Missions geotechnques geotec

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Missions geotechnques geotec

  1. 1. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 11 MISSIONSMISSIONS GEOTECHNIQUESGEOTECHNIQUES
  2. 2. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 22 SOMMAIRESOMMAIRE  11 INTRODUCTION ET CADRE NORMATIFINTRODUCTION ET CADRE NORMATIF  2 LE SOL ET SES CONSTITUANTS2 LE SOL ET SES CONSTITUANTS  3 LA RECONNAISSANCE DES SOLS3 LA RECONNAISSANCE DES SOLS  4 LES APPLICATIONS ET METHODES DE CALCUL4 LES APPLICATIONS ET METHODES DE CALCUL  5 L’ ETUDE GEOTECHNIQUE5 L’ ETUDE GEOTECHNIQUE  6 CONTEXTE JURIDIQUE ET RESPONSABILITE6 CONTEXTE JURIDIQUE ET RESPONSABILITE
  3. 3. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 33 1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF MISSION PRINCIPALE :MISSION PRINCIPALE : 1- Etudier les propriétés géotechniques des1- Etudier les propriétés géotechniques des formations géologiques constituant le sous solformations géologiques constituant le sous sol 2- Incidence sur les aménagements de site ou les2- Incidence sur les aménagements de site ou les ouvrages existants ou à réaliserouvrages existants ou à réaliser
  4. 4. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 44 Cadre normatif en France :Cadre normatif en France : NF P 94 – 500 Décembre 2006NF P 94 – 500 Décembre 2006 Missions d’ingénierie géotechniqueMissions d’ingénierie géotechnique Classification et spécificationsClassification et spécifications 1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF1 - INTRODUCTION ET CADRE NORMATIF Cadre normatif en Union européenne :Cadre normatif en Union européenne : NF EN 1997 Sept 2007NF EN 1997 Sept 2007 EUROCODE 7 : Calcul géotechniqueEUROCODE 7 : Calcul géotechnique Partie 1 : Règles généralesPartie 1 : Règles générales Partie 2 : Reconnaissance des terrains et essaisPartie 2 : Reconnaissance des terrains et essais
  5. 5. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 55 NF P 94 – 500NF P 94 – 500 Classification des missions typesClassification des missions types d’ingénierie géotechniqued’ingénierie géotechnique Etape 1 : Etudes géotechniques préalables (G1) - Etude géotechnique préliminaire de site (G11) - Etude géotechnique d’avant projet (G12) Etape 2 : Etude géotechnique de projet (G2) - Phase projet - Phase assistance au contrat de travaux Etape 3 : Exécution des ouvrages géotechnique (G3 et G4) Etude et suivi géotechnique d’exécution (G3) - Phase étude et phase suivi Supervision géotechnique d’exécution (G4) - Phase Supervision de l’étude d’exécution - Phase Supervision du suivi d’exécution Diagnostic géotechnique : Mission ponctuelle
  6. 6. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 66 NF P 94 – 500 : Schéma d’enchainement des missionsNF P 94 – 500 : Schéma d’enchainement des missions géotechniquesgéotechniques
  7. 7. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 77 Etapes d’une étude ou mission d’ingénierieEtapes d’une étude ou mission d’ingénierie géotechniquegéotechnique Etape 1 : Consultation Etape 2 : Préparation de l’offre / Etablissement d’un devis Etape 3 : Proposition d’un programme d’étude géotechnique adapté aux besoins du client Etape 4 : Réalisation de la mission géotechnique a - Préparation et planification par l’ingénieur (visite du site, recherche bibliographique et choix du type d’investigation) b - Travaux de reconnaissance in situ (sondages & essais) c - Essais de laboratoire d - Rédaction du rapport d’étude géotechnique
  8. 8. 2. LE SOL ET SES2. LE SOL ET SES CONSTITUANTSCONSTITUANTS GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 88
  9. 9. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 99 Sol : un matériau triphasique Diagramme des phases
  10. 10. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1010 Quantité d’eau dans le sol : Teneur en eau w (%)
  11. 11. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1111 Indice des vides dans le sol e : Mesure des vides dans un volume du sol
  12. 12. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1212 La porosité n : Mesure des vides dans un volume unitaire de sol
  13. 13. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1313 Masse volumique apparente ρm : Masse totale des trois phases dans un volume unitaire de sol
  14. 14. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1414 Vecteur contrainte T(M, n) en un point M sur une facette dS. Décomposition en contrainte normale et tangentielle Tenseur des contraintes : Ensemble des contraintes en un point M obtenues en Donnant à la facette toutes les orientations possible x Notion de contraintes n tout point M, il existe 3 plans pour lesquels τ = 0. Ils sont appelés lans principaux et leur directions normales, directions principales, t les contraintes correspondantes, contraintes principales notées 1, σ2 et σ3.
  15. 15. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1515 Lorsque la facette tourne autour de M, le point figuratif des contraintes décrit un cercle appelé cercle de Mohr. En 3 D apparition de 3 cercles délimités par σ1, σ2 et σ3 Apparition de 2 zones : 1- zone des états de contraintes possibles 2- zone impossible à développer par le sol Cercle de Mohr
  16. 16. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1616 Notion de courbe intrinsèque Sol pulvérulent Sol cohérent
  17. 17. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1717 Cercle de Mohr : Exemple de l’essai Triaxial Après consolidation Pendant le cisaillement A la rupture
  18. 18. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1818 Essai Triaxial Courbe intrinsèque Contraintes totales Contraintes effectives
  19. 19. 3. RECONNAISSANCE DES3. RECONNAISSANCE DES SOLSSOLS GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 1919
  20. 20. 3.1 - Reconnaissance3.1 - Reconnaissance in-situin-situ  3.1.1 Travaux de sondages3.1.1 Travaux de sondages  3.1.2 Essais3.1.2 Essais in-situin-situ GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2020
  21. 21. Avant toute intervention :Avant toute intervention :  Repérage précis de l’implantation desRepérage précis de l’implantation des forages et des lieux de prélèvementsforages et des lieux de prélèvements  Classification qualitative et approchée desClassification qualitative et approchée des formations rencontrées ainsi qu’uneformations rencontrées ainsi qu’une estimation des niveaux et circulation desestimation des niveaux et circulation des eaux sous terraineseaux sous terraines  Adaptation des méthodes deAdaptation des méthodes de prélèvementsprélèvements GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2121 3.1.1 – TRAVAUX DE SONDAGE3.1.1 – TRAVAUX DE SONDAGE
  22. 22. Moyens matériel et humainsMoyens matériel et humains  40 ateliers de sondages, tous développés40 ateliers de sondages, tous développés par GEOTECpar GEOTEC  Sondages à la tarièreSondages à la tarière  Sondages carottésSondages carottés  Sondages destructifsSondages destructifs  Fouilles à la pelle mécaniqueFouilles à la pelle mécanique GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2222
  23. 23. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2323
  24. 24. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2424 Sondages destructifs Enregistrement des paramètres : • Vitesse d’avancement (m/h) • Pression sur l’outil (bars) • Pression d’injection (bars) • Couple de rotation (bars)
  25. 25. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2525
  26. 26. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2626 Terrains accidentés
  27. 27. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2727 Accessibilité
  28. 28. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2828 PRELEVEMENT DES SOLSPRELEVEMENT DES SOLS Méthodologie et procéduresMéthodologie et procédures
  29. 29. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 2929 Classes de prélèvementClasses de prélèvement XP P94 – 202 (France)XP P94 – 202 (France) EN ISO 22475-1(Europe)EN ISO 22475-1(Europe) Les classes de prélèvement sont numérotées de 1 à 5 enLes classes de prélèvement sont numérotées de 1 à 5 en fonction décroissante du nombre de paramètresfonction décroissante du nombre de paramètres géotechniques mesurables sur l’échantillon.géotechniques mesurables sur l’échantillon. De la classe 1 à la classe 4, l’échantillon passe de nonDe la classe 1 à la classe 4, l’échantillon passe de non remanié (Echantillon Intact) à totalement remanié.remanié (Echantillon Intact) à totalement remanié. PRELEVEMENT DES SOLSPRELEVEMENT DES SOLS Classe de prélèvementClasse de prélèvement requiserequise Choix des moyens àChoix des moyens à mettre en œuvremettre en œuvre Géotechnicien Ingénieur Sondeur avec Agrément de l’ingénieur
  30. 30. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3030 Exemple de prélèvement
  31. 31. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3131 ETIQUETAGE DES PRELEVEMENTS GEOTEC AFFAIRE ………… N° ……….. N° Sondage …………. Profondeur ……….. Profondeur du point haut et point bas Mode de prélèvement (type d’outil et conditions de mise en œuvre) La date du prélèvement. TRANSPORT DES ECHANTILLONS - Maintien hors gel - Pas d’exposition directe au soleil Pour les classes 1 et 2. - Manipulation sans choc et avec le minimum de vibrations - Les étuis (gaines) à transporter bien calés
  32. 32. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3232 APPLICATIONS : 1- Essais d’identification 2- Essais de déformation 3- Essais à la rupture EXEMPLE D’ECHANTILLONS INTACTS
  33. 33. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3333
  34. 34. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3434 Paramètres ou essais possibles enParamètres ou essais possibles en fonction de la classe du prélèvementfonction de la classe du prélèvement ClassesClasses Principaux paramètres obtenus à partir dePrincipaux paramètres obtenus à partir de l’échantillonl’échantillon Caractéristiques deCaractéristiques de naturenature Caractéristiques d’étatCaractéristiques d’état 11 D*, IP,D*, IP, ρρs, MO, Cc, Cs,s, MO, Cc, Cs, ZZ++ e, We, Wnatnat,, ρρd,d, φφ’, c’,’, c’, φφuu, cuu,uu, cuu, E, Rc, Rtb, RQD,E, Rc, Rtb, RQD, σσ’p, k, cv’p, k, cv 22 D*, IP,D*, IP, ρρs, MO,s, MO, e, We, Wnatnat,, ρρd, RQD, kd, RQD, k Description centimétriqueDescription centimétrique 33 D*, IP,D*, IP, ρρs, MO,s, MO, WnatWnat Description décimétriqueDescription décimétrique 44 D*, IP,D*, IP, ρρs, MO,s, MO, Description décimétriqueDescription décimétrique 55 Prélèvement incomplet, description grossière dePrélèvement incomplet, description grossière de l’échantillonl’échantillon * Granularité et tous les paramètres qui s’y rattachent
  35. 35. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3535 Objectifs recherchés (Paramètres requis pour l’étude et méthode de leur détermination) Classe requise de prélèvement Choix des techniques de prélèvement (Outil et procédures de mise en œuvre) Exécution des prélèvements Réalisation des essais Transport des prélèvements et Réception au laboratoire Géotechnicien Ingénieur Équipe sondage Laboratoire Schéma d’une compagne de prélèvement
  36. 36. 3.1.2 ESSAIS3.1.2 ESSAIS IN SITUIN SITU  PRESSIOMETREPRESSIOMETRE  PENETROMETRE STATIQUEPENETROMETRE STATIQUE  PENETROMETRE DYNAMIQUEPENETROMETRE DYNAMIQUE  PHICOMETREPHICOMETRE  SCISSOMETRE DE CHANTIERSCISSOMETRE DE CHANTIER  ESSAI AU PANDAESSAI AU PANDA GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3636
  37. 37. ESSAI PRESSIOETRIQUE MENARDESSAI PRESSIOETRIQUE MENARD NF P 94 – 110 -1NF P 94 – 110 -1 GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3737
  38. 38. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3838 PRINCIPE DE L’ESSAIPRINCIPE DE L’ESSAI PRESSIOMETRIQUEPRESSIOMETRIQUE • Réalisation du forage pressiométrique • Dilater radialement une sonde cylindrique tri cellulaire placée dans le terrain • Mesurer les pressions appliquées par la sonde • Enregistrer les variations de volume Relation Pression - Volume
  39. 39. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 3939 Qualité de l’essai pressiométrique Qualité du forage pressiométrique Le choix entre les différentes techniques d’ excavation est fonction de la nature et de l’état des terrains rencontrés.
  40. 40. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4040 Pressiomètre APAGEO Schéma d’un pressiomètre
  41. 41. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4141 I : Phase de mise en contact de la paroi de la sonde avec le sol II : Phase pseudo – élastique III : Phase des grands déplacements Courbe pressiometrique corrigée Correction pour tenir compte de : 1.Charge hydraulique 2.Résistance propre de la sonde 3.Expansion propre de l’appareillage
  42. 42. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4242 Paramètres pressiométrque 1.Module pressiomètrique : caractéristiques de déformabilité 1.Pression limite : caractéristiques de résistance 2.Pression de fluage
  43. 43. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4343
  44. 44. ESSAI AU PENETROMETRE STATIQUEESSAI AU PENETROMETRE STATIQUE NF P 94 - 113NF P 94 - 113 GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4444
  45. 45. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4545 Schéma d’un pénétromètre statique
  46. 46. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4646 PENETROMETRE STATIQUE DE GEOTEC qc fs u qc : résistance de pointe fs : frottement sur le manchon u : pression interstitielle
  47. 47. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4747 • Succession des différentes couches de terrain • Homogénéité d’une couche • Présence d’anomalie • Certaines caractéristiques du sol traversé Applications : - Identification des sols - Liquéfactions des sols Exemple de données pénétromètriques
  48. 48. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4848 Classification de Robertson
  49. 49. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 4949 ESSAI AU PHICOMETRE (XP P94 – 120) Phicomètre APAGEO Avantages : 1- Mesures de c et φ dans des terrains non ou difficilement prélevables 2- Essai rapide et à faible coût Appliqués pour tous les sols sauf : • Vases, argiles moles et sols très lâches • Roches peu altérées • Sols très grossiers (D moy supérieure à 150 mm)
  50. 50. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5050 ESSAI AU SCISSOMETRE DE CHANTIER (NF P94-112) Appliqué pour les sols fins cohérents de résistance faible à moyenne et plus particulièrement pour les sols mous.
  51. 51. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5151 Essai de pénétration dynamique Type A (PDA) : NF P94-114 Utilisation dans des sols fins et grenus (D moy < 60 mm) avec une profondeur limitée à 30 m • Succession des couches • Homogénéité d’une couche • Présence d’anomalies • Orienter le choix des fondations • Evaluer un ordre de grandeur des capacités portantes Pointe Tige
  52. 52. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5252 3.2 ESSAIS GEOTECHNIQUE DE LABORATOIRE 1.ESSAIS D’IDENTIFICATION DES SOLS 2.ESSAIS DE COMPORTEMENT DES SOLS 3.ESSAIS GEOTECHNIQUE ROUTIER
  53. 53. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5353 1 - ESSAIS D’IDENTIFICATION DES SOLS • Teneur en eau • Masse volumique • Teneur en carbonates • Teneur en matières organiques • Granulométrie par tamisage à sec • Granulométrie par sédimentométrie • Limites d’Atterberg
  54. 54. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5454 2 - ESSAIS DE COMPORTEMENT • Cisaillement rectiligne • Essais à l’appareil triaxial • Compressibilité à l’oedométre • Gonflement à l’oedométre • Retrait linéaire • Compression simple
  55. 55. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5555 ESSAIS DE COMPRESSIBILITE ET GONFLEMENT A L’OEDOMETRE
  56. 56. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5656 Essai de cisaillement rectiligne à la boîte
  57. 57. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5757 ESSAI A L’APPAREIL TRIAXIAL
  58. 58. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5858 3 - ESSAIS GEOTECHNIQUE ROUTIER • ESSAI PROCTOR • INDICE PORTANT IMMEDIAT / I CBR • APTITUDE AU TRAITEMENT DES SOLS • TRAITEMENT DES SOLS POUR REMBLAI • TRAITEMENT DES SOLS POUR COUCHE DE FORME
  59. 59. 4. LES METHODES DE CALCUL4. LES METHODES DE CALCUL ET APPLICATIONSET APPLICATIONS GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 5959
  60. 60. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6060 Fondations superficielles 1- Sol portant 2- Transmettre de faibles surcharges Radier ou dallage Semelle isoléeSemelle filante
  61. 61. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6161 Comportement et principe de calcul d’une fondation superficielle Variation du tassement s en fonction de la charge croissante Q ELS ELU Ouvrage sur déformation excessives Rupture Degré du risque Profondeur d’assise minimale : - Assurer la garde au gel - Risque retrait – gonflement Calcul des : - Tassements absolus - Tassement différentiels
  62. 62. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6262 Fondations profondes Pieux, puits, micro pieux Ca d’un sol mou ou pour transmettre de fortes surcharges Sol de faible résistance Bed-RockQu = Qsu + Qpu Qu : Charge limite du pieu Qsu : Charge limite de frottement Qpu : Charge limite de pointe Pieux
  63. 63. Amélioration des solsAmélioration des sols GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6363
  64. 64. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6464 Méthodologie d’une étude de traitementMéthodologie d’une étude de traitement  Identification des composants du mélangeIdentification des composants du mélange  Choix des produits de traitement et des dosagesChoix des produits de traitement et des dosages  Vérification de l’aptitude au traitementVérification de l’aptitude au traitement  Caractéristiques de mise en œuvreCaractéristiques de mise en œuvre  Étude des performances mécaniqueÉtude des performances mécanique Traitement des sols à la chaux / ciment
  65. 65. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6565 Colonnes ballastées Inclusions rigides Amélioration de la capacité Portante des sols compressibles Amélioration des sols cohérents
  66. 66. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6666 Géotextiles Projets routiers, murs de soutènement, remblais … Rôles : Renforcement - Séparation - Filtration - Drainage
  67. 67. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6767 Clouage des sols Tiges en acier placées dans des trous forés dans le mur
  68. 68. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6868 Mur poids Mur en béton armé Mur poids à redans Murs de soutènement
  69. 69. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 6969 Combinaisons d’actions - justifications Etat limite Combinaison Justification E.L.U Fondamentale Accidentelle Stabilité au renversement Stabilité du sol de fondation Stabilité au glissement Matériaux consécutifs du mur Stabilité d’ensemble E.L.S Fréquente Rare Quasi-permanente Stabilité du sol de fondation Décompression du sol Matériaux consécutifs du mur Murs de soutènement
  70. 70. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7070 Rideaux de palplanches Résistance aux pressions latérales du sol soutenu Soutènement des fouilles, des quais portuaires
  71. 71. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7171 Parois moulées Soutènement de sol soumis à des pressions latérales sur des hauteurs importantes Travaux en zones urbaines Connaissance du moment fléchissant dans chaque section ainsi que le moment max. Détermination de l’épaisseur et du ferraillage de la paroi
  72. 72. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7272 Barrages Barrages en terre Rôle : retenue d’eau Barrages en béton
  73. 73. GEOTEC - 2010GEOTEC - 2010 7373 Glissement de terrains / Stabilité talus Logiciel de calcul

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