V Les essais in situ et le calcul

V Les essais in situ et le calcul des Fondations Superficielles Selon le DTU 13 -12

1) L’essai pressiométrique MENARD L'essai pressiométrique consiste à dilater radialement dans le sol une sonde cylindrique. Cet essai peut être réalisé dans tous les types de sols saturés ou non. Les essais sont généralement effectués tous les mètres.

Contrôleur Pression-Volume Sonde

Volume lu V Principe de l’essai eau cellule Pression appliquée p gaz

Relation pression-volume Volume Pression limite Phase pseudo élastique pression

1 -1) Caractéristiques de l’essai pressiométrique Pour le calcul des fondations, l’essai pressiométrique permet d'obtenir : Le module pressiométrique EM pour le calcul des tassements (ELS) La pression limite Pl, pour l’étude des fondations à la rupture La pression de fluage Pf

1 -2) Les pressions limites nettes pl* p l* = p l – p 0 contrainte horizontale totale avant l’essai pression limite mesurée p 0 = K 0. (svo - u) + u K 0 : coeff. des terres au repos ( souvent 0, 5) svo contrainte verticale totale au niveau de l’essai u: pression interstitielle svo u u p 0 u

1 -3) contrainte de rupture q’u = kp. ple*. id + q’ 0 : contrainte verticale effective du sol au niveau de la base de la fondation ple* = pression limite nette équivalente kp : coefficient de portance id : coefficient lié à l’inclinaison d de la résultante

ple* = pression limite nette équivalente pl* D B 1, 5 B z

Détermination de Kp

Détermination de id

2) L’essai au pénétromètre statique qu = id. Kc. qce + q’ 0 qce : résistance de pointe équivalente id = idem essai pressiométrique kc = facteur de portance fonction des dimensions de la fondation et de la nature des sols (voir abaque) N. B. : dans le cas de charges excentrées on remplace B par B’ = B – 2 e

• Calculs de la résistance de pointe équivalente qcm : valeur moyenne des qc qcm mesurées sur une profondeur de 1. 5 x. B en dessous de la fondation qc 1. 3 xqcm 1. 5 x. B qcc : résistances nettes déduites des qc mesurées en écrêtant les valeurs de qc supérieures à 1. 3 fois qcm qce : valeur moyenne des qcc qce qcc

Facteur de portance Kc

3) Justification de la portance à l’ELU

4) Évaluation des tassements Les combinaisons d’actions à considérer sont celles de l’état limite de service (ELS) Les règles ci-après ne s’appliquent que pour l’évaluation du tassement d’une fondation isolée : - à partir des essais de laboratoire (oedomètre) - à partir des essais pressiométriques

4 -1 Evaluation à partir des essais de laboratoire ( voir module GEOT 1) Le tassement final est la somme de deux termes Si et Sc • Si = tassement initial généralement négligé • Sc = tassement de consolidation • Paramètres mesurés en laboratoire (oedomètre) eo : indice des vides initial Cc : indice de compression s’pc : contrainte de consolidation

• Calcul des contraintes Le sol sous la fondation est décomposée en couches d’épaisseur Dzi. Les contraintes s’zi engendrées par le poids des terres et la charge de la fondation sont calculées au milieu de chaque couche. • Calcul du tassement Sc Dzi s’zi

4 -2 Evaluation à partir des essais pressiométriques Paramètres mesurés : Em module pressiométrique pl pression limite Le tassement final Sf est la somme de deux termes Sc et Sd : • Sc : tassement de consolidation qui concerne le sol à proximité de la fondation jusqu’à la profondeur B/2 • Sd : tassement déviatorique qui concerne le sol de B/2 à 8 B B B/2 8 B

E 1 : module pressiométrique de la couche 1 (de 0 à B/2) B : largeur de la fondation p. ELS : contrainte moyenne appliquée par la fondation au sol calculée à l’ELS svo : contrainte verticale totale au niveau du fond de fouille avant travaux lc : coefficient de forme (voir tableau) a : coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol (voir tableau) Remarque : si la fondation est dans l’eau, on ne prend pas en compte la poussée d’Archimède dans le calcul de p. ELS

Bo = 0. 60 m ld : coefficient de forme (voir tableau) a : voir tableaux Ed : module pressiométrique équivalent calculé jusqu’à la profondeur 8 B (voir détails sur schéma)

Coefficients de forme lc et ld L/B 1 1 cercle carré lc 1. 00 ld 1. 00 2 3 5 20 1. 10 1. 20 1. 30 1. 40 1. 50 1. 12 1. 53 1. 78 2. 14 2. 65 B : largeur de la fondation L : longueur de la fondation

Coefficient rhéologique a Tourbe Type a Surconsolidé très serré Normalement consolidé normalement serré Sousconsolidé altéré remanié ou lâche Argile Sable Gravier E/pl a >16 1 Limon 1 >14 2/3 >12 1/2 >10 1/3 9 -16 2/3 8 -14 1/2 7 -12 1/3 6 -10 1/4 7 -9 1/2 5 -8 1/2 5 -7 1/3 Roche Type Très peu fracturé a 2/3 Normal 1/2 E module pressiométrique Très fracturé Très altéré 1/3 2/3 pl pression limite

Détermination de Ed 0 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 B B E 1 E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 10 E 11 E 12 E 13 E 14 E 15 E 16 Pour un sol hétérogène, on découpe le sol en couches successives d’épaisseur B/2 et numérotées de 1 à 16 Avec :

Remarque : En l’absence de valeurs en dessous de la couche 8, Ed est calculé avec : En l’absence de valeurs en dessous de la couche 5, Ed est calculé avec :