travaux de rehabilitation du pont felix
TRANSCRIPT
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR 2IE AVEC GRADE DE
MASTER
SPECIALITE : ROUTES ET OUVRAGES D’ART
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Présenté et soutenu publiquement le [Date] par
OUATTARA SIDEBETIEN DANIEL
Encadrant 2iE : Mme therese Mbengue, Enseignante à 2iE, département Génie Civil et
Hydraulique
Maître de stage : M. Koudou Hervé, Chef de service Ouvrage de l’AGEROUTE
Structure d’accueil du stage : AGEROUTE CÔTE D’IVOIRE Jury d’évaluation du stage : Président : Membres et correcteurs :
Promotion [2014/2015]
TRAVAUX DE REHABILITATION DU PONT FELIX
HOUPHOUËT BOIGNY EN CÔTE D’IVOIRE :
ANALYSE CRITIQUE DE LA METHODE
D’EXECUTION DES PIEUX D’ESSAI DE
L’ENTREPRISE.
TRAVAUX DE REHABILITATION DU PONT FELIX
HOUPHOUËT BOIGNY : ANALYSE CRITIQUE DE LA
METHODE D’EXECUTION DES PIEUX D’ESSAI DE
L’ENTREPRISE.
i
OUATTARA Sidebetien daniel ; MASTER 2 Routes et Ouvrages d’Art
Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
CITATIONS
<< Ce n’est pas que je suis si intelligent, c’est que je reste plus
longtemps avec les problèmes >>-Albert Einstein
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OUATTARA Sidebetien daniel ; MASTER 2 Routes et Ouvrages d’Art
Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
REMERCIEMENTS
Nous remercions tout d’abord le tout puissant et le tout miséricordieux pour la grâce qu’il
nous a offert d’élaborer ce document. Nos remerciements vont également à l’endroit de toutes
les personnes qui de près ou de loin ont contribué à l’élaboration de ce document.
Nous pensons tout particulièrement à :
Mme Macoura Coulibaly ; Maire de la commune de Foumbolo pour son aide et son
assistance ;
M. Dimba Pierre, Directeur générale de l’AGEROUTE, pour son aide ;
M. Koudou Hervé, mon maitre de stage et Chef de service Ouvrage de l’AGEROUTE
pour son encadrement et son assistance ;
M. Keugongo serge Paterne, chef de projet AGEROUTE pour son encadrement et son
assistance ;
M.Cristian leahu ; chef de Mission Adjoint (SGI international) du projet de la
Réhabilitation du pont Félix Houphouet Boigny pour son encadrement et son
assistance ;
M. Jacques COULAND, ingénieur géotechnique du projet (SETEC) pour son
encadrement et son assistance ;
M. KETFI Ammar, 1 er chef de Mission du projet (SGI international) pour son
encadrement et son assistance ;
M.DERGUINI Djamel,chef de mission actuel du projet pour son encadrement ;
Mme therese Mbengue, enseignante à 2iE pour son encadrement et son assistance.
Nous tenons à remercier également :
Tout le corps professoral de 2iE, des hommes et des femmes dont la vocation est de
réaliser la nôtre ;
Nos collègues de travail avec qui nous avons eu du plaisir à collaborer.
Enfin nous ne saurions terminer sans montrer notre gratitude à la famille qui nous soutien
depuis toujours.
iii
OUATTARA Sidebetien daniel ; MASTER 2 Routes et Ouvrages d’Art
Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
RESUME
Le pont Félix Houphouët Boigny constitue un ouvrage essentiel pour la communication entre
le sud et le nord d’Abidjan.
Ce prestigieux pont, vieux d’une soixantaine d’année, présente une fragilité avérée au niveau
de ses fondations, au niveau de ses piles et au niveau de son tablier.
La solution recommandée par les experts et adoptée par l’entreprise pour le renforcement des
fondations est une injection de jet-grouting au droit de nouvelles piles prévu de part et d’autre
de chaque pilier du pont. Pour ce faire la réalisation d’un essai de chargement sur des pieux
d’essai est nécessaire afin de valider les coefficients de calcul engendrés par le renforcement
du sol support au jet-grouting. Dans le cadre de ce rapport, une étude a été menée sur
l’exécution des pieux d’essai et se présente sur 2 volets majeurs.
L’évaluation de l’effort de portance de chacun des 3 pieux d’essai et dimensionnement
des sections d’aciers.
Présentation de la méthodologie d’exécution des pieux d’essais et de l’essai de
chargement.
Les résultats obtenus à l’issu de cette étude révèlent des efforts de portance et des sections
d’aciers sont quelque peu différentes de celle de l’entreprise. Mais cette différence ne suscite
pas grande inquiétude quant à la résistance des pieux du fait que l’effort de chargement des
pieux d’essais est défini en fonction de l’effort de portance évalué.
Mots Clés :
1 - pont
2 – jet grouting
3 - pieux
4 - fondation
5 - renforcement
iv
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
ABSTRACT
The Félix Houphouët Boigny bridge is an essential pillar for the Ivorian economy.
Unfortunately, this prestigious bridge is fraught with the fragility of its foundations, pillars
and apron.
The solution recommended by the CCTP and adopted by the company for strengthening
foundations is a jet-grouting injection to the right of new batteries provided on each side of
each pillar of the bridge. To do this, it is necessary to carry out a loading test on test piles in
order to validate the calculation coefficients generated by the reinforcement of the jet-
grouting support floor. As part of this report, a study was conducted on the execution of test
piles and is shown into two major parts.
Evaluation of the lift force of each of the 3 test piles and sizing of the steel sections.
Presentation of the methodology for the execution of test piles and loading tests.
The results obtained from this study reveal lift efforts and sections of steel are somewhat
different from that of the company. But this difference should not cause much concern about
the resistance of the piles because the loading force of the test piles is defined according to the
lift force evaluated.
Key words:
1 - bridge
2 - jet grouting
3 - pillar
4 - foundation
5 –reinforcement
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
LISTE DES ABREVIATIONS
2iE : institut international d’ingénierie de l’eau et de l’environnement
AGEROUTE : Agence de Gestion des Routes
Kp : facteur de portance
FHB : Félix Houphouët Boigny
CEM : Cement (ciment)
C 20/25 : Concret 20/25
pH : potentiel hydrogène
As : Section des armatures longitudinales
Ac : Section nominale d’un pieu
PE2 : pieu d’essai 1
PE2 : pieu d’essai 2
PE3 : pieu d’essai 3
Sp1 : Sondage pressiométrique 1
Sp2 : Sondage pressiométrique 2
Sp3 : Sondage pressiométrique 3
Pl* : pression limite nette
Em : Module pressiométrique
D : Profondeur de la fondation
Qmax : Charge maximale à appliquer pendant l’essai d chargement
Qp : Portance limite de la fondation profonde
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
SOMMAIRE
CITATIONS ....................................................................................................................................... i
Remerciements .................................................................................................................................. ii
Résumé .............................................................................................................................................. iii
liste des abréviations ......................................................................................................................... v
LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................. 5
LISTE DES FIGURES ..................................................................................................................... 8
LISTE DES COURBES .................................................................................................................. 10
INTRODUCTION ................................................................................................................... 11
PROBLEMATIQUE ............................................................................................................... 14
Chapitre1 : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ET DU PROJET ....... 16
I. Présentation de la structure d’accueil ............................................................................ 16
1. Historique ........................................................................................................................................... 16
2. Missions ............................................................................................................................................. 16
3. Organisation et fonctionnement ......................................................................................................... 17
II. Présentation du projet ..................................................................................................... 20
1. Localisation de l’ouvrage ................................................................................................................... 20
2. Caractéristiques générales de l’ouvrage ............................................................................................. 21
3. Caractéristiques spécifiques de l’ouvrage .......................................................................................... 21
4. Diagnostic de l’état du pont ............................................................................................................... 24
5. Contexte ............................................................................................................................................. 25
Chapitre2 : GENERALITE SUR LES PIEUX FORES ........................................................ 27
I. Définition ......................................................................................................................... 27
1. Pieu - pile ........................................................................................................................................... 27
2. Pieu foré – bored pile ......................................................................................................................... 27
3. Barrette - barette................................................................................................................................. 27
4. Pieu travaillant en pointe – end bearing pile ...................................................................................... 27
5. Pieu flottant – friction pile ................................................................................................................. 27
6. Pieu en traction – tension pile ............................................................................................................ 27
7. Pieu de fondation – working pile ....................................................................................................... 28
8. Pieu d’essai – test pile ........................................................................................................................ 28
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
9. Pieu de faisabilité – trial pile .............................................................................................................. 28
10. Essai de chargement statique de pieu - Static pile test ....................................................................... 28
11. Essai de chargement par palier – maintained load piled test .............................................................. 28
12. Essai d’auscultation sonique par réflexion – sonic test ...................................................................... 28
13. Essai d’auscultation sonique par transparence – sonic coring ............................................................ 28
II. Typologie de pieux forés .................................................................................................. 29
1. Les pieux forés simple ....................................................................................................................... 29
2. Les pieux forés tubés.......................................................................................................................... 29
3. Pieux forés à la tarière creuse ............................................................................................................. 29
4. Pieux forés boue ................................................................................................................................. 30
III. Matériaux et produits .................................................................................................. 31
1. Matériaux pour béton et coulis ........................................................................................................... 31
2. Granulats ............................................................................................................................................ 31
3. Additions et adjuvants ........................................................................................................................ 31
4. Bétonnage .......................................................................................................................................... 32
5. Fluides stabilisateurs .......................................................................................................................... 32
6. Suspension de bentonite ..................................................................................................................... 32
7. Polymère et autres suspensions .......................................................................................................... 33
IV. Armatures .................................................................................................................... 33
1. Armatures longitudinales ................................................................................................................... 33
2. Armatures transversales ..................................................................................................................... 34
Chapitre 3 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAIS ............................................ 36
I. Principe de l’essai de chargement .................................................................................. 36
1. But de l’essai de chargement.............................................................................................................. 36
2. Informations sur les plots d’essai ....................................................................................................... 36
3. Avantage du choix du dispositif de pieux d’essai .............................................................................. 37
4. Intérêt de l’essai ................................................................................................................................. 37
5. Données sur les pieux d’essai ............................................................................................................ 37
II. Calcul des paramètres géotechniques ............................................................................. 38
1. Situation géographique des sondages ................................................................................................. 39
2. Nature des sols en place ..................................................................................................................... 39
3. Importance des investigations géotechniques .................................................................................... 39
III. Méthodologie de dimensionnement des pieux ............................................................ 40
1. Principe général de dimensionnement des Pieux d’essai ................................................................... 40
1. Calcul du frottement latéral du pieu ................................................................................................... 41
2. Calcul de la résistance de pointe Qp .................................................................................................. 42
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
3. Choix de la profondeur de la fondation profonde .............................................................................. 44
IV. Résistance limite du pieu d’essai sans renforcement au jet (PE2) ............................ 44
1. Calcul du frottement latéral du pieu ................................................................................................... 44
2. Calcul de la résistance de pointe Qp .................................................................................................. 45
V. Résistance limite du pieu d’essai avec pointe neutralisée (PE3) ................................... 48
VI. Résistance limite du pieu d’essai avec renforcement au jet grouting (PE1) ............. 49
1. Calcul du frottement latéral du pieu ................................................................................................... 49
2. Calcul de la résistance de pointe Qp .................................................................................................. 50
VII. Calcul de résistance limite du pieu de réaction 1200 (PR) ........................................ 52
1. Calcul du frottement latéral du pieu ................................................................................................... 52
2. Calcul de la résistance de pointe Qp .................................................................................................. 53
VIII. Justification des pieux ............................................................................................. 56
1. Résistance conventionnelle du béton ................................................................................................. 56
2. La résistance à la traction ................................................................................................................... 57
3. Déformation longitudinale du béton : ................................................................................................ 57
4. La résistance de calcul de l’acier ....................................................................................................... 57
5. Combinaison d’action et sollicitations de calcul vis-à-vis de l’ELU ................................................. 58
6. Justification vis-à-vis des sollicitations tangentes .............................................................................. 58
IX. Calcul des sections d’acier des pieux d’essai et de réaction ...................................... 58
1. Dimensionnement du pieu d’essai avec pointe neutralisée ................................................................ 58
1. Armatures transversales ..................................................................................................................... 61
2. Dimensionnement des autres pieux d’essai ........................................................................................ 61
Chapitre 4 : EXECUTION DES TRAVAUX DE FORAGE ET PIEUX D’ESSAI ............. 63
I. Implantation des viroles .................................................................................................. 63
II. Forage des pieux ............................................................................................................. 63
1. Le choix de la boue ............................................................................................................................ 63
2. Préparation du polymère .................................................................................................................... 63
3. L’exécution du forage ........................................................................................................................ 64
III. Mise en œuvre du béton .............................................................................................. 64
1. Essais préliminaires............................................................................................................................ 64
2. Mise en place des cages d’armature ................................................................................................... 66
3. Le coulage du pieu ............................................................................................................................. 67
IV. Le Matériels de chantier .............................................................................................. 68
V. L’essai de chargement des pieux sous un effort axial ................................................... 69
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
VI. Les difficultés rencontrées .......................................................................................... 71
1. Les difficultés liées à la composition de la boue de forage ................................................................ 71
2. Les difficultés liées à l’exécution des forages .................................................................................... 72
3. Les difficultés liées à l’exécution des essais de chargement .............................................................. 72
Chapitre 5 : RESULTATS ET DISCUSSIONS ..................................................................... 73
I. Profondeur des fondations profondes ............................................................................ 73
II. Sections d’acier des pieux ............................................................................................... 73
III. Les résultats de l’entreprise de construction .............................................................. 74
IV. Discussions et suggestions .......................................................................................... 74
CONCLUSION ........................................................................................................................ 77
BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................. 78
ANNEXES ............................................................................................................................... 79
Annexe 1 : DONNEES GEOTECHNIQUES DES SONDAGES Sp1, Sp2 et Sp3 ............... 80
Annexe 2 : EXPLOITATION DES DONNEES GEOTECHNIQUES ............................... 100
Annexe 3 : PROCEDURE D’EXECUTION DES PIEUX D’ESSAIS ............................... 106
Annexe 4 : FICHES TECHNIQUES DE MATERIEL ....................................................... 117
Annexe 5 : PAILLASSES DE MESURES EFFORT-DEPLACEMENTS ........................ 122
Annexes 6 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAI PAR LA METHODE
PRESSIOMETRIQUE DE MENARD : CALCUL DES RESISTANCES DUES AUX
FROTTEMENTS LATERAUX ............................................................................................ 124
Annexes 7 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAI PAR LA METHODE
PRESSIOMETRIQUE DE MENARD : CALCUL DES RESISTANCES DUES A LA
POINTE QP ........................................................................................................................... 131
Annexes 8 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAI PAR LA METHODE
PRESSIOMETRIQUE DE MENARD : CALCUL DE LA PORTANCE LIMITE DE
L’ELEMENT DE FONDATION. ........................................................................................ 138
Annexes 10 : JUSTIFICATIONS DES FONDATIONS ..................................................... 145
Annexe 11 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX ............................................................. 152
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
LISTE DES TABLEAUX
Tableau N°1 : Profondeur des pieux existants
Tableau N° 2 : caractéristiques des suspensions de bentonite
Tableau N°3 : Armature longitudinale minimale
Tableau N°4 : Diamètres recommandés pour les armatures transversales
Tableau N°5 : Données sur le pieu PE2
Tableau N°6 : Données sur le pieu PE3
Tableau N°7 : Données sur le pieu PE1
Tableau N°8 : valeurs moyennes des paramètres pressiométriques (Em et Pl*) sur la base de
Sp1 Sp2 Sp3
Tableau N°9 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu d’essai sans renforcement
en pointe
Tableau N°10 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
Tableau N°11 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
Tableau N°12 : Résultats de calcul de charge maximale Qmax pour pieu sans renforcement
au jet grouting
Tableau N°13 : Résultats de calcul de la hauteur d’encastrement du pieu sans renforcement
au jet grouting
Tableau N°14 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu d’essai avec pointe
neutralisée
Tableau N°15 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu d’essai avec
renforcement au jet
Tableau N°16 : Résultats de calcul de la pression limite nette équivalente du pieu d’essai
avec renforcement au jet
Tableau N°17 : Résultats de calcul de la résistance de pointe du pieu d’essai avec
renforcement au jet
Tableau N°18 : Résultats de calcul de la portance limite du pieu d’essai avec renforcement au
jet
Tableau N°19 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu de réaction
Tableau N°20 : Résultats de calcul de la pression limite nette équivalente du pieu de réaction
Tableau N°21 : Résultats de calcul de la résistance de pointe du pieu de réaction
Tableau N°22 : Résultats de calcul de la portance limite du pieu de réaction
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Tableau N°23 : Résultats de calcul de la portance limite du pieu de réaction
Tableau N°24 : valeurs de la résistance conventionnelle du béton
Tableau N°25 : valeurs de la résistance à la traction du béton
Tableau N°26 : valeurs des déformations longitudinales du béton
Tableau N°27 : combinaison d’actions à l’ELU
Tableau N°28 : données sur le pieu PE3
Tableau N°29 : sections minimales d’aciers longitudinaux
Tableau N°30 : sections minimales d’aciers transversaux
Tableau N°31 : sections d’aciers comprimés
Tableau N°32 : choix d’armatures longitudinales
Tableau N°33 : choix d’armatures transversales
Tableau N°34 : récapitulatif des profondeurs des fondations profondes
Tableau N°35 : récapitulatif des sections d’acier
Tableau N°36 : récapitulatif des profondeurs forées
Tableau N°37 : récapitulatif des sections d’acier mise en œuvre
Tableau N°38 : choix des abaques pour la détermination de qs
Tableau N°39 : Catégories conventionnelles de sols
Tableau N°40 : Information sur le pieu PE2
Tableau N°41 : l’effort limite du aux frottements latéraux du pieu PE2
Tableau N°42 : Information sur le pieu PE3
Tableau N°43 : Information sur le pieu PR
Tableau N°44 : frottement latéral limite par couche de sol du pieu de réaction 1200
Tableau N°45 : Valeurs u facteur de portance kp
Tableau N°46 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
Tableau N°47 : Résultats de calcul de p*le pour pieu d’essai avec renforcement en pointe au
Tableau N°48 : Résultats de calcul de p*le pour pieu de réaction
Tableau N°49 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
Tableau N°50 : Résultats de calcul de la résistance de pointe pieu avec renforcement au jet
grouting
Tableau N°51 : Résultats de calcul d la résistance de pointe pour pieu de réaction
Tableau N°52 : Résultats de calcul de charge maximale Qmax pour pieu sans renforcement
au jet grouting
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Tableau N°53 : Résultats de calcul de charge maximale Qmax pour pieu avec renforcement
au jet grouting
Tableau N°54 : Résultats de calcul de la portance limite des pieux de réaction
Tableau N°55 : Résultats de calcul de l’encastrement effectif du pieu sans renforcement au
jet grouting
Tableau N°56 : Résultats de calcul de l’encastrement effectif du pieu sans renforcement au
jet grouting
Tableau N°57 : informations sur les pieux
Tableau N°58 : Valeurs de fclim et de k1
Tableau N°59 : valeurs de k2
Tableau N°60 : résultats de calcul de la résistance conventionnelle du béton
Tableau N°61 : résultats de calcul des déformations longitudinales du béton
Tableau N°62 : combinaison d’actions
Tableau N°63 : combinaison d’actions à l’ELU
Tableau N°64 : résultats des charges de fluage
Tableau N°65 : vérification de l’état limite de mobilisation locale du sol en combinaison
fondamentale
Tableau N°66 : vérification de l’état limite de mobilisation locale du sol en combinaison
accidentelle
Tableau N°67 : combinaison d’actions à l’ELS
Tableau N°68 : vérification de l’état limite de mobilisation locale du sol en combinaison
rares
Tableau N°69 : données sur le pieu PE3
Tableau N°70 : sections minimales d’aciers longitudinaux
Tableau N°71 : sections minimales d’aciers transversaux
Tableau N°72 : données sur le pieu PE2
Tableau N°73 : données sur le pieu PE1
Tableau N°74 : données sur le pieu PR
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
LISTE DES FIGURES
Figure N°1 : Situation géographique du pont FHB
Figure N°2 : Vue sur le Pont Félix Houphouët Boigny
Figure N°3 : Coupe traversale travée type
Figure N°4 : disposition des pieux d’essai
Figure N°5 : Production de la boue de forage à base de polymère
Figure N°6 : Piscine contenant le polymère
Figures N°7 et N° 8 : Forage des pieux d’essai
Figure N°9 : essai de densité au densitomètre
Figure N°10 : mesure de la viscosité du polymère à l’aide
Figure N°11 : mesure de la teneur en sable à l’aide
Figure N°12 : Lieu de stockage des cages d’armatures
Figure N°13 : mise en place de cages d’armatures
Figure N°14 : Coulage d’un pieu
Figure N°15 : Centrale à béton
Figure N°16 : Bac à granulats
Figure N°17 : Stockage des granulats
Figure N°18 : une grue sur le projet de la Réhabilitation du pont FHB
Figure N° 19 : la foreuse sur le projet de la Réhabilitation du pont FHB
Figure N° 20 : la foreuse sur le projet de la Réhabilitation du pont
Figure N°21 : dispositif de chargement du pieu d’essai
Figure N°22 : déroulement de l’essai de chargement
Figure N°23 : vérin hydraulique et les comparateurs sur le pieu d’essai
Figure N°24 : Essai de pieu sous un effort axial de compression
Figure N°25 : Appareillage de l’essai de pieu
Figure N° 26 : boîte hydraulique
Figure N° 27 : dispositif mis en place
Figure N°28 : système de mesure des déplacements axiaux et transversaux
Figure N°29 : Emplacement des palpeurs de déplacement axial
Figure N°30 : palpeur de déplacement axial sur pieu de réaction
Figure N°31 : essai à la rupture sous un effort de compression
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°32 : Mortier de calage Figure N°10 : Mise à niveau du pieu
Figure N°33 : Ajustage des débords de la virole
Figure N°34 : Mise en place de la poutre de référence
Figure N°35 : Fouille pour la mise en place de la poutre de référence
Figure N°36 : mise en place de l’appareillage de mesures
Figure N°37 : Principe de calcul de la pression limite nette équivalente p*le
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LISTE DES COURBES
Courbe N°1 : courbe de frottement latéral unitaire limite le long du fût du pieu (fascicule 62
titre V)
Courbe N°2 : Valeurs moyennes des modules pressiométriques
Courbe N°3 : Valeurs moyennes des pressions limites nettes
Courbe N°4 : Valeurs de calcul du module pressiométrique
Courbe N°5 : Valeurs de calcul de la pression limite nette
Courbe N°6 : courbe de frottement latéral unitaire limite le long du fût du pieu (fascicule 62
titre V)
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INTRODUCTION
Le pont Félix Houphouët Boigny est un pont routier et ferroviaire situé à Abidjan reliant la
commune du plateau, centre des affaires, à celle de Treichville commune cosmopolite de la
ville. Ce prestigieux pont est un pilier important pour l’économie de la côte d’ivoire du fait
qu’il constitue le passage obligé du trafic à destination et en provenance du port autonome
d’Abidjan. Ce pont vieux d’une soixantaine d’année est fortement éprouvé par des
dégradations. Il présente une fragilité avérée au niveau de son tablier, de ses piliers et de ses
fondations. L’anticipation de la réhabilitation du pont revêt donc une importance capitale
d’autant plus qu’il doit continuer d’assurer le transport des marchandises et des personnes via
ses caissons et son extrados. Un renforcement de la structure principale et des voies d’accès
du pont est donc nécessaire au niveau des caissons, des piles et des fondations. Cette
réhabilitation se révèle comme un défi du fait de la complexité de la tâche, en particulier au
niveau des fondations. Les pieux existants étant défaillants, il faut de nouveaux pieux qui
seront descendus à la même profondeur que les existants afin de ne pas déstabiliser ces
derniers. De plus les nouveaux pieux devront traverser d’importantes épaisseurs de couches
molles d’argile et de vase pour aller s’ancrer en profondeur dans les couches de sables. Alors
la mise en place des pieux devra faire l’objet d’une technique d’amélioration du sol en place
afin d’atteindre les portances requises. A cet effet il est prévu une injection de coulis de
ciment dit injection de jet grouting à la pointe de chaque nouveau pieu. Cependant un
problème se pose au niveau des experts du projet : quelle est la fiabilité de l’injection du jet
grouting en base des pieux ?
Afin de répondre à cette question un essai de chargement est réalisé sur la berge de la lagune
Ebrié. Pour être judicieux dans notre analyse de la pertinence de l’injection, nous nous posons
une question : la méthode d’exécution de l’essai de chargement respecte t’elle les normes de
l’art ?
C’est à cette dernière question que ce manuscrit tentera de donner des éléments de réponse à
travers une étude comparative. Il se penchera essentiellement sur les points suivants :
L’évaluation de la portance limite des différents pieux d’essai ;
La détermination des profondeurs de fondations profondes des pieux d’essai et de
réaction ;
La détermination des Charges maximales auxquelles seront soumis les pieux ;
La détermination des sections d’aciers de chacun des pieux d’essai ;
Un rapport de la méthodologie d’exécution des travaux de pieux d’essai ; et
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Analyse comparative des résultats obtenus et cette de l’entreprise exécutant les
travaux.
Le présent manuscrit s’articule autour de 5 chapitres distincts :
Dans le premier chapitre, il était nécessaire de présenter l’entreprise d’accueil et son
organisation interne. Il porte sur la présentation de la zone du projet ; la description du pont
Félix Houphouet Boigny ; le diagnostic du pont et le contexte de l’essai de chargement.
Dans le chapitre 2, nous introduisons quelques définitions utilisées par le géotechnicien au
sujet les pieux forés. Après un tour d’horizon sur les typologies de pieux forés, nous
présentons les recommandations nécessaires pour chacun des matériaux rentrant dans
l’exécution des pieux forés.
Le chapitre 3 est consacré au dimensionnement des pieux d’essai et de réaction. Après une
justification de la disposition des pieux d’essai et de réaction, plusieurs points sont
développés, à savoir la méthodologie de dimensionnement des pieux ; l’exploitation des
données géotechniques ; l’évaluation des portances limites des pieux et des charges
maximales ; la justification des fondations et la détermination des sections d’acier de chacun
des pieux.
Dans le chapitre 4, est présenté dans un premier temps la méthodologie d’exécution des
pieux et ensuite le mode opératoire de l’essai de chargement.
Le chapitre 5 se veut une analyse comparative des résultats issus de la présente étude et de
celle de l’entreprise d’exécution. Dans cette partie sont présentées des analyses et suggestions
sur la détermination des profondeurs de fondation ainsi que sur le choix de la boue de forage.
Une conclusion est présentée pour clore ce manuscrit.
Par ailleurs, sont présentés en annexe 1, les caractéristiques pressiométriques issues des
investigations géotechniques du Laboratoire Nationale du Bâtiment et des Travaux Publics.
Le détail l’exploitation de ces données est exposé en annexe 2.
Dans l’annexe 3, est exposé de façon détaillée le principe d’exécution de l’essai de
chargement.
L’annexe 4 présente quelques fiches techniques des dispositifs et engins utilisés pendant
l’essai de chargement. Quant à l’annexe 5, il présente un formulaire de suivi de l’essai de
chargement.
Les annexes de 6 à 8 exposent le détail du dimensionnement des pieux d’essai par la méthode
pressiometrique de Menard.
Dans l’annexe 9, est décrite la justification des fondations profondes.
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OUATTARA Sidebetien daniel ; MASTER 2 Routes et Ouvrages d’Art
Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Enfin dans l’annexe 10 est développé le dimensionnement structural des pieux d’essai et de
réaction.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
PROBLEMATIQUE
La durée de vie des ponts est un concept qui doit intéresser tous les pays de l’Afrique et même
dans une dimension mondiale. Les matériaux béton et acier subissent des phénomènes de
vieillissement naturel. De plus, Dès leur mise en service, les ponts sont soumis à de multiples
sollicitations qui peuvent engendrer des désordres. Plus le pont est ancien plus le risque
d’apparition de désordres est important. Ainsi la plupart des pathologies qui atteignent les
ponts sont aujourd’hui connus. Le changement de volume du Trafic, de charges et de modèle
entraine la perte des efforts de précontrainte au niveau des ponts en béton précontraint. Nous
notons également la défaillance des équipements due à leur longue durée d’exercice. Les
fondations peuvent aussi être atteintes de désordre dû à la défaillance des sous-sols d’appuis.
Dès lors, la réhabilitation de certains ponts peut s’avérer nécessaire soit dans un contexte de
préservation d’ouvrages historiques, soit dans un contexte économiques ou les ouvrages d’art
jouent un rôle primordial. La réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny s’inscrit dans les
deux contextes précités. Cet ouvrage mis en service en 1957 a été construit par le premier
président de la côte d’ivoire qui figue l’une des personnalités imminente dans l’évolution du
dit pays. Aussi ce pont est un pilier important pour l’économie de la côte d’ivoire et de la
sous-région du fait des milliers de tonnes de marchandises qu’il écoule par son tablier et ses
caissons qui abritent une voie ferroviaire. Ainsi la destruction d’un tel ouvrage pour la
construction d’un nouveau pont représenterait une perte d’ouvrage historique. Par ailleurs
cette solution présenterait plus d’inconvénients en ce sens que cela conduirait à une
interruption de la circulation des biens et des personnes pendant un temps important. Ce
présent projet est donc l’illustration parfaite de l’importance que revêt la réhabilitation d’un
pont. C‘est au regard de cette importance que ce manuscrit se penche sur un désordre
particulier : la fragilité des fondations. Il met en évidence une technique d’amélioration de la
pointe des pieux de la fondation du pont Félix Houphouët Boigny à travers un essai de
chargement sur pieux d’essai : injection de jet grouting. Plus particulièrement ce manuscrit se
veut une analyse critique de la méthode d’exécution des pieux. il se révèle alors comme une
occasion de proposer un modèle d’évaluation de portance limite d’une fondation profonde et
une méthodologie de réalisation d’un essai à la rupture.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Chapitre1 : PRESENTATION DE LA STRUCTURE
D’ACCUEIL ET DU PROJET
I. Présentation de la structure d’accueil
1. Historique
L’agence de Gestion des Routes, en abrégé AGEROUTE, est une société d’état crée en
application du décret n°2001-592 du 19 septembre 2001.
Elle est placée sur la tutelle technique du Ministère des Infrastructures Economiques et la
tutelle financière du Ministère de l’Economie et des Finances. Son siège est situé à Abidjan
plateau sis à l’avenue TERRASSON DE FOURGERES face au Conseil Economique et
Social, bien qu’elle soit une société étatique, elle fonctionne exactement comme une structure
privée, régie par la loi n°97-519 du 04 septembre 1997 de l’organisation pour
l’harmonisation de l’Afrique du droit des affaires (OHADA). Elle n’a pris fonction
effectivement que le 19 septembre 2001 par la promulgation en application des dispositions
du décret n°2001-592 du 19 septembre 2001 portant création et organisation de cette
dernière. Son capital est de 300 000 000 f CFA
, divisé en 3 000 actions de 100 000 f CFA
chacune numérotées de 1 à 300 intégralement souscrites, libérées au moins de la moitié de la
valeur nominale lors de la souscription et représentatives d’apports en numéraires.
Il est entièrement détenu par l’état et pourra être ouvert à des personnes morales de droit
public ivoirien.
L’AGEROUTE a pour objet d’apporter à l’Etat son assistance pour la réalisation des
missions de gestion du réseau routier dont il a la charge.
La Côte d’Ivoire, depuis la période postcoloniale, a optée pour le développement d’une
économie essentiellement basée sur la production agricole et soutenue par l’accroissement des
différentes infrastructures de transports notamment le réseau routier.
2. Missions
L’AGEROUTE a pour objet d’apporter à l’Etat de Côte d’Ivoire son assistance pour la
réalisation des missions de gestion du réseau routier dont il a la charge. A cet effet, l’Agence
concourt à l’exécution des missions d’assistance à la maîtrise d’ouvrage déléguée qui sont
confiées par l’Etat de Côte d’Ivoire, à la répartition et à l’exécution des tâches de
programmation, de passation des marchés, de suivi des travaux, de surveillance de réseau, de
constitution et d’exploitation des banques de données routières. L’AGEROUTE est
notamment chargé de :
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
- élaborer et soumettre au Ministère de l’Equipement et de l’Entretien Routier, un plan
d’action pour l’exécution de la convention ;
- gérer et mettre à jour la banque des données routière à l’effet de rendre accessible à
toutes les administrations impliquées dans la gestion routière et au public en général ;
- consulter le Fonds d’Entretien Routier pour arrêter le plan et le niveau de financement
du programme annuel du réseau routier ;
- établir et transmettre au Ministère de l’Equipement et de l’Entretien Routier au début de
chaque exercice, le programme annuel d’entretien routier, ainsi que les plans de
passation des marchés et de paiement y afférents ;
- établir dans le cadre des marchés publics, les dossiers d’appel d’offres relatifs aux
études, travaux, équipements et fournitures ainsi que les contrats y afférents
conformément aux dispositions réglementaires applicables ;
- assurer le contrôle de l’exécution des travaux d’entretiens routiers et des ouvrages d’art ;
- assurer le paiement des prestations relatif aux études, aux travaux courants périodiques
du réseau routier, à la maîtrise d’œuvre des études et travaux d’entretien routier.
3. Organisation et fonctionnement
a) Organisation
Ce chapitre consacré à la description de chaque direction et service de l’AGEROUTE,
s’articule autour de son organigramme (Voir annexe 1).
L'AGEROUTE comprend les structures suivantes:
Un (01) Conseil d'Administration,
Une (01) Direction Générale et deux(02) Directions Générales Adjointes avec des
Directions et Services qui leurs sont rattachés. Ce sont :
Le Conseiller Technique : CT
La Direction de l’Audit et de Qualité : DAQ
La Direction des Marchés et Contrats : DMC
La Direction des Ressources Humaines : DRH
La Direction Financière et Comptable : DFC
La Direction des Projets : DTN
La Direction de la Gestion du Réseau : DGR
La Direction des Travaux d'Entretien Routier : DTER
La Direction des Etudes DE
La Direction des Ouvrages : DO
La Direction de la Voirie et des Réseaux Divers DVRD
Les Délégations Territoriales : DT
Le Service Communication, Relations Publiques: SCRP
Le Service des Moyens généraux : SMG
Le Service Informatique et Télécommunication : SIT
Le Service Contrôle de Gestion : SCG
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Le Service Juridique : SJ
Le Service d’Appui à la Promotion de la MOD : SAPMOD
b) Organigramme de l’Ageroute en 2018
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Conseil
d’Administration
Service Juridique
Service d’Appui et de Promotion de la MOD
Service Environnement
Suivi Evaluation
Direction Générale
Adjointe Service Contrôle de Gestion
Conseillers techniques
Direction Générale
Service Communication et Relations
Publiques
Direction Financière et Comptable
Direction des Ressources Humaines
Direction des Marchés et Contrats
Direction de l’Audit et de la Qualité
Direction Générale
Adjointe
Direction Territoriale
Direction
de la
Gestion du
Réseau
Direction
des Etudes
Service Informatique Télécom et Archive
Service des Moyens Généraux
CCPH
Direction
des
Travaux
d’Entretien
Routier
Direction
des Travaux
Neufs
Direction
des
Ouvrages
d’Arts
Direction de la Voirie et des Réseaux
Divers
Chargé du suivi Opérationnel
Cellule Parc Auto
Secrétariat du DG
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
II. Présentation du projet
1. Localisation de l’ouvrage
Le pont Félix Houphouët Boigny, objet de la présente étude est situé dans la région des
lagunes à Abidjan plus précisément au coordonnées 5°18’43’’N, 4° 01’ 10’’ O. Long de 372
mètres, il enjambe la lagune Ebrié. Cette artère, primordiale pour la ville d’Abidjan et même
pour la sous-région du fait des milliers de tonnes de marchandises qu’il délivre à l’import ou à
l’export, relie deux importantes villes d’Abidjan : le Plateau et Treichville.
La figure 1 présente une location plus concrète de l’ouvrage.
Figure N°1 : Situation géographique du pont FHB
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°2 : Vue sur le Pont Félix Houphouët Boigny
2. Caractéristiques générales de l’ouvrage
Les caractéristiques données ci-dessous sont celles qui résultent de la lecture du Cahier des
clauses techniques particulières CCTP (Pièce N°7 : Cahier des clauses techniques
particulières (CCTP))..
Le pont Houphouët-Boigny a été construit en 1957. L’ouvrage présente une longueur totale de
550 m de long, et se compose de 3 parties :
L’ouvrage principal franchissant la lagune est de 372 m de long et est composé de 8 travées
isostatiques de 46.5 m entre axes d’appuis. Il est constitué de 2 tabliers jumelés symétriques et
à double étage.
Deux ouvrages d’accès terrestres, de 89 mètres chacun. Il s’agit de tabliers continus constitués
chacun de 4 ensembles de travées de 21.5 mètres de portée. Ils sont complétés chacun d’une
zone de transition avec l’ouvrage principal.
3. Caractéristiques spécifiques de l’ouvrage
Ces données ci-dessous sont celles que stipule le cahier des clauses techniques particulières
CCTP. Ces informations ne sont pas exhaustives.
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OUATTARA Sidebetien daniel ; MASTER 2 Routes et Ouvrages d’Art
Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
a) Tablier
2 voies de circulation routière de largeur utile totale de 7 mètres ;
Largeur roulable de 14 mètres
Largeur chargeable 14 mètres
4 voies de 3.5 mètres
2 trottoirs de 4 mètres
Un séparateur voies routières
Une zone piéton et cycle de 4 m de largeur utile ;
Un dispositif de rive de type garde-corps ;
Un devers en toit des caissons de 2%
Un devers des trottoirs de 2%. Le devers donne sur la chaussée.
Figure N°3 : Coupe traversale travée type
b) Précontrainte
Le tablier est précontraint dans les trois directions : longitudinalement, verticalement et
transversalement. La précontrainte est de type Boussiron B.B.R. de capacité 30, 60 et 100 t
(ces valeurs sont celles théoriques avant pertes, selon la revue Travaux).
La précontrainte longitudinale est constituée de câbles rectilignes de 100 t disposés dans le
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
hourdis inférieur, ainsi que dans le hourdis supérieur au niveau des appuis. On dénombre,
pour une travée-type, un ensemble de 22 câbles (avec 3 longueurs différentes) dans le hourdis
inférieur et un ensemble de 24 câbles dans le hourdis supérieur au niveau de chacune des
extrémités (les câbles supérieurs n’étant pas continus sur la longueur de l’ouvrage).
En ce qui concerne la précontrainte transversale, il a été dénombré, à partir de la revue
Travaux et d’une campagne de gammagraphie de 2001 / 2003 :
Une précontrainte verticale rectiligne (câbles de 30 t) dans les âmes, avec un ensemble
de 256 câbles par caisson (128 câbles / âme) (entraxe de 0.25 m vers les appuis, puis
de 0.375 m et enfin de 0.50 m vers la mi - travée) ;
Une précontrainte légèrement courbe (câbles de 30 t) dans le hourdis supérieur, avec
un ensemble de 184 câbles (entraxe 0.25 m) ;
Une précontrainte légèrement courbe (câbles de 60 t) dans le hourdis inférieur, avec
un ensemble de 89 câbles sur une travée (entraxe de 0.50 m).
c) Les fondations
Les 7 piles du pont sont fondées sur des fondations profondes de type pieux. Chaque pile est
portée par un ensemble de 8 pieux dont 4 verticaux et les 4 autres sont inclinés de 45° par
rapport l’axe longitudinal du pont.
Les fondations les plus profondes sont celles de la pile P5 : les fondations sont descendues
jusqu’à environ 70 m sous le niveau de la surface de l’eau pour atteindre le sol de fondation.
Piles
P7
Treichville
P6
P5
P4
P3
P2
P1
Abidjan
Niveau base pieux
-46 à -50
-63.5
-68
-63
-63.5
-56
-38
Tableau N°1 : Profondeur des pieux existants
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
d) Choix de conception du pieux existant
Dans un souci de simplicité d’exécution, la majeure partie des pieux ont été préfabriqués sur
les rives puis assemblés par précontrainte. La précontrainte a été utilisée pour éviter la
fissuration du béton et donc leur durabilité.
Des pieux de gros diamètre et des pieux inclinés ont été choisi pour résister contre les efforts
horizontaux avec l’absence de réaction de butée de terrain sur une hauteur importante.
e) Niveau de base des pieux existants
Les niveaux des pieux est différents d’une pile à une autre.
Les fondations les plus profondes sont celle de la pile P5. Les fondations sont descendues
jusqu’à environ 70 m sous le niveau de la surface de l’eau pour atteindre le sol de fondation.
Ces informations données sont à titre indicatifs car étant issu de la Revu Travaux et donnée
par rapport au référentiel de 1958 avec des eaux de la lagune entre +0.8 et +1.7 m pour les
plus hautes eaux (marnage).
4. Diagnostic de l’état du pont
Les investigations antérieures, le diagnostic de 2001, et le diagnostic réalisé en 2015 dressent
un constat alarmant quant à l’état de l’ouvrage principal sur la lagune, à plusieurs niveaux :
Les pieux en béton qui portent les appuis en lagune présentent des pertes de leur
section résistante au droit des joints entre gaines qui ont été attaqués par
l’environnement agressif de la lagune. Des ruptures de fils de précontrainte y ont
également été constatées. Les investigations in-situ antérieures ont également mis en
évidence une fissuration et des défauts de bétonnage.
En conséquence, la capacité portante intrinsèque résiduelle des pieux existants reste et
restera non quantifiable. Une accélération du processus de dégradation peut également
avoir lieu et mettre encore davantage en péril l’ouvrage.
Les élévations des appuis (piles notamment) ont très largement été attaquées par les
chlorures et la carbonatation.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
D’importantes surfaces de béton, de l’ordre du mètre et même davantage, ont éclatées
sous l’effet de la corrosion.
Les aciers passifs sont largement corrodés, voire même complètement dissolus pour
les premiers lits.
Au niveau des caissons du tablier, une fissuration inclinée et traversante a été mise en
évidence au niveau des âmes en extrémités de travées (au moins 3 abouts de travée
concernés). Cette fissuration structurelle n’est pas systématique mais ne correspond
pas non plus à un constat ponctuel et isolé.
L’ouvrage présente donc une fragilité avérée au niveau de ses fondations, au niveau de ses
piles et au niveau de son tablier.
5. Contexte
Compte tenu du contexte présenté ci-dessus, il est prévu le renforcement des appuis avec la
construction de nouveaux pieux en remplacement des fondations existantes.
Ces nouvelles fondations sont placées par groupe de 4 pieux, latéralement aux fondations
existantes. De chaque côté de la fondation existante, la disposition des 4 nouveaux pieux
s’adapte au mieux à la configuration des pieux en place, et notamment à la présence des pieux
inclinés.
La mise en place des 8 pieux devra permettre de reprendre 100% des descentes de charges,
des sollicitations et des déformations, les pieux existants devenant complètement inopérants.
Pour cela, la capacité portante d'un pieu Φ1500 devra faire l’objet d’une technique
d’amélioration du sol en place afin d’atteindre la portance requise comme recommandé par le
CCTP (Cahier des Clauses Techniques Particulières).
Afin d’atteindre les portances requises, un renforcement du sol en place sous la pointe du pieu
sera réalisé par la mise en œuvre de colonnes de type jet-grouting pour l’ensemble des
nouveaux pieux des différents appuis.
Pour les renforts par jet-grouting : un ensemble de 4 colonnes de jet de 1.1m à 1.2 m de
diamètre et une hauteur de 2.5 m chacune est prévu pour permettre d’améliorer le coefficient
de pointe Kp ainsi que la surface en pointe et d’atteindre en conséquence les portances
requises. Ainsi, il est prévu la réalisation des pieux d’essai avant l’exécution des pieux
d’ouvrage. Ces pieux d’essai devront permettre de valider les coefficients de calculs, en
particulier la prise en compte de l’amélioration de la pointe par jet-grouting.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
C’est dans ce contexte que s’inscrit ce rapport.
Ce rapport a pour objet d’apporter un regard critique sur la réalisation des pieux d’essais.
Il a donc pour but de :
Présenter le projet ;
D’évaluer l’effort de portance de chacun des pieux d’essai ; et
De décrire la méthodologie d’exécution des pieux d’essai
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Chapitre2 : GENERALITE SUR LES PIEUX
FORES
I. Définition
Les définitions qui suivent concernent la réalisation de pieux forés couverts par la norme
NF EN 1536 Octobre 1999.
1. Pieu - pile
Elément structurel placé dans le sol et destiné au transfert d’action. Le rapport d’élancement
n’est pas limité.
2. Pieu foré – bored pile
Pieu réalisé, avec ou sans tubage, par excavation ou forage d’un trou dans le sol, et
remplissage du trou avec du béton armé ou non armé.
3. Barrette - barette
Elément isolé de parois moulées, généralement de faible longueur, ou ensemble d’éléments
interconnectés et bétonnés simultanément (par exemple en forme de L, de T ou cruciforme),
utilisé pour supporter des charges verticales et/ou latérales.
4. Pieu travaillant en pointe – end bearing pile
Pieu transmettant des efforts, principalement par mise en compression du terrain sous la base
du pieu.
5. Pieu flottant – friction pile
Pieu transmettant des actions, principalement par frottement et adhérence entre la latérale du
pieu et le sol adjacent.
6. Pieu en traction – tension pile
Pieu conçu pour résister à des efforts de traction.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
7. Pieu de fondation – working pile
Pieu de fondation supportant la structure.
8. Pieu d’essai – test pile
Pieu sur lequel sont appliquées des charges, afin de déterminer les caractéristiques charge –
déplacement du pieu et du sol environnant.
9. Pieu de faisabilité – trial pile
Pieu réalisé afin de vérifier la faisabilité et l’adéquation de la méthode d’exécution, pour une
application particulière.
10. Essai de chargement statique de pieu - Static pile test
Pieu de chargement dans lequel le pieu est sollicité en tête, par des forces axiales ou latérales
choisies, afin d’analyser sa capacité.
11. Essai de chargement par palier – maintained load piled test
Essai de chargement statique, où les charges sont appliquées par palier, sur un pieu d’essai,
chaque charge étant maintenue constante pendant une certaine durée, ou jusqu’à ce que les
mouvements du pieu se stabilisent ou atteignent une limite prescrite (essai ML).
12. Essai d’auscultation sonique par réflexion – sonic test
Essai d’intégrité de pieu, dans lequel on fait passer, à travers le béton du pieu, une série
d’ondes sonores entre un émetteur et un récepteur, les caractéristiques des ondes reçues étant
mesurées et utilisées pour vérifier la continuité du fût et les variations de sa section.
13. Essai d’auscultation sonique par transparence – sonic coring
Essai d’intégrité sonique du béton d’un pieu effectué à partir de forages dans le fût du pieu ou
d’un système de tubes de réservation.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
II. Typologie de pieux forés
1. Les pieux forés simple
Pieux réalisés par mise en œuvre du béton à l’aide d’une colonne de bétonnage dans un forage
exécuté sans soutènement des parois (P 11-212 Fondations profondes pour le bâtiment ; partie
1 : cahier des clauses techniques (DTU 13.2)).
.
La partie supérieure de l’excavation doit être protégée par une virole, à moins que :
Le forage ne soit effectué que dans un sol ferme, et que
Le diamètre D du pieu soit inférieur à 0.60 m
Les pieux ayant une inclinaison de n ≤ 15 (α ≤ 86°) ne doivent pas être réalisés sans soutien
des parois de forage. Un tubage doit être prévu sur toutes leurs longueurs.
2. Les pieux forés tubés
Pieux réalisés par mise en œuvre du béton à l’aide d’une colonne de bétonnage dans un forage
dont le maintien des parois est assuré par un tubage provisoire foncé par vibration, battage ou
vérinage, éventuellement avec louvoiement.
Les tubages peuvent être installés lors de l’avancement du forage en utilisant un équipement :
à table oscillante ; ou
rotatif ;
Ou mise en place avant de procéder à l’excavation à l’aide de :
Moutons batteurs ; ou de
Vibrateurs ou autres.
3. Pieux forés à la tarière creuse
Pieux réalisés toujours verticalement au moyen d’une tarière à axe creuse vissée dans le sol
sans extraction notable du terrain ; la tarière est ensuite extraite du sol sans dévisser pendant
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
que, simultanément, du béton est injecté par l’axe creux de la tarière, prenant la place du sol
extrait.
Le diamètre nominal du pieu est le diamètre des pales de la tarière à proximité de la pointe.
On distingue deux catégories de matériel :
La tarière creuse continue SANS enregistrement spécifique des paramètres de forage
et de bétonnage, mais avec visualisation de la pression du béton mesurée au droit du
col de cygne.
La tarière creuse continue AVEC enregistrement spécifique des paramètres de forage
et de bétonnage (profondeur, pression du béton, quantité de béton, équipée ou non
d’un dispositif de bétonnage rétractable.
Les pieux ayant une inclinaison de n ≤ 15 (α ≤ 86°) ne doivent pas être réalisés sans soutien
des parois de forage. Un tubage doit être prévu sur toutes leurs longueurs.
4. Pieux forés boue
a) Définition
Pieux réalisés par mise en œuvre de béton à l’aide d’une colonne de bétonnage dans un forage
dont le maintien des parois est assuré par une boue de forage.
b) La boue de forage
La boue de forage se compose d’eau, de bentonite et, éventuellement, d’argile, de ciment et
d’additifs. La bentonite peut être remplacée par des polymères. la boue doit être adaptée au
maintien de la stabilité des parois du forage pendant son exécution et jusqu’à la fin du
bétonnage et permettre un bétonnage correct (Fascicule 68 Exécution des travaux de
fondation des ouvrages de génie civil ; Cahier des clauses générales – Travaux).
.
Les paramètres de la boue sont explicités dans le paragraphe III.5.1 du présent chapitre.
31
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III. Matériaux et produits
1. Matériaux pour béton et coulis
Conformément à la norme ENV 197-1,5.1, le ciment utilisé pour les pieux forés doit être l’un
des suivants :
Ciment portland CEM I ;
Ciment portland au laitier CEM II/A –S et II/B-S ;
Ciment portland à la fumée de silice CEM II/A –D ;
Ciment portland aux cendres volantes CEM II/A –V et II/B-V ;
Ciment de haut fourneau CEM III/A , III/C et III/C.
Le dosage minimum est de 350 kg de ciment par mètre cube de béton (350 kg/m3).
2. Granulats
La taille maximale des granulats ne doit pas dépasser la plus petite des deux valeurs
suivantes : 32 mm ou ¼ de l’espacement nu à nu des armatures longitudinales.
Il convient d’utiliser de préférence des granulats roulés si le béton est mis en place au moyen
d’un tube plongeur.
3. Additions et adjuvants
Les adjuvants le plus souvent utilisés dans le cadre de la réalisation des pieux sont les
suivants :
Des retardateur d’eau/ des plastifiants
Des super-retardateurs d’eau/ des super- plastifiants et ;
Des retardateurs de prise.
Les additions et adjuvants peuvent être utilisés :
Pour obtenir des bétons de haute plasticité ;
Pour éviter le ressuage, les nids de graviers ou la ségrégation pouvant résulter d’une
forte teneur en eau ;
Afin de prolonger l’ouvrabilité nécessaire à la durée de mise en place ; et
Afin de pallier tout arrêt de bétonnage.
32
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4. Bétonnage
Le béton utilisé doit avoir les caractéristiques suivantes :
Une haute résistance contre la ségrégation ;
Une haute plasticité et d’une bonne consistance
Une bonne fluidité ;
Être apte à l’autocompactage, et ;
Être suffisamment maniable pendant toute la durée de bétonnage, y compris le retrait
de tout tubage provisoire.
La classe de résistance du béton doit être comprise entre C20/25 et C30/37
Les proportions du mélange et les plages de consistance de béton recommandé sont
consignées dans les tableaux ci-dessous.
5. Fluides stabilisateurs
Le fluide stabilisateur ou encore boue de forage se compose d’eau, de bentonite et
éventuellement d’une autre argile, de ciment et d’additifs. Dans les cas spéciaux, la bentonite
peut être remplacée par des biopolymères.
On distingue :
Les suspensions de bentonite ;
Les suspensions à base de polymère ; ou
Les autres suspensions
6. Suspension de bentonite
Les propriétés recommandées des suspensions de bentonite neuves, prêtes à être réutilisées et
avant bétonnage sont consigné dans le tableau ci-dessous (NF EN 1536 Exécution des travaux
géotechniques spéciaux Pieux forés).
.
33
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Unité
Suspension
Neuve Prête à être
réutilisée
Avant
bétonnage
Masse
volumique g/cm3 < 1.10 - < 1.15
Viscosité
Marsh Seconde 32 à 50 32 à 50 32 à 50
Filtrat Cm3 < 30 < 30 < 30
pH 7 à 11 7 à 11 7 à 11
Teneur en
sable % (masse) - - < 4
- : pas de disposition.
Tableau N° 2 : caractéristiques des suspensions de bentonite
7. Polymère et autres suspensions
D’autres suspensions ou boue de forage peuvent être utilisées comme fluides stabilisateurs. Il
s’agit :
Des polymères ;
Des polymères avec de la bentonite comme adjuvant ;
D’autres argiles.
Les propriétés du fluide stabilisateur doivent être conformes à celles consignées dans le
tableau N°1
IV. Armatures
1. Armatures longitudinales
L’armature principale doit être constituée uniquement de barre haute adhérence dans le cas ou
le fluide stabilisateur est :
La bentonite
Le polymère, ou ;
34
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L’argile
Le tableau ci-dessous nous présente les sections minimales d’armature longitudinale à
respecter.
Section nominale d’un pieu :
Ac
Section des armatures longitudinales :
As
Ac ≤ 0.5 m2 As ≥ 0.5% Ac
0.5 m2 < Ac≤ 1.0 m2 As ≥ 0.0025 m2
Ac>1.0 m2 As ≥ 0.25 % Ac
Tableau N°3 : Armature longitudinale minimale
Ecartement entre barres longitudinales : ≤ 400 mm
Distance minimale nu à nu entre les barres longitudinales ou paquets de barres d’un
lit : e mini ≥ 100 mm
Si les granulats de taille d ≤ 20mm sont utilisés alors : e mini ≥ 80 mm
Lits d’armatures concentriques
Nombre maximal des couches pour des pieux circulaire : N ≤ 2
Distance minimale nu à nu entre lits d’armatures :
e mini = Max (2Ø ; 1.5Øg)
Ø : section d’armatures longitudinales
Øg : diamètre des plus gros granulats
L’espacement entre les barres peut être réduit sur la hauteur de recouvrement des barres.
2. Armatures transversales
Etriers, cerces ou spires ≥ 6 mm et
≥ ¼ du diamètre maximal des barres
longitudinales
Fils ou treillis soudés transversaux ≥ 5 mm
Tableau N°4 : Diamètres recommandés pour les armatures transversales
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Distance minimale nu à nu entre les armatures transversales doit être supérieure ou égale à la
distance définie pour les armatures principales.
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Chapitre 3 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX
D’ESSAIS
I. Principe de l’essai de chargement
1. But de l’essai de chargement
Afin d’atteindre la résistance portante requise pour pallier le problème de fragilité des
fondation du pont, il est prévu la réalisation de jet-grouting (injection de coulis de ciment) à la
pointe de nouveaux pieux. Ainsi la réalisation d’un essai de chargement sur des pieux d’essai
avant l’exécution des pieux d’ouvrage est nécessaire. Ces pieux d’essai devront permettre de
valider les coefficients de calculs, en particulier la prise en compte de l’amélioration de la
pointe par jet-grouting (Pièce N°7 : Cahier des clauses techniques particulières (CCTP)).
2. Informations sur les plots d’essai
a) Disposition initiale des pieux d’essai
Le CCTP prévoit la réalisation de trois pieux d’essai avec :
- essai de chargement pour pieu renforcé en pointe par un traitement en jet-grouting (au
moyen de pieux de réaction) et ;
- Essai de chargement de (2) pieux non traités (au moyen d’un dispositif de type cellule
d’Osterberg).
b) Disposition adoptée des pieux d’essai
Le dispositif de pieux d’essai retenu se présente de la manière suivante :
- Un essai de pieu traité avec pieux de réaction ;
- Un essai de pieu non traité, à la même côte que le pieu précédent, également avec pieu
de réaction ;
- Un essai de pieu avec pointe neutralisée (polystyrène en pied), à la même côte que les
deux précédents.
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Nous proposons ci-dessous la disposition suivante des pieux d’essai et de réaction :
Figure N°4 : disposition des pieux d’essai
3. Avantage du choix du dispositif de pieux d’essai
Les essais permettront d’estimer la part de frottement latéral et donc d’estimer par
soustraction des efforts, la capacité portante en pointe pour les pieux d’essai traité et non
traité. Ainsi nous aurons une meilleure estimation du paramètre kp.
Par ailleurs, la proximité des pieux et l’homogénéité globale des sondages Sp1, Sp2 et Sp3
nous permet de supposer que le frottement est le même pour les 3 pieux d’essai.
4. Intérêt de l’essai
Il s’agit des essais d’étalonnage, non instrumentés.
Ce type d’essai convient plus particulièrement :
- Dans les cas où les pieux de l’ouvrage ont des dimensions trop importantes pour qu’il
soit envisageable d’effectuer un essai en vraie grandeur,
- Dans les cas où la variabilité des épaisseurs des couches ou des caractéristiques
mécaniques du sol de la fondation ne permet pas de tester un nombre suffisant de sites
représentatifs.
5. Données sur les pieux d’essai
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a) Pieu d’essai sans renforcement au jet-grouting (PE2)
Type de pieu : Pieu foré à la boue
Moyen de mise en
œuvre : Par forage
Section de la base de
la fondation : 0.594 m²
Diamètre du pieu : 870 mm effort maxi.de
chargement: 1.3 Qmax
Périmètre du pieu : 2733 mm
Tableau N°5 : Données sur le pieu PE2
a) Pieu d’essai avec pointe neutralisée (PE3)
Type de pieu : Pieu foré à la boue
Moyen de mise en
œuvre : Par forage
Section de la base de
la fondation : 0.594 m²
Diamètre du pieu : 870 mm Effort maxi. de
chargement: 1.3 Qmax Périmètre du pieu :
2733 mm
Tableau N°6 : Données sur le pieu PE3
a) Pieu d’essai avec renforcement en pointe au jet-grouting (PE1)
II. Type de pieu : Pieu foré à la boue
Moyen de mise en
œuvre : Par forage
Section de la base de
la fondation : 0.594 m²
Diamètre du pieu : 870 mm Effort maxi. de
chargement: 1.3 Qmax
Périmètre du pieu : 2733 mm
Tableau N°7 : Données sur le pieu PE1
II. Calcul des paramètres géotechniques
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1. Situation géographique des sondages
Les investigations géotechniques menées par le LBTP, ont consistées en 3 sondages réalisés
sur la beige de la lagune Ebrié. La situation des sondages ont permis d’éviter la hauteur d’eau
et les épaisseurs de vase. Les détails concernant les différents sondages sont consignés dans le
rapport géotechnique du LBTP en annexe 1 du présent document. Un plan de situation des
sondages vous est présenté en annexe 4 de cet ouvrage.
2. Nature des sols en place
De façon générale, le sol rencontré est une succession de couche de sable avec quelques
couches d’argile. La nappe phréatique se situe à environ 3 m du terrain naturel.
La nature des couches en place est présentée de façon explicite en Annexe 2 de ce présent
ouvrage.
3. Importance des investigations géotechniques
Les sondages réalisés permettront de déterminer pour chaque couche de sol traversé, les
Caractéristiques pressiométriques ; c’est-à-dire la pression limite et le module pressiométrique
de la couche.
En raison d’une légère modification de l’implantation, il parait plus cohérent d’étudier les 3
sondages ensembles. Pour ce faire nous avons calculé une pression limite moyenne et un
module pressiométrique moyen par couche.
Nous présentons ci-dessous les résultats de l’exploitation des sondages dont le détail des
calculs est donné en Annexe 2 de ce présent document.
Couche de terrain Épaisseur de
la couche Em (Mpa) Pl* (Mpa)
Toit Base
sable 1 0 1 1 0,8 0,1
sable 2 1 4 3 3,0 0,26
sable 3 4 8 4 5,7 0,50
sable 4 8 10 2 5,1 0,48
sable 5 10 13 3 11,5 0,73
sable 6 13 16 3 14,3 1,32
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Couche de terrain Épaisseur de
la couche Em (Mpa) Pl* (Mpa)
Toit Base
sable 7 16 19 3 25,2 2,08
sable 8 19 22 3 29,1 3,04
sable 9 22 25 3 34,4 3,90
sable 10 25 29 4 29,3 3,35
sable 11 29 32 3 38,9 3,33
sable 12 32 35 3 37,9 3,38
sable 13 35 38 3 45,0 4,25
sable 14 38 42 4 44,3 3,24
sable 15 42 46 4 63,9 4,14
sable 16 46 50 4 85,1 4,03
Tableau N°8 : valeurs moyennes des paramètres pressiométriques (Em et Pl*)
sur la base de Sp1 Sp2 Sp3
III. Méthodologie de dimensionnement des pieux
Selon le fascicule P-94-150-1 Essai statique, la charge maximale Qmax à laquelle il est prévu
de soumettre le pieu d’essai à la rupture est évalué en fonction de l’effort limite (résistance
portante) Qcu estimée en fonction des données géotechniques selon le rapport suivant :
Qmax = 1.30Qcu.
Le calcul de l’encastrement Def/B effectif nous permettra pour chaque pieu d’essai de
rechercher une fondation profonde.
1. Principe général de dimensionnement des Pieux d’essai
a) Calcul de la portance limite en compression Qcu
La portance limite en compression Qcu de la fondation profonde isolée doit être déterminée à
partir de l’expression générale suivante :
𝑄𝑐𝑢 = 𝑄𝑠 + 𝑄𝑝
Qcu est la valeur de la portance de la fondation profonde ;
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Qp est la valeur de la résistance de pointe de la fondation profonde ;
Qs est la valeur de la résistance de frottement axial de la fondation profonde
La charge maximale Qmax à laquelle il est prévu de soumettre le pieu d’essai à la rupture est
estimée à :
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 1,30. 𝑄𝑐𝑢
1. Calcul du frottement latéral du pieu
b) Expression générale
L’effort limite mobilisable par frottement axial sur la hauteur concernée du fût de la fondation
profonde doit être calculé à partir de l’expression générale suivante (NF P-94-262 Calcul des
fondations profondes juillet 2012) :
Qs : est la valeur de la résistance de frottement latérale de la fondation profonde
Ps : est le périmètre du fût du pieu
D : est la longueur de la fondation contenue dans le terrain
qs (z) : est la valeur du frottement axial unitaire limite à la côte z
c) Frottement latéral unitaire limite
Sauf indication différente du marché, la valeur du frottement latéral unitaire limite à la
profondeur z, q(z) est donnée par la courbe ci- dessous en fonction de la valeur de la pression
limite nette pl(z) mesurée à cette profondeur.
𝑄𝑠 = 𝑃𝑠 ∫ 𝑞𝑠(𝑧)𝑑𝑧𝐷
0
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Courbe N°1 : courbe de frottement latéral unitaire limite le long du fût du pieu (fascicule 62
titre V)
Le tableau N° en Annexe associé à la courbe N°1, précise la courbe à utiliser en fonction du
type de l’élément de la fondation considéré, de la nature des terrains concernés et, s’il y a lieu
, des conditions particulières d’exection prévues par le marché.
La nature des terrains concernés s’appuie sur les catégories conventionnelles de sols définies
en Annexes7 de ce présent document
2. Calcul de la résistance de pointe Qp
a) Expression générale
L’effort limite mobilisable dû au terme de la pointe de la fondation profonde doit être calculé
à partir de l’expression générale suivante :
Qp est la valeur de la résistance de pointe de la fondation ;
𝑄𝑝 = 𝐴𝑝. 𝑞𝑢
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Ap est la surface de base de la fondation
qu est la valeur de la pression de rupture du terrain sous la base du pieu.
b) Contrainte de rupture sous la pointe qu
Sauf cas particulier, la valeur de la contrainte de rupture sous la pointe doit être calculée à
partir de l’expression suivante :
Kp est le facteur de portance pressiométrique
Ple* est la pression limite nette équivalente.
c) Pression limite nette équivalente P*le
Dans le cas d’une formation porteuse homogène, la valeur de la pression limite nette
équivalente p*le doit être déterminée à partir de l’expression générale suivante :
p *l (z) est le profil des pressions limites nettes considéré comme représentatif ;
p *le est la « pression limite nette équivalente »
D est la profondeur de la fondation ;
B est la largeur du pieu ;
h est la hauteur du pieu contenue dans la formation porteuse ;
𝑞𝑢 = 𝑘𝑝. 𝑝𝑙𝑒∗
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3. Choix de la profondeur de la fondation profonde
Pour nous aider dans notre choix, nous avons calculé l’encastrement effectif du pieu afin
déterminer si la fondation est profonde ou non.
La hauteur d’encastrement équivalente est donnée par l’expression générale suivante :
-ple* représente la pression limite nette équivalente du sol sous la base de la fondation.
-pl*(z) est obtenu en joignant par des segments de droite sur une échelle linéaire les
différents pl* mesurés.
-hD désigne une hauteur égale à 10B
L’encastrement effectif est le rapport de la hauteur d’encastrement effective par le diamètre
du pieu : Def / B
IV. Résistance limite du pieu d’essai sans renforcement au
jet (PE2)
1. Calcul du frottement latéral du pieu
a) Calcul du frottement latéral du pieu d’essai sans renforcement en pointe
Le tableau ci-dessous présente les résultats des calculs de frottements latéral du pieu d’essai
suivant le fascicule 62 titre V.
Classe de
sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m) Qs(MN)
Cumule Qs
(MN)
Sable 1 A Q1 0 1 0,00 0,00
Sable 2 A Q1 0,01 3 0,08 0,08
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Sable 3 A Q1 0,02 4 0,22 0,30
Sable 4 A Q1 0,02 2 0,11 0,41
Sable 5 B Q2 0,045 3 0,37 0,78
Sable 6 B Q2 0,07 3 0,57 1,35
Sable 7 B Q2 0,08 3 0,66 2,01
Sable 8 C Q3 0,12 3 0,98 2,99
Sable 9 C Q3 0,12 3 0,98 3,97
Sable 10 C Q3 0,12 4 1,31 5,28
Sable 11 C Q3 0,12 3 0,98 6,27
Sable 12 C Q3 0,12 3 0,98 7,25
Sable 13 C Q3 0,12 3 0,98 8,23
Sable 14 C Q3 0,12 4 1,31 9,54
Sable 15 C Q3 0,12 4 1,31 10,85
Sable 16 C Q3 0,12 4 1,31 12,16
Tableau N°9 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu d’essai sans renforcement
en pointe
2. Calcul de la résistance de pointe Qp
a) Calcul Pression limite nette équivalente P*le du pieu d’essai sans
renforcement en pointe
Les résultats des calculs de la pression limite nette équivalente effectués dans le cadre du
dimensionnement du pieu d’essai sans renforcement au jet, sont consignés dans le tableau ci-
dessous.
a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl*(Mpa) Ple*(Mpa)
sable 1 0,5 1 1 0 0 2,5 0,1 0,26
sable 2 0,5 3 4 0 0 5,5 0,26 0,50
sable 3 0,5 4 8 0 0 9,5 0,5 0,48
sable 4 0,5 2 10 0 0 11,5 0,48 0,73
sable 5 0,5 3 13 0 0 14,5 0,73 1,32
sable 6 0,5 3 16 0 0 17,5 1,32 2,08
sable 7 0,5 3 19 0 0 20,5 2,08 3,04
sable 8 0,5 3 22 0 0 23,5 3,04 3,90
sable 9 0,5 3 25 0 0 26,5 3,9 3,35
sable 10 0,5 4 29 0 0 30,5 3,35 3,33
sable 11 0,5 3 32 0 0 33,5 3,33 3,38
sable 12 0,5 3 35 0 0 36,5 3,38 4,25
sable 13 0,5 3 38 0 0 39,5 4,25 3,24
sable 14 0,5 4 42 0 0 43,5 3,24 4,14
sable 15 0,5 4 46 0 0 47,5 4,14 4,03
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a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl*(Mpa) Ple*(Mpa)
sable 16 0,5 4 50 0 0 51,5 4,03
Tableau N°10 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
b) Calcul de la résistance de pointe Qp
Comme présenté ci-dessus, la résistance de pointe pour chaque couche de sol est le produit du
coefficient de portance kp et de la pression limite nette équivalente.
Le facteur de portance est coefficient déterminé en fonction de la nature de la couche de sol
(classe de sol) et du fait que le forage soit avec refoulement de sol ou pas.
Nous présentons les différentes valeurs de kp à choisir en annexe de ce présent document
Classe de sol Kp Ple*(Mpa) Qp(MN)
sable 1 A 1 0,26 0,15
sable 2 A 1 0,50 0,30
sable 3 A 1 0,48 0,29
sable 4 A 1 0,73 0,43
sable 5 B 1,1 1,32 0,86
sable 6 B 1,1 2,08 1,36
sable 7 B 1,1 3,04 1,99
sable 8 C 1,2 3,90 2,78
sable 9 C 1,2 3,35 2,39
sable 10 C 1,2 3,33 2,38
sable 11 C 1,2 3,38 2,41
sable 12 C 1,2 4,25 3,03
sable 13 C 1,2 3,24 2,31
sable 14 C 1,2 4,14 2,95
sable 15 C 1,2 4,03 2,87
Tableau N°11 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
a) Calcul de la portance limite en compression Qcu
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Le tableau ci-dessous présente les résultats des calculs de la portance limite en compression
du pieu d’essai suivant le fascicule 62 titre V.
Profondeur
de la
fondation
D (m)
Qs(cumulé) Qp Qcu= Qs+ Qp
(MN)
Qmax = 1,30 x Qcu
(MN)
sable 1 1 0,00 0,15 0,15 0,20
sable 2 4 0,08 0,30 0,38 0,49
sable 3 8 0,30 0,29 0,59 0,77
sable 4 10 0,41 0,43 0,84 1,09
sable 5 13 0,78 0,86 1,64 2,13
sable 6 16 1,35 1,36 2,71 3,52
sable 7 19 2,01 1,99 4,00 5,20
sable 8 22 2,99 2,78 5,77 7,50
sable 9 25 3,97 2,39 6,36 8,27
sable 10 29 5,28 2,38 7,66 9,96
sable 11 32 6,27 2,41 8,68 11,28
sable 12 35 7,25 3,03 10,28 13,36
sable 13 38 8,23 2,31 10,54 13,70
sable 14 42 9,54 2,95 12,49 16,24
sable 15 46 10,85 2,87 13,72 17,84
Tableau N°12 : Résultats de calcul de charge maximale Qmax pour pieu sans renforcement
au jet grouting
(1) Calcul de l’encastrement effectif du pieu sans renforcement au jet
grouting
Le tableau ci-dessous présente les résultats des calculs effectués dans le cadre du présent
projet.
H(m) D (m) D-10B Pl*(Mpa) Def (M) Def/B
sable 1 1 1 -7,7 0,1
sable 2 3 4 -4,7 0,26
sable 3 4 8 -0,7 0,5
sable 4 2 10 1,3 0,48 5,0 5,8
sable 5 3 13 4,3 0,73 3,8 4,4
sable 6 3 16 7,3 1,32 4,1 4,7
sable 7 3 19 10,3 2,08 4,0 4,6
sable 8 3 22 13,3 3,04 4,9 5,6
sable 9 3 25 16,3 3,9 7,9 9,1
48
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
sable 10 4 29 20,3 3,35 9,1 10,4
sable 11 3 32 23,3 3,33 8,9 10,2
sable 12 3 35 26,3 3,38 6,9 7,9
sable 13 3 38 29,3 4,25 9,8 11,3
sable 14 4 42 33,3 3,24 7,6 8,7
sable 15 4 46 37,3 4,14 8,1 9,3
sable 16 4 50 41,3 4,03
Tableau N°13 : Résultats de calcul de la hauteur d’encastrement du pieu sans renforcement
au jet grouting
La fondation est profonde si l’encastrement effectif De/B est supérieur à 5 (Def/B > 5).
Les résultats du tableau N°10 nous indique que la fondation est profonde à partir de 22 mètres
de profondeur.
Dans le cadre de ce projet nous optons pour 25 mètres de profondeur avec un encastrement
effectif Def/B = 9.1> 5
L’effort maximal de chargement retenu est de :
Qmax = 8,27 MN soit 827 tonnes
V. Résistance limite du pieu d’essai avec pointe neutralisée
(PE3)
La pointe étant neutralisée par du polystyrène, nous calculerons uniquement la résistance due
aux frottements latéraux.
Classe
de sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m)
Profondeur
de la
fondation
D(m)
Qs(MN)
Cumule
Qs
(MN)
Qcu=
1.3Qs
(cumulé)
sable 1 A Q1 0 1 1 0,00 0,00 0.00
sable 2 A Q1 0,01 3 4 0,08 0,08 0.10
sable 3 A Q1 0,02 4 8 0,22 0,30 0.39
sable 4 A Q1 0,02 2 10 0,11 0,41 0.53
sable 5 B Q2 0,045 3 13 0,37 0,78 1.01
sable 6 B Q2 0,07 3 16 0,57 1,35 1.75
sable 7 B Q2 0,08 3 19 0,66 2,01 2.61
sable 8 C Q3 0,12 3 22 0,98 2,99 3.89
sable 9 C Q3 0,12 3 25 0,98 3,97 5.16
sable 10 C Q3 0,12 4 29 1,31 5,28 6.86
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
sable 11 C Q3 0,12 3 32 0,98 6,27 8.15
sable 12 C Q3 0,12 3 35 0,98 7,25 9.42
sable 13 C Q3 0,12 3 38 0,98 8,23 10.7
sable 14 C Q3 0,12 4 42 1,31 9,54 12.40
sable 15 C Q3 0,12 4 46 1,31 10,85 14.10
sable 16 C Q3 0,12 4 50 1,31 12,16 15.80
Tableau N°14 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu d’essai avec pointe
neutralisée
Dans le cadre de ce projet nous optons pour 25 mètres de profondeur. L’effort maximal de
chargement retenu est de : Qmax=5.16MN soit 516 tonnes
VI. Résistance limite du pieu d’essai avec renforcement au jet
grouting (PE1)
L’évaluation des portances limites et des charges maximales suivra également la
méthodologie présentée au point III.
1. Calcul du frottement latéral du pieu
A l’issus des calculs, nous obtenons les cumuls des frottements latéraux à chaque profondeur
et les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous.
Classe de
sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m) Qs(MN)
Cumule Qs
(MN)
sable 1 A Q1 0 1 0,00 0,00
sable 2 A Q1 0,01 3 0,11 0,11
sable 3 A Q1 0,02 4 0,30 0,41
sable 4 A Q1 0,02 2 0,15 0,57
sable 5 B Q2 0,045 3 0,51 1,07
sable 6 B Q2 0,07 3 0,79 1,87
sable 7 B Q2 0,08 3 0,90 2,77
sable 8 C Q3 0,12 3 1,36 4,13
sable 9 C Q3 0,12 3 1,36 5,49
sable 10 C Q3 0,12 4 1,81 7,29
sable 11 C Q3 0,12 3 1,36 8,65
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Classe de
sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m) Qs(MN)
Cumule Qs
(MN)
sable 12 C Q3 0,12 3 1,36 10,01
sable 13 C Q3 0,12 3 1,36 11,37
sable 14 C Q3 0,12 4 1,81 13,18
sable 15 C Q3 0,12 4 1,81 14,99
sable 16 C Q3 0,12 4 1,81 16,79
Tableau N°15 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu d’essai avec
renforcement au jet
2. Calcul de la résistance de pointe Qp
a) Pression limite nette équivalente P*le
Les résultats des calculs de la pression limite nette équivalente effectués dans le cadre du
dimensionnement du pieu d’essai avec renforcement au jet, sont consignés dans le tableau ci-
dessous. Il présente les résultats pour chaque profondeur (D).
a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl* Ple*
sable 1 0,5 1 1 0 0 2,5 0,1 0,26
sable 2 0,5 3 4 0 0 5,5 0,26 0,50
sable 3 0,5 4 8 0 0 9,5 0,5 0,48
sable 4 0,5 2 10 0 0 11,5 0,48 0,73
sable 5 0,5 3 13 0 0 14,5 0,73 1,32
sable 6 0,5 3 16 0 0 17,5 1,32 2,08
sable 7 0,5 3 19 0 0 20,5 2,08 3,04
sable 8 0,5 3 22 0 0 23,5 3,04 3,90
sable 9 0,5 3 25 0 0 26,5 3,9 3,35
sable 10 0,5 4 29 0 0 30,5 3,35 3,33
sable 11 0,5 3 32 0 0 33,5 3,33 3,38
sable 12 0,5 3 35 0 0 36,5 3,38 4,25
sable 13 0,5 3 38 0 0 39,5 4,25 3,24
sable 14 0,5 4 42 0 0 43,5 3,24 4,14
sable 15 0,5 4 46 0 0 47,5 4,14 4,03
sable 16 0,5 4 50 0 0 51,5 4,03
Tableau N°16 : Résultats de calcul de la pression limite nette équivalente du pieu d’essai
avec renforcement au jet
51
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b) Calcul de la résistance de pointe Qp
La valeur du facteur de portance Kp est obtenue à la suite de l’essai de chargement pieux
d’essai. La valeur de la résistance de pointe Qp à chaque profondeur est le produit du facteur
de portance par la pression limite nette équivalente P*le.
Kp Ple*(Mpa) Qp( Mpa)
sable 1 2,78 0,26 0,43
sable 2 2,78 0,50 0,83
sable 3 2,78 0,48 0,79
sable 4 2,78 0,73 1,21
sable 5 2,78 1,32 2,18
sable 6 2,78 2,08 3,44
sable 7 2,78 3,04 5,02
sable 8 2,78 3,90 6,45
sable 9 2,78 3,35 5,54
sable 10 2,78 3,33 5,50
sable 11 2,78 3,38 5,59
sable 12 2,78 4,25 7,02
sable 13 2,78 3,24 5,35
sable 14 2,78 4,14 6,84
sable 15 2,78 4,03 6,66
Tableau N°17 : Résultats de calcul de la résistance de pointe du pieu d’essai avec
renforcement au jet
c) Calcul de la portance limite en compression Qcu
Le tableau ci-dessous présente les résultats des calculs effectués pour le pieux avec pointe
renforcée au jet grouting.
Profondeur
de la
fondation D
(m)
Qs( MN) Qp(MN)
Qcu= Qs+
Qp
(MN)
Qmax = 1,30 x Qcu (MN)
sable 1 1 0,00 0,43 0,43 0,56
sable 2 4 0,08 0,83 0,91 1,18
sable 3 8 0,30 0,79 1,09 1,42
sable 4 10 0,41 1,21 1,62 2,10
sable 5 13 0,78 2,18 2,96 3,85
52
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
sable 6 16 1,35 3,44 4,79 6,22
sable 7 19 2,01 5,02 7,03 9,14
sable 8 22 2,99 6,45 9,44 12,27
sable 9 25 3,97 5,54 9,51 12,36
sable 10 29 5,28 5,50 10,78 14,02
sable 11 32 6,27 5,59 11,86 15,41
sable 12 35 7,25 7,02 14,27 18,56
sable 13 38 8,23 5,35 13,58 17,66
sable 14 42 9,54 6,84 16,38 21,30
sable 15 46 10,85 6,66 17,51 22,76
Tableau N°18 : Résultats de calcul de la portance limite du pieu d’essai avec renforcement au
jet
d) Encastrement effectif De
Le pieu d’essai avec renforcement au jet grouting partagera les mêmes résultats de calcul de
l’encastrement effectif que le pieu d’essai sans renforcement en pointe et le pieu avec pointe
neutralisée. Les raisons de ce fait s’expliquent par la similarité des dimensions des tois pieux
et le fait que le sol est supposé homogène au droit des ceux-ci.
Dans le cadre de ce projet nous conserverons les 25 mètres de profondeur avec un
encastrement effectif De/B = 9.1> 5 tout comme pour le pieux sans renforcement en pointe.
L’effort maximal de chargement retenu est de :
Qmax = 12.27 MN soit 1227 tonnes
VII. Calcul de résistance limite du pieu de réaction 1200 (PR)
1. Calcul du frottement latéral du pieu
Le tableau ci-dessous nous présente les valeurs de l’effort latéral unitaire limite et les cumuls
pour chaque couche de sable.
Classe de
sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m) Qs(MN)
Cumule Qs
(MN)
sable 1 A Q1 0 1 0,00 0,00
sable 2 A Q1 0,01 3 0,11 0,11
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Classe de
sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m) Qs(MN)
Cumule Qs
(MN)
sable 3 A Q1 0,02 4 0,30 0,41
sable 4 A Q1 0,02 2 0,15 0,57
sable 5 B Q2 0,045 3 0,51 1,07
sable 6 B Q2 0,07 3 0,79 1,87
sable 7 B Q2 0,08 3 0,90 2,77
sable 8 C Q3 0,12 3 1,36 4,13
sable 9 C Q3 0,12 3 1,36 5,49
sable 10 C Q3 0,12 4 1,81 7,29
sable 11 C Q3 0,12 3 1,36 8,65
sable 12 C Q3 0,12 3 1,36 10,01
sable 13 C Q3 0,12 3 1,36 11,37
sable 14 C Q3 0,12 4 1,81 13,18
sable 15 C Q3 0,12 4 1,81 14,99
sable 16 C Q3 0,12 4 1,81 16,79
Tableau N°19 : Résultats de calcul des frottements latéraux du pieu de réaction
2. Calcul de la résistance de pointe Qp
b) Pression limite nette équivalente P*le
Le calcul de la pression limite nette équivalente est donné par le tableau ci-dessous. Il
regroupe le choix des paramètres de calcul a et b et les résultats de calcul.
a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl*(Mpa) Ple*(Mpa)
sable 1 0,5 1 1 0 0 2,5 0,1 0,26
sable 2 0,5 3 4 0 0 5,5 0,26 0,50
sable 3 0,5 4 8 0 0 9,5 0,5 0,48
sable 4 0,5 2 10 0 0 11,5 0,48 0,73
sable 5 0,5 3 13 0 0 14,5 0,73 1,32
sable 6 0,5 3 16 0 0 17,5 1,32 2,08
sable 7 0,5 3 19 0 0 20,5 2,08 3,04
sable 8 0,5 3 22 0 0 23,5 3,04 3,90
sable 9 0,5 3 25 0 0 26,5 3,9 3,35
sable 10 0,5 4 29 0 0 30,5 3,35 3,33
sable 11 0,5 3 32 0 0 33,5 3,33 3,38
54
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl*(Mpa) Ple*(Mpa)
sable 12 0,5 3 35 0 0 36,5 3,38 4,25
sable 13 0,5 3 38 0 0 39,5 4,25 3,24
sable 14 0,5 4 42 0 0 43,5 3,24 4,14
sable 15 0,5 4 46 0 0 47,5 4,14 4,03
sable 16 0,5 4 50 0 0 51,5 4,03
Tableau N°20 : Résultats de calcul de la pression limite nette équivalente du pieu de réaction
c) Calcul de la résistance de pointe Qp
Les résultats de calcul de l’effort limite du à la pointe pour les pieux de réaction sont
consignés dans le tableau suivant :
Classe de sol Kp Ple*(Mpa) Qp(MN)
sable 1 A 1 0,26 0,29
sable 2 A 1 0,50 0,57
sable 3 A 1 0,48 0,54
sable 4 A 1 0,73 0,83
sable 5 B 1,1 1,32 1,64
sable 6 B 1,1 2,08 2,59
sable 7 B 1,1 3,04 3,78
sable 8 C 1,2 3,90 5,29
sable 9 C 1,2 3,35 4,55
sable 10 C 1,2 3,33 4,52
sable 11 C 1,2 3,38 4,59
sable 12 C 1,2 4,25 5,77
sable 13 C 1,2 3,24 4,40
sable 14 C 1,2 4,14 5,62
sable 15 C 1,2 4,03 5,47
Tableau N°21 : Résultats de calcul de la résistance de pointe du pieu de réaction
d) Calcul de la portance limite en compression Qcu
La portance limite des pieux de réaction est également évaluée par profondeur de fondation.
Le tableau ci-dessous nous présente les résultats de calculs.
55
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Profondeur de la
fondation D(m) Qs(MN) Qp(MN) Qcu= Qs+ Qp
(MN)
sable 1 1 0,00 0,29 0,29
sable 2 4 0,11 0,57 0,68
sable 3 8 0,41 0,54 0,96
sable 4 10 0,57 0,83 1,39
sable 5 13 1,07 1,64 2,72
sable 6 16 1,87 2,59 4,45
sable 7 19 2,77 3,78 6,55
sable 8 22 4,13 5,29 9,42
sable 9 25 5,49 4,55 10,03
sable 10 29 7,29 4,52 11,81
sable 11 32 8,65 4,59 13,24
sable 12 35 10,01 5,77 15,78
sable 13 38 11,37 4,40 15,76
sable 14 42 13,18 5,62 18,79
sable 15 46 14,99 5,47 20,45
Tableau N°22 : Résultats de calcul de la portance limite du pieu de réaction
e) Encastrement effective De/B
Le calcul de l’encastrement effectif à chaque profondeur de fondation pour les pieux de
réaction, nous situera sur la nature de la fondation.
H(m) D (m) D-10B Pl*(Mpa) Def Def/B
sable 1 1 1 -11 0,1
sable 2 3 4 -8 0,26
sable 3 4 8 -4 0,5
sable 4 2 10 -2 0,48
sable 5 3 13 1 0,73 7,6 8,7
sable 6 3 16 4 1,32 4,8 5,5
sable 7 3 19 7 2,08 4,6 5,2
sable 8 3 22 10 3,04 5,8 6,6
sable 9 3 25 13 3,9 9,9 11,4
sable 10 4 29 17 3,35 11,5 13,2
sable 11 3 32 20 3,33 12,2 14,0
sable 12 3 35 23 3,38 9,7 11,2
sable 13 3 38 26 4,25 13,3 15,2
sable 14 4 42 30 3,24 10,3 11,8
sable 15 4 46 34 4,14 11,3 13,0
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
H(m) D (m) D-10B Pl*(Mpa) Def Def/B
sable 16 4 50 38 4,03
Tableau N°23 : Résultats de calcul de la portance limite du pieu de réaction
Les résultats du tableau N°23 nous indique que la fondation est profonde à partir de 13 mètres
de profondeur.
Les pieux de réaction supporteront un effort normale maximal de : 12.27/2 = 6.135 MN
Dans le cadre de ce projet nous optons pour 22 mètres de profondeur avec un encastrement
effectif De/B = 6.6 > 5
L’effort total retenu est de : 9.42 MN soit 942 tonnes
VIII. Justification des pieux
Dans cette section nous présentons la justification des pieux dont le détail vous êtes proposé
en Annexe 10 du présent document.
1. Résistance conventionnelle du béton
Les calculs justificatifs des fondations (P 11-212 Fondations profondes pour le bâtiment partie
1 : cahier des clauses techniques (DTU 13.2)) seront conduits à partir de la résistance
conventionnelle du béton donnée comme suit :
𝑓𝑐 =inf{𝑓𝑐𝑗, 𝑓𝑐28, 𝑓𝑐𝑙𝑖𝑚}
𝑘1. 𝑘2
Pour chacun des pieux d’essai et de réaction les résultats des calculs se présentent comme
suit :
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai
sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
fc (Mpa) 19.84127 19.84127 19.84127 20.83
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Tableau N°24 : valeurs de la résistance conventionnelle du béton
2. La résistance à la traction
La résistance à la traction à considérer est :
𝑓𝑡𝑗 = 0.6 + 0.06𝑓𝑐
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
ftj 1.7905 Mpa 1.7905 Mpa 1.7905 Mpa 1.8498 Mpa
Tableau N°25 : valeurs de la résistance à la traction du béton
3. Déformation longitudinale du béton :
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
Eij (Mpa) 29779.393 29779.393 29779.393 30267,666
Evj (Mpa) 10016.705 10016.705 10016.705 10180,942
Tableau N°26 : valeurs des déformations longitudinales du béton
4. La résistance de calcul de l’acier
a) A l’ELU
b) A l’ELS
Le calcul des sections d’acier des pieux sera semblable au dimensionnement d’un poteau. Les
calculs seront alors conduits à l’ELU uniquement.
𝐸𝑖𝑗 = 11 000. 𝑓𝑐1/3
𝐸𝑖𝑗 = 3 700. 𝑓𝑐1/3
𝑓𝑠𝑢 =𝑓𝑒
𝛾𝑠= 434.78261 Mpa
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
5. Combinaison d’action et sollicitations de calcul vis-à-vis de l’ELU
Les efforts à l’ELU et à l’ELS ne seront pas pondérés car l’application de la charge à
l’aide des vérins est contrôlée.
Alors on retiendra :
QELU = QELS = Qmax
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
QELU (MN) 5.16 12.27 8.27 6.13
QELS (MN) 5.16 12.27 8.27 6.13
Tableau N°27 : combinaison d’actions à l’ELU
6. Justification vis-à-vis des sollicitations tangentes
La valeur de calcul de l’effort tranchant est nulle du fait que les actions du sol et de la
pression interstitielle s’équilibrent sur le pieu ; alors :
IX. Calcul des sections d’acier des pieux d’essai et de réaction
Les pieux seront dimensionnés comme des poteaux de section circulaire (Pr Adamah Messan,
cours béton armé 1, Novembre 2013).
1. Dimensionnement du pieu d’essai avec pointe neutralisée
a) Données
Nu 5,16 MN
Lo 25 m
Lfx 0 m
Lfy 17,5 m
Diamètre B 0,87 m
fc 19,84127 Mpa
fe 500 Mpa
ϕg 20 mm
𝜏𝑢 = 1,40𝑉𝑢
𝐵. 𝑑= 0 𝑀𝑁
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Tableau N°28 : données sur le pieu PE3
b) Détermination du moment quadratique
Imin 0,2175 m4
c) Détermination de l’élancement
ʎ =𝐿𝑓
𝐵 ; 𝑖 = √(𝐿𝑓/𝐵 )
𝑖 = 0.5 et ʎ = 35
d) Détermination de αcorrigé
ʎ ≤ 70
ʎ ≤ 50
Alors
𝛼 = 0.708
Nous considérons que la moitié des charges est appliquée avant 90 jours ;
alors la valeur de α est divisée par 1.10.
Alors ;
αcorrigé = α/1.10 = 0.644
e) Calcul de Br
𝐵𝑟 =𝜋(𝐷 − 0.02)2
4
f) Calcul de la section comprimée Asc
𝑰𝒎𝒊𝒏 = 𝐦𝐢𝐧 [𝑰𝒙; 𝑰𝒚]
𝐴𝑠𝑐 = [𝑁𝑢
αcorrigé− 𝐵𝑟.
𝑓𝑐
0,9𝛾𝑏] .
𝛾𝑠
𝑓𝑒
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Asc 0,0001405 m2
g) Section minimale d’armature à respecter
Calculons la section du pieu
𝐴𝑐 =𝜋𝐵2
4= 0.594 𝑚²
D’après la norme NF EN 1536 Exécution des travaux géotechniques spéciaux Pieux forés
, les sections minimales d’acier à respecter sont présentées comme suit :
Section nominale d’un pieu :
Ac
Section des armatures longitudinales :
As
Ac ≤ 0.5 m2 As ≥ 0.5% Ac
0.5m2 < Ac≤ 1.0 m2 As ≥ 0.0025 m2
Ac>1.0 m2 As ≥ 0.25 % Ac
Tableau N°29 : sections minimales d’aciers longitudinaux
On a 0.5 m²≤ Ac ≤ 1 m² alors ;
Asmin = 0.0025 m² soit 25 cm²
Asmin≥ Asc ; nous retiendrons donc :
Asc = 25 cm²
Choix des armatures longitudinales
Nous retenons 6 HA 25 totalisant 29.45 cm²
L’enrobage est de 10 cm
Espacement des armatures longitudinales
Si les granulats de taille d≤ 20 mm sont utilisés alors : emini ≥ 8 cm
St = (2πr – n x 3.2)/(n-1) =( 2π x 33.5 – 6 x2.5)/5
St = 38.25 cm
Nous retiendrons St = 38 cm
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
1. Armatures transversales
Etriers, cerces ou spires ≥ 6 mm et
≥ ¼ du diamètre maximal des barres
longitudinales
Fils ou treillis soudés transversaux ≥ 5 mm
Tableau N°30 : sections minimales d’aciers transversaux
Alors ϕt ≥ {6 𝑚𝑚
1
4 𝑥 32 = 8 𝑚𝑚
Nous retiendrons des HA 12 comme aciers transversaux comme recommandé par le fascicule
62 V § C.5.4.24
2. Dimensionnement des autres pieux d’essai
Le détail et l’intégralité du dimensionnement vous sera exposé en Annexe 11 du présent
document.
a) Section d’acier comprimé
Les sections d’acier obtenu pour chacun des pieux sont consignées dans le tableau suivant :
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
Asc (cm²) 25 255.36 112.49 -164.22
Tableau N°31 : sections d’aciers comprimés
b) Choix d’armatures longitudinales
Nous retenons :
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
𝐴𝑠𝑐 = [𝑁𝑢
𝛼− 𝐵𝑟.
𝑓𝑐
0,9𝛾𝑏] .
𝛾𝑠
𝑓𝑒
62
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Choix
d’armatures 6 HA 25 21 HA 40 9 HA 40 6 HA 25
Section
totales(cm²) 29.45 262.50 113.10 29.45
Nbre de nappes 1 2 1 1
Espacement 38 cm
Lit sup. : 15 cm
Lit inf. : 10 cm 22 cm 39 cm
Tableau N°32 : choix d’armatures longitudinales
c) Choix d’armatures transversales
Il s’agit des cerces pour les pieux de section circulaire et doivent remplir les conditions
suivantes :
: ≥ 6 mm et
: ≥ ¼ du diamètre maximal des barres longitudinales
Les différentes sections et espacement retenus sont consignés dans le tableau ci-après :
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
Choix
d’armatures HA 12 HA 16 HA 16 HA 12
Espacement
(cm) 30 30 30 30
Tableau N°33 : choix d’armatures transversales
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Chapitre 4 : EXECUTION DES TRAVAUX DE
FORAGE ET PIEUX D’ESSAI
Cette partie de notre étude inspirée de notre expérience sur le chantier se penchera
essentiellement sur la méthodologie d’exécution d’un forage et d’un pieu.
Par ailleurs cette étude se veut une explication détaillée de l’essai de chargement statique sur
pieu. Dans le cadre du présent projet l’essai est réalisé avant la réalisation des pieux
d’ouvrage afin de valider les coefficients de calcul du pieu, y compris la prise en compte de
l’amélioration de la fondation par jet grouting.
Le jet grouting consiste à déstructurer un sol en profondeur à l’aide d’un jet haute pression
dans un forage et à mélanger le sol érodé avec un coulis autodurcissant pour former des
colonnes, panneaux et autres structures dans le terrain.
I. Implantation des viroles
Dans le cas de pieux de section circulaire, l’utilisation d’une virole en tête est obligatoire pour
prévenir l’éboulement du forage en partie supérieure. Une investigation topographique est au
préalable mené afin d’implanter à l’aide de piquets, les centres des futurs pieux. Ensuite il faut
implanter les viroles avec une tolérance de dix pourcent le diamètre des pieux (0.1xD).
II. Forage des pieux
1. Le choix de la boue
La boue utilisée pendant le forage des pieux est le polymère. Avant le forage le polymère est
testé afin de fixer la viscosité et le PH adéquat pour stabiliser les parois de la fondation. A cet
effet un essai de forage est réalisé.
2. Préparation du polymère
Le polymère initialement stocké dans des paquets de 25 kg est dilué dans de grandes piscines.
La boue est ainsi obtenue à la suite de plusieurs tests permettant de vérifier la viscosité et le
PH.
La boue est enfin acheminée vers la virole à l’aide d’une conduite flexible.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°5 : Production de la boue de forage à base de polymère
Figure N°6 : Piscine contenant le polymère
3. L’exécution du forage
Le forage des pieux est réalisé à l’aide d’une foreuse.
Il est réalisé à l’intérieure de la virole afin de prévenir tout éboulement de la partie supérieur.
Afin de stabiliser les parois de la fondation, le pieu est foré à la boue. Cette dernière est
acheminée à l’intérieur de la virole grâce à une conduite connectée à la piscine de préparation
du polymère.
III. Mise en œuvre du béton
1. Essais préliminaires
a) Essais de compression à la presse
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Ce essai est réalisé afin de déterminer la résistance caractéristique du béton de chaque pieu à 7
jours, 28 jours et 90 jours. De ce fait 3 prélèvements sont effectués lors de la production du
béton. Les prélèvements sont effectués suivant la prescription du CCTP.
Dans un souci de précision, chaque prélèvement est constitué de :
1 moules destinés à la compression à 7 jours ;
1 moules destinés à la compression à 28 jours ; et
1 moules destinés à la compression à 90 jours.
La résistance caractéristique est obtenue en effectuant une moyenne arithmétique.
b) Le slump test (le test au cône d’Abraham)
Le test au cône d’Abraham consiste en la détermination de l’affaissement du béton produit.
Ce test permet de déterminer la maniabilité du béton. Chaque gâché produit par la centrale à
béton doit faire l’objet d’une vérification de son affaissement ; avec un total de 8 essais par
toupie.
c) Les essais sur le polymère
Avant le coulage du béton une série de test est réalisée sur la boue à forer afin de juger son
habilité à être réutilisée. Les essais réalisés sont le PH, la Viscosité de Marsh, la densité et la
teneur en sable.
Figures N°7 et N° 8 : Forage des pieux d’essai
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°9 : essai de densité au densitomètre
Figure N°10 : mesure de la viscosité
du polymère à l’aide
2. Mise en place des cages d’armature
Les cages d’armature sont mises en place grâce à un engin de levage qui assure son
déplacement de son lieu de stockage jusqu’au site de forage.la grue facilite la mise en place de
la cage d’armature en la maintenant suspendu jusqu’à la fixation de cette dernière sur la
virole.
Figure N°11 : mesure de la teneur
en sable à l’aide
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°12 : Lieu de stockage des cages d’armatures
Figure N°13 : mise en place de cage d’armatures
3. Le coulage du pieu
Après vérification de la conformité des cages d’armatures, il s’en suit la mise en place dans la
fondation. Une attention particulière est accordée aux recouvrements et au centrage des cages
d’armatures.
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°14 : Coulage d’un pieu
IV. Le Matériels de chantier
Le matériel de construction est essentiellement constitué de matériels de levage, de
production, de forage et de transport.
Figure N°15 : Centrale à béton
Figure N°16 : Bac à granulats
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°17 : Stockage des granulats
Figure N°18 : une grue sur le projet
de la Réhabilitation du pont FHB
V. L’essai de chargement des pieux sous un effort axial
L’essai statique de pieu isolé sous un effort axial est un essai qui consiste à :
-appliquer en tête d’un pieu, par pallier maintenus constants, un effort axial de
compression selon un programme défini ;
Figure N° 19 : la foreuse sur le
projet de la Réhabilitation du pont
FHB
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
-mesurer le déplacement axial de la tête du pieu ainsi que, éventuellement, les
déformations du fût à différents niveaux.
Le dispositif est constitué de deux pieux de réaction, un pieu d’essai (sur lequel est réalisé
l’essai de chargement), un vérin hydraulique disposé sur le pieu d’essai et enfin une poutre
qui constitue la charge.
Figure N°20 : dispositif de chargement du pieu d’essai
La charge de la poutre est contrôlée par le vérin pour que par palier nous puissions
appliquer la charge souhaitée au pieu d’essai.
Des comparateurs disposés sur le pieu d’essai et les pieux de réactions permettent de
mesurer le déplacement progressif de ceux-ci dû à l’effort axial.
Figure N°21 : déroulement de l’essai de chargement
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°22 : vérin hydraulique et les comparateurs
sur le pieu d’essai
L’essai est constitué de cycle de chargement :
Le 1er
cycle est échelonné par 5 paliers de chargement de 60 min et un palier de
déchargement qui dure 5 min
Le 2ème
cycle est échelonné par 5 paliers de chargement de 30 min,5 paliers de
chargement de 60 min et 4 paliers de déchargement qui durent chacun 5 min.
VI. Les difficultés rencontrées
1. Les difficultés liées à la composition de la boue de forage
Cette opération est quelques peu fastidieuse du fait qu’il faut être prescrit et patient dans
l’ajout de la poudre dans la piscine contenant la solution. Ainsi il faut réaliser une multitude
d’essai afin d’afin d’ajuster la quantité de polymère à ajouter à la solution. Cettetâche est
d’autant plus difficile du fait que l’ajout est réalisé manuellement.
La difficulté réside également dans le fait que la boue de forage fréquemment utilisé est la
bentonite. Le polymère est donc une suspension qui n’est pas parfaitement maitrisée. De ce
fait des essais de forages ont été réalisés afin d’étudier le comportement du polymère et fixer
la viscosité nécessaire pour maintenir les parois du forage.
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
2. Les difficultés liées à l’exécution des forages
Pendant le coulage plusieurs essais sont réalisés. D’abord à la centrale à béton et ensuite à
l’arrivée de la toupie sur le site de coulage des pieux. Ces essais de conformités nécessaires
pour la détermination des caractéristiques du béton peuvent être un frein à la rapidité de
coulage.
3. Les difficultés liées à l’exécution des essais de chargement
Les essais dits essais à la rupture sont réalisés jusqu’à la rupture du pieu (plasticité de la
fondation). De ce fait ils nécessitent de la patience car pouvant durée jusqu’à 72 heures.
73
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Chapitre 5 : RESULTATS ET DISCUSSIONS
Dans cette section nous présenterons les résultats de notre étude et une discussion sur certains
points du projet. Le détail des calculs et des résultats est exposé en chapitre 3 et en annexe du
document.
I. Profondeur des fondations profondes
Profondeur de la
fondation[m]
Charges maximale [MN]
Pieu d’essai avec pointe
neutralisée 25 5.16
Pieu d’essai sans
renforcement de point 25 8.27
Pieu d’essai avec
renforcement de point au jet 25 12.27
Pieu d’essai de diamètre
1200 22 9.42
Tableau N°34 : récapitulatif des profondeurs des fondations profondes
II. Sections d’acier des pieux
Armatures
longitudinales
Espacement
(Armatures
longitudinaux)
[cm]
Armatures
transversales
Espacement
(Sur la hauteur
des cages
d’armatures)
[cm]
Pieu d’essai avec
pointe neutralisée 6 HA 25 38 cm HA 12 30
Pieu d’essai sans
renforcement de
point
9 HA 40 22 cm HA 16 30
Pieu d’essai avec
renforcement de
point au jet
21HA 40 Lit sup. : 15 cm
Lit inf. : 10 cm HA 16 30
Pieux de réaction
diamètre 1200 6 HA 25 39 cm HA 12 30
Tableau N°35 : récapitulatif des sections d’acier
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
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III. Les résultats de l’entreprise de construction
Profondeur de la
fondation[m]
Charges maximales [MN]
Pieu d’essai avec pointe
neutralisée 15.5 1.63
Pieu d’essai sans
renforcement de point 15.5 3.98
Pieu d’essai avec
renforcement de point au jet 15.5 9.34
Pieu de réaction de diamètre
1200 29 5.84
Tableau N°36 : récapitulatif des profondeurs forées
Armatures
longitudinales
Armatures
transversales
Espacement
(Sur la hauteur des
cages d’armatures)
[cm]
Pieu d’essai avec
pointe neutralisée 8HA 25 HA 16 30
Pieu d’essai sans
renforcement de
point
8HA 25 HA 16 30
Pieu d’essai avec
renforcement de
point au jet
8HA 25 HA 16 30
Pieux de réaction
diamètre 1200 15 HA 32 HA 16
30
(15 cm sur 3.00 m
en tête de pieux)
Tableau N°37 : récapitulatif des sections d’acier mise en œuvre
IV. Discussions et suggestions
1. Analyse du choix de la disposition des pieux d’essai
La disposition des pieux optée par l’entreprise sous la forme de triangles isocèles inscrit l’un
dans l’autre, permet une économie importante de quantité de béton à mettre en œuvre. Aussi
la proximité des pieux et l’homogénéité globale des sondages Sp1, Sp2 et Sp3 assure que les
frottements et les efforts de pointe seront quasiment pareil pour les 3 pieux d’essai. Ce qui
favorise une facilité dans les calculs.
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
2. Analyse de la profondeur des fondations et des charges maximales
Les résultats obtenus à l’issu de notre dimensionnement présentent des valeurs de frottements
latéraux et d’efforts dus à la pointe quasiment égales à celle de l’entreprise.
Cela peut s’expliquer par le fait que les données de base de notre dimensionnement sont
similaires à celles de l’entreprise. Il faut ajouter de même la similarité des normes utilisées ; à
savoir fascicule 62 V. Dans projet nous avons de plus utilisé d’autres normes telles que la
norme NF EN 1536.
Par ailleurs les résultats diffèrent dans le choix de la profondeur de la fondation profonde de
chacun des pieux d’essai. Cela s’explique par le fait que dans notre démarche nous nous
sommes souciés du faite que la fondation soit profonde à travers la détermination de
l’encastrement effectif. Les calculs nous révèlent que la fondation des pieux d’essai est dite
profonde à partir de 22 m de profondeur et les pieux de réaction à partir de 13 m de
profondeur.
Les charges maximales de chargement des pieux d’essai étant proportionnelles à la portance
limite donc indirectement à la profondeur des fondations, nous avons obtenu des résultats plus
élevés que celle de l’entreprise.
3. Analyse des barres d’aciers
Les résultats de notre dimensionnement présentent des barres d’aciers de diamètres supérieurs
à celles mise en œuvre par l’entreprise du fait des efforts de chargement élevés.
4. Analyse sur le polymère
Certaines difficultés rencontrées pendant l’exécution des forages de pieux comme
l’éboulement des parois du forage d’un pieu de réaction nous laisse douter de la performance
du polymère d’autant plus que celui-ci est pratiquement non utilisé en côte d’ivoire au
détriment de la bentonite.
Aussi les normes de référence et de vérification de la boue de suspension avant, pendant et
après forage du pieu sont celles de la bentonite. Ainsi les utiliser comme normes de contrôle
de l’exécution des pieux sous le polymère renforce notre inquiétude quant à la performance
cette suspension dont les caractéristiques ne sont pas encore maitrisées.
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5. Suggestions
Dans cette rubrique nous vous proposons notre humble avis au vu des remarques faites tant
sur l’exécution des pieux que sur le dimensionnement de ces derniers.
6. Suggestions sur le choix de la boue de suspension
Le projet étant un cas sensible, nous préconisons l’utilisation d’une boue dont les
caractéristiques sont maitrisées et donc ne suscitant aucun doute quant à sa fiabilité .Nous
proposons en occurrence la bentonite qui jusque-là nous offre des résultats satisfaisants.
7. Suggestion sur le choix de la profondeur des fondations pour pieux d’essai
D’après l’Eurocode 7, une fondation est dite profonde lorsque l’encastrement effectif est
supérieur à 5 (De/ B ≥ 5) ; l’encastrement effectif étant le rapport de la hauteur
d’encastrement du pieux De au Diamètre du pieu B, pour des pieux de section circulaire.
Alors nous pensons que, pour être mieux judicieux dans notre essai ; il est indispensable que
cette condition soit respectée afin d’assurer un encastrement réglementaire du pieu et mettre
les pieux d’essai dans des conditions de travail d’une fondation profonde.
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
CONCLUSION
Dans le cadre de la réhabilitation du pont Félix Houphouet Boigny, nous avons étudié au
travers de ce travail un essai statique de pieu isolé sous effort axial : essai à la rupture. Nous
rappelons que dans le cadre de notre étude l’essai à la rupture a été défini comme un essai
exécuté sur pieux et consistant à atteindre la rupture de portance du sol pour autant que
l’effort correspondant à la limite élastique, ne tenant compte que des matériaux constitutifs du
pieu n’ait pas été atteinte. L’objet de cette étude est d’apporter un regard critique sur le
dimensionnement des pieux d’essai et de réaction ainsi que sur l’exécution de ces derniers.
Nous avons dans un premier temps exposé un rappel sur les pieux forés. Le mode de
réalisation des pieux retenu par l’entreprise est le forage avec fluide stabilisateur. Ce mode de
réalisation de pieu nécessite une connaissance parfaite des exigences en la matière. Alors la
lumière à été faite sur les prescriptions quant aux matériaux de construction et au fluide
stabilisateur utilisé.
Puis nous avons présenté un dimensionnement des pieux d’essai suivant les normes en
vigueur. Après une exploitation des données pressiométriques issu des investigations
géotechniques réalisées sur la berge de la lagune Ebrié, nous avons présenté une note de
calcul très détaillée de l’évaluation des portances limites et des efforts maximaux de chaque
pieu. Ces résultats ont permis de proposer des sections d’acier pour la mise en œuvre des
pieux.
Enfin la dernière étape de notre étude se veut un rapport de l’exécution des pieux d’essai et de
réaction. Après s’être étalé sur l’exécution des forages, nous avons présenté la mise en œuvre
des pieux et le déroulement de l’essai de chargement.
La réalisation de cet essai à la rupture dont l’objectif est d’évalue le facteur de portance kp
que générait un renforcement de la pointe des pieux au jet grouting, se révèle alors comme
une occasion de proposer un modèle d’évaluation de portance limite d’une fondation profonde
et une méthodologie de réalisation d’un essai à la rupture.
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BIBLIOGRAPHIE
PRESENTATION DU PROJET :
Pièce N°7 : Cahier des clauses techniques particulières (CCTP)
PRESENTATION DES PIEUX FORES :
LBTP (2018), Rapport géotechnique sur le projet de réhabilitation du pont Félix
Houphouët Boigny d’Abidjan, 02 janvier 2018
Ministère des équipements, du logement et des transports (1993), Fascicule 68
Exécution des travaux de fondation des ouvrages de génie civil ; Cahier des clauses
générales – Travaux, Octobre 1993
AFNOR (2012), Fondations profondes pour le bâtiment ; Partie 1 : cahier des clauses
techniques (DTU 13.2), procédure P 11-212, décembre 2012
AFNOR (1999) , Exécution des travaux géotechniques spéciaux Pieux forés,
procédure NF EN 1536, Octobre 1999
DIMENSIONNEMENT DES PIEUX :
Ministère des équipements, du logement et des transports (1993), Fascicule 62 –
Titre V Règles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de
génie civil, décembre 1993
AFNOR (2012), Calcul des fondations profondes, procédure NF P-94-262, juillet
2012
AFNOR (1999), Essai statique de pieu isolé sous un effort axial –Partie 1 : En
compression, procédure NF P 94- 150 – 1 décembre 1999
AFNOR (1999) , Exécution des travaux géotechniques spéciaux Pieux forés,
procédure NF EN 1536, Octobre 1999
AFNOR (2012), Fondations profondes pour le bâtiment, Partie 1 : cahier des clauses
techniques (DTU 13.2), procédure P 11-212, décembre 2012
Pr Adamah Messan (2013), cours béton armé 1, Novembre 2013
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ANNEXES
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Annexe1 : DONNEES GEOTECHNIQUES DES
SONDAGES Sp1, Sp2 et Sp3
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Annexe2 : EXPLOITATION DES DONNEES
GEOTECHNIQUES
I. Valeurs Moyennes des caractéristiques pressiométriques
La proximité des pieux et l’homogénéité globale des sondages sp1, sp2 et sp3 nous assure que
le frottement sera le même pour les 3 pieux. Alors dans la suite de ce travail nous
déterminerons la moyenne arithmétique des 3 sondages par profondeur de fondation.
𝐸𝑚 𝑀𝑜𝑦 =Em1 + Em2 + Em3
3
𝑃𝑙∗𝑀𝑜𝑦 =Pl1 + Pl2 + Pl3
3
II. Valeurs de calcul des caractéristiques pressiométriques
Il s’agit des valeurs qui serviront à l’évaluation de la portance limite des pieux d’essai. Ces
valeurs de calcul sont obtenues en considérant par sondage, des intervalles de données
pressiométriques dont nous calculons les moyennes arithmétiques. Chaque intervalle de
données pressiométriques représente désormais une couche de sol fictif que nous Sable n (n
étant l’indice du sol).
Les courbes et le tableau ci-dessous illustrent les résultats de calculs des valeurs
pressiométriques.
Couche de terrain épaisseur de
la couche Em (Mpa) Pl* (Mpa)
Toit Base
sable 1 0 1 1 0,8 0,1
sable 2 1 4 3 3,0 0,26
sable 3 4 8 4 5,7 0,50
sable 4 8 10 2 5,1 0,48
sable 5 10 13 3 11,5 0,73
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Couche de terrain épaisseur de
la couche Em (Mpa) Pl* (Mpa)
Toit Base
sable 6 13 16 3 14,3 1,32
sable 7 16 19 3 25,2 2,08
sable 8 19 22 3 29,1 3,04
sable 9 22 25 3 34,4 3,90
sable 10 25 29 4 29,3 3,35
sable 11 29 32 3 38,9 3,33
sable 12 32 35 3 37,9 3,38
sable 13 35 38 3 45,0 4,25
sable 14 38 42 4 44,3 3,24
sable 15 42 46 4 63,9 4,14
sable 16 46 50 4 85,1 4,03
Tableau N°38 : Sondage valeurs de calcul sp1 sp2 sp3
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sp1 sp2 sp3 Em Moy
Courb
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Courb
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sp1 sp2 sp3 valeur de calcul
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P2 S
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sp1 sp2 sp3 valeur de calcul
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Annexe 3 : PROCEDURE D’EXECUTION DES PIEUX
D’ESSAIS
I. Principe de l’essai à la rupture :
L’essai est réalisé suivant la norme NF P 94-150-1
Il consiste à :
Appliquer en tête d’un pieu, par paliers maintenus constants, un effort axial de
compression selon un pro- gramme défini ;
Mesurer le déplacement axial de la tête du pieu ainsi que, éventuellement, les
déformations du fut à différents niveaux.
Figure N°23 : Essai de pieu sous un effort axial de compression
L’essai à la rupture consiste à atteindre la rupture de portance du sol pour autant que l’effort
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correspondant à la limite élastique, ne tenant compte des matériaux constitutifs du pieu n’ait
été atteint.
II. Dispositif de chargement
L’ensemble du matériel utilisé pour la réalisation de l’essai est le suivant :
Un système de réaction ;
Un système d’application de l’effort sur le pieu ;
Un dispositif de mesurage et de repérage.
Figure N°24 : Appareillage de l’essai de pieu
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III. Dispositif de mesurage et de repérage
1. Temps
Le moyen de mesure du temps doit permettre d’apprécier la seconde. L’instrument de mesure
utilisé dans le cadre de ce projet est le chronomètre.
2. Le déplacement de la tête du pieu
Trois types de matériel sont nécessaires :
Des capteurs associés à une base de repérage
Figure N° 25 : boîte hydraulique
Figure N° 23 :
Figure N° 26 : dispositif mis en place
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Une base de repérage
Les déplacements sont mesurés par rapport à des repères fixes, éloignés conventionnellement
d’au moins 3 m du nu des appuis éventuels du système de réaction et du pieu lui-même.
Ces repères fixes peuvent être constitués par des pieux existants, autres que ceux servant
éventuellement de massif de réaction.
Dans le cadre du présent projet les repères fixes sont constitués de profilés métalliques posés
sur une surface plane au alentours du dispositif de chargement.
Un appareil de nivellement
Le déplacement de la tête du pieu et de la base de repérage doit être mesuré par nivellement
optique à partir d’une base de référence. Le niveau peut être utilisé pour réaliser cette
opération.
La méthode utilisée doit permettre de contrôler les déplacements verticaux avec une
incertitude de 1 mm.
Figure N°27 : système de
mesure des déplacements
axiaux et transversaux
110
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Figure N°29 : palpeur de déplacement axial sur pieu
de réaction
IV. Mode opératoire
1. Préparation de l’essai
L’essai n’est réalisé que lorsque l’on a obtenu à la fois une résistance suffisante des matériaux
constitutifs du pieu et la dissipation des phénomènes transitoires affectant le terrain pendant la
phase de mise en place du pieu. Toutes les données concernant le site, l’ouvrage et le pieu
d’essai sont rassemblées.la charge maximale à laquelle sera soumis le pieu est noté Qmax.
Une fois le montage réalisé, un pré chargement à 0.1Qmax, maintenu pendant 15 mn est
réalisé afin de vérifier le bon fonctionnement du système. Une fois les vérifications terminées,
on libère la charge et le dispositif est réinitialisé avant le début de l’essai.
Figure N°28 : Emplacement des
palpeurs de déplacement axial
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
2. Programme de chargement -déchargement
Une fois notée l’origine du déplacement, le pieu est mis en charge selon le schéma indiqué sur
la figure ci-dessous.
Les charges sont appliquées par incréments égaux à 0.1Qmax.
Les paliers lors de la phase déchargement sont maintenus à charge constante pendant une
durée de 60 mim.
Lors du déchargement, les paliers ont une durée de 5 min.
Le premier cycle comprend un chargement jusqu’à 0.5 Qmax suivi d’un déchargement avec
un palier à 0.2 Qmax.
Le deuxième cycle se fait avec un chargement jusqu’à Qmax ou jusqu’à la rupture du sol. Les
nouveaux paliers jusqu’à 0.5Qmax sont maintenus 30 min. à l’issue du dernier palier, le
déchargement se fait en imposant successivement des paliers à 0.8 – 0.6 – 0.4 – 0.2Qmax
maintenus, chacun, pendant 5 min.
Figure N°30 : essai à la rupture sous un effort de compression
3. Mesures
Le début d’un palier correspond au moment où la charge prévue est atteinte. A chaque palier,
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les mesures de force et de déplacements de la tête du pieu sont notées aux temps t=
1,2,3,4 ,5,10,15,20,25,30,45,60 min.
En cas d’utilisation d’extensomètres, deux mesures au moins doivent être faites :
La première doit débuter au temps t= 5 min
La seconde doit être terminée au temps t =60 min.
Au déchargement, les mesures se font au temps t= 5min.
Une mesure du déplacement de la tête du pieu est faite le plus longtemps possible après le
déchargement final.
Une mesure de contrôle du déplacement de la tête du pieu et de la base de repérage doit être
faite au moins une fois par palier.
V. Protocole de mise en œuvre
1. Zone d’essai
Les pieux d’essais sont réalisés sur la berge de la lagune, près de la culée sud (treichville) de
l’ouvrage, afin d’éviter la hauteur d’eau et les couches de vases. Des sondages
pressiométriques ont été réalisé jusqu’à 50 m de profondeur avec des résultats qui montrent
que les sols traversés correspondent bien aux horizons sableux que l’on retrouve en lagune, en
termes de caractéristiques mécaniques (Em et PI).
2. Configuration du plot d’essais
Conformément à la procédure d’exécution, sont réalisé trois (03) pieux d’essais de 870 mm de
diamètre dont le chargement de chacun s’est fait par l’intermédiaire d’une poutre reprise par
deux pieux de réaction de diamètre 1200 mm
La configuration du plot d’essai est présentée par les plans en fin d’annexe 3.
7. Mise en place du dispositif d’essai
a) Matériel de chargement et appareillage de mesures
Le matériel de chargement et l’appareillage de mesures utilisés pour la réalisation de l’essai
113
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de chargement sont conformes à la norme NF P 94 – 150 – 1.
Il s’agit de :
Un vérin de 400 ou 1000 tonnes avec une pompe hydraulique pour l’application de
l’effort de chargement dépendamment du pieu testé ;
Un capteur de pression (manomètre) pour les mesures de pression dans le vérin ;
Une cellule de force de 600 ou 1000 tonnes pour contrôler l’effort appliqué en tête de
pieu.
Des capteurs analogiques de courses comprises entre 30 mm et 100 mm pour les
mesures de déplacements en tête de pieu et autres déformations,
Une grue de 100 tonnes pour les opérations de levage, notamment la mise en place du
vérin et de la poutre d’essai pesant environ 20 tonnes.
Le matériel de chargement et l’appareillage de mesures sont présentés dans la rubrique
matériel et appareillage de mesure
b) Montage du dispositif d’essai
La mise en place du dispositif d’essai est réalisée suivant les étapes suivantes :
Ajustage du niveau des pieux
Elle consiste à uniformiser la surface du pieu grâce à un mortier de calage de 10 cm. Ensuite
une plaque de répartition de 40 mm sur laquelle sont matérialisés les emplacements des
capteurs pour la mesure de déplacement en tête de pieu, est positionnée.
Mise en place du dispositif de chargement
Le chargement du pieu est fait à l’aide du vérin. Ce dernier est positionné sur la base de
répartition à l’aide de la grue et de manière à être bien centré sur l’axe du pieu. La poutre
secondaire est alors placée au-dessus du vérin.
Mise en place de la poutre principale d’essai
La poutre principale est mise en place sur les deux pieux de réaction qui se trouvent de part et
d’autre du pieu d’essai. La liaison pieu – poutre est réalisée grâce à des poutres de transfert
liaisonnée à l’ensemble pieu- poutre par des barres DYWIDAG.la poutre principale est tenue
par la grue tout au long de son assemblage pour éviter qu’elle se pose sur la poutre secondaire
et entraîner un pré chargement indésirable du pieu à tester.
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Mise en place de l’appareillage de mesures
Lors de la mise en place du dispositif de chargement, la cellule de force est intercalée entre le
vérin et la poutre secondaire, pour le contrôle de l’effort appliqué en tête de pieu.
Le nanomètre est placé à la sortie de la centrale hydraulique pour mesurer la pression dans le
vérin et déduire l’effort appliqué au pieu.
Quatre comparateurs solitaires d’une base fixe indépendante constituée de deux poutres de
références (profilés métalliques) sont positionnés sur la plaque de répartition afin de mesurer
le déplacement en tête de pieu.
Deux comparateurs sont positionnés pour mesurer l’arrachement des pieux de réaction en fin
de chaque palier.
Les images ci-dessous illustrent la mise en place du dispositif.
Figure N°31 : Mortier de calage
Figure N°32 : Mise à niveau du pieu
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Figure N°33 : Ajustage des débords de la virole
Figure N°35 : Fouille pour la mise en place de la poutre de référence
Figure N°34 : Mise en place de la poutre
de référence
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Figure N°36 : mise en place de l’appareillage de
mesures
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Annexe 4 : FICHES TECHNIQUES DE MATERIEL
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Annexe5 : PAILLASSES DE MESURES EFFORT-
DEPLACEMENTS
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Annexes 6 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAI
PAR LA METHODE PRESSIOMETRIQUE DE
MENARD : CALCUL DES RESISTANCES DUES AUX
FROTTEMENTS LATERAUX
I. Expression générale
L’effort limite mobilisable par frottement axial sur la hauteur concernée du fût de la fondation
profonde doit être calculé à partir de l’expression générale suivante :
Qs : est la valeur de la résistance de frottement latérale de la fondation profonde
P s : est le périmètre du fût du pieu
D : est la longueur de la fondation contenue dans le terrain
Qs (z) : est la valeur du frottement axial unitaire limite à la côte z
II. Frottement latéral unitaire limite
la valeur du frottement latéral unitaire limite à la profondeur z, q(z) est donnée par la courbe
N° 1 en fonction de la valeur de la pression limite nette pl(z) mesurée à cette profondeur.
𝑄𝑠 = 𝑃𝑠 ∫ 𝑞𝑠(𝑧)𝑑𝑧𝐷
0
125
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Courbe N°6 : courbe de frottement latéral unitaire limite le long du fût du pieu (fascicule 62
titre V)
Le tableau ci-dessous associé à la courbe N°2, précise la courbe à utiliser en fonction du type
de l’élément de la fondation considéré, de la nature des terrains concernés et, s’il y a lieu , des
conditions particulières d’exection prévues par le marché. Pour les formation qui n’entrent pas
dans la classification présentée , il conviendra soit de les rattacher au type de sol dont elles se
rapprochent le plus dans la classification, soit d’effectuer une interpolation des paramètres de
calcul
La nature des terrains concernés s’appuis sur les catégories conventionnelles de sols définies
dans le Tableau N°40
126
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Tableau N°39 : choix des abaques pour la détermination de qs
Tableau N°40 : Catégories conventionnelles de sols
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
De façon pratique le terme de frottement latéral au niveau de chaque couche i est donné par :
Qsi =π ϕ ei qsi
eiétant l’épaisseur de la couche i ;
ϕ le diamètre du pieu
qsifrottement axial unitaire limite
le frottement latéral total mobilisé sur toute la longueur du pieu est :
Qs = ∑ Qsi
Résultats des calculs de l’effort limite du aux frottement latéraux
Les calculs ont été effectués suivant la procédure définit ci-dessus conformément au fascicule
62 titre V
III. Calcul du frottement latéral du pieu d’essai sans
renforcement en pointe (PE2)
Le tableau ci-dessous présente les résultats des calculs de frottements latéral du pieu d’essai
suivant le fascicule 62 titre V.
Type de pieu : Pieu foré à la boue
Moyen de mise en
œuvre :
Par forage Base de la fondation : 0.594 m²
Diamètre du pieu : 870 mm Charge maxi. : 1.3 Qmax
Périmètre du pieu : 2733
Tableau N°41 : Information sur le pieu PE2
128
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Classe de
sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m) Qs(MN)
Cumule Qs
(MN)
Sable 1 A Q1 0 1 0,00 0,00
Sable 2 A Q1 0,01 3 0,08 0,08
Sable 3 A Q1 0,02 4 0,22 0,30
Sable 4 A Q1 0,02 2 0,11 0,41
Sable 5 B Q2 0,045 3 0,37 0,78
Sable 6 B Q2 0,07 3 0,57 1,35
Sable 7 B Q2 0,08 3 0,66 2,01
Sable 8 C Q3 0,12 3 0,98 2,99
Sable 9 C Q3 0,12 3 0,98 3,97
Sable 10 C Q3 0,12 4 1,31 5,28
Sable 11 C Q3 0,12 3 0,98 6,27
Sable 12 C Q3 0,12 3 0,98 7,25
Sable 13 C Q3 0,12 3 0,98 8,23
Sable 14 C Q3 0,12 4 1,31 9,54
Sable 15 C Q3 0,12 4 1,31 10,85
Sable 16 C Q3 0,12 4 1,31 12,16
Tableau N°42 : l’effort limite du aux frottements latéraux du pieu PE2
IV. Calcul du frottement latéral du pieu d’essai avec pointe
neutralisée (PE3)
Type de pieu : Pieu foré à la boue
Moyen de mise en
œuvre :
Par forage Base de la fondation : 0.594 m²
Diamètre du pieu : 870 mm Charge maxi. : 1.3 Qmax
Périmètre du pieu : 2733
Tableau N°43 : Information sur le pieu PE3
La pointe étant neutralisée par du polystyrène, le calcul de la résistance limite consistera à
déterminer uniquement la résistance due aux frottements latéraux.
129
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Classe
de sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m)
Profondeur
de la
fondation
D(m)
Qs(MN)
Cumule
Qs
(MN)
Qcu=
1.3Qs
(cumulé)
sable 1 A Q1 0 1 1 0,00 0,00 0.00
sable 2 A Q1 0,01 3 4 0,08 0,08 0.10
sable 3 A Q1 0,02 4 8 0,22 0,30 0.39
sable 4 A Q1 0,02 2 10 0,11 0,41 0.53
sable 5 B Q2 0,045 3 13 0,37 0,78 1.01
sable 6 B Q2 0,07 3 16 0,57 1,35 1.75
sable 7 B Q2 0,08 3 19 0,66 2,01 2.61
sable 8 C Q3 0,12 3 22 0,98 2,99 3.89
sable 9 C Q3 0,12 3 25 0,98 3,97 5.16
sable 10 C Q3 0,12 4 29 1,31 5,28 6.86
sable 11 C Q3 0,12 3 32 0,98 6,27 8.15
sable 12 C Q3 0,12 3 35 0,98 7,25 9.42
sable 13 C Q3 0,12 3 38 0,98 8,23 10.7
sable 14 C Q3 0,12 4 42 1,31 9,54 12.40
sable 15 C Q3 0,12 4 46 1,31 10,85 14.10
sable 16 C Q3 0,12 4 50 1,31 12,16 15.80
Tableau N°44 : frottement latéral limite par couche de sol du pieu PE3
V. Calcul du frottement latéral du pieu d’essai avec
renforcement de pointe au jet (PE1)
Idem résultat de calcul du frottement latéral du pieu d’essai sans renforcement en pointe.
VI. Calcul du frottement latéral du pieu de réaction (PR)
Type de pieu : Pieu foré à la boue
Moyen de mise en
œuvre :
Par forage Base de la fondation : 1.131 m²
Diamètre du pieu : 1200 mm Charge maxi. : Qmaxpieu essai /2
Périmètre du pieu : 3770 mm
Tableau N°45 : Information sur le pieu PR
130
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Classe de
sol Courbe
qs(z)
(Mpa) H(m) Qs(MN)
Cumule Qs
(MN)
sable 1 A Q1 0 1 0,00 0,00
sable 2 A Q1 0,01 3 0,11 0,11
sable 3 A Q1 0,02 4 0,30 0,41
sable 4 A Q1 0,02 2 0,15 0,57
sable 5 B Q2 0,045 3 0,51 1,07
sable 6 B Q2 0,07 3 0,79 1,87
sable 7 B Q2 0,08 3 0,90 2,77
sable 8 C Q3 0,12 3 1,36 4,13
sable 9 C Q3 0,12 3 1,36 5,49
sable 10 C Q3 0,12 4 1,81 7,29
sable 11 C Q3 0,12 3 1,36 8,65
sable 12 C Q3 0,12 3 1,36 10,01
sable 13 C Q3 0,12 3 1,36 11,37
sable 14 C Q3 0,12 4 1,81 13,18
sable 15 C Q3 0,12 4 1,81 14,99
sable 16 C Q3 0,12 4 1,81 16,79
Tableau N°46 : frottement latéral limite par couche de sol du pieu de réaction 1200
131
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Annexes 7 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAI
PAR LA METHODE PRESSIOMETRIQUE DE
MENARD : CALCUL DES RESISTANCES DUES A LA
POINTE QP
I. Principe de calcul
L’effort limite mobilisable dû au terme de la pointe de la fondation profonde doit être calculé
à partir de l’expression générale suivante :
Qp est la valeur de la résistance de pointe de la fondation ;
Ap est la surface de base de la fondation
qu est la valeur de la pression de rupture du terrain sous la base du pieu
1. Contrainte de rupture sous la pointe qu
Sauf cas particulier, la valeur de la contrainte de rupture sous la pointe doit être calculée à
partir de l’expression suivante :
Kp est le facteur de portance pressiométrique
Ple* est la pression limite nette équivalente.
La valeur de de kp dit facteur de portance, est fixée par le tableau N°9 en fonction de la nature de la
𝑄𝑝 = 𝐴𝑝. 𝑞𝑢
𝑞𝑢 = 𝑘𝑝. 𝑝𝑙𝑒∗
132
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formation concernée et du mode de mise œuvre de l’élément de fondation, quelle que soit la géométrie
de la section droite de celui-ci.
Lorsqu’un type de pieu n’entre pas de façon évidente dans l’une des deux catégories prévues
par le tableau N°9, le marché pourra fixer des valeurs intermédiaires de kp au vu de références
expérimentales probantes ou d’essais de pieux.
Tableau N°47 : Valeurs u facteur de portance kp
2. Pression limite nette équivalente P*le
Dans le cas d’une formation porteuse homogène, la valeur de la pression limite nette
équivalente p*le doit être déterminée à partir de l’expression générale suivante :
133
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p *l (z) est le profil des pressions limites nettes considéré comme représentatif ;
p *le est la « pression limite nette équivalente »
D est la profondeur de la fondation ;
B est la largeur du pieu ;
h est la hauteur du pieu contenue dans la formation porteuse ;
Figure N° 37 : Principe de calcul de la pression limite nette
équivalente p*le
En pratique la pression limite équivalente se détermine en considérant la valeur moyenne des
pressions limites nettes pour chaque couche d’épaisseur ei.
𝑝𝑙𝑒∗ = 𝛴 (𝑝𝑙𝑒∗ 𝑥 𝑒𝑖)
𝛴 𝑒𝑖
134
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ple* est la « pression limite nette équivalente » ;
pl* est la pression limite nette moyenne dans chaque couche i ;
eiest l’épaisseur de la couche i .
II. Calcul Pression limite nette équivalente P*le
1. Calcul Pression limite nette équivalente P*le du pieu d’essai avec pointe
Les résultats des calculs de la pression limite nette équivalente effectués dans le cadre du
dimensionnement du pieu d’essai sans renforcement au jet, sont consignés dans le tableau ci-
dessous.
a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl*(Mpa) Ple*(Mpa)
sable 1 0,5 1 1 0 0 2,5 0,1 0,26
sable 2 0,5 3 4 0 0 5,5 0,26 0,50
sable 3 0,5 4 8 0 0 9,5 0,5 0,48
sable 4 0,5 2 10 0 0 11,5 0,48 0,73
sable 5 0,5 3 13 0 0 14,5 0,73 1,32
sable 6 0,5 3 16 0 0 17,5 1,32 2,08
sable 7 0,5 3 19 0 0 20,5 2,08 3,04
sable 8 0,5 3 22 0 0 23,5 3,04 3,90
sable 9 0,5 3 25 0 0 26,5 3,9 3,35
sable 10 0,5 4 29 0 0 30,5 3,35 3,33
sable 11 0,5 3 32 0 0 33,5 3,33 3,38
sable 12 0,5 3 35 0 0 36,5 3,38 4,25
sable 13 0,5 3 38 0 0 39,5 4,25 3,24
sable 14 0,5 4 42 0 0 43,5 3,24 4,14
sable 15 0,5 4 46 0 0 47,5 4,14 4,03
sable 16 0,5 4 50 0 0 51,5 4,03
Tableau N°48 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
2. Calcul Pression limite nette équivalente P*le du pieu d’essai avec
renforcement en pointe au jet grouting
135
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl* Ple*
sable 1 0,5 1 1 0 0 2,5 0,1 0,26
sable 2 0,5 3 4 0 0 5,5 0,26 0,50
sable 3 0,5 4 8 0 0 9,5 0,5 0,48
sable 4 0,5 2 10 0 0 11,5 0,48 0,73
sable 5 0,5 3 13 0 0 14,5 0,73 1,32
sable 6 0,5 3 16 0 0 17,5 1,32 2,08
sable 7 0,5 3 19 0 0 20,5 2,08 3,04
sable 8 0,5 3 22 0 0 23,5 3,04 3,90
sable 9 0,5 3 25 0 0 26,5 3,9 3,35
sable 10 0,5 4 29 0 0 30,5 3,35 3,33
sable 11 0,5 3 32 0 0 33,5 3,33 3,38
sable 12 0,5 3 35 0 0 36,5 3,38 4,25
sable 13 0,5 3 38 0 0 39,5 4,25 3,24
sable 14 0,5 4 42 0 0 43,5 3,24 4,14
sable 15 0,5 4 46 0 0 47,5 4,14 4,03
sable 16 0,5 4 50 0 0 51,5 4,03
Tableau N°49 : Résultats de calcul de p*le pour pieu d’essai avec renforcement en pointe au
jet
3. Pression limite nette équivalente P*le du pieux de réaction
a H(m) D (m) h (m) b D+3a Pl* Ple*
sable 1 0,5 1 1 0 0 2,5 0,1 0,26
sable 2 0,5 3 4 0 0 5,5 0,26 0,50
sable 3 0,5 4 8 0 0 9,5 0,5 0,48
sable 4 0,5 2 10 0 0 11,5 0,48 0,73
sable 5 0,5 3 13 0 0 14,5 0,73 1,32
sable 6 0,5 3 16 0 0 17,5 1,32 2,08
sable 7 0,5 3 19 0 0 20,5 2,08 3,04
sable 8 0,5 3 22 0 0 23,5 3,04 3,90
sable 9 0,5 3 25 0 0 26,5 3,9 3,35
sable 10 0,5 4 29 0 0 30,5 3,35 3,33
sable 11 0,5 3 32 0 0 33,5 3,33 3,38
sable 12 0,5 3 35 0 0 36,5 3,38 4,25
sable 13 0,5 3 38 0 0 39,5 4,25 3,24
sable 14 0,5 4 42 0 0 43,5 3,24 4,14
sable 15 0,5 4 46 0 0 47,5 4,14 4,03
sable 16 0,5 4 50 0 0 51,5 4,03
Tableau N°50 : Résultats de calcul de p*le pour pieu de réaction
136
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III. Calcul de la résistance de pointe Qp
Comme présenté ci-dessus, la résistance de pointe pour chaque couche de sol est le produit du
coefficient de portance kp et de la pression limite nette équivalente.
1. Résistance de pointe de pieu d’essai sans renforcement en pointe PE3
Classe de sol Kp Ple*(Mpa) Qp(MN)
sable 1 A 1 0,26 0,15
sable 2 A 1 0,50 0,30
sable 3 A 1 0,48 0,29
sable 4 A 1 0,73 0,43
sable 5 B 1,1 1,32 0,86
sable 6 B 1,1 2,08 1,36
sable 7 B 1,1 3,04 1,99
sable 8 C 1,2 3,90 2,78
sable 9 C 1,2 3,35 2,39
sable 10 C 1,2 3,33 2,38
sable 11 C 1,2 3,38 2,41
sable 12 C 1,2 4,25 3,03
sable 13 C 1,2 3,24 2,31
sable 14 C 1,2 4,14 2,95
sable 15 C 1,2 4,03 2,87
Tableau N°51 : Résultats de calcul de p*le pour pieu sans renforcement au jet grouting
2. Résistance de pointe de pieu d’essai avec renforcement au jet grouting
La valeur du facteur de portance est obtenue à la suite de l’essai de chargement des pieux
d’essai.
Kp Ple* Qp
sable 1 2,78 0,26 0,43
sable 2 2,78 0,50 0,83
sable 3 2,78 0,48 0,79
sable 4 2,78 0,73 1,21
sable 5 2,78 1,32 2,18
137
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Kp Ple* Qp
sable 6 2,78 2,08 3,44
sable 7 2,78 3,04 5,02
sable 8 2,78 3,90 6,45
sable 9 2,78 3,35 5,54
sable 10 2,78 3,33 5,50
sable 11 2,78 3,38 5,59
sable 12 2,78 4,25 7,02
sable 13 2,78 3,24 5,35
sable 14 2,78 4,14 6,84
sable 15 2,78 4,03 6,66
Tableau N°52 : Résultats de calcul de la résistance de pointe pieu avec renforcement au jet
grouting
3. Résistance de pointe de pieu de réaction
Classe de sol Kp Ple*(Mpa) Qp(MN)
sable 1 A 1 0,26 0,29
sable 2 A 1 0,50 0,57
sable 3 A 1 0,48 0,54
sable 4 A 1 0,73 0,83
sable 5 B 1,1 1,32 1,64
sable 6 B 1,1 2,08 2,59
sable 7 B 1,1 3,04 3,78
sable 8 C 1,2 3,90 5,29
sable 9 C 1,2 3,35 4,55
sable 10 C 1,2 3,33 4,52
sable 11 C 1,2 3,38 4,59
sable 12 C 1,2 4,25 5,77
sable 13 C 1,2 3,24 4,40
sable 14 C 1,2 4,14 5,62
sable 15 C 1,2 4,03 5,47
Tableau N°53 : Résultats de calcul d la résistance de pointe pour pieu de réaction
138
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Annexes 8 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAI
PAR LA METHODE PRESSIOMETRIQUE DE
MENARD : CALCUL DE LA PORTANCE LIMITE DE
L’ELEMENT DE FONDATION.
I. Principe de calcul
La portance limite en compression Qcu de la fondation profonde isolée doit être déterminée à
partir de l’expression générale suivante :
𝑄𝑐𝑢 = 𝑄𝑠 + 𝑄𝑝
Qcu est la valeur de la portance de la fondation profonde ;
Qp est la valeur de la résistance de pointe de la fondation profonde ;
Qs est la valeur de la résistance de frottement axial de la fondation profonde
II. Estimation de la charge maximale Qmax
Cette valeur est définie conformément à la norme NF P 94 – 150 – 1 (essai statique de pieu
isolé sous un effort axial – partie 1 : En compression)
La charge maximale Qmax à laquelle il est prévu de soumettre le pieu d’essai à la rupture est
estimée à :
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 1,30. 𝑄𝑐𝑢 et Qmax ≤ 0.9 QG
Avec Qcu, la charge limite estimée à partir des données géotechniques et ;
QGla charge limite élastique des matériaux constitutifs du pieu
139
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Les tableaux ci-dessous présentent les résultats des calculs de la portance limite en
compression des pieux suivant le fascicule 62 titre V.
III. Portance limite en compression du pieu d’essai sans
renforcement au jet
Profondeur
de la
fondation
D (m)
Qs(cumulé) Qp Qcu= Qs+ Qp
(MN)
Qmax = 1,30 x Qcu (MN)
sable 1 1 0,00 0,15 0,15 0,20
sable 2 4 0,08 0,30 0,38 0,49
sable 3 8 0,30 0,29 0,59 0,77
sable 4 10 0,41 0,43 0,84 1,09
sable 5 13 0,78 0,86 1,64 2,13
sable 6 16 1,35 1,36 2,71 3,52
sable 7 19 2,01 1,99 4,00 5,20
sable 8 22 2,99 2,78 5,77 7,50
sable 9 25 3,97 2,39 6,36 8,27
sable 10 29 5,28 2,38 7,66 9,96
sable 11 32 6,27 2,41 8,68 11,28
sable 12 35 7,25 3,03 10,28 13,36
sable 13 38 8,23 2,31 10,54 13,70
sable 14 42 9,54 2,95 12,49 16,24
sable 15 46 10,85 2,87 13,72 17,84
Tableau N°54 : Résultats de calcul de charge maximale Qmax pour pieu sans renforcement
au jet grouting
IV. Portance limite en compression du pieu d’essai avec
renforcement au jet grouting
Profondeur
de la
fondation D
(m)
Qs(MN) Qp(MN)
Qcu= Qs+
Qp
(MN)
Qmax = 1,30 x Qcu (MN)
sable 1 1 0,00 0,43 0,43 0,56
sable 2 4 0,08 0,83 0,91 1,18
sable 3 8 0,30 0,79 1,09 1,42
sable 4 10 0,41 1,21 1,62 2,10
140
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Profondeur
de la
fondation D
(m)
Qs(MN) Qp(MN)
Qcu= Qs+
Qp
(MN)
Qmax = 1,30 x Qcu (MN)
sable 5 13 0,78 2,18 2,96 3,85
sable 6 16 1,35 3,44 4,79 6,22
sable 7 19 2,01 5,02 7,03 9,14
sable 8 22 2,99 6,45 9,44 12,27
sable 9 25 3,97 5,54 9,51 12,36
sable 10 29 5,28 5,50 10,78 14,02
sable 11 32 6,27 5,59 11,86 15,41
sable 12 35 7,25 7,02 14,27 18,56
sable 13 38 8,23 5,35 13,58 17,66
sable 14 42 9,54 6,84 16,38 21,30
sable 15 46 10,85 6,66 17,51 22,76
Tableau N°55 : Résultats de calcul de charge maximale Qmax pour pieu avec renforcement
au jet grouting
V. Portance limite en compression du pieu de réaction
Profondeur de la
fondation D(m) Qs(MN) Qp(MN) Qcu= Qs+ Qp
(MN)
sable 1 1 0,00 0,29 0,29
sable 2 4 0,11 0,57 0,68
sable 3 8 0,41 0,54 0,96
sable 4 10 0,57 0,83 1,39
sable 5 13 1,07 1,64 2,72
sable 6 16 1,87 2,59 4,45
sable 7 19 2,77 3,78 6,55
sable 8 22 4,13 5,29 9,42
sable 9 25 5,49 4,55 10,03
sable 10 29 7,29 4,52 11,81
sable 11 32 8,65 4,59 13,24
sable 12 35 10,01 5,77 15,78
sable 13 38 11,37 4,40 15,76
sable 14 42 13,18 5,62 18,79
sable 15 46 14,99 5,47 20,45
Tableau N°56 : Résultats de calcul de la portance limite des pieux de réaction
141
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Annexes 9 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX D’ESSAI
PAR LA METHODE PRESSIOMETRIQUE DE
MENARD : CHOIX DE LA PROFONDEUR DES
FONDATIONS PROFONDE
Pour nous aider dans notre choix de la profondeur de la fondation profonde, nous calculerons
l’encastrement effective des pieux afin déterminer si la fondation est profonde ou non.
I. Expression générale de la hauteur d’encastrement effective
De
La hauteur d’encastrement est donnée par l’expression générale suivante :
-ple* représente la pression limite nette équivalente du sol sous la base de la fondation.
-pl*(z) est obtenu en joignant par des segments de droite sur une échelle linéaire les
différents pl* mesurés.
-hD désigne une hauteur égale à 10B
En pratique la pression limite équivalente se détermine en considérant la somme des
multiplications des pressions limites moyennes à l’épaisseur de la couche de sol ei
correspondante dans l’intervalle de [D-10B ; D|.
𝑝𝑙𝑒∗ = 𝛴 (𝑝𝑙 𝑥 𝑒𝑖)
𝑝𝑙𝑒∗
142
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
ple* est la « pression limite nette équivalente » sous la base de la fondation;
pl estla pression limite nette moyenne dans chaque couche i ;
eiest l’épaisseur de la couche i .
II. Encastrement effectif du pieu sans renforcement au jet
grouting
Le tableau ci-dessous présente les résultats des calculs effectués dans le cadre du présent
projet.
H(m) D (m) D-10B Pl*(Mpa) Def (M) Def/B
sable 1 1 1 -7,7 0,1
sable 2 3 4 -4,7 0,26
sable 3 4 8 -0,7 0,5
sable 4 2 10 1,3 0,48 5,0 5,8
sable 5 3 13 4,3 0,73 3,8 4,4
sable 6 3 16 7,3 1,32 4,1 4,7
sable 7 3 19 10,3 2,08 4,0 4,6
sable 8 3 22 13,3 3,04 4,9 5,6
sable 9 3 25 16,3 3,9 7,9 9,1
sable 10 4 29 20,3 3,35 9,1 10,4
sable 11 3 32 23,3 3,33 8,9 10,2
sable 12 3 35 26,3 3,38 6,9 7,9
sable 13 3 38 29,3 4,25 9,8 11,3
sable 14 4 42 33,3 3,24 7,6 8,7
sable 15 4 46 37,3 4,14 8,1 9,3
sable 16 4 50 41,3 4,03
Tableau N°57 : Résultats de calcul de l’encastrement effectif du pieu sans renforcement au
jet grouting
La fondation est profonde si l’encastrement effectif De/B est supérieur à 5 (De/B > 5).
Les résultats du tableau N° nous indique que la fondation est profonde à partir de 22 mètres
de profondeur.
143
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Dans le cadre de ce projet nous optons pour 25 mètres de profondeur avec un encastrement
effectif De/B = 9.1> 5
L’effort total retenu est de : Qmax = 8,27 MN soit 827 tonnes
III. Encastrement effectif De/B pour pieux renforcé au jet
grouting
Le pieu d’essai avec renforcement au jet grouting partagera les mêmes résultats de calcul de
l’encastrement effectif que le pieu d’essai sans renforcement en pointe. Les raisons de ce fait
s’expliquent par la similarité des dimensions des deux pieux et le fait que le sol est supposé
homogène au droit des pieux.
Dans le cadre de ce projet nous conserverons les 25 mètres de profondeur avec un
encastrement effectif De/B = 9.1> 5tout comme pour le pieux sans renforcement en pointe.
L’effort total retenu est de :
Qmax = 12.27 MN soit 1227 tonnes
IV. Encastrement effectif De/B des pieux de réaction
H(m) D (m) D-10B Pl*(Mpa) Def Def/B
sable 1 1 1 -11 0,1
sable 2 3 4 -8 0,26
sable 3 4 8 -4 0,5
sable 4 2 10 -2 0,48
sable 5 3 13 1 0,73 7,6 8,7
sable 6 3 16 4 1,32 4,8 5,5
sable 7 3 19 7 2,08 4,6 5,2
sable 8 3 22 10 3,04 5,8 6,6
sable 9 3 25 13 3,9 9,9 11,4
sable 10 4 29 17 3,35 11,5 13,2
sable 11 3 32 20 3,33 12,2 14,0
sable 12 3 35 23 3,38 9,7 11,2
sable 13 3 38 26 4,25 13,3 15,2
sable 14 4 42 30 3,24 10,3 11,8
144
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H(m) D (m) D-10B Pl*(Mpa) Def Def/B
sable 15 4 46 34 4,14 11,3 13,0
sable 16 4 50 38 4,03
Tableau N°58 : Résultats de calcul de l’encastrement effectif du pieu sans renforcement au jet
grouting
Les résultats du tableau N° nous indique que la fondation est dite profonde à partir de 13
mètres de profondeur.
Les pieux de réaction supporteront un effort normale maximal de 12.27/2 = 6.135 MN
Dans le cadre de ce projet nous optons pour 22 mètres de profondeur avec un encastrement
effectif De/B = 6.6 > 5avec une portance limite de : 9.42 MN soit 942 tonnes
V. Pieux d’essai avec pointe neutralisée
Dans l’intérêt du projet nous maintiendront la même profondeur pour tous les pieux d’essai
afin d’obtenir les mêmes résistances du au frottement.
Alors on retiendra 25 m de profondeur pour la fondation profonde. L’effort maximal retenu
sera :
Qmax= 5.16MN soit 516 tonnes
145
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Annexes 10 : JUSTIFICATIONS DES FONDATIONS
I. Données du projet
Pieu d’essai avec
pointe neutralisé
Pieu d’essai avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai
sans
renforcement
en pointe
Pieux de
réaction Unités
B
0,87 0,87 0,87 1,20 m
Longueur du
pieu
25 25 25 22 m
Fcj
35 35 35 25 Mpa
fc28
35 35 35 25 Mpa
Tableau N°59 : informations sur les pieux
II. Etat limite des matériaux constitutifs de la fondation
1. Resistance conventionnelle du béton
Les calculs justificatifs des fondations sont conduits à partir d’une résistance conventionnelle
du béton, notée fc, obtenue par application de la formule suivante :
𝑓𝑐 =inf{𝑓𝑐𝑗, 𝑓𝑐28, 𝑓𝑐𝑙𝑖𝑚}
𝑘1. 𝑘2
Avec fcj et fc28, les résistances caractéristiques à j jours et à 28 jours suivant les dispositions
des règles du BAEL.
La résistance conventionnelle du béton fc est à considérer en lieu et place de fc28 pour les
calculs.
Les valeurs de fclim et k1 sont données par le tableau suivant :
146
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Tableau N°60 : Valeurs de fclim et de k1
Les pieux sont foré à la boue de forage, alors on retiendra les valeurs suivantes pour tous les
pieux :
fclim = 25 Mpa
k1 = 1.2
Le coefficient k2 prend les valeurs suivantes :
- Elément du groupe A : 1.00
- Elément du groupe B :
Dont le rapport de la petite dimension nominale d à la longueur est inférieur à 1/20 ;
Dont la plus petite dimension nominale d est inférieur à 0.60 m : 1.30-(d/2)
Réunissant les deux conditions précédentes : 1.35- (d/2)
Autres cas : 1.00
d étant exprimé en (m) mètre
Rapport de la petite dimension nominale d à la longueur : B/H
Charges de
fluage
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
B/H 0.035 0.035 0.0348 0.054
k2 1.05 1.05 1.05 1.00
Tableau N°61 : valeurs de k2
147
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En utilisant le principe de calcul exposé ci-dessus, les différentes valeurs de fc obtenues sont
les suivantes :
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement
en point au jet
Pieu d’essai
sans
renforcement
en pointe
Pieu de
réaction
Unité
fc 19.84 19.84 19.84 20.83 Mpa
Tableau N°62 : résultats de calcul de la résistance conventionnelle du béton
2. Déformation longitudinale du béton
Pour des contraintes normales d’une durée d’application inférieure à 24 h, on admet un
module de déformation instantané :
Le module de déformation différé du béton est déterminé pour des contraintes normales d’une
durée supérieure à 24 h :
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement
en point au
jet
Pieu d’essai
sans
renforcement
en pointe
Pieu de
réaction
Unité
Eij 29779.393 29779.393 29779.393 30267,666 Mpa
Evj 10016.705 10016.705 10016.705 10180,942 Mpa
Tableau N°63 : résultats de calcul des déformations longitudinales du béton
3. Contrainte de calcul de l’acier
A l’ELU
𝑓𝑠𝑢 = 𝑓𝑒/𝛾𝑠 = 500/ 1.15
𝑓𝑠𝑢 = 434.7826 𝑀𝑝𝑎
𝐸𝑖𝑗 = 11 000. 𝑓𝑐1/3
𝐸𝑖𝑣 = 3 700. 𝑓𝑐1/3
148
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
A l’ELS
La fissuration est supposée peu préjudiciable. Alors
fsser = fe =500 Mpa
4. Combinaison d’actions à l’ELU et l’ELS
Les efforts à l’ELU et à l’ELS ne seront pas pondérés car l’application de la charge à l’aide
des vérins est contrôlée.
Alors on retiendra :
QELU = QELS = Qmax
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
QELU(MN) 5.16 12.27 8.27 6.13
QELS(MN) 5.16 12.27 8.27 6.13
Tableau N°64 : combinaison d’actions
III. Etat limite de mobilisation local du sol
Les justifications requises consistent à vérifier que la charge axiale de calcul en tête du pieu
reste comprise entre deux limites notées Qmin et Qmax
1. Charges de fluage des pieux
Les charges de fluage en compression Qc et en traction Qtc d’un élément de fondation
profonde sont évaluées à partir de Qp et Qs par les relations suivantes :
- Pour les éléments de fondation mis en œuvre sans refoulement du sol :
Qc = 0.5. Qp + 0.7. Qs (1)
Qtc = 0.7. Qs
- Pour les éléments de fondation mis en œuvre avec refoulement du sol :
Qc = 0.7 Qp + 0.7. Qs = 0.7. Qc (2)
149
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Qtc = 0.7. Qs
Dans le cadre du présent projet, les pieux sont forés à la boue. Il s’agit donc des pieux mis en
œuvre sans refoulement du sol.
Alors pour chaque pieu les charges de fluage s’évaluent suivant la formule (1).
Les charges de fluage pour chaque pieu sont consignées dans le tableau suivant :
Charges de
fluage
Pieu d’essai
avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai sans
renforcement en
pointe
Pieu de réaction
Qc(MN) 2,779 5,549 3,974 5,536
Qtc(MN) 2,779 2,779 2,779 2,891
Tableau N°65 : résultats des charges de fluage
2. Etat limites ultimes
Les combinaisons d’actions sont consignées dans le tableau suivant :
Tableau N°66 : combinaison d’actions à l’ELU
Combinaison fondamentale
Charges de fluage Pieu d’essai avec
pointe neutralisé
Pieu d’essai avec
renforcement en point
au jet
Pieu d’essai
sans
renforcement
en pointe
Pieu de
réaction
Charge axiale de
calcul en tête de
pieu (MN)
5.16 12.27 8.27 6.13
Qmin(MN) -2,835714286 -2,83571429 -2,83571 -2,95
Qmax(MN) 2,835164835 6,791208791 4,543956 6,728571
Condition Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée
Tableau N°67 : vérification de l’état limite de mobilisation locale du sol en combinaison
fondamentale
150
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Combinaison accidentelle
Charges de fluage Pieu d’essai avec pointe
neutralisé
Pieu d’essai
avec
renforcement
en point au jet
Pieu d’essai
sans
renforcement
en pointe
Pieu de
réaction
Charge axiale de
calcul en tête de
pieu (MN)
5.16 12.27 8.27 6.13
Qmin(MN) -3,053846154 -3,05384615 -3,05385 -3,17692
Qmax(MN) 3,307692308 7,923076923 5,301282 7,85
Condition Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée
Tableau N°68 : vérification de l’état limite de mobilisation locale du sol en combinaison
accidentelle
3. Etat limites de service
Les combinaisons d’actions sont consignées dans le tableau suivant :
Tableau N°69 : combinaison d’actions à l’ELS
Combinaison rares
Charges de fluage Pieu d’essai avec
pointe neutralisé
Pieu d’essai avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai
sans
renforcement
en pointe
Pieu de
réaction
Charge axiale de
calcul en tête de
pieu
5.16 12.27 8.27 6.13
Qmin(MN) -1,985 -1,985 -1,985 -2,065
Qmax(MN) 2,526363636 5,044545455 3,612727273 5,032727273
Condition Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée
Tableau N°70 : vérification de l’état limite de mobilisation locale du sol en combinaison
rares
151
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Combinaison quasi permanent
Charges de fluage Pieu d’essai avec
pointe neutralisé
Pieu d’essai avec
renforcement en
point au jet
Pieu d’essai
sans
renforcement
en pointe
Pieu de
réaction
Charge axiale de
calcul en tête de pieu
(MN)
5.16 12.27 8.27 6.13
Qmin(MN) 0 0 0 0
Qmax(MN) 1,985 3,963571429 2,838571 3,954286
Condition Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée Non vérifiée
Tableau N°71 : vérification de l’état limite de mobilisation locale du sol en combinaison
quasi permanent
4. Interprétation des résultats
Les limitations des efforts vis-à-vis de la mobilisation locale du sol ne sont pas respecté du
fait qu’il s’agit ici d’un essai à la rupture. Et donc l’objet de cet essai est de charger le pieu
jusqu’à la plasticité du sol support
152
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Annexe 11 : DIMENSIONNEMENT DES PIEUX
Le pieu sera dimensionné comme un poteau de section circulaire suivant les prescriptions du
BAEL 91 modifié 99, de la norme NF EN 1536 et du fascicule 62 V.
I. Dimensionnement du pieu 870 mm avec pointe neutralisée
2. Données
Nu 5,16 MN
Lo 25 m
Lfx 0 m
Lfy 17,5 m
Diamètre B 0,87 m
fc 19,84127 Mpa
fe 500 Mpa
ϕg 20 mm
Tableau N°72 : données sur le pieu PE3
3. Détermination du moment quadratique
Imin 0,2175 m4
4. Détermination de l’élancement
ʎ =𝐿𝑓
𝐵 ; 𝑖 = √(𝐿𝑓/𝐵 )
𝑖 = 0.5 etʎ = 35
5. Détermination de αcorrigé
ʎ ≤ 70
𝑰𝒎𝒊𝒏 = 𝐦𝐢𝐧 [𝑰𝒙; 𝑰𝒚]
153
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
ʎ ≤ 50
Alors
𝛼 = 0.708
Nous considérons que la moitié des charges est appliquée avant 90 jours ;
alors la valeur de α est divisée par 1.10.
Alors ;
αcorrigé = α/1.10 = 0.644
6. Calcul de Br
𝐵𝑟 =𝜋(𝐷 − 0.02)2
4
7. Calcul de la section comprimée Asc
Asc 0,0001405 m2
8. Section minimale d’armature à respecter
Calculons la section du pieu
𝐴𝑐 =𝜋𝐵2
4= 0.594 𝑚²
D’après la norme NF EN 1536, les sections minimales d’acier à respecter sont présentées
comme suit :
𝐴𝑠𝑐 = [𝑁𝑢
𝛼− 𝐵𝑟.
𝑓𝑐
0,9𝛾𝑏] .
𝛾𝑠
𝑓𝑒
154
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Section nominale d’un pieu :
Ac
Section des armatures longitudinales :
As
Ac ≤ 0.5 m2 As ≥ 0.5% Ac
0.5m2 < Ac≤ 1.0 m2 As ≥ 0.0025 m2
Ac>1.0 m2 As ≥ 0.25 % Ac
Tableau N°73 : sections minimales d’aciers longitudinaux
On a 0.5 m²≤ Ac ≤ 1 m² alors ;
Asmin = 0.0025 m² soit 25 cm²
Asmin≥ Asc ; nous retiendrons donc :
Asc = 25 cm²
Choix des armatures longitudinales
Nous retenons 6 HA 25 totalisant 29.45 cm²
L’enrobage est de 10 cm
Espacement des armatures longitudinales
Si les granulats de taille d≤ 20 mm sont utilisés alors : emini ≥ 8 cm
St = (2πr – nx 3.2)/(n-1) =( 2π x 33.5 – 6 x2.5)/5
St = 38.25 cm
Nous retiendrons St = 38 cm
9. Armatures transversales
Etriers, cerces ou spires ≥ 6 mm et
≥ ¼ du diamètre maximal des barres
longitudinales
Fils ou treillis soudés transversaux ≥ 5 mm
Tableau N°74 : sections minimales d’aciers transversaux
155
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Alors ϕt ≥ {6 𝑚𝑚
1
4 𝑥 32 = 8 𝑚𝑚
Nous retiendrons des HA 12 comme aciers transversaux comme recommandé par le fascicule
62 V § C.5.4.24
II. Dimensionnement du pieu 870 mm sans renforcement en
pointe
1. Données
Nu 8.27 MN
Lo 25 m
Lfx 0 m
Lfy 17,5 m
Diamètre B 0,87 m
fc 19,84127 Mpa
fe 500 Mpa
ϕg 20 mm
Tableau N°75 : données sur le pieu PE2
2. Détermination du moment quadratique
Imin 0,2175 m4
3. Détermination de l’élancement
ʎ =𝐿𝑓
𝐵 ; 𝑖 = √(𝐿𝑓/𝐵 )
𝑖 = 0.5 et ʎ = 35
4. Détermination de αcorrigé
ʎ ≤ 70
ʎ ≤ 50
𝑰𝒎𝒊𝒏 = 𝐦𝐢𝐧 [𝑰𝒙; 𝑰𝒚]
156
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Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Alors
𝛼 = 0.708
Nous considérons que la moitié des charges est appliquée avant 90 jours ; alors la valeur de α
est divisée par 1.10.
Alors ;
αcorrigé = α/1.10 = 0.644
5. Calcul de Br
𝐵𝑟 =𝜋(𝐷 − 0.02)2
4= 0.54 𝑚²
6. Calcul de la section comprimée Asc
Asc 0.0112487 m2
7. Section minimale d’armature à respecter
Calculons la section du pieu
𝐴𝑐 =𝜋𝐵2
4= 0.594 𝑚²
On a 0.5 m²≤ Ac ≤ 1 m² alors ;
Asmin = 0.0025 m² soit 25 cm²
Asmin ≤ Asc ; nous retiendrons donc :
Asc = 112.49 cm²
Choix des armatures longitudinales
𝐴𝑠𝑐 = [𝑁𝑢
𝛼− 𝐵𝑟.
𝑓𝑐
0,9𝛾𝑏] .
𝛾𝑠
𝑓𝑒
157
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Nous retenons 9 HA 40 totalisant 113.10 cm²
L’enrobage est de 10 cm
Espacement des armatures longitudinales
Si les granulats de taille d≤ 20 mm sont utilisés alors : emini ≥ 8 cm
St = (2πr – nx ϕ)/(n-1) =( 2π x 33.5 – 9 x4)/8
St = 21.81 cm
Nous retiendrons St = 22 cm
8. Armatures transversales
Alors ϕt ≥ {6 𝑚𝑚
1
4 𝑥 40 = 10 𝑚𝑚
Nous retiendrons des HA 16 comme aciers transversaux.
III. Dimensionnement du pieu 870 mm avec renforcement en
pointe au jet grouting
1. Données
Nu 12.27 MN
Lo 25 m
Lfx 0 m
Lfy 17,5 m
Diamètre B 0,87 m
fc 19,84127 Mpa
fe 500 Mpa
ϕg 20 mm
Tableau N°76 : données sur le pieu PE1
2. Détermination du moment quadratique
𝑰𝒎𝒊𝒏 = 𝐦𝐢𝐧 [𝑰𝒙; 𝑰𝒚]
158
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Imin 0,2175 m4
3. Détermination de l’élancement
ʎ =𝐿𝑓
𝐵 ; 𝑖 = √(𝐿𝑓/𝐵 )
𝑖 = 0.5 et ʎ = 35
4. Détermination de αcorrigé
ʎ ≤ 70
ʎ ≤ 50
Alors
𝛼 = 0.708
Nous considérons que la moitié des charges est appliquée avant 90 jours ; alors la valeur de α
est divisée par 1.10.
Alors ;
αcorrigé = α/1.10 = 0.644
5. Calcul de Br
𝐵𝑟 =𝜋(𝐷 − 0.02)2
4= 0.54 𝑚²
6. Calcul de la section comprimée Asc
𝐴𝑠𝑐 = [𝑁𝑢
𝛼− 𝐵𝑟.
𝑓𝑐
0,9𝛾𝑏] .
𝛾𝑠
𝑓𝑒= 𝟎. 𝟎𝟐𝟓𝟓𝟑𝟓𝟕 𝒎𝟐
159
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
7. Section minimale d’armature à respecter
Calculons la section du pieu
𝐴𝑐 =𝜋𝐵2
4= 0.594 𝑚²
On a 0.5 m²≤ Ac ≤ 1 m² alors ;
Asmin = 0.0025 m² soit 25 cm²
Asmin ≤ Asc ; nous retiendrons donc :
Asc = 255.357 cm²
Choix des armatures longitudinales
Nous retenons 21 HA 40 totalisant 262.50 cm²
L’enrobage est de 10 cm
Nous prévoyons 2 lits d’armatures
Distance minimale nu à nu entre lits d’armatures :
e mini = Max (2Ø ; 1.5Øg)
Ø : section d’armatures longitudinales
Øg : diamètre des plus gros granulats
AN:e mini = Max {2 𝑥 40 = 80 𝑚𝑚
1.5 𝑥 20 = 30 𝑚𝑚
e mini = 80 mm = 8 cm
Nous retiendrons :e mini = 15 cm
Espacement des armatures longitudinale
Si les granulats de taille d≤ 20 mm sont utilisés alors : emini ≥ 8 cm
Espacement pour le lit supérieur
St = (2πr – n x ϕ) /(n-1)
160
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
= (2π x 33.5 – 12 x 4)/11
St = 14.77 cm
Nous retiendrons St = 15 cm
Espacement pour le lit inférieur
St = (2πr – n x ϕ) /(n-1)
= (2π x 18.5 – 9 x 4)/8
St = 10.03 cm
Nous retiendrons St = 10 cm
8. Armatures transversales
Alors ϕt ≥ {6 𝑚𝑚
1
4 𝑥 40 = 10 𝑚𝑚
Nous retiendrons des HA 16 comme aciers transversaux.
IV. Dimensionnement du pieu de réaction ϕ1200 mm
1. Données
Nu 6.135 MN
Lo 22 m
Lfx 0 m
Lfy 15,5 m Diamètre
B 1.2 m
fc 20.83 Mpa
fe 500 Mpa
ϕg 20 mm
Tableau N°77 : données sur le pieu PR
2. Détermination du moment quadratique
𝑰𝒎𝒊𝒏 = 𝐦𝐢𝐧 [𝑰𝒙; 𝑰𝒚]
161
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
Imin 0,3 m4
3. Détermination de l’élancement
ʎ =𝐿𝑓
𝐵 ; 𝑖 = √(𝐿𝑓/𝐵 )
𝑖 = 0.5 et ʎ = 30.8
4. Détermination de αcorrigé
ʎ ≤ 70
ʎ ≤ 50
Alors
𝛼 = 0.736
Nous considérons que la moitié des charges est appliquée avant 90 jours ;
alors la valeur de α est divisée par 1.10.
Alors ;
αcorrigé = α/1.10 = 0.669
5. Calcul de Br
𝐵𝑟 =𝜋(𝐷 − 0.02)2
4= 1.057 𝑚²
6. Calcul de la section comprimée Asc
Le résultat négatif nous indique l’effort appliqué au pieu peut être supporté par le béton
uniquement. Néanmoins nous respecterons la section minimale d’armature à respecter.
𝐴𝑠𝑐 = [𝑁𝑢
𝛼− 𝐵𝑟.
𝑓𝑐
0,9𝛾𝑏] .
𝛾𝑠
𝑓𝑒= −𝟏𝟔𝟒. 𝟐𝟐𝟏𝟓𝒎𝟐
162
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Travaux de réhabilitation du pont Félix Houphouët Boigny en côte d’ivoire :
Analyse critique de la méthode d’exécution des pieux d’essai de l’entreprise.
7. Section minimale d’armature à respecter
Calculons la section du pieu
𝐴𝑐 =𝜋𝐵2
4= 1.131 𝑚²
On a Ac>1.0 m2 alors ;
As ≥ 0.25 % Ac= 28.27 cm²
Asmin ≥ Asc ; nous retiendrons donc :
Asc = 28.27 cm²
Choix des armatures longitudinales
Nous retenons 6 HA 25 totalisant 29.45 cm²
L’enrobage est de 10 cm
Espacement des armatures longitudinales
Si les granulats de taille d≤ 20 mm sont utilisés alors : emini ≥ 8 cm
St = (2πr – n x ϕ) /(n-1)
= (2π x 33.5 – 6 x 2.5) /5
St = 39.097 cm
Nous retiendrons St = 39 cm
8. Armatures transversales
Alors ϕt ≥ {6 𝑚𝑚
1
4 𝑥 25 = 6.25 𝑚𝑚
Nous retiendrons des HA 12 comme aciers transversaux comme recommandé par le fascicule
62 V § C.5.4.24
30
00
3000
3
0
0
0
3
0
0
0
3
0
0
0
3
0
0
0
PR 3
PE 1PR
2
PE 2
PE 1
PE 3
6
0
°
60°
Ø 870
Ø1200
Ø1200
Ø1200
Ø 870Ø 870
8% 8%
sodeci
LAG
UN
E EB
RIE
INSTITUT INTERNATIONAL D'INGENIERIE DE L'EAU ET DEL'ENVIRONNEMENT
PROJET: Réhabilitation du pont Félix Houphouet Boigny
PLAN D'IMPLANTATION DESPIEUX D'ESSAI
30/08 /2018
OUATTARA Sidebetien Daniel
Echelle:
Plan N°: 1
Zone de préfabrication
COUPE A-A
0.87
0.67
0.39
Ø0.15
1 / 2
3
4
5
6
7
8
0.11
0.7
71
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
03
.6
01
.8
01
.6
4
12
.0
0
1.0
0
12
.0
0
1.0
0
3.8
0
0.10
A A
COUPE A-A
2
1
25
.8
0
3 CAGE PE2
NOMENCLATURE DES ACIERS
0.87
0.67
1 / 2
3
4
5
0.87
INSTITUT INTERNATIONAL D'INGENIERIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT
PROJET: Réhabilitation du pont Félix Houphouet Boigny
PLAN DE FERRAILLAGE DU PIEU D'ESSAI PE 3
30/08 /2018
OUATTARA Sidebetien Daniel
Echelle:
Plan N°:
2
COUPE A-A
0.87
0.67
1 / 2
3
4
5
0.87
0.67
0.11
0.87
0.7
71
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
01
.8
03
.6
01
.8
01
.6
4
12
.0
0
1.0
0
12
.0
0
1.0
0
3.8
0
0.10
2.5
0
A A
COUPE A-A
2
1
25
.8
0
3 CAGE PE31 / 2
4
5
NOMENCLATURE DES ACIERS
3
INSTITUT INTERNATIONAL D'INGENIERIE DE L'EAU ET DEL'ENVIRONNEMENT
PROJET: Réhabilitation du pont Félix Houphouet Boigny
PLAN DE FERRAILLAGE DU PIEU
D'ESSAI PE 3
30/08 /2018
OUATTARA Sidebetien Daniel
Echelle:
Plan N°:
3
0.87
0.67
COUPE A-A
1 / 2
4
5
3
COUPE A-A
1.20
1.00
1 / 2
3
4
5