ISSN 1151-1516
techniques et méthodes des laboratoires des ponts et chaussées
Guide technique
Ouvrages de soutènement Recommandations pour l’inspection détaillée, le suivi et le diagnostic des rideaux de palplanches métalliques
Recommandations pour l’inspection détaillée, le suivi et le diagnostic des rideaux de palplanches métalliques
Guide technique
Juillet 2003
Cet ouvrage fait partie d’une collection de sept fascicules rédigés sous la responsabilité du LCPC et du SETRA, sous maîtrise d’ouvrage de la Direction des Routes du Ministère de l’Équipement, des Transports, du Logement, du Tourisme et de la Mer Il a été élaboré par un groupe de travail constitué de : ¾ O. Combarieu (LRPC de Rouen) ¾ R. Dagba (SETRA puis LROP), rédacteur du présent fascicule ¾ M. Delannoy (LRPC de Nancy), rédacteur du présent fascicule ¾ E. Delahaye (CDOA Nord) ¾ L. Delattre (LCPC), animateur, rédacteur du présent fascicule ¾ S. Fauchet (LREP) ¾ J.-P. Gigan (LREP) ¾ G. Haïun (SETRA), rédacteur du présent fascicule ¾ A. Lelièvre (LRPC de Rouen) ¾ B. Mahut (LCPC), animateur, rédacteur du présent fascicule ¾ D. Malaterre (LRPC de Toulouse) ¾ C. Maurel (SETRA) ¾ M. Michel (LRPC de Lille) ¾ C. Mieussens (LRPC de Toulouse) ¾ N. Odent (SETRA), représentant du maître d’ouvrage ¾ L. Philippoteaux (LRPC de Strasbourg), rédacteur du présent fascicule ¾ M. Pioline (LRPC de Rouen) ¾ F. Renaudin (LRPC de Strasbourg), rédacteur du présent fascicule ¾ G. Sève (LRPC de Nice) ¾ J.-P. Sudret (LRPC d’Autun) Le groupe de travail remercie : ¾ M.-P. Bourdouxhe (ARCELOR) ¾ A. Cuvillier (LRPC de Lille) ¾ B. Godart (LCPC) ¾ P. Lebreton (CETMEF) ¾ A. Leichtnam (ARCELOR) ¾ J.-P. Magnan (LCPC) ¾ O. Piet (CETMEF) pour l’aide précieuse qu’ils ont apportée pour l’amélioration du texte initial du présent fascicule. Pour commander cet ouvrage : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées IST-Diffusion des Éditions 58, boulevard Lefebvre F-75732 PARIS CEDEX 15 Téléphone : 01 40 43 50 20 Télécopie : 01 40 43 54 95 Internet : http://www.lcpc.fr Prix : 24 Euros HT
En couverture : OA93 - Bretelle du Contournement Sud de Strasbourg sur le Rhin Tortu à Strasbourg.
Ce document est propriété du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et ne peut être reproduit, même partiellement, sans l’autorisation de son directeur général (ou de ses représentants autorisés). © 2003 - LCPC ISSN : 1151-1516 ISBN : 2-7208-3112-3
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FIGURE 2 Exemples d’ouvrages de soutènement en palplanches
a. Rideau combiné de palplanches et de tubes en site maritime.
b. Soutènement d’un talus de déblai.
c. Soutènement d’une excavation pour la réalisation d’un passage sous-fluvial.
d. Ouvrage de rive.
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FIGURE 3 Profils de palplanches et détails des serrures
a. en U
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Photo : Profil Arbed.
c. en caissons
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FIGURE 4 Différents modes de mise en œuvre des palplanches
a. Battage.
b. Fonçage par vibration.
c. Préforage avant fonçage.
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FIGURE 5 7
Tirants remblayés
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5
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8
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4 9
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Tirant (pleine section)
7
Lierne
2
Tirant (section réduite)
8
Console
3
Ecrou
9
Rideau principal
5
Manchons
10 Rideau d'ancrage
6
Plaque d'appui
10
3
a. Schéma général d’ancrage d’un rideau de palplanches. (d’après Techniport)
Attaches ordinaires
Attaches articulées
b. Différents types de têtes d’ancrage. (d’après Unimétal)
c. Assemblage des liernes aux palplanches (cas des profils en U et des profils en Z) (d’après Unimétal)
5
TABLEAU I PRINCIPAUX
TYPES DE TIRANTS PASSIFS UTILISÉS EN
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* Une présentation plus détaillée des technologies et modes d’exécution des tirants actifs, ainsi que des défauts susceptibles de les affecter, est donnée dans le fascicule 7 « Poutres et voiles ancrés ».
TABLEAU II PRINCIPAUX
TYPES DE TIRANTS ACTIFS UTILISÉS EN
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ACQPA : Association pour la Certification et la Qualification en Peinture Anticorrosion.
TABLEAU III ÉPAISSEURS SACRIFICIELLES (VALEURS EN MILLIMÈTRES)
RECOMMANDÉES PAR LE FASCICULE
62
TITRE
V
DU
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FIGURE 6 Parties du terrain associées à l’écran
1 2
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a. Cas d’un rideau non ancré 1 - Prisme directement soutenu par l’écran.
3
2 - Zone confinée par le terrain soutenu. 3 - Prisme mobilisé par l’appui en fiche.
2
1
b. Cas d’un rideau ancré 1 - Prisme directement soutenu par l’écran. 3
2 - Terrain mobilisé devant et derrière le massif d’ancrage. 3 - Prisme mobilisé par l’appui en fiche.
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FIGURE 7 - Effet de barrage d’un rideau de palplanches : relèvement du toit de la nappe derrière l’écran et concentration des écoulements sous le pied de l’écran.
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FIGURE 8 - Fixation d’un garde-corps sur la poutre de couronnement d’un rideau de palplanches.
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FIGURE 9 - Défaut de verticalité des palplanches lié à une mauvaise exécution.
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Insuffisance de la fiche et/ou insuffisance de butée (a, b)
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Insuffisance du dimensionnement des palplanches (c, d)
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Grand glissement (e, f)
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Rupture de tirant ou de buton (g, h) h g
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FIGURE 11 Modes de ruine des écrans de soutènement (d’après l’Eurocode 7)
Défaillance du massif d'ancrage ou du scellement et du terrain associé (i, j, k, l)
i j
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l
Insuffisance de capacité portante (m)
m
FIGURE 12 Tirant rompu en arrière de la tête d’ancrage
a. Déformation consécutive à une rupture de tirant.
b. Vues de la tête de tirant
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Ouvrage à inspecter
Observations in situ
Dossier d’ouvrage
Relevé des dispositifs de mesure en place
Désordres apparents Caractère évolutif ou non
Facteurs de risque de désordres
PRÉDIAGNOSTIC - Cotation IQOA
Programme d’investigations 1 - Dossier d’ouvrage 2 - Etat de référence et suivi 3 - Investigations in situ 4 - Recalcul
Mesures de sauvegarde
DIAGNOSTIC - Cotation IQOA éventuellement révisée
FIGURE 13 - Démarche de diagnostic.
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FIGURE 15 - Exemple de piézomètre (tube ouvert).
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III.1 - PROFILS U
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(d’après Profil Arbed)
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FIGURE 17 Profils de palplanche en Z.
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III.2 - PROFILS Z
(d’après Profil Arbed)
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En partie supérieure
CLASSE
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CLASSE
S
- Zone d’influence - Équipements En contrebas
CLASSE
S
- Drainage / Assainissement - Structure
CLASSE DE LA ZONE D’INFLUENCE
CLASSE DU MUR * La classe de synthèse de l’ouvrage est en principe la plus élevée de celles relatives à chacune des parties constitutives.
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CDOA Au-dessus
CLASSE
S
- Chaussée - Trottoirs, bordures et accotements - Dispositifs de retenue - Autres équipements CDOA En contrebas
CLASSE
S
- Chaussée - Trottoirs, bordures et accotements - Dispositifs de retenue - Autres équipements CLASSE DES ÉQUIPEMENTS
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S
- Interne - En partie supérieure - En contrebas CLASSE DU DRAINAGE
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4
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Document publié par le LCPC : sous le numéro 51123112 Conception et réalisation : LCPC-IST, Marie-Christine Pautré Dessins : LCPC-IST, Philippe Caquelard Crédits photographiques : Arcelor - Réseau des LPC - SETRA Flashage-Impression : Bialec - Nancy (France) Dépôt légal : 3e trimestre 2003 - N° 58955
Ces recommandations sont essentiellement destinées aux inspecteurs chargés d'étude et gestionnaires chargés de réaliser les inspections des ouvrages de soutènement et d'en exploiter les résultats. Elles proposent une méthodologie pour aboutir à un premier diagnostic de l'état de l'ouvrage s'appuyant sur l'analyse des facteurs de risques de désordres de l'ouvrage et les constats effectués lors de l'inspection, complétée éventuellement par le relevé des mesures en place. Dans le cas où le premier diagnostic, établi à ce stade, met en évidence la nécessité de procéder à des investigations complémentaires pour aboutir au diagnostic final, ces recommandations présentent les différents moyens à mettre en oeuvre en fonction de la nature de la pathologie recherchée. Ces recommandations comportent par ailleurs un rappel sur le fonctionnement et le descriptif de ces ouvrages et sont complétées en annexe par un catalogue des principaux défauts et désordres apparents susceptibles de les affecter.
The recommendations presented herein are primarily intended for structural design inspectors and facility managers assigned to conduct inspections of supporting structures and then apply the ensuing results. A methodology is proposed in order to derive an initial diagnostic assessment of the structural state by reliance upon an analysis of structural disorder-related risk factors, along with observations recorded during site inspections, ultimately to be completed by in situ measurement readings. In the event the initial assessment established at this stage reveals the need to conduct additional investigations in order to generate the final assessment, these guidelines set forth the various approaches to be implemented depending on the type of pathology targeted. Moreover, contents include a review of the operating features plus a description of this category of structure; they are supplemented in the Appendix by a catalogue of the main apparent flaws and disorders capable of exerting an impact.
Réf. : SOUTPAL Prix : 24 € HT