulement par les pieux qui les redistribuent au sol par frottement latéral et par résistance de pointe. Dans le cas du sol renforcé par colonnes ballastées par exemple, la contrainte apportée par la semelle de fondation est reprise, d’une part par la colonne, et d’autre part, et en moindre mesure, par le sol lui‐même. En effet, plus un élément est rigide, plus il reprend une contrainte importante. La colonne ballastée est plus rigide que le sol.
3. Les fondations superficielles Dans le dimensionnement on considère trois types de semelles : • • •
Les semelles de grandes dimensions appelées radiers, Les semelles dont la longueur est au moins 10 fois supérieure à la largeur, dites filantes, Les semelles isolées.
Ces trois types de semelles peuvent être supportés par des inclusions souples ou rigides. Il est cependant souvent nécessaire de mettre en place un matelas de répartition entre les inclusions et le dallage, le cas échéant.
Figure 4 - Semelle isolée et semelle filante
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II Les colonnes ballastées 1. Présentation La colonne ballastée fait partie de la famille du renforcement de sol. Sa mise en place dans le sol conduit à une augmentation globale des caractéristiques mécaniques du sol en place. Les quatre principaux avantages d’une colonne ballastée sont : • • • •
La réduction des tassements, L’augmentation de la capacité portante, L’accélération de la consolidation primaire du sol grâce à sa capacité drainante, La stabilité générale et la résistance en zone sismique.
La colonne est une inclusion composée seulement de graviers ou injectée de béton ou de coulis (ce dernier cas ne sera pas décrit dans ce rapport). La colonne ballastée non injectée de béton est donc constituée de matériaux granulaires, sans cohésion, compactés dans le sol encaissant. Le matériau d’apport constituant est souvent une grave avec une granulométrie la plus homogène possible et bien définie, dont les plus gros éléments ont une taille supérieure à 40 mm. • • • •
LA > 35 MDE < 30 LA + MDE < 60 Passant à 80µm < 5%
LA : essai Los Angeles, norme NF P 18573 MDE : essai Micro Deval, norme NF P 18572
Figure 5 - Tête de colonne ballastée
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2. Domaine d’application En principe, les colonnes ballastées peuvent être mises en place dans tous types de sols ; en pratique, elles sont habituellement utilisées pour le traitement des sols de qualité médiocre à très faible : les sables limoneux, les limons argileux, les argiles, les remblais hétérogènes… L’application de la colonne ballastée est tout de même limitée par des sols évoluant dans le temps (tourbe, déchets organiques par exemple). La colonne étant constituée d’un matériau sans liant, elle s’évaserait en fonction de la dégradation du sol : son comportement est lié à l’étreinte latérale du sol. Si elle est trop faible, la colonne n’est pas suffisamment tenue latéralement. Pour les matériaux pulvérulents comportant peu de fines (passant à 80µm inférieur à 15%), l’amélioration du sol est effectuée par vibrations et sans apport de matériaux. C’est la technique du vibro‐compactage.
Figure
6
-
Domaines
d’application
des
techniques
de
renforcement
et
d’amélioration de sol en fonction de la granulométrie du sol
Le diamètre d’une colonne est directement lié aux valeurs de pression limite (et indirectement aux modules pressiométriques) du sol traversé : plus la pression limite sera faible, plus la colonne s’expansera. Les diamètres de la colonne varient généralement entre 65cm et 90cm selon la compacité locale du sol.
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• • •
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Les colonnes ballastées s’adaptent à tout type d’ouvrage : Maisons individuelles Bâtiments collectifs, bureaux Remblais routiers
• •
Stations d’épuration Eoliennes
• •
Halls industriels surfaces commerciales
Elles ont l’avantage, en phase de chantier, de ne pas demander de recepage ni de temps d’attente avant l’intervention du gros‐œuvre.
3. La mise en œuvre La mise en place des colonnes ballastées peut être réalisée selon deux méthodes différentes : • •
la mise en place par voie humide, la mise en place par voie sèche.
La première méthode consiste à injecter de l’eau sous pression afin de favoriser le fonçage de l’outil de mise en place des colonnes. Cela a le désavantage de ramener une grande quantité d’eau rendant la plateforme de travail boueuse. Les manœuvres des machines deviennent alors difficiles. La seconde méthode remplace l’injection d’eau par une injection d’air. Le sol est refoulé pendant le fonçage à l’aide d’un tube vibreur, on appelle donc cette technique « vibro‐refoulement ». Cette méthode présente l’avantage de ne pas utiliser d’eau et de ne pas avoir à évacuer de terres extraites. Dans la suite de ce rapport, on ne considérera que les colonnes ballastées mises en œuvre par voie sèche. La mise en œuvre d’une colonne ballastée se déroule en 4 étapes : 1
2
3
4
Figure 7 - Etapes de mise en œuvre d’une colonne ballastée
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1. Préparation et remplissage : ‐ La machine est mise en station au dessus du point d’implantation et stabilisée sur ses vérins. La chargeuse remplit la trémie en graves. ‐ La machine possède un vibreur à sas Keller le long du tube d’amenée des matériaux, générant des vibrations horizontales permettant un bon refoulement du sol. Le tube est guidé le long d’un mât garantissant une parfaite verticalité. Il applique une force d’appui de 200kN à 250kN. ‐ La trémie est montée en haut du mât pour déverser les graves à l’intérieur du tube. 2. Fonçage : ‐ Le vibreur est descendu jusqu’à la profondeur souhaitée en refoulant le sol sous l’effet des vibrations et du lançage à l’air. 3. Compactage : ‐ Lorsque la profondeur finale est atteinte, le vibreur est remonté par passe de 50 cm environ, en laissant descendre par gravité le ballast. ‐ En même temps le vibreur effectue un mouvement de va‐et‐vient vertical afin de constituer une colonne compactée et expansée latéralement. L’expansion dépend ainsi de la force appliquée par le vibreur lors des passes, ainsi que de la qualité de la couche traversée. 4. Finition : ‐ Une fois la colonne ballastée terminée, on effectue un compactage en surface puis un nivellement avec la chargeuse, afin de laisser la Figure 8 - Vibreur à sas Keller plateforme propre au gros‐œuvre. ‐ Les massifs de fondations sont généralement directement posés sur les colonnes et le sol. La mise en place d’un matelas de répartition est nécessaire pour faire un dallage sur terre‐plein. Les colonnes ballastées peuvent être facilement recépées, si besoin, par le gros‐ œuvre afin de mettre en place les fondations superficielles, car elles ne possèdent pas de cohésion, contrairement aux colonnes en béton. On considère, de manière générale, une cadence de 160mlin de colonnes ballastées réalisées par jour.
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III Présentation d’une note de calcul de colonnes ballastées Pour présenter une note de calcul de colonnes ballastées, nous allons utiliser une affaire dont j’ai suivi le chantier, en tant que conducteur de travaux : le chantier rue Pajol, Paris 18ième. La note de calcul indice 1 a été utilisée pour réaliser les travaux. Cependant, suite au contrôle sur site des diamètres des colonnes par le bureau de sol CEBTP‐SOLEN dans le cadre de sa mission G4 (supervision géotechnique d’exécution), il a été nécessaire de réaliser une justification : note de calcul indice 2. En effet, après réalisation des colonnes, nous nous sommes aperçus que les diamètres de 65cm annoncés préalablement en indice 1 n’avaient pas été respectés, en cause un terrain plus raide que celui pris en hypothèse. Je me suis chargé, lors de mon passage au bureau d’étude de l’agence, de réaliser l’indice 2 justifiant le diamètre mesuré de 60cm. C’est cette note de calcul indice 2 qui va être présentée par la suite*.
1. Présentation du chantier rue Pajol, Paris 18ième – Construction d’un gymnase. a. Présentation générale Le projet consistait en la construction, sur trois niveaux, d’un gymnase à Paris, 18ième arrondissement. La surface du chantier est d’environ 1500m2. Keller a proposé de réaliser un renforcement de sol par colonnes ballastées, avec une approche de radier généralisé avec semelles fictives. C’est‐à‐dire qu’en pratique, les voiles et les poteaux du bâtiment reposeront sur le radier, mais dans le calcul, ils reposent fictivement sur des semelles filantes et isolées indépendantes du radier.
‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
b. Les intervenants Maitre d’ouvrage : Direction de la Jeunesse et des Sports Maitre d’œuvre : Brisac Gonzalez Architects Bureau de Contrôle : BTP Consultant Géotechnicien en mission G4 : Cebtp‐Solen Coordinateur SPS : Apave BET structure : VP&Green engineering
*
Annexe 3
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‐
‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
c. Les caractéristiques de l’ouvrage Type de bâtiment : Public, collectif Niveau fini : 47.0 NGF Niveau du terrain naturel vers 47.0 NGF Niveau plate forme d’intervention supposée proche du niveau du terrain naturel Epaisseur du radier : 50 cm Poids propre du radier : 12.5kPa Taux de travail du sol renforcé : σsem = 0.15 à 0,2MPa aux ELS
d. Nature et caractéristiques mécaniques des sols Une campagne de sondages a été conduite par BS Consultants. Les sondages ont mis en évidence les couches suivantes : ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
Remblais de caractéristiques géotechniques faibles (une seule mesure dans cet horizon) sur des épaisseurs de 1.0 m à 2.0 m. Masses et marnes infragypseux de caractéristiques géotechniques bonnes observées jusqu’à 8.0 m à 9.0 m de profondeur. Calcaire de Saint Ouen de caractéristiques géotechniques bonnes à très bonnes sur une épaisseur d’environ 10.0 m. Sables de Beauchamp de bonne compacité sur une épaisseur de l’ordre de 15 m. Marnes et caillasses de bonne compacité reconnue jusqu’à la base des sondages réalisés.
A partir des sondages réalisés et notamment du sondage le plus défavorable (SP2), on retient la synthèse géotechnique suivante : Profondeur du toit des formations / NF
Faciès
0.0
Remblais
0.37
2.7
2.0
Marnes Sableuses
1.0
5.5
Marnes Sableuses
9.0
Pl
Em
Coefficient
Edallage
Esemelle
[MPa]
[MPa]
1/2
5.4
10.8
11.0
2/3
16.5
33.0
1.38
12.8
2/3
19.0
38.0
Marnes à blocs calcaire
1.16
12.9
2/3
19.4
38.8
12.5
Marnes à blocs calcaire
2.0
20.9
2/3
30.0
60.0
16.5
Marnes à blocs calcaire
1.35
12.8
2/3
19.0
38.0
[MPa] [MPa]
rhéologique α
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Pour les calculs de tassements selon la méthode de PRIEBE, la méthode élastique est utilisée et les modules œdométriques sont déterminés par : 2
‐
, pour les semelles, , pour les dallages.
‐
α étant le coefficient rhéologique dépendant de Pl et Em, pression limite et module pressiométrique, ainsi que de la nature de la couche de sol.
La méthode de PRIEBE sera présentée par la suite dans ce rapport.
Selon la synthèse géotechnique précédente, les colonnes ballastées seront descendues au refus du vibreur, Pl>1.0MPa, ici au toit des marnes sableuses à 2m. Selon un abaque interne à la société Keller*, le diamètre prévu des colonnes dans les remblais était de 65cm. Nous prendrons 60cm pour les calculs de dimensionnement, suite aux constatations au cours du chantier.
*
Annexe 4
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2. Dimensionnement Le dimensionnement se fait en plusieurs étapes. Cette partie est essentiellement calculatoire. D’abord, il nous faut calculer la contrainte admissible aux ELS (Etats Limites de Service) d’une colonne isolée dans le sol en place. Cette contrainte admissible sera comparée à la contrainte de rupture de la colonne afin de déterminer le coefficient de sécurité. Ensuite, nous calculerons la contrainte ultime que peut supporter le sol. Cela va nous permettre de calculer la contrainte admissible aux ELS (Etats Limites de Service) et aux ELU (Etats Limites Ultime) du sol ; puis la portance globale aux ELS du sol renforcé. Cette valeur devant être supérieure à la charge appliquée par l’ouvrage. Enfin, nous utiliserons le logiciel GRETA 2006 afin de déterminer le tassement du sol renforcé sous chaque semelle de fondation. Le logiciel va également nous permettre d’obtenir la part de la charge appliquée à la colonne, ainsi que celle appliquée au sol. Ces valeurs seront comparées à la contrainte admissible aux ELS de la colonne et la contrainte admissible aux ELU du sol. Pour la suite, nous prendrons en exemple la semelle isolée dont les dimensions sont 2,0x2,0 m et la charge verticale appliquée est Vmax= 800kN. σsem est le taux de travail du sol (contrainte appliquée sous la semelle),
,
,
200
.
Le nombre de colonnes sous cette semelle est de 4.
Figure 9 - Schéma de dessus de la semelle isolée 2,0x2,0 m
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Tous les calculs de dimensionnement suivent les recommandations du DTU 13,2 Chapitre 8 « Colonnes ballastées » et du Soffons‐Coprec « Recommandations sur la conception, le calcul, l’exécution et le contrôle des colonnes ballastées sous bâtiments et ouvrages sensibles au tassement ». a. Portance d’une colonne ballastée isolée i.
Contrainte admissible
Le calcul de la contrainte verticale admissible aux ELS d’une colonne, qa, est réalisé à partir des caractéristiques du sol entourant la colonne. 2
; 0,8
qa : contrainte admissible σh : étreinte latérale
avec
La valeur de l’étreinte latérale résulte du rapport géotechnique. Elle est déterminée à partir d’essais en laboratoire (essais triaxiaux) ou d’essais in situ (pressiomètre, pénétromètre statique, scissomètre…). Dans le cas d’essais pressiométriques, σh est assimilée à la pression limite équivalente Pl*, moyenne géométrique des pressions limites des couches traversées par la colonne:
.
…
sur toute la longueur de la colonne.
Dans le cas du chantier rue Pajol: P1= 0,37 dans les remblais ; les marnes sableuses ne sont pas concernées par le calcul. 0,37
Donc : 2
; 0,8
0,74
2
0,37; 0,8
0,74; 0,8
ii.
.
Charge admissible
Il est aisé de calculer la charge admissible d’une colonne, connaissant sa surface Scol.
avec
Dans le cas du chantier rue Pajol: 0,60 2 Donc
0,74
0,283m 0,28
0,209MN
209kN
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iii.
Contrainte à la rupture
Une colonne ballastée peut subir une rupture selon trois schémas possibles : • • •
rupture par expansion latérale (critère souvent dimensionnant), rupture par cisaillement généralisé (rupture rare, cas des colonnes courtes), rupture par poinçonnement (colonnes flottantes).
Figure 10 - Schémas de rupture d'une colonne ballastée
D’après le Soffons‐Coprec §5.4.2. : « La rupture par cisaillement généralisé peut être étudiée lorsque les caractéristiques de la colonne sont relativement proches de celles du sol. Ce cas est peu fréquent et le calcul correspondant n’est pas présenté ici (cf. Soyez, 1985). » Le Soffons‐Coprec ne prend pas en compte la rupture par cisaillement généralisé, nous ne le traiterons donc pas dans cette partie. Notre colonne est posée sur la couche compacte de marnes sableuses, elle est donc non flottante. La rupture par poinçonnement n’est donc pas à considérer. La rupture par expansion latérale est donc le critère dimensionnant, nous allons calculer la contrainte de rupture qr selon ce schéma.
1 1
sin sin
avec
φ : l’angle de frottement interne du matériau de la colonne. ‐ φ 38° pour des matériaux roulés, ‐ φ 40° pour des matériaux concassés.
Les matériaux utilisés pour ce chantier, proviennent d’une carrière appartenant au groupe Cemex et sont de type concassé : φ 40°.
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0,37
1,7MPa
Calculons alors le coefficient de sécurité entre la contrainte admissible et la ,
contrainte à la rupture de la colonne:
2,3
,
Le coefficient de sécurité est supérieur à 2, coefficient minimal prévu par le DTU et les recommandations du Soffons‐Coprec. b. Portance du sol isolé i.
Contrainte de rupture du sol
La contrainte de rupture du sol qu est calculée à l’aide de la méthode pressiométrique issue du DTU 13.12 « semelles superficielles ». Elle est définit par : Avec :
kp : facteur de portance de la semelle superficielle, fonction de D/B ; ‐ D : profondeur de la semelle ‐ B : largeur de la semelle Ple* : moyenne des pressions limites sur 1,5 B ; q0’ : contrainte initiale verticale sous la semelle (tranche de sol excavée pour la réalisation de la semelle, par exemple).
Notre semelle de dimensions 2,0x2,0 m sera placée à 0,85m de profondeur.
D B Figure 11 - Schéma de principe d'une fondation superficielle
Donc D=0,85m ; B=2m. D’après les abaques*, on obtient un kp=0,93. Nous admettrons que Ple*=0,37MPa sur 1,5 B, ce qui va dans le sens de la sécurité. q0’ est négligée, cela va dans le sens de la sécurité. 0,93
0,37
0,344MPa
344kPa
*
Annexe 5
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ii.
Contrainte admissible aux ELU du sol
La contrainte admissible aux ELU du sol est déterminée à partir de la contrainte de rupture du sol, avec un coefficient de 2 :
2
344 2
172kPa
La contrainte résiduelle au sol calculée avec le logiciel GRETA 2006 devra être inférieure à cette valeur. iii.
Contrainte admissible aux ELS du sol
La contrainte admissible aux ELS du sol est déterminée à partir de la contrainte de rupture du sol, avec un coefficient de 3 :
3
344 3
115kPa
c. Portance globale du renforcement Nous avons, dans les paragraphes précédents, calculé la contrainte admissible aux ELS d’une colonne isolée d’une part, et la contrainte admissible aux ELS et ELU du sol isolé d’autre part. Dans cette partie, nous allons calculer la portance globale admissible aux ELS, du sol renforcé, c’est‐à‐dire la charge totale Qglobal que peuvent reprendre le sol et les colonnes en fonction de leur répartition surfacique, sous notre semelle de fondation 2,0x2,0 m. Notre semelle a une surface Ssem=4m2 ; Ncol=4 colonnes placées sous la semelle. Charge admissible ELS dans les 4 colonnes Charge admissible ELS par le sol
3
Dans le cas du chantier rue Pajol: 209
4
115
4
4
0,28
1167
800
Cette vérification reste préliminaire, car elle ne prend pas en compte les contraintes réelles appliquées au sol et celles appliquées aux colonnes. Ceci sera présenté dans le paragraphe suivant.
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d. Calculs avec la méthode de PRIEBE Les calculs de tassement sont effectués à partir du logiciel GRETA 2006, commercialisé par la société GEOStat. Ce logiciel est utilise la méthode de calcul de PRIEBE pour le calcul des tassements de sol renforcé par colonnes ballastées. Cette méthode est basée sur un calcul de tassement avant traitement par une méthode des tranches. Puis une diminution de ce tassement par un système de coefficient induit d’abaques est réalisée. Les abaques principaux de référence de cette méthode ont été validés par TERRASOL (rapport n° 1994‐03844/02, mars 1994). Les tassements sont limités en profondeur jusqu’à Δσ/σ0 < 10% pour un sol argileux avec Δσ la contrainte diffusée au sol par la semelle (diminue en fonction de la profondeur) , la contrainte initiale dans le sol (poids des terres) (cf. Cordary RFG n°7). et Le logiciel permet également de déterminer n2, le coefficient final d’amélioration, permettant de connaitre la répartition des contraintes diffusées en surface au sol et celles diffusées aux colonnes. i.
Tassements
Voici un extrait des calculs du logiciel GRETA 2006 : Tassement de la semelle isolée à 1.0 fois la distance du point caractéristique (terminé au plus tard quand le rapport de contrainte est sous 0.10) Niveau [m] 0.50 1.50 2.00 3.00 4.00 5.00 5.50
tassement mode de mise en tassement amélioré déformation utilis.non amélioré [cm] [cm] 0.64 0.15 0.15 0.09 0.06 0.02 0.03
plastique plastique
1.14
poids contr. rapport de sol de fond. de contr. [kN/m2] [kN/m2]
1.30 0.33 0.15 0.09 0.06 0.02 0.03
9.0 27.0 36.0 54.0 72.0 90.0 99.0
200.0 81.8 61.1 36.4 23.1 15.5 13.0
22.22 3.03 1.70 0.67 0.32 0.17 0.13
1.98
Le logiciel a calculé, sous cette semelle, un tassement de sol non renforcé de 1,98cm, et un tassement de sol renforcé avec 4 colonnes ballastées de 1,14cm.
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σ0=γh
∆σ
Figure 12 - Coupe verticale de la semelle 2,0x2,0m sous GRETA 2006
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ii.
Répartition des contraintes sol/colonnes
Par la méthode de PRIEBE et à l’aide du logiciel GRETA 2006, on peut connaitre la répartition réelle des contraintes diffusées en surface au sol et dans les colonnes.
Le logiciel calcule le coefficient final d’amélioration n2=2,07. •
qsol est la contrainte réellement diffusée au sol.
Dans le cas du chantier rue Pajol:
96,6
,
.
Cette valeur est comparée à la contrainte admissible du sol aux ELU : 96,6
On vérifie bien que
172kPa
172kPa
•
qCol est la contrainte réellement diffusée aux colonnes.
Dans le cas du chantier rue Pajol: ,
,
465,9
,
Cette valeur est comparée à la contrainte admissible des colonnes aux ELS : 465,9
On vérifie bien que
740
740
e. Raideur La raideur représente la résistance du sol à une déformation. Elle est surtout utile au BET Structure, pour calculer les moments dans le radier et ainsi en déduire la quantité d’armatures nécessaires.
é
Dans le cas du chantier rue Pajol: , .
18181
/
18,2
/
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Partie 3 – Conduite de travaux Le poste de conducteur de travaux correspond à celui d’ingénieur travaux. L’essentielle différence est le diplôme, et souvent le parcours professionnel. En effet, les conducteurs de travaux sont des élèves ingénieur en stage de fin d’études, ou des personnes ayant obtenu un diplôme en conduite de travaux, ou ayant une bonne connaissance du terrain et des machines et qui ont progressé hiérarchiquement au sein de l’entreprise. Cette dernière possibilité demande au moins 15 ans d’expérience en tant que chef de chantier. Contrairement au conducteur de travaux, l’ingénieur travaux a obtenu un diplôme d’ingénieur en génie civil ou BTP. Tout au long de mon stage, j’ai occupé la fonction de conducteur de travaux. Cette partie décrit l’essentiel du travail que j’ai effectué pendant les 22 semaines passées au sein de l’agence de Paris.
I Positionnement hiérarchique En tant que conducteur de travaux, j’étais sous la direction d’un Ingénieur Travaux Principal (ITP). Dans une entreprise comme Keller, il y a généralement un ITP par agence, avec, sous sa responsabilité, 3 à 4 ingénieurs ou conducteurs de travaux. Le rôle de l’ITP est d’organiser les chantiers de façon globale à l’échelle de l’agence : planning, personnel, etc. L’ITP est responsable des foreurs et des chefs de chantier. Cependant, sur le chantier, c’est le conducteur de travaux qui supervise les travaux et dirige l’équipe de chantier. Il donne les instructions et prend les décisions selon l’avancée des travaux. C’est également lui qui est amené à rencontrer les autres corps de métier, le maître d’œuvre et le client lors de réunion de chantier par exemple. Il traite et organise de façon particulière le chantier sur lequel il travaille (préparation, lancement des travaux, suivi technique et financier, clôture). L’ITP peut cependant lui apporter son soutien, lorsque le conducteur de travaux ne peut ou ne sait résoudre une situation délicate. Le rôle du chef de chantier est de mettre en œuvre les travaux et de réceptionner les livraisons sur le chantier. C’est le principal interlocuteur du conducteur de travaux concernant la production. Le chef de chantier est responsable des chefs de file de son équipe (ouvriers qualifiés conduisant les engins de chantiers).
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II Préparation de chantier 1. Réunion de transfert Le conducteur de travaux travaille sur un chantier appelé « affaire ». Cette affaire était en étude commerciale dans le service commercial de l’agence. Le travail du conducteur de travaux commence dès que le devis commercial est accepté par le client, et que la note de calcul et le plan d’exécution sont réalisés par l’ingénieur études. Une réunion de transfert est tenue entre l’ingénieur commercial, l’ingénieur études et le conducteur de travaux. J’assistais toujours avec une grande attention à ces réunions, car je prenais connaissance de toutes les informations nécessaires à la réalisation des travaux. Généralement, à ce stade je connaissais : ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
Le nom du client, Le nom du bureau de contrôle, Le nom du géotechnicien qui suit le chantier en mission G4 le cas échéant, La technique de renforcement de sol utilisée, Le chiffre d’affaire du chantier, Le nombre de colonnes ou d’inclusions à réaliser et leur profondeur, La date approximative du commencement des travaux, Tous les points importants et spécifiques au chantier (avoisinants, accès, etc.).
Par exemple, un point important et spécifique au chantier rue Pajol à Paris était d’utiliser le géotechnicien CEBTP‐SOLEN, qui était en mission de supervision géotechnique d’exécution (G4), pour nos essais de réception de fin de chantier (essai de chargement et pénétromètres statiques). C’était une demande de l’ingénieur commercial qui a vendu l’affaire. Cela était une contrainte car, d’une part le CEBTP propose des devis relativement chers pour des essais de ce type (environ deux fois plus cher que l’entreprise utilisée habituellement par Keller), et d’autre part dans ce cas c’est le même bureau de sol qui réalise et interprète les résultats. Dans cette situation, il est alors très difficile, pour Keller, de donner sa propre interprétation des essais réalisés.
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2. Validation des documents d’études Lorsque la note de calcul et le plan d’exécution sont réalisés, le conducteur de travaux en prend connaissance avant envoi au bureau de contrôle. Il répond ensuite aux observations du bureau de contrôle, avec l’aide de l’ingénieur études. Il se peut qu’une demande de modifications puisse être faite avant diffusion. Par exemple, lors d’un chantier dans la banlieue du Mans (72), toute une file de colonnes ballastées était implantée à moins de 1,80m du bâtiment existant voisin, distance en dessous de laquelle la foreuse ne peut mettre en place les colonnes, à cause de son encombrement. Nous avons alors décidé, en accord avec le client et le bureau d’études structure, de déplacer cette file vers l’intérieur du chantier, avec pour conséquence une adaptation de la structure en béton armé. Cela montre que l’expérience du terrain et des machines est importante, même en préparation de chantier.
3. Budget prévisionnel et commandes Le conducteur de travaux prépare les chantiers sur le plan technique et financier. La partie financière commence par l’élaboration du budget travaux prévisionnel. Pour cela, il est nécessaire de connaître le nombre exact de colonnes ou d’inclusions rigides INSER® à mettre en place, leur profondeur et leur diamètre. Ces informations sont présentes sur le plan d’exécution et dans la note de calcul. Le conducteur de travaux estime le rendement de la production. Cela conditionne : ‐ ‐
les délais d’exécution et donc le nombre de jours de présence du personnel, des machines et des locations externes, la quantité de matériaux nécessaires aux travaux (béton ou cailloux).
De manière générale, les dépenses directement liées à l’exécution des travaux peuvent être regroupées en 9 déboursés, en associant leur pourcentage par rapport au chiffre d’affaire du chantier (CA) : •
•
Personnel Keller, de 15 à 25% du CA. Cela comprend tout le personnel travaux appartenant à Keller : ITP à hauteur de 0,5% du CA, le conducteur de travaux, le chef de chantier et les chefs de file. Les services études et commercial sont rémunérés par les frais fixes de l’entreprise. Des intérimaires peuvent être également ajoutés lorsque la main d’œuvre de Keller est insuffisante, mais le cas se présente rarement. Matériel Keller, de 5 à 15% du CA. Cela ne comprend que les foreuses appartenant à Keller Fondations Spéciales.
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Figure 13 - Machine Keller et personnel
•
•
Transport et grues, de 5 à 15% du CA. Les transports sont ceux utilisés pour l’amenée de la machine (plateaux, porte‐chars) et des locations externes transportées par Keller de chantiers en chantiers. Seule l’amenée du matériel est payée par le chantier débutant. Une fois le chantier terminé, le repli et l’amenée vers le chantier suivant est payé par le nouveau chantier débutant. Les grues sont utilisées pour le chargement et le déchargement de matériel sur site, lorsque les plateaux de transport ne sont pas équipés de bras‐grue. Il est également fréquent d’utiliser une grue comme massif de réaction lors de nos essais de chargement. Locations externes, de 2 à 5% du CA. Cela représente toutes les locations du petit matériel aux engins de chantier. Réalisant les premiers travaux lourds d’un chantier, Keller est souvent seul sur le site, et les équipements habituels ne sont pas encore installés. Keller est donc obligé de louer un bungalow, une cuve à eau, un groupe électrogène, une cuve à fioul et des toilettes de chantiers. Des engins de chantier sont également nécessaires aux travaux : ‐ les colonnes ballastées nécessitent une chargeuse pour remplir en cailloux la trémie de la foreuse Keller, ‐ les inclusions rigides nécessitent une mini‐pelle mécanique pour réaliser les arases (profondeur des têtes d’inclusion) et une nacelle télescopique pour le montage et le démontage du mât de la foreuse.
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•
Fournitures incorporées, de 15 à 35% de CA. Ce sont le ballast (cailloux) pour les colonnes ballastées et le béton pour les inclusions rigides INSER®.
Figure 14 - Chargeuse et ballast sur un chantier de colonnes ballastées
•
•
•
•
Energie, généralement 2% du CA, cela comprend le fioul avec une consommation moyenne de 350 litres par jour de production, alimentant les engins de chantiers et le groupe électrogène. Prestations extérieures, de 10 à 20% du CA. Keller fait intervenir un prestataire extérieur afin de réaliser les essais de réception de travaux : essais géotechniques (chargement, pénétrométriques, etc.) et écrasement d’éprouvettes en béton. Cela sera présenté par la suite. Assurances et abonnements. Ce sont les assurances contractées par Keller concernant les travaux : assurance décennale, assurance responsabilité civile et professionnelle et assurance sur les foreuses Keller. Les abonnements sont internes à Keller, ils concernent le service matériel et le service Recherche et Développement. Frais de chantier, 0,8% du CA. Ce sont les petites dépenses imputées au chantier.
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Prenons un exemple simple, le cas du chantier rue Pajol à Paris :
La note de calcul prévoit 345 colonnes ballastées à 2m de profondeur et 65cm de diamètre. Sachant que la note de calcul est volontairement pessimiste (cas le plus défavorable, par sécurité), j’ai préféré prévoir une longueur plus courte de colonne : 1,8m, soit 621mlin de colonnes au total. Estimant un rendement moyen de 160 à 180mlin de colonnes mises en place par jour, le délai d’exécution est calculé à 4 jours de travaux et 1 jour d’amenée/repli. Nous compterons donc 5 jours de présence du personnel et du matériel. Pour ce chantier, le personnel comprend un chef de chantier et deux chefs de file. Le personnel et la foreuse sont mis à disposition par l’ITP, suite à l’établissement du planning par conférence téléphonique chaque mercredi soir avec les ITP des autres agences. Ce planning tient compte des nouvelles affaires, de l’avancée des chantiers en cours et des disponibilités de personnel. En considérant une perte de 30% lors de l’exécution et une densité moyenne de 1.6, la quantité de cailloux calculée est de 429 tonnes. Connaissant le nombre de jours de production et la quantité de fournitures incorporées, le conducteur de travaux établit dans un premier temps son budget avec les prix couramment utilisés dans la région du chantier, puis l’affine au fur et à mesure des consultations de fournisseurs. J’ai été amené à négocier auprès de fournisseurs de béton et de cailloux, afin d’obtenir les tarifs les plus intéressants. Une fois les prix définis et le budget réalisé, le conducteur de travaux annonce la marge prévisionnelle du chantier. Si elle est réaliste et acceptable, le budget peut être validé par l’ITP, l’ingénieur commercial et le directeur d’agence. Si le budget n’est pas validé, des tarifs plus bas doivent être recherchés, ou une cadence d’exécution plus élevée peut être décidée, à condition de la respecter sur le terrain. Une fois le budget validé, le conducteur de travaux passe commande aux fournisseurs.
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4. Derniers préparatifs avant lancement des travaux Quelques jours avant le début des travaux, le conducteur de travaux réalise les derniers documents nécessaires au démarrage du chantier : •
•
•
Déclaration d’Intention de Commencement de Travaux (DICT). Ce document est une demande à tous les organismes ayant des réseaux (eau, gaz, électricité, etc.) dans l’emprise du chantier de se signaler et de fournir les plans correspondants. Il est possible que, suite à la réception de plans de réseaux, les travaux doivent être modifiés. Cependant, ce cas reste rare car les chantiers sur lesquels travaille Keller sont majoritairement sur des terrains privés que les réseaux ne traversent pas. Le DICT est à faire au minimum 10 jours avant le début des travaux. Plan Particulier de Sécurité et de Protection de la Santé (PPSPS). Ce document contient tous les noms et numéros de téléphone des entreprises concernées par le chantier et des fiches de plan d’actions préventives servant à prévenir et éviter les accidents, et les numéros d’urgence en cas d’accident. Une copie est obligatoirement présente sur le chantier, et vérifié par le coordonateur sécurité. Directives d’exécution. Ce document interne à Keller contient les informations et instructions importantes que le chef de chantier doit connaitre avant de lancer les travaux : ‐ Coupe de sol type, ‐ Longueur attendue des colonnes et inclusions, ‐ Rendement à réaliser, ‐ Nombre d’essais de fin de chantier, ‐ Nom des fournisseurs et prestataires extérieurs, ‐ Accès, axes implantés, réseaux, avoisinants, etc.
A chaque nouveau chantier, je préparais un dossier de chantier, dans lequel il y avait les directives d’exécution, la note de calcul, le plan d’exécution, le rapport de sol et l’itinéraire d’accès. Le chef de chantier disposait ainsi tous les documents dont il avait besoin pour les travaux. Je prenais également contact avec le client. En général, le client était l’entreprise générale de construction, c’est‐à‐dire le gros œuvre, ou le maitre d’œuvre. Il est important de s’accorder avec le client sur des points précis, comme la date de démarrage, les délais, l’état de la plateforme de travail et les axes implantés. Ces deux derniers points sont très importants car cela peut compromettre le démarrage des travaux. Une plateforme non conforme, c’est‐à‐dire non carrossable tout temps par les engins de chantier, et des axes mal implantés peuvent avoir de lourdes conséquences (enlisement ou renversements de machines, bâtiment décalé par rapport au plan de l’architecte et au cadastre).
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Figure 15 - Machines travaillant sur une
Figure 16 - Machines travaillant sur une
plateforme non carrossable
plateforme carrossable
Ces deux photos montrent la difficulté qu’a parfois le personnel à travailler sur une plateforme en mauvaise état. Il est donc important que le conducteur de travaux demande une plateforme conforme au contrat établi entre le client et Keller. Si besoin, la plateforme peut être traitée à la chaux ou un matelas de graviers peut être installé sur la surface des travaux. Ces travaux étant à la charge du client, c’est pourquoi j’ai du me montrer extrêmement diplomate pour obtenir une plateforme en bonne état, qui ne ralentissait pas nos travaux.
III Lancement et suivi du chantier 1. Lancement des travaux La première demi‐journée des travaux est généralement consacrée au déchargement de la foreuse et du matériel, c’est‐à‐dire la descente de la machine et du matériel sur la plateforme, depuis le porte‐char et les remorques du transporteur. Bien que le chef de chantier soit expérimenté, j’étais présent lors des lancements de mes chantiers. Cela est toujours un moment critique car des problèmes peuvent survenir, notamment pour des raisons d’accès. Lors d’un chantier près de Rennes (35), le chemin juste devant le chantier était difficile d’accès. Même si cela n’est pas officiellement autorisé, il est toujours possible de décharger la foreuse et la chargeuse dans la rue, c’est ce que nous avons fait ce jour là, car les camions ne pouvaient pas y pénétrer. Mais j’ai refusé que le bungalow et le container Keller dans lequel se trouve tout le petit matériel soit déchargé dans la rue et laissés en stationnement le temps des travaux. Nous avons trouvé un autre accès par lequel le camion a pu décharger notre matériel.
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Le chef de chantier reçoit les premières directives : la localisation de la base vie (container, groupe électrogène, cuve, etc.) et les indications techniques liées aux travaux et à la production. Il était important à mes yeux de lui énoncer oralement les informations présentes dans le dossier de chantier, pour être certain de la bonne transmission de celles‐ ci.
Figure 17 - Bungalow et container de la base vie
Dès la mise en route de la machine, le foreur effectue, sous la direction du conducteur de travaux, un essai de fonçage : il fonce (fait pénétrer) le tube dans le sol jusqu’au refus de la couche dure, afin de comparer les valeurs théoriques à celles du terrain et donc de valider les hypothèses de calcul. Il doit alors atteindre une profondeur proche de celle considérée dans la note de calcul. Cet essai est normalement effectué au droit d’un sondage réalisé par le géotechnicien lors de l’étude de sol. Je demandais en général 3 à 4 essais de fonçage pour avoir une moyenne de profondeur représentative du terrain. Souvent, lorsqu’un géotechnicien est missionné en mission G4, il demande un dégarnissage des colonnes. Cet essai est prévu par le Soffons‐Coprec*. On effectue alors un puits à la pelle mécanique sur environ 50 cm à 1 m de profondeur afin de mesurer le diamètre d’une colonne ballastée ou d’une inclusion rigide. C’est lors de cet essai que nous nous sommes aperçus que les colonnes ballastées du chantier rue Pajol à Paris, avait un diamètre inférieur à celui annoncé dans la note de calcul.
*
Soffons‐Coprec : Cahier des charges des colonnes ballastées
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Tête de la colonne ballastée
Figure 18 - Essai de dégarnissage
La mesure du diamètre est réalisée en profondeur afin de garantir une représentativité sur toute la longueur de la colonne. Une mesure au niveau de plateforme ne garantit pas cette représentativité car le terrain en surface ne réagit pas de la même manière qu’en profondeur. Lors de la mise en œuvre, un dôme se créé car le terrain se soulève plus facilement qu’il ne s’expanse latéralement. Le diamètre à faible profondeur de la colonne est donc inférieur à son diamètre en profondeur.
Figure 19 - Dôme de refoulement en surface
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2. Suivi technique des travaux Une fois le chantier en activité, le conducteur de travaux doit trouver le compromis entre le suivi des travaux et l’organisation de la production par le chef et son équipe. Il n’était pas nécessaire que je sois présent sur les sites tous les jours mais je tenais à effectuer des visites régulières pour m’assurer du bon avancement de la production. Il était cependant indispensable que je sois joignable par téléphone ; en cas de problème, il faut réagir et prendre les décisions immédiatement. Lors de l’exécution des travaux d’un chantier à Gennevilliers (92) de CMM® (inclusion rigide couplée avec une colonne ballastée), les essais de fonçage ont donné une profondeur moyenne de 11m, ce qui correspondait aux hypothèses de calcul. Pourtant, sur environ une vingtaine de CMM®, le tube de notre foreuse subissait un refus à 4m, le tube ne pouvait pas s’enfoncer plus profondément. Cela nous a surpris car ni le rapport de sol, ni les essais de fonçage n’avaient repéré cette couche dure. De plus, nous avons constaté que cette couche dure était fine et reposait sur la couche à faibles caractéristiques mécaniques que nous traitions sur le reste du chantier. Il était alors impossible de faire reposer les CMM® sur cette couche, le risque de tassement était trop important pour la structure et le dallage du futur ouvrage. Les objectifs annoncés au client n’auraient pas été respectés. Nous avons donc très rapidement pris la décision de commander un atelier de préforage. Cela consiste à utiliser une pelle mécanique avec à la place du godet une tarière afin de forer le sol avant exécution des CMM® par notre machine.
Figure 20 - Atelier de préforage
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3. Essais de réception Les travaux se terminent généralement par les essais de réception, également appelés essais de fin de chantier. Ces essais sont recommandés par le Soffons‐Coprec pour les colonnes ballastées ; pour les autres procédés, Keller possède ses propres cahiers des charges dans lesquels figurent également des recommandations d’essais de contrôle. ‐ Colonnes ballastée et CMM® : • Essai de compacité • Essai de chargement • Essai d’écrasement d’éprouvettes béton (seulement pour CMM®). ‐ Inclusion rigide INSER® : • Essai de chargement • Essai d’impédance mécanique • Essai d’écrasement d’éprouvettes béton Ces essais sont à la charge de l’entreprise réalisant les travaux, c’est‐à‐dire Keller. Ils sont réalisés par des prestataires extérieurs. La fréquence des essais dépend de la nature des futures fondations de l’ouvrage et du nombre de colonnes ou inclusions rigides mises en place. a. Essais de compacité L’essai de compacité a pour but de contrôler la compacité des colonnes ballastées. Il est réalisé à l’aide d’un pénétromètre statique (norme NFP 94.113). Ce contrôle doit descendre 1m sous la base de la colonne, sauf refus sur la couche d’assise. La caractéristique en tout point de l’axe de la colonne à partir de 1m de profondeur doit être égale à : qc=10MPa. Il peut arriver que les essais présentent des difficultés de réalisation. En effet, le train de tige peut être bloqué par de gros éléments ou être dévié et sortir de la colonne. Dans ce cas, cela doit être expliqué dans le rapport de résultats de l’essai. Cet essai doit être effectué à raison de : ‐ ‐
1 colonne sur 80 sous radier, 1 colonne sur 20 sous structure (c’est‐à‐dire sous semelle isolée ou filante).
La structure d’un ouvrage est lourde et fragile. C’est pourquoi la fréquence des essais sous structure est plus élevée : une semelle de structure porte généralement plus de charges qu’un radier et un tassement dépassant les valeurs annoncées aura plus de conséquences sous une structure que sous un radier.
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Train de tige
Figure 21 - Pénétromètre statique porté par camion
b. Essai de chargement L’essai de chargement consiste à mesurer l’enfoncement de la tête de la colonne ballastée soumise à une charge verticale. Cette charge est appliquée progressivement en six paliers : 0,25 Qcol, 0,50 Qcol, 0,75 Qcol, Qcol, 1,25 Qcol, 1,50 Qcol. Qcol est la charge de service en tête de colonne, calculée dans la note de calcul. L’essai est probant lorsque les deux critères suivants sont satisfaits: ‐ ‐
le fluage (rupture) de la colonne n’a pas été observé, le tassement à la fin du palier de la charge de service Qcol reste inférieur à celui estimé dans la note de calcul et compatible avec les tolérances imposées par l’ouvrage.
L’essai de chargement est réalisé sur 1 colonne sur 400 ou tout les 2000mlin de colonnes. Il peut cependant ne pas être réalisé pour des chantiers de moins de 1000mlin de colonnes ballastées, mais dans ce cas la contrainte admissible de la colonne sera minorée d’un coefficient 1,5.
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Poutre de Benkelman
Comparateur Plaque d’essai
Figure 22 - Essai de chargement
c. Essai d’impédance mécanique Cet essai a pour but de vérifier la continuité et l’homogénéité des inclusions rigides INSER®. La méthode d'impédance est une méthode vibratoire in‐situ. Elle consiste à émettre un choc mécanique parallèlement à l’axe de l’inclusion, grâce à un marteau équipé d’un capteur de force. Il y a création d'une onde qui se propage dans l’inclusion. Elle est réfléchie en pied et se propage à nouveau, en sens inverse. Sa vitesse est enregistrée par un géophone* placé en tête de l’inclusion. Ces signaux de force et d’onde sont analysés dans le domaine fréquentiel, directement sur le chantier. On en déduit : •
•
La profondeur du point de réflexion. Cette profondeur doit correspondre à la longueur de l’inclusion rigide. Toute anomalie (bulbes, fissuration) fait apparaître une réflexion à son niveau de profondeur. Dans ce cas, la profondeur déduite correspond à celle de l’anomalie et est différente de la longueur de l’inclusion. La raideur du système sol‐inclusion. Elle permet de déterminer la qualité du contact latéral et en pointe de l’inclusion rigide avec le sol.
*
Capteur de vitesse d’onde mécanique
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Figure
23
-
Schéma
de
principe
d'un
essai
d'impédance mécanique sur inclusion rigide
Cet essai doit être effectué à raison de : ‐ ‐
1 inclusion sur 400 sous radier 1 inclusion sur 100 sous structure
Un minimum de 3 essais par chantier est toutefois recommandé. d. Ecrasement d’éprouvettes béton Cet essai a pour but de contrôler la résistance à 28 jours du béton utilisé pour réaliser les inclusions rigides INSER®. Les éprouvettes utilisées sont cylindriques, de dimensions 11x22 mm ( x H). Elles sont confectionnées par le chef de chantier Keller et écrasées par un prestataire extérieur.
La fréquence de ces essais est de 1 jeu de 3 éprouvettes pour 500m3 de béton.
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IV Dossier des Ouvrages Existants (DOE) Pour clôturer le chantier, le conducteur de travaux réalise un Dossier des Ouvrages Existants. Ce document comprend : ‐
‐ ‐
Tous les essais de réception réalisés à la fin du chantier. Leurs résultats doivent être conformes au cahier des charges de la technique utilisée. Les rapports des prestataires extérieurs sont présentés en annexes du DOE. Les enregistrements de colonnes ballastées ou d’inclusions rigides INSER ®, à raison de 1/50. Plan de récolement, qui fait apparaître toutes les modifications lors de l’exécution des travaux.
Le DOE est envoyé au client et au bureau de contrôle qui donne son avis sur les résultats des essais de réception et des modifications d’exécution. A partir de l’envoi du DOE, Keller considère le chantier clôt. L’intégralité des travaux du devis peut donc être facturée.
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V Suivi financier de la production et facturation La société Keller Fondations Spéciales utilise un Progiciel de Gestion Intégré (PGI) : le logiciel iXBAT mis au point et personnalisé pour Keller par la société CGSI. De manière générale, un PGI est un logiciel qui permet de gérer l'ensemble des processus opérationnels d'une entreprise, en intégrant l'ensemble des fonctions de cette dernière comme la gestion des ressources humaines, la gestion comptable et financière, mais aussi la vente, l'approvisionnement et la distribution. Ce logiciel est en réseau dans toute l’entreprise. Ainsi chaque donnée est visualisable par toutes personnes ayant les droits d’accès. Précisément, seul le service des ressources humaines aura accès au pointage du personnel ; seul le service commercial pourra visualiser les données d’affaires non vendues et donc encore en étude commerciale, etc.
Le conducteur de travaux utilise ce logiciel pour : • • • •
Etablir le budget prévisionnel de travaux, Rédiger les commandes aux fournisseurs, Faire le suivi de production, Etablir la situation de travaux.
Toutes ces informations sont accessibles à l’ITP et le service comptabilité de l’entreprise. C’est d’ailleurs par ce logiciel que, lors de la préparation du chantier, le budget prévisionnel est validé. Le chef de chantier saisit également le nombre d’heures de travail des machines Keller. Cette information est accessible par le service matériel interne de la société, qui peut ainsi prévoir leurs entretiens. Le suivi financier est donc réalisé sur iXBAT par le conducteur de travaux. Afin de mieux l’expliquer, nous nous appuierons sur un chantier que j’ai réalisé. Par confidentialité, certaines valeurs ont été modifiées ou masquées. Cela concerne un chantier de 93 colonnes ballastées, il a été réalisé en 2 jours, au cours de la semaine 33. Le prix de vente est 19 065,33€. Tout d’abord il faut définir les termes : → Le suivi de production correspond à l’avancement des travaux. Il sert à avancer le chiffre d’affaire du chantier en cours, il est visualisable dans le tableau de bord (voir Figure 25 ‐ Tableau de bord du chantier). Le suivi de production est réalisé toutes les semaines. → La situation sert à éditer la facture, qui sera transmise au client. Sa fréquence est variable, elle dépend du contrat commercial passé entre le client et Keller. Généralement, elle est éditée tous les mois.
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Figure 24 - Situation et suivi de production du chantier
Dans ce tableau, apparait le devis accepté par le client (à gauche), la situation (au centre) et le suivi de production (à droite). La situation et le suivi de production présentés ici ont été établis à la fin de la semaine 33. Les travaux étant totalement finis, j’ai mis la situation et le suivi de production à : ‐ 100% pour l’amenée/repli de la machine, ‐ 100% pour la réalisation des colonnes ballastées. Les essais de fin de chantier étaient réalisés mais le Dossier des Ouvrages Existants (DOE) n’était pas encore diffusé au client. J’ai donc mis la situation à 50% pour les essais de réception. Par prudence, j’ai choisis de laisser la production des essais de réception à 0%. Si le suivi de production est avancé à 100% pour toutes les lignes, cela signifie que j’ai annoncé la marge financière définitive du chantier. Pourtant, même si les travaux sont terminés, des dépenses non prévues peuvent survenir (régularisation de facture, par exemple). Cela risquerait de faire baisser la marge annoncée. Je garde ainsi un peu de production en réserve, en cas de déboursé tardif. →
Dans cet exemple, le chiffre d’affaire avancé cette semaine est de 7 000 9 865,33 16 865,33€
→
Le client payera ce mois ci : 7 000 9 865,33
1100
17 965,33€
Le reste, soit 1 100€, sera facturé le mois prochain, quand il recevra le DOE.
Nota : Tous les montants affichés sont Hors Taxe.
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Figure 25 - Tableau de bord du chantier
Dans ce tableau, apparait à gauche le budget prévisionnel que j’ai réalisé avant le lancement des travaux (Bdg. Trav.). Le chiffre d’affaire total de 19 065,33€ correspond au prix de vente du devis, toutes les autres lignes sont les postes de dépenses présentés précédemment (voir II.3.Budget prévisionnel et commandes). Avant le commencement des travaux, il y a eu 820€ dépensés en personnel avant la semaine 33 (Report). Pendant la semaine 33, les 93 colonnes ont été produites. Nous remarquons toutefois une surconsommation : 194,10mlin ont été réalisés, contre 186 prévus (lignes jaunes, en haut du tableau). Les 16 865,33€ de chiffre d’affaire ont été avancés dans le suivi de production, cela correspond à 88,46% du CA total. Toutes les autres lignes correspondent à des dépenses réelles, saisies par le chef de chantier. Le chef de chantier dispose d’un ordinateur portable muni d’une carte 3G. Cet équipement lui permet de se connecter à internet pour accéder au logiciel iXBAT. Il saisit de façon journalière les bons de réception et les jours de présence du matériel et du personnel de chantier. Par exemple, si un camion sur le chantier livre 26,85 tonnes de cailloux, le chef de chantier saisit sur iXBAT la quantité de 26,85t, qu’il associe à la commande correspondante, passée à la carrière par le conducteur de travaux lors de la préparation du
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chantier. Seules les quantités des commandes sont visualisables par le chef de chantier, il n’a pas accès aux tarifs. Le logiciel calcule automatiquement le déboursé correspondant à cette livraison. Ils sont visualisables dans le tableau de bord. Pour ce chantier, le chef de chantier a réceptionné les livraisons de cailloux (Fournitures Incorporées) sur le chantier. Il en a consommé plus que prévu, la dépense est donc plus élevée : 1 651,02€ contre 1 347,99€. Il a pointé son personnel pendant 2 jours sur le chantier, cela correspond à 2 430,00€, soit 14,41% de 16 865,33€, CA de la semaine. Il saisit également le nombre d’heures de travail des machines Keller. Cette information est accessible par le service matériel interne de la société, qui peut ainsi prévoir leurs entretiens. Le but de ce tableau de bord est d’annoncer la marge brute du chantier, semaine par semaine. Cela donne la tendance du bilan financier final. Keller peut ainsi savoir pratiquement en temps réel le résultat financier de ses chantiers. Tous les résultats sont regroupés agence par agence, et sont transmis au siège en Alsace.
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Conclusion Lorsque l’ingénieur commercial propose au client une solution de renforcement de sol, il annonce un tassement maximal et une contrainte limite augmentée par rapport au sol non renforcé. La technique des colonnes ballastées est la plus utilisée car son domaine d’application est large et sa mise en œuvre est simple, ce qui est financièrement très compétitif face à des solutions de fondations profondes telles que des pieux ou des puits en béton. L’ingénieur études établit avec précision le nombre et la position des colonnes ballastées sous l’ouvrage. Pour le dimensionnement, il utilise les recommandations du Soffons‐Coprec et le logiciel GRETA 2006. Il présente ses résultats dans une note de calcul. La fonction du conducteur de travaux est large. En effet, il répond aux avis du bureau de contrôle, organise et prépare le chantier. Il met au point le budget prévisionnel, recherche les prix les plus intéressants pour les matériaux, passe commande et supervise l’équipe de chantier. Il est amené à rencontrer les clients et à les tenir informés de l’avancée des travaux. C’est le garant du bon déroulement du chantier. Au cours de ces 22 semaines passées au sein de l’agence de Paris, j’ai découvert le monde d’une entreprise de travaux publics. Cela m’a permis de comprendre leurs méthodes de travail et d’organisation. Le travail que j’ai effectué en étude sur les renforcements de sol et plus précisément sur les colonnes ballastées, demandait une bonne connaissance en géotechnique. Cependant, si un conducteur de travaux doit maitriser la technique, d’autres qualités lui sont demandées. La bonne communication est essentielle, il doit avoir de bonnes relations avec ses supérieurs, l’équipe de chantier et les clients. Un conducteur peut, en général, s’occuper de 3 chantiers en même temps : un chantier en préparation, un chantier en cours de réalisation et un dernier chantier en clôture. Cela nécessite une bonne organisation, une bonne réactivité et une anticipation certaine afin de parer aux difficultés. Tous les chantiers dont je me suis occupé m’ont aidé à développer ces qualités indispensables à un ingénieur géotechnicien. Je suis entièrement satisfait de mon stage de fin d’étude, réalisé dans les fondations spéciales. Tout au long de mon stage, je me suis vu confié de larges responsabilités. De plus, chaque difficulté a été pour moi l’occasion de chercher une solution pour la résoudre, grâce aux connaissances acquises à l’école et mon expérience en entreprise. Cela me renforce dans l’envie de continuer dans le monde des travaux.
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Table des Figures Figure 1 ‐ Division géographique de Keller Group ...................................................................... 9 Figure 2 ‐ Division géographique des agences Keller Fondations Spéciales .............................. 9 Figure 3 ‐ Différence de report de charge entre les différents types de travaux spéciaux ..... 13 Figure 4 ‐ Semelle isolée et semelle filante .............................................................................. 14 Figure 5 ‐ Tête de colonne ballastée ........................................................................................ 15 Figure 6 ‐ Domaines d’application des techniques de renforcement et d’amélioration de sol en fonction de la granulométrie du sol .................................................................................... 16 Figure 7 ‐ Etapes de mise en œuvre d’une colonne ballastée ................................................. 17 Figure 8 ‐ Vibreur à sas Keller .................................................................................................. 18 Figure 9 ‐ Schéma de dessus de la semelle isolée 2,0x2,0 m ................................................... 22 Figure 10 ‐ Schémas de rupture d'une colonne ballastée ........................................................ 24 Figure 11 ‐ Schéma de principe d'une fondation superficielle ................................................ 25 Figure 12 ‐ Coupe verticale de la semelle 2,0x2,0m sous GRETA 2006 ................................... 28 Figure 13 ‐ Machine Keller et personnel .................................................................................. 33 Figure 14 ‐ Chargeuse et ballast sur un chantier de colonnes ballastées ................................ 34 Figure 15 ‐ Machines travaillant sur une plateforme non carrossable .................................... 37 Figure 16 ‐ Machines travaillant sur une plateforme carrossable ........................................... 37 Figure 17 ‐ Bungalow et container de la base vie .................................................................... 38 Figure 18 ‐ Essai de dégarnissage ............................................................................................. 39 Figure 19 ‐ Dôme de refoulement en surface .......................................................................... 39 Figure 20 ‐ Atelier de préforage ............................................................................................... 40 Figure 21 ‐ Pénétromètre statique porté par camion .............................................................. 42 Figure 22 ‐ Essai de chargement .............................................................................................. 43 Figure 23 ‐ Schéma de principe d'un essai d'impédance mécanique sur inclusion rigide ....... 44 Figure 24 ‐ Situation et suivi de production du chantier ......................................................... 47 Figure 25 ‐ Tableau de bord du chantier .................................................................................. 48
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Bibliographie Cahiers des charges : ‐ ‐ ‐
Recommandations sur la conception, le calcul, l’exécution et le contrôle des colonnes ballastées sous bâtiments et ouvrages sensibles au tassement ‐ SOFFONS‐COPREC Cahier des charges Inclusions Rigides INSER® ‐ KELLER Cahier des charges Colonnes à Module Mixte CMM® ‐ KELLER
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ANNEXES
Annexe 1. Descriptif d’une inclusion rigide INSER® Annexe 2. Descriptif d’une Colonne à Module Mixte CMM® Annexe 3. Extrait de la note de calcul – Chantier rue Pajol Paris 18ème Annexe 4. Evolution du diamètre des colonnes ballastées en fonction de la compacité du terrain Annexe 5. Facteur de portance kp en fonction du rapport D/B de la semelle
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Annexes
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ANNEXES 1
Descriptif d’une inclusion rigide INSER®
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Inclusion Rigide INSER® : Colonne réalisée en béton
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ANNEXES 2
Descriptif d’une Colonne à Module Mixte CMM®
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Annexes
Colonne à Module Mixte CMM® :
Colonne combinant une inclusion rigide INSER® en partie inférieure et une colonne souple en graviers refoulés en partie supérieure
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Annexes
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ANNEXES 3
Extrait de la note de calcul – Chantier rue Pajol Paris 18ème
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Annexes
Bâtiment IENA 12 rue le Corbusier BP 40220 94518 RUNGIS CEDEX
Agence travaux : PARIS
Keller Fondations Spéciales
Emetteur du document
E mail :
[email protected]
Tél. : 01.41.73.33.33 Fax : 01.41.73.30.00
NOTE DE CALCUL
PARIS (75)
Gymnase PAJOL
RABOT DUTILLEUL
Chantier n° 12.22.10.0188
NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
06/07/10
02/06/10
31/05/10
Date
2
1
0
Indice
Nature de la mise à jour
Modification suite au rapport géotechnique (G4) Ajout cartouche, Modification pied de page
Etabli
L.Dumora
L.Dumora
A. Mantelier
Contrôlé
A.Mura
A.Mura
A.Mura
Note de calcul n° NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
Approuvé
S. Lambert
S. Lambert
S. Lambert
Renforcement de sols par colonnes ballastées
Keller Fondations Spéciales Siège Social 2 rue Denis Papin 67120 Duttlenheim Tél. : 03 88 59 92 00 Fax : 03 88 59 95 90 www.keller-france.com
Sécurité à la rupture ............................................................................................ 9
3.
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 3/46
VII.
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
PROGRAMME DE CONTROLE ............................................................................. 15 CONCLUSION ........................................................................................................ 16
VI.
Calcul des tassements ...................................................................................... 13
F.
Contrainte sur la colonne ballastée : ............................................................... 10 Portance globale du renforcement ................................................................... 10
2. E.
Contrainte au sol : ............................................................................................... 9
1.
Contraintes de validité des calculs .................................................................... 9
Charge admissible............................................................................................... 8
2.
D.
Contrainte admissible ......................................................................................... 8
1.
Portance de la colonne ballastée isolée ............................................................ 8
Diamètre des colonnes ........................................................................................ 8
C.
Longueur des colonnes ....................................................................................... 8
TRAITEMENT PAR COLONNES BALLASTEES .................................................... 8
V.
B.
NATURE ET CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES SOLS ............................ 6
A.
CARACTERISTIQUES DES OUVRAGES................................................................ 5
IV.
DOCUMENTS DE REFERENCE .............................................................................. 4
II. III.
OBJET ........................................................................................................................... 4
Sommaire I.
KELLER Fondations spéciales
• • • • • •
• • • •
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 4/46
Relevé topographique, Rapport de sol BS Consultant n°R080115 du 25/02/2008, Rapport des injections en profondeur, Diagnostique de pollution de ATOS montrant des remblais pollués : évacuation des déblais à charge de Rabot-Dutilleul, Descente de charge ind C du 19/05/10, Plan bas rez de jardin-Vue en plan de coffrage du radier n°001 indA du 20/05/10, Plan du plancher haut 1er étage-Vue en plan de coffrage n°005 indA du 18/05/10, Plan haut rez de jardin-Vue en plan de coffrage n°003 indA du 07/05/10, Plan du plancher haut rez de chaussée-Vue en plan de coffrage n°004 indA du 07/05/10.* Rapport de mission géotechnique G4 du CEBTP-SOLEN (GINGER), dossier n°BGE1.A.0113-3 ind4 daté du 01/07/2010.
II. DOCUMENTS DE REFERENCE
Les colonnes ballastées sont réalisées à l’aide d’un vibreur à sas selon un procédé breveté KELLER.
Cette note de calcul a pour objet de dimensionner le réseau de colonnes sous l’ouvrage en fonction des hypothèses géotechniques retenues et des contraintes liées au projet. Elle corrige la précédente en considérant un diamètre de colonne de 60cm (diamètre mesuré lors de l’execution des colonnes ballastées).
Nous proposons de réaliser des travaux de renforcement de sol par la mise en place de colonnes ballastées sous le radier du bâtiment avec une approche de radier généralisé avec des semlles fictives comme convenu avec M.Piquet de l’entreprise RABOT DUTILLEUL. Cette solution a l’avantage, en plus de réduire les tassements, d’accélérer la consolidation du terrain grâce à la propriété drainante du matériau utilisé.
Sur un côté du gymnase, 4.3 m de remblais sont apportés pour rattraper le niveau de la rue, ce remblais étant déjà en place, il n’interférera pas au niveau du tassement.
Le projet consiste en la construction d’un gymnase sur trois niveaux d’environ 1423 m2 à PARIS (75).
I. OBJET
KELLER Fondations spéciales
Niveau fini : 47.0 NGF Niveau du terrain naturel vers 47.0 NGF Niveau plate forme d’intervention supposée proche du niveau du terrain naturel Epaisseur du radier : 50 cm Poids propre du radier : 1.25 T/m2 Taux de travail du sol renforcé : de 0.15 à 0,2 MPa aux ELS
0.60 < B ≤ 0.75 0.75 < B ≤ 0.90 0.90 < B ≤ 1.0 B = 1.4 B = 1.6 B = 1.9
10.0 < G+Q ≤ 15.5 15.5 < G+Q ≤ 18.0 18.0 < G+Q ≤ 20.0 20.0 < G+Q ≤ 22.2 G+Q = 24.4 G+Q = 26.9
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
B = 0.60
Largeur fictive
G+Q ≤ 10.0
Charge verticale
Semelles filantes sous structure
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
V32
V36
V19-V30
V12-V35-V37
V7-V31
V2 -V5-V6-V9-V11-V13-V14V18-V20-V22-V27-V29-V34V38-V39-V40 V1-V3-V8-V10-V15-V17-V21V23-V24-V25-V26-V28-V33
Voile concerné
Les dimensions des semelles fictives à prendre en compte sont les suivantes :
12.22.10.0188 2 06/07/10 5/46
Il est prévu la mise en place d’un radier généralisé avec des semelles fictives rigidifiées sous la structure. Les charges s’appliquant sur le radier varient selon les zones de 250 kg/m2 à 570 kg/m2 (hors poids propre du radier)
• • • • • •
III. CARACTERISTIQUES DES OUVRAGES
KELLER Fondations spéciales
Sables de Beauchamp de bonne compacité sur une épaisseur de l’ordre de 15 m.
Marnes et caillasses de bonne compacité reconnue jusqu’à la base des sondages réalisés.
•
•
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
12.22.10.0188 2 06/07/10 6/46
Calcaire de Saint Ouen de caractéristiques géotechniques bonnes à très bonnes sur une épaisseur d’environ 10.0 m.
•
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
Masses et marnes infragypseux de caractéristiques géotechniques bonnes observées jusqu’à 8.0 m à 9.0 m de profondeur.
•
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
Remblais de caractéristiques géotechniques faibles (une seule mesure dans cet horizon) sur des épaisseurs de 1.0 m à 2.0 m.
•
Les sondages ont mis en évidence les horizons suivants :
12.9 20.9 12.8 64.8
2.0 1.35 3.80
12.8
11.0
2.7
1.16
1.38
1.0
0.37
2/3
2/3
2/3
2/3
2/3
2/3
1/2
Coefficient Pl Em rhéologique [MPa] [MPa] α
97.0
19.0
30.0
19.4
19.0
16.5
5.4
Edallage [MPa]
194.0
38.0
60.0
38.8
38.0
33.0
10.8
Esemelle [MPa]
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
E semelle = 2 x Em / α pour les semelles, E dallage = Em / α pour les dallages .
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 7/46
Pour le calcul de tassement de semelle par une formule d’élasticité, Baguelin propose pour le module sous semelle E semelle = 2 à 3.5 x Em / α pour obtenir le même tassement que par la formule pressiométrique. Pour les calculs selon la méthode de Priebe, la méthode élastique est utilisée et les modules sont déterminés ainsi par :
Remarque :
Des arrivées d’eau ont été décelées vers 15.8 m de profondeur lors des campagnes de sondages.
18.5
16.5
Une campagne de sondages a été conduite par BS Consultants avec la réalisation de trois sondages de reconnaissances géologiques avec essais pressiométriques, d’un sondage destructif enregistré avec mesure de Gamma Ray, d’un sondage carotté, d’essais en laboratoire et de fouilles à la pelle mécanique.
9.0
Marnes Sableuses
5.5 Marnes à blocs calcaire Marnes à blocs calcaire Marnes à blocs calcaire Marnes à blocs calcaire
Marnes Sableuses
2.0
Remblais
0.0
12.5
Pour les charges sous les poteaux C7 et C8, chargés respectivement à 73.5 T et 79 T, les dimensions des semelles fictives isolées à prendre en compte sont de 2.0m x 2.0m.
•
Faciès
Profondeur du toit des formations / NF
A partir des sondages réalisés et notamment du sondage le plus défavorable (SP2), on retient la synthèse géotechnique suivante :
KELLER Fondations spéciales
IV. NATURE ET CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES SOLS
Les poteaux présents au niveau de la file K du bâtiment étant trop proche de l’ovoïde pour envisager des semelle fictives isolées, nous proposons la mise en place d’une semelle filante fictive chargée à 20.0T/ml d’une largeur de 1.0 m. Il est à prévoir une rigidification du radier sous cette semelle afin de répartir les charges sous poteaux.
•
Semelles isolées sous poteaux
KELLER Fondations spéciales
contrainte admissible étreinte latérale assimilée à la valeur de la pression limite Pl obtenue par l’essai pressiométrique
n
Pl 1 xPl 2 x ... xP ln =0.37 MPa sur toute la hauteur de la colonne ballastée
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12.22.10.0188 2 06/07/10 8/46
Par notre mode d’exécution (diamètre des colonnes fonction de l’étreinte latérale du sol encaissant), nous pouvons garantir une homogénéité de la charge portante des colonnes quelles que soient la qualité et la résistance mécanique des sols.
Qa = qa x Scol où Scol est la section moyenne d’une colonne
La charge admissible sur une colonne est définie par :
2. Charge admissible
Ainsi, la contrainte admissible des colonnes est qa = 0.74 MPa.
σh = Pleq =
La contrainte admissible doit être inférieure à 0,8 MPa. L’étreinte latérale est obtenue par :
qa = 2 x σh ≤ 0,8 MPa avec qa = σh =
La portance des colonnes ballastées est définie par le D.T.U. 13.2 par :
1. Contrainte admissible
C. Portance de la colonne ballastée isolée
Les diamètres de la colonne peuvent ainsi varier de 0.60 m à 0.80 m.
L’expansion d’une colonne va être liée aux valeurs de pression limite (et indirectement aux modules pressiométriques) du sol traversé : plus la pression limite sera faible, plus la colonne s’expansera.
Nous rappelons que notre mode d’exécution de colonnes ballastées, par poussée statique sur l’outil vibrant de 25 T à chaque passe de compactage de 0.5 à 1.0 m de hauteur, permet d’élargir au maximum les colonnes et de mobiliser ainsi pleinement la butée du terrain.
B. Diamètre des colonnes
Les colonnes ballastées seront descendues au refus du vibreur au toit des marnes sableuses compactes. Les longueurs des colonnes par rapport au niveau de la plateforme seront de l’ordre de 1.0 m à 2.0 m en fonction de la compacité du terrain.
A. Longueur des colonnes
V. TRAITEMENT PAR COLONNES BALLASTEES
KELLER Fondations spéciales
1 + sin ϕ 1 − sin ϕ (de l’ordre de 38 à 40°).
1 + sin 40° = 1.7 MPa 1 − sin 40°
q0' la contrainte initiale verticale sous la semelle (négligée ici)
pl e* la moyenne des pressions limites sur 1,5 B;
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k p , le facteur de portance d’une semelle superficielle fonction de D/B;
Semelles filantes sous structure
Avec
qu = k p × pl e* + q '0
12.22.10.0188 2 06/07/10 9/46
Conformément aux recommandations sur les colonnes ballastées, la contrainte de rupture au sol est calculée à l’aide de la méthode pressiométrique issue du DTU 13.12 semelles superficielles.
1. Contrainte au sol :
Le but de ce paragraphe est de déterminer les domaines de validité de nos calculs. Les données de base de nos calculs de tassement sont des données de type pressiométrique ; les calculs issus de ces données sont valables en deçà du fluage du sol.
D. Contraintes de validité des calculs
Le coefficient de sécurité est supérieur au coefficient minimal de 2 prévu par le DTU.
Le coefficient de sécurité vis-à-vis de la rupture est alors : Fr =
qr = 0,37 x
qr 1.7 = = 2.3 qa 0,74
où ϕ est l’angle de frottement interne du matériau de la colonne
Dans ce cas, nous avons :
qr = σh x
La contrainte de rupture d’une colonne est définie par le DTU 13.2:
3. Sécurité à la rupture
Cette valeur n’est pas forcément la valeur permettant le dimensionnement du projet. Il est encore nécessaire de définir les tassements qui en résulteront et d’affiner la charge de service pour avoir des tassements compatibles avec la pérennité et la stabilité des ouvrages à réaliser.
Compte tenu de notre mode de mise en œuvre (cf. § V.B), la capacité portante minimale des colonnes sera de 20.9T aux ELS, ce qui correspond à un diamètre moyen de 60cm pour une contrainte admissible de 0,74 MPa.
KELLER Fondations spéciales
0.60
0.75
0.90
1.0
1.4
1.6
1.9
10.0
15.5
18.0
20.0
22.2
24.4
26.9
2.0 x 2.0
80
3.0 x 3.0
18.2
0
D/B
0.42
D/B
0.26
0.31
0.45
0.50
0.56
0.67
0.83
D/B
0.8
kp
0.93
kp
0.85
0.87
0.89
0.90
0.91
0.93
0.95
kp
0.37
Ple * (MPa)
0.37
Ple * (MPa)
0.61
0.61
0.37
0.37
0.37
0.37
0.37
Ple * (MPa)
519
531
329
333
337
344
352
(kPa)
296
qu (kPa)
344
qu (kPa)
qu
qu / 2.
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E. Portance globale du renforcement
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 10/46
La contrainte en tête de colonne ballastée doit être inferieure à la portance de la colonne égale à 0.74 MPa.
2. Contrainte sur la colonne ballastée :
valables si la contrainte résiduelle au sol est inférieure à
Conformément aux recommandations sur les colonnes ballastées, les calculs de tassements sont
Maille (m)
Contrainte verticale (kN/m2)
Radier
Dimension fictive (m)
Charge verticale (T)
Semelles isolées
Largeur fictive (m)
Charge verticale (T/ml)
KELLER Fondations spéciales
2.16
1.6
Radier
4
2.0 x 2.0
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
1167
Charge globale admissible par la semelle (kN) QGlobale
388
358
231
261
201
157
142
Charge globale admissible par la semelle (kN/ml) QGlobale
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
Nb de colonne
Dimension fictive (m)
Semelles isolées
1.72
2.32
1.4
1.9
1.2
1.0
1.8
2.5
0.75 0.90
2.5
Entraxe (m)
0.60
Largeur fictive (m)
Semelles filantes sous structure
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
800
12.22.10.0188 2 06/07/10 11/46
Charge verticale maximum sous la semelle Vmax (kN)
270
244
222
200
180
155
100
Charge verticale maximum sous la semelle Vmax (kN/ml)
La contrainte u sol est la contrainte ultime au sol calculé au paragraphe V.D.1 Vmax l’effort vertical maximum.
(q )
D’après le paragraphe V.D.2, la contrainte admissible des colonnes ballastées est limitée à 0,74 MPa.
QGlobale = (σ colonne ) adm × S colonne + (q u ) sol / 3 × S Sol > Vmax
La portance globale du renforcement est calculée en considérant les contraintes admissibles au sol et par les colonnes ballastées ainsi que leurs répartitions surfaciques.
KELLER Fondations spéciales
118.8
Maille (m)
3.0 x 3.0
18.2
Contrainte verticale maximum Vmax (kN/m2)
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
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Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 12/46
Ce critère n’est pas dimensionnant car les déplacements induits ne sont pas considérés. Il s’agit d’une vérification préliminaire.
Charge globale admissible par la semelle (kN/m2) QGlobale
KELLER Fondations spéciales
2.5 1.8 1.2 2.32 2.16 1.72
0.75 0.90 1.0 1.4 1.6 1.9
2.0 x 2.0
80
4
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
800
8.9
9.5
9.9
13.3
12.5
13.8
16.7
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
1.1
12.22.10.0188 2 06/07/10 13/46
18.2
Tassements Raideur (cm) (MPa/m)
1.6
1.6
1.6
1.5
1.6
1.5
1.0
Tassements Raideur (cm) (MPa/m)
Charge verticale maximum Vmax (kN)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
Dimension fictive (m) Charge verticale (T)
270
244
222
200
180
155
100
Charge verticale maximum Vmax (kN/ml)
Nb de colonne
2.5
0.60
Semelles isolées
Entraxe (m)
Largeur fictive (m)
Semelles filantes sous structure
Les tassements sont limités en profondeur jusqu’à Δσ/σ0 < 10% pour un sol argileux avec Δσ l’augmentation de contrainte et σ0 la contrainte initiale dans le sol (cf. Cordary RFG n°7).
Les calculs de tassement sont effectués à partir du logiciel GRETA 2006, commercialisé par la société GEOStat. Ce logiciel est basé sur la méthode de calcul de PRIEBE pour le calcul des tassements de sol renforcé par colonnes ballastées. Cette méthode est basée sur un calcul de tassement avant traitement par une méthode des tranches. Puis une diminution de ce tassement par un système de coefficient induit d’abaques est réalisée. Les abaques principaux de référence de cette méthode ont été validés par TERRASOL (rapport n° 1994-03844/02, mars 1994).
Méthode de Priebe :
F. Calcul des tassements
KELLER Fondations spéciales
Charge verticale maximum Vmax (kN/m2)
18.2
Maille (m)
3.0 x 3.0
1.25
Tassements (cm) 1.5
Raideur (MPa/m)
9046.6
Effet radier
1422.6
Surface (m2)
σ 0 la contrainte transmise sous la semelle ;
n2
σ sem
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
Semelles filantes sous structure
qcol
V − q sol * S sol = max S col
La contrainte sur une colonne est alors
n2 le coefficient final d’amélioration défini dans les calculs GRETA.
Avec
q sol =
351
3.3
12.22.10.0188 2 06/07/10 14/46
Tassements (cm)
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
Nbre total de colonne
Par la méthode de PRIEBE, la contrainte au sol est donnée par :
Les résultats sont présentés en annexes 2, 3, 4 et 5.
Charge (T)
Ouvrage
Un calcul de tassement complémentaire sous chargement par « effet radier » a été effectué. Pour cela, nous sommons toutes les charges s’appliquant sur le radier que l’on modélise par une semelle renforcée par le nombre total de colonne.
Radier généralisé
Radier
KELLER Fondations spéciales
1.0 1.4 1.6
20.0 22.2 24.4
Contrainte sur le sol q sol (kPa) 12 < 200
3.0 x 3.0
4
Nb de colonne
1.72
2.16
2.32
1.2
1.8
2.5
2.5
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
466 < 740
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
209 < 740
Contrainte dans la CB qcol (kPa)
97 < 172
12.22.10.0188 2 06/07/10 15/46
412 < 740
451 < 740
425 < 740
506 < 740
583 < 740
643 < 740
447 < 740
Contrainte dans la CB qcol (kPa)
Contrainte dans la CB qcol (kPa)
76 < 259.5
85 < 265.5
93 < 164.5
105 < 166.5
119 < 168.5
129 < 172
102 < 176
Contrainte sur le sol q sol (kPa)
Contrainte sur le sol q sol (kPa)
Entraxe (m)
Maille (m)
2.0 x 2.0
Dimension fictive (m)
VI. PROGRAMME DE CONTROLE
Radier
80
Charge verticale (T)
Semelles isolées
1.9
0.90
18.0
26.9
0.75
0.60
Largeur fictive (m)
15.5
10.0
Charge verticale (T/ml)
KELLER Fondations spéciales
Un essai de chargement à 150 % de la charge de service ;
Réalisation de sondages au pénétromètre statique dans les colonnes à raison d’une colonne sur 50 ;
Transmission des enregistrements de paramètres des colonnes ballastées à raison de 1/50 ;
-
-
-
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
La charge de service maximum des colonnes ballastées est de 18.1 t < 20.9 t.
12.22.10.0188 2 06/07/10 16/46
La contrainte maximum au sein des colonnes est de l’ordre de 0.64 MPa, inférieure à la contrainte admissible dans les colonnes de 0.74 MPa.
Le renforcement de sol par colonnes ballastées permet de réduire les tassements sous la structure à 1.6 cm et sous le radier généralisé à moins de 3.5 cm.
CONCLUSION
1 à 2 dégarnissages de colonnes hors de la plateforme de travail ou lors des terrassements des massifs ;
-
Pendant la réalisation des travaux :
Réalisation de fonçage de calibrage du vibreur à proximité de sondages pressiométriques de l’étude de sol, si la plateforme libérée le permet.
Au démarrage de la réalisation des travaux :
-
VII.
•
•
Conformément aux recommandations sur l’exécution des colonnes ballastées, les contrôles prévus sont les suivants :
KELLER Fondations spéciales
Coupes des sondages
ANNEXE 1
Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE
KELLER Fondations spéciales
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 17/46
KELLER Fondations spéciales
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 19/46
KELLER Fondations spéciales
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 20/46
KELLER Fondations spéciales
Note de Calcul – NDC – TRV – C 10 D0010 EXE Construction du gymnase PAJOL – PARIS (75)
Réf. chantier : Indice : Date : Page :
12.22.10.0188 2 06/07/10 21/46
Polytech’ Grenoble
Rapport de stage de fin d’études
2010
ANNEXES 4
Evolution du diamètre des colonnes ballastées en fonction de la compacité du terrain
MANTELIER Aurélien
Département Géotechnique
Annexes
Polytech’ Grenoble
Rapport de stage de fin d’études
2010
MANTELIER Aurélien
Département Géotechnique
Annexes
Polytech’ Grenoble
Rapport de stage de fin d’études
2010
ANNEXES 5
Facteur de portance kp en fonction du rapport D/B de la semelle
MANTELIER Aurélien
Département Géotechnique
Annexes
Polytech’ Grenoble
Rapport de stage de fin d’études
2010
Facteur de portance kp en fonction du rapport D/B de la semelle
MANTELIER Aurélien
Département Géotechnique
Annexes
Période du stage : Avril – Septembre 2010
Etudiant (nom et prénom) : MANTELIER Aurélien
Année d’étude dans le département Géotechnique ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Entreprise : KELLER Fondations Spéciales Adresse complète : 2 Rue Denis Papin, 67120 Duttlenheim 2 Rue Denis Papin, CS 69224 Duttlenheim, 67129 Molsheim Cedex Téléphone (standard) : 03 88 59 92 00 Télécopie : 03 88 59 95 90 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Responsable administratif : STOEHR Thomas, responsable ressources humaines Téléphone : Télécopie Mél : direction@keller‐france.com --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Maître de stage : CAVANNA Gaelick, Ingénieur Travaux Principal Téléphone : 01 41 73 33 30 Télécopie : 01 41 73 33 33 Mél : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tuteur enseignant : HANTZ Didier, Responsable du département géotechnique Téléphone : 04.76.82.79.31 Télécopie : 04.76. 82.79.01 Mél : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Titre : Etudes et conduite de travaux en renforcement de sol Résumé :
Keller Fondations Spéciales est une entreprise de travaux publics travaillant dans le domaine des fondations spéciales, de l’amélioration et du renforcement de sol. Le renforcement de sol est une technique depuis longtemps utilisée et reconnue. Elle consiste à mettre en place un élément résistant dans le sol afin de former un complexe sol‐ renforcement. Cela conduit à une augmentation globale des caractéristiques mécaniques du sol : la capacité portante est augmentée et les tassements sous ouvrage sont réduits. L’intérêt principal du renforcement de sol est de mettre en place des fondations superficielles ; le coût rapporté aux fondations est diminué par rapport à des fondations profondes ou semi‐profondes. La technique des colonnes ballastées est la plus utilisée en renforcement de sol. Ce sont des inclusions souples et compactes, en graves refoulées. Leur mise en place suit le procédé conçu par Keller et leur dimensionnement répond aux recommandations du Soffons‐Coprec, le cahier des charges des colonnes ballastées. La conduite de travaux en renforcement de sol consiste à suivre un chantier, de sa préparation à sa clôture. Le conducteur de travaux est la personne qui organise et supervise les travaux. Ses compétences sont aussi bien techniques que financières. Tout en dirigeant l’équipe de chantier, il doit gérer le budget et le suivi financier des travaux.
FICHE DE STAGE Etudiant :
Nom : MANTELIER Prénom : AURELIEN Année de sortie prévue : 2010 Tél : 06 30 31 42 41
Entreprise :
e-mail :
[email protected] Spécialités de l’entreprise (1) :
Nom de l’entreprise mère : KELLER Holding GmbH (Allemagne) Nom de la filiale : KELLER Fondations Spéciales (France) Adresse postale : 2 Rue Denis Papin Code postal : 67120 Ville : Duttlenheim Département : Bas‐Rhin Tel : 03 88 59 92 00 Fax : 03 88 59 95 90 E-mail : Chiffre d’affaire : 63 millions €
Activités de l’entreprise (1) :
Essais de laboratoire Bureau d’étude Bureau de contrôle Essais in situ Chantier
Responsable administratif :
Nom : STOEHR Prénom : Thomas Tel : E-mail : direction@keller‐france.com Divers :
Anciens élèves Polytech’Grenoble :
Noms : RETY Olympe ; MURA Anthony (Promos 2006 et 2007) Fonction : Ingénieurs Etudes
Nom : STIL Sylvain (Promo 2007) Fonction : Ingénieur Travaux
Stage :
1A 2A 3A
Dates du stage : Avril‐Septembre 2010 Rémunération (O/N) : O
Maître de stage :
Nom : CAVANNA Prénom : Gaelick Fax : 01 41 73 33 30 Tel : 01 41 73 33 33 Mobile :
Autres
Environnement Risques naturels Terrain Logiciels Secteur public Secteur privé Recherche Dépollution des sols Réhabilitation de sites Stockage des déchets Nucléaire Pétrole Géophysique Mécanique des sols Mécanique des roches Géologie Versants naturels Avalanche Chute de blocs Inondation Stabilité des pentes Séisme Renforcement de sols Sols compressibles Drainage Remblais Géosynthétiques Calcul de structures Dimensionnement ouvrages Parasismique Trajectographie de blocs Reprises en sous œuvre Fondations profondes, pieux Terrassements Ouvrages d’art Barrages Soutènements Voies ferrées Canaux