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ARVOR GéotechniqueIngénierie des sols et des fondations
Sondages et essais in situ
Hydrogéologie - Laboratoire
Etudes géotechniques - Expertiseswww.arvor-geo.fr
COMMUNE DE BESNE
______________________________
BESNE (44)
Place de l’église
Création d’une maison médicale
______________________________
Etude géotechnique de conception Phase Avant-projet ______________________________
Dossier n° 14-027 Type de mission selon N.F. P 94-500 G2-AVP
Indice Date Établi par Visa Modification Nb de pages
A 08.10.2014 Franck AVRIL
- 31
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SOMMAIRE
PRESENTATION GENERALE 3
1. Définition de l’opération 3
2. Documents communiqués 3
3. Données générales 3
PRESENTATION ET SYNTHESE DES RECONNAISSANCES 6
4. Présentation des investigations in situ 6
5. Résumé géologique et géotechnique 7
CARACTERISTIQUES DU PROJET 14
6. Le projet 14
PRINCIPES GENERAUX DE CONSTRUCTION DES OUVRAGES GEOTECHNIQUES 15
7. Les principales sujétions d’ordre géotechnique pour l’aménagement du site 15
8. Conception du niveau bas de l’ouvrage 15
9. Principes généraux de fondation 15
10. Examen de la solution de fondations superficielle à semi-profondes. 16
11. Conditions et précautions de réalisation des fondations 22
12. Prévention du risque sismique – Classe de sol. 23
13. Remarque finale 24
ANNEXE 1 RESULTATS DES SONDAGES ET ESSAIS IN SITU 25
ANNEXE 2 CLASSIFICATION DES MISSIONS TYPES D’INGENIERIE GÉOTECHNIQUES SELON LA NORME
NF 94-500 - CONDITIONS GÉNÉRALES DES MISSIONS GÉOTECHNIQUES 29
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Présentation générale
1. Définition de l’opération
Devis n° : 14-027 du 16.05.2014
Mission : Etude géotechnique de conception (G2) – Phase Avant-projet (A.V.P) selon la NF.P 94-500 de
novembre 2013.
Commande : du 11.09.2014 par la commune de BESNE
Lieu : BESNE – Place de l’église
Désignation : Création d’une maison médicale
Maître d’ouvrage : Commune de BESNE
Architecte : Atelier d’Architecture du Pouliguen
2. Documents communiqués
- Plan de situation
- Plan masse avec quelques éléments topographiques + quelques élévations
3. Données générales
3.1. Situation et données géologiques
Contexte : Granite d'anatexie Anatexie : Processus par lequel des roches du métamorphisme régional, soumises à des températures de plus en plus fortes, subissent une fusion partielle donnant des migmatites puis une fusion totale donnant un magma
Projet
Projet
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3.2. Aléas et risques divers
Carte des Aléas au phénomène de
retrait et de gonflement des sols Risque : Réputé nul dans le secteur (www.argile.fr)
Mouvements de terrain différentiels
consécutifs à la sécheresse et à la
réhydratation des sols
Arrêtés de catastrophe naturelle : Arrêté du
30/03/2006 (www.prim.net)
Sismicité Zone : 3 - modéré (www.prim.net)
3.3. Occupation du site
En septembre 2014 l’aire du projet d’extension correspond à un terrain en herbe avec des arbres.
Le bâtiment de l’ancien presbytère présente un sous-sol dont les plans n’ont pu être fournis à ARVOR Géotechnique.
Sa visite a permis :
- de vérifier le caractère partiel du sous-sol du côté du l’aire de la future extension,
- de relever ponctuellement, de manière non-exhaustive, une hauteur sous plancher variable, de l’ordre de
1,50 m à 1,85 m,
- d’observer quelques affleurements rocheux.
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Bâtiment actuel + projet d’extension Hauteur sous plancher 1,5 m + affleurements rocheux
Affleurements rocheux Hauteur sous plancher 1,85 m
au niveau de la grille de ventilation
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*
Présentation et synthèse des reconnaissances
4. Présentation des investigations in situ
Les altitudes des têtes de sondages ont été nivelées en prenant comme référence le seuil de la porte d’entrée réputé
à la cote + 7,28 ngf.
Pour la suite du rapport, les cotes altimétriques indiquées dans le texte, arrondies au décimètre, correspondront au
référentiel NGF.
Remarque : Il conviendra de s’assurer que les cotes topographiques indiquées sur le plan masse correspondent effectivement à des cotes liées au
référentiel NGF, et non à un autre référentiel. Dans le cas contraire, un rattachement en cotes NGF devra être effectué à partir du référentiel pris
par ARVOR Géotechnique.
P
DPH3
DPH4
DPH1
DPH2
EXC8
EXC7
EXC6
Réf. de nivellement :
seuil + 7,28
0 m 5 m 10 m
R5
Symbole
Essai au pénétromètre dynamique lourd ( Dynamic Probe Heavy) - N.F EN ISO 22476 - 02 juillet 2005
Excavation à la mini-pelle
Type de sondage Désignation
DPH1 à DPH4
R5
EXC6 à EXC8
Reconnaissance de fondation
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5. Résumé géologique et géotechnique
5.1. Stratigraphie
On résumera de haut en bas la structure géologique en deux principales familles de terrain :
- les sols de couverture (Cv),
- les granites (Gr)
5.1.1. Les sols de couverture (Cv)
L’historique du site n’est pas connu d’ARVOR Géotechnique, mais on peut cependant convenir que le site a été
remanié à remblayé a minima lors de:
la construction du bâtiment actuel, avec entre autre la réalisation sous une partie de l’ouvrage d’un sous-sol,
puis le comblement des fouilles périphériques extérieures,
l’aménagement du jardin avec l’allée associée.
Pour la suite du rapport, le premier niveau de terrain rencontré depuis la tête des sondages sera désigné sous le
terme sols de couverture (Cv) regroupant les remblais, les sols de couverture du terrain originel voire les produits
d’altération ultime du substratum sous-jacent.
Les sols de couverture se présentent principalement sous la forme d’un limon silteux, beige à grisâtre contenant çà et
là des racines, cailloux et blocs de granite, débris de porcelaine, de verre, d’ardoise …, traceurs de sols en partie
remaniés à remblayés.
Nota : On indiquera que la couleur d’un sol est influencée par son état hydrique et doit être conventionnellement décrite dans un état « humide ».
Les sondages ont été réalisés en période sèche, avec une dessiccation prononcée des sols en surface. La couleur est susceptible de changer.
R5 de 0,0 à 0,75 m (ep. variable dans la fouille) EXC6 de 0,0 à 0,8 m (ep. variable dans la fouille)
EXC7 de 0,0 à 1,1 m (ep. variable dans la fouille) EXC8 de 0,0 à 0,7 m (ep. variable dans la fouille)
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L’épaisseur totale des sols de couverture est appréciée entre 0,7 m (R5) et 1,1 m (EXC7) pour l’ensemble des
sondages à la mini-pelle. Au sein d’une même excavation on peut observer entre les parois des variations
d’épaisseur.
Dans le sous-sol, au niveau de la grille de ventilation, la hauteur sous plancher atteint l’ordre de 1,85 m, ce qui
permet d’estimer approximativement le niveau de la dalle du sous-sol vers la cote altimétrique + 5,4 /+ 5,3.
Le niveau d’assise de fondation du mur étant situé plus bas que celui de la dalle du sous-sol, il est probable que la
hauteur de remblais à l’arrière du mur, comptée depuis le niveau extérieur, atteint de l’ordre de 2,0 m / 2,1 m, voire
plus, ce qui correspondrait une cote altimétrique ≤ + 5,2 à +5,1.
En termes de largeur de remblayage à l’arrière de ce mur, il est possible qu’une partie des talus ait été taillée dans le
granite avec des pentes assez relevées sur la verticale, puisqu’au niveau du sondage EXC6, exécuté à une distance
de l’ordre de 0,5 m du mur du sous-sol, l’épaisseur des sols de couverture (remblais), qui est variable, est réduite
schématiquement à l’ordre de 0,7 à 0,8 m.
Le caractère remanié à remblayé du site pourra conduire à observer des variations de nature et d’épaisseur des sols
de couverture.
5.1.2. Les granites (Gr)
Le substratum granitique présente principaux aspects :
- en tête, il apparait altéré, puis plus ou moins fracturé, diaclasé (*) à feuilleté, conséquence possible de
phénomènes tectoniques. L’arénisation progresse alors souvent à partir d’un réseau des diaclases.
Ce réseau de discontinuités dans le granite est pénétré, de façon plus ou moins prononcée, par les limons
silteux beige grisâtre observés dans les sols de couverture, ce qui rend par endroit difficile, en terrassement
en petite masse, la distinction de la limite exacte entre les remblais à cailloux de granite et le substratum
granitique
(*) Diaclases : cassures de roches sans que les parties disjointes ne s'éloignent l'une de l'autre.
R5- - Granite à débit feuilleté et limon silteux infiltré EXC6- Granite à débit feuilleté et limon silteux infiltré
EXC8 - Granite à débit feuilleté et limon silteux infiltré
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- en profondeur, en particulier aux sondages EXC7 et EXC8, le granite apparait très compact et peu fracturé.
EXC 6 – Prof variable 0,8 à 1,1 m EXC7 – Prof :1,15 m
EXC8 – Prof :1,1 m Sous-sol sous le bâtiment actuel
Au sondage EXC7, la frange altérée est quasi-absente.
On indiquera qu’anciennement les lieux d’extraction des matériaux (perrières), tant pour l’édification des constructions
que pour la réalisation des voiries, pouvaient s’inscrire à proximité, voire au cœur des villages. On ne peut donc
exclure qu’il y ait eu une exploitation partielle dans l’aire du projet.
5.2. Caractéristiques mécaniques
A dessein d’interpréter les résultats des sondages mécaniques, des sous-classes de résistance seront définies
systématiquement sur les graphiques pénétrométriques, par faciès de sol, avec l’arbitrage général moyen suivant :
Résistance dynamique de pointe qd : 0 2,5 5 12 (MPa)
Sols de couverture (Cv)
Désignation Très mous /
très lâches
Mous /
lâches
Moyennement
compacts.
Compacts à très
compacts
Sous -classe Cv1 Cv2 Cv3 Cv4
Résistance dynamique de pointe qd : 0 2,5 5 12 20 (MPa)
Granites
(Gr)
Désignation Altération ultime Décomposé Très altéré Altéré Compact
Sous -classe Gr1 Gr2 Gr3 Gr4 Gr5
Tableau 1
Nota : Pour une couche donnée, les augmentations sporadiques des valeurs de qd sur des épaisseurs inférieures ou égales à 0,2 m ne seront
pas prises en compte sur les coupes des sondages interprétés.
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Commentaires :
En tête, les sols de couverture sont mécaniquement hétérogènes.
En profondeur, le substratum granitique présente des valeurs de résistance dynamique de pointe rapidement
croissantes avec la profondeur jusqu’au refus de pénétration (qd > 20 MPa) obtenus entre 0,9 m et 1,3 m de
profondeur.
Les résultats des sondages mécaniques sont résumés ci-après sur les graphiques synoptiques.
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5.3. Niveau d’eau
Lors de l’intervention les sondages sont restés secs.
Il conviendra de se renseigner auprès de la mairie sur d’éventuelles infiltrations d’eau dans la cave.
Le système hydrogéologique des granites est caractérisé par sa discontinuité, en liaison avec l’hétérogénéité et les
variations très rapides de la nature et de la puissance d’altération.
Sur les buttes et les plateaux, l’hydrogéologie est caractérisée par la présence de petites nappes, le plus souvent
indépendantes, localisées dans les poches altérées (arènes,...) et limitées par des éperons rocheux, avec ou sans
exutoire vers le bas.
Le caractère discontinu du système hydrogéologique se traduit par une répartition très capricieuse des arrivées
d’eau dans les tranchées en cas de terrassement.
Le régime hydrogéologique de ces circulations est alors susceptible de varier, en fonction de la topographie, de la
saison, du degré d’altération des granites et de la pluviosité.
5.4. Reconnaissances ponctuelle du niveau d’assise de fondation – Sondage R5
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Cote altimétrique du terrain : + 7,3
Type de fondation : Maçonnerie de pierre
Débord extérieur en tête de semelle : aucun
Profondeur d’assise de la fondation / terrain : 0,8 m (0,77m)
Cote altimétrique d’assise : + 6,5
Nature du sol d’assise : Arène granitique
Rappel : les cotes sont arrondies au décimètre
Commentaire1 :
Il s’agit d’un sondage de reconnaissance ponctuelle. Compte tenu de la topographie du site, des variations du
degré d’altération des granites et de la présence d’un sous-sol dans lequel sont observables des affleurements
rocheux, les cotes altimétriques d’assise des fondations de l’ouvrage sont, de manière prévisible, variables le long
de la façade.
Commentaire 2 :
La comparaison entre la coupe du sondage R5 et les résultats du sondage DPH1 exécuté à une distance de l’ordre
de 0,6 m de la façade, indique que le mur est fondé à cet emplacement dans les granites très altérés Gr3 au
sens de la classification proposée au tableau 1.
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Caractéristiques du projet
6. Le projet
Il est prévu l’extension du bâtiment actuel.
Vue en plan Façade Ouest
Façade Sud Façade Nord
Hypothèses générales à confirmer au stade A.P.D
Nombre de
niveaux
Conception du
niveau bas
Cotes altimétriques Sollicitations maximales ramenées par l’ouvrage
en compression simple centrée en combinaison
E.L.S (**) des têtes de
sondage au
pénétromètre
Rdc
Niveau fin
extérieur
(*)
Sur appui isolé Sur appui continu
R + 1
Plancher porté
par les
fondations
+ 7,2 à + 7,4 + 7,4 + 7,3 250 kN 100 kN/ml
(*) Cote topographique amont estimée = Cote Rdc – hauteur de seuil (H 0,1 m à confirmer strictement à l’A.P.D)
Il est probable que dans une configuration de terrain actuellement en pente le niveau fini extérieur du projet le sera également.
(**): les valeurs de descente de charge n’ont pas été communiquées. Elles sont estimées sous toutes réserves par ARVOR Géotechnique et
devront également être strictement confirmées au stade A.P.D à dessein de valider le système de fondations.
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Principes généraux de construction des ouvrages géotechniques
7. Les principales sujétions d’ordre géotechnique pour l’aménagement du site
Les principales sujétions d’ordre géotechnique pour la réalisation du projet sont liées :
au caractère remblayé à remanié dans l’aire totale du projet du site, sur des épaisseurs
variables.
Les travaux les plus conséquents vis-à-vis du remaniement /remblayage des sols correspondent a priori
à ceux qui ont été réalisés pour la réalisation du sous-sol qui n’a pas été généralisé sous l’ensemble
construction.
Dans le sous-sol, la hauteur sous plancher mesurée au niveau de la grille d’aération est estimée à
1,85 m, ce qui laisse augurer que les terrassements en déblais ont pu atteindre l’ordre de 2,0 /2,1 m,
voire plus pour la réalisation des fondations dans ce secteur, avec ensuite le remblayage arrière sur la
hauteur correspondante.
ARVOR Géotechnique ne dispose d’aucune information concernant le système de drainage éventuel du
sous-sol.
On ne peut par ailleurs totalement exclure qu’une partie du site ait été exploitée en perrière ce qui
pourrait alors conduire à observer des variations de nature et d’épaisseur des sols de couverture.
à la construction en mitoyenneté d’un bâtiment en maçonnerie de pierres dont le niveau d’assise
de fondation n’a été reconnu que ponctuellement à la cote + 6,5.
Ce niveau d’assise est variable le long de la façade compte tenu du niveau de sous-sol, où il est
probablement abaissé vers la cote + 5,2 / + 5,1, voire en deçà.
Les techniques qui seront mises en œuvre pour la réalisation des fondations de l’extension ne devront
en aucun cas avoir de conséquence sur la stabilité de l’existant tant en phase travaux qu’au stade
définitif.
à la sismicité de niveau 3 sur la commune.
8. Conception du niveau bas de l’ouvrage
Le projet sera orienté vers la technique du plancher porté par les fondations.
9. Principes généraux de fondation
Le degré d’hétérogénéité des sols étant un des facteurs déclenchant des tassements différentiels, déformations
des sols amplifiées en sus lors de charges et/ou de portées variables, il conviendra de mobiliser des sols les plus
« homogènes » possible sous les fondations, suffisamment compacts.
Les conditions géotechniques et environnementales du site conduisent à retenir un mode ponctuel de fondation
ce qui permettra d’adapter en permanence les profondeurs des appuis de manière à s’assurer de l’ancrage effectif
dans l’horizon porteur.
La technique de fondation ponctuelle conduira cependant à une concentration des charges sur appuis et donc
à solliciter davantage le sol d’assise des fondations que dans une configuration de fondations filantes.
Compte tenu de la présence d’un sous-sol, selon la distance par rapport à la construction les fondations seront
donc de type superficiel à semi-profond.
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10. Examen de la solution de fondations superficielle à semi-profondes.
10.1. Eléments généraux
10.1.1. Rappel de définition
Au sens de la norme NF P 94-261 du 15 Juin 2013 - Justification des ouvrages géotechniques - Normes d'application nationale de l'Eurocode 7 Fondations superficielles - la distinction entre une fondation superficielle et une fondation semi-profonde est en général basée sur la valeur de l'encastrement équivalent De /B.
Une fondation est dite :
- superficielle lorsque De/B < 1,5
- semi-profonde, lorsque 1,5 ≤ De/B ≤ 5,0
Cette profondeur d’encastrement équivalent De obtenue par calculs à partir de résultats d’essais pressiomètriques (essai non exécuté pour la présente étude), est généralement inférieure à la valeur de la profondeur réelle D de la fondation par rapport à la plate-forme d’exécution (soit De < D).
avec :
- B : la plus petite largeur de la fondation
- D : profondeur de la fondation
- h : ancrage dans la couche porteuse
- De : hauteur d'encastrement équivalente. A partir de l’essai pressiométrique, De est donnée par l’expression :
D
d
dzzplPl
De
e ).(**
1
- Ple* La pression limite nette équivalente définie, comme la moyenne géométrique des pressions limites nettes situées dans une tranche de terrain comprise entre les cotes D et D+hr
nllle pppP *.(...).*.** ln21
- hr : épaisseur de terrain sous le niveau de la fondation Pour les combinaisons de charge à l'ELS quasi-permanent et à l'ELS caractéristique : hr = 1,5 B ;
- Pl*(z) est obtenue en joignant par des segments de droite sur une échelle linéaire les différents Pl* mesurés.
- d est en général pris égal à 0 sauf s'il existe des terrains de caractéristiques très médiocres en surface dont on désire faire abstraction.
h
Pl*
B
Z
Ple* D
D
D + 1,5 B
De
hr
Pour simplifier, au stade A.P.S, à partir de simples résultats d’essais au pénétromètre dynamique, on retiendra
dans l’esprit le terme de fondations semi-profondes si le diamètre de la fondation est au moins de l’ordre de
0,8 m /1,0 m pour une profondeur comprise entre 1,5 m et 5,0 m.
Il est également d’usage de parler de «puits en béton » dont la définition est indiquée ci-après :
Document de référence Date Définition
Article 3.1.6 - Norme NF P 94-262
Justification des ouvrages géotechniques
Normes d'application nationale de l'Eurocode 7
Fondations profondes
Juillet 2012 Fondation profonde ou semi-profonde, de diamètre d’ordre
métrique, creusée à la pelle ou à la benne preneuse
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10.1.2. Les différentes configurations du site
En premier lieu, s’agissant d’un ajout à un bâtiment existant, il conviendra de désolidariser la nouvelle construction
de l’existant par la réalisation d’un joint de fractionnement (joint sismique) qui devra être prolongé jusqu’aux
fondations.
En second lieu, il conviendra de faire un levé précis de la géométrie du sous-sol actuel pour esquisser le plan de
fondation dont les profondeurs seront en liaison avec les niveaux d’assise variables de l’existant.
En troisième lieu, ARVOR géotechnique ne dispose d’aucune information sur un éventuel système de drainage
actuel, voire futur du sous-sol, qui conditionne la conception des fondations.
Les cas de fondations à considérer sont a priori les suivants :
Fondations à réaliser
Le long de la façade actuelle : Cas 1 Eloignées de la
façade actuelle
Cas 2
Le long du sous-sol : Cas 1.1 Au-delà de l’emprise du sous-sol : Cas 1.2
En rives de l’existant
Cas 1.1.a
Déportées de l’existant
Plancher en console
Cas 1.1.b
En rives de l’existant
Cas 1.2.a
Déportées de l’existant
Plancher en console
Cas 1.2.b
Cas Commentaires
Cas 1.1.a
A supposer qu’il n’y ait actuellement aucun système de drainage extérieur du mur du sous-sol et qu’il
n’est pas prévu d’en réaliser (éléments à confirmer strictement par le maitre d’œuvre et le bureau de
contrôle) , les niveaux d’assise des nouvelles fondations ne pourront en aucun cas s’établir à des
cotes altimétriques plus élevées que celles de l’existant.
Celles-ci sont réputées variables le long de la façade vraisemblablement <= à +5,2/5,1 au niveau de
la grille de ventilation du sous-sol et ne pourront être vérifiées qu’au démarrage des travaux.
Il n’est pas exclu par ailleurs que pour réaliser le sous-sol, il y ait eu à l’époque des terrassements
en déblais en partie dans un granite très compact.
Dans la mesure où l’on ne peut envisager de réaliser des fondations « à cheval » sur un front de
taille rocheux, des terrassements dans des niveaux très compacts pourront s’avérer nécessaires
pour atteindre obligatoirement à minima le niveau de fondation de l’existant. Les moyens qui seront
mis en œuvre pour réaliser ces terrassements devront être compatibles avec la sensibilité du
bâtiment actuel.
Pour ce secteur, ceci conduira à concevoir des fondations semi-profondes au sens de la définition
présentée ci-avant.
Cas 1.1 b
Comme indiqué précédemment, l’emprise extérieure des terrassements en déblais pour réaliser le
sous-sol actuel n’est pas connu et la problématique de fonder l’ouvrage « à cheval » sur un talus
rocheux, éventuellement sub-vertical reste posée.
Dès lors, à titre sécuritaire, dans le cas de fondations établies à des niveaux différents, on
respectera a minima la règle dite des 2 pour 3 (cf schéma de principe 1).
On gardera par ailleurs à l’esprit que la base du talus de l’ancienne fouille est peut être sub-verticale
et plus ou moins éloignée des murs de soubassement de la façade.
Ceci pourra conduire, en fonction de la distance qui sera retenue entre la fondation du projet et la
façade de l’existant à devoir réaliser des « engravures » pour respecter la règle des 2 pour 3 par
rapport cette fois ci au pied du talus de l’ancienne fouille éloignée de la façade et non à la base
fondation de l’existant. (cf schéma de principe 2).
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Cas 1.2 a
Les niveaux d’assise des nouvelles fondations ne pourront en aucun cas s’établir à des cotes
altimétriques plus élevées que celles de l’existant réputées variables le long de la façade,
vraisemblablement en fonction de la topographie du granite et de son degré d’altération.
L’assise de fondation est observée ponctuellement à la cote + 6,5 au sondage R5 et repose sur le
granite très altéré (Gr3).
La technique de fondation ponctuelle conduira à une concentration des charges sur appui, à
solliciter davantage le sol d’assise des fondations que dans une configuration de fondations filantes
et conduira donc à mobiliser systématiquement à minima les granites altérés (Gr4).
A l’exemple de ce qui est observé à hauteur du sondage R5, le niveau d’assise des fondations de
l’extension pourra se trouver à une cote altimétrique plus basse que celle de la fondation riveraine
existante.
Les moyens qui seront mis en œuvre par l’entreprise ne devront en aucun cas conduire à un
déchaussement des fondations de l’existant.
Il sera totalement proscrit de réaliser des fouilles de largeur trop excessive qui mettrait en péril
l’existant et de laisser le fond de fouille ouvert.
L’entreprise devra exposer strictement à l’équipe de maitrise d’œuvre, avant le démarrage des
travaux, les techniques qu’elle envisage de mettre en œuvre et permettant d’assurer aucun
dommage sur l’existant.
Cas 1.2 b
Au niveau de chacune des fondations ponctuelles, la cote d’assise de fondation de l’existant en vis-
à-vis devra être strictement vérifiée.
A partir de ces éléments on s’assurera du respect de la règle dites des 2 pour 3 du schéma de
principe n°1.
Cas 2
Ce cas plus simple conduira à retenir un système de fondations ponctuelles, sans contrainte
environnementale
L
H
Cas de massif ou puits
en béton
tan() = H / L ≤ 2/3
Cas de semelle
H
L
Tan() = H/L ≤ 1/3
H
L
Tan() = H/L ≤ 1/3
L
Nouvelle
fondation
H
Mur
du
sous-
sol
Granite
Schéma de principe n°1 Schéma de principe n°2
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10.2. Nature du sol d’assise – Ancrage et encastrement dans les sols – Contraintes maximales
admissibles aux E.L.S.
Les sols de couverture contenant par endroits des cailloux et blocs de granites et les sols d’altération des granites,
plus ou moins fracturés/diaclasés étant :
- par endroit en tête infiltrés par des limons silteux ce qui pourrait conduire éventuellement à les confondre
avec des remblais granitiques,
- globalement de faible épaisseur,
il est proposé que le niveau d’assise des fondations corresponde au minimum au granite altéré (Gr4) avec un
ancrage minimal de 0,1 m dans cet horizon.
S’il s’avère que ce granite est « pollué » par les limons silteux, l’excavation sera poursuivie jusqu’à atteindre un
niveau plus sain exempt de limons/racines. Aucun doute ne devra subsister sur la qualité des sols d’assise.
Le maçon devra caler strictement son critère d’appréciation visuel de la nature du sol d’assise des fondations dès
le démarrage du chantier en se plaçant au droit de chacun des sondages pénétromètriques qui serviront ensuite
d’étalon du faciès du sol support à atteindre.
L’altimétrie de ce sol d’assise sera, de manière prévisible, variable dans un contexte de terrain non plan de cote
altimétrique variable du toit des horizons porteurs.
Schéma de principe
Niveau fini extérieur
D : Hauteur
d’encastrement
h : Hauteur d’ancrage
dans la couche porteuse
B : largeur de la
fondation
Cas de massif ou
puits en béton
Cas de semelle
Couche
porteuse
Sol d’assise Fondation
Couche porteuse
de référence
(*)
Résistance
dynamique
minimale
qd
Aspect
Ancrage
minimal dans la
couche
porteuse
h
Profondeur
d’encastrement
minimal/ niveau fini
extérieur
(**)
Contrainte maximale
ELS qref ELS
Intervalle de
contrainte proposé
par le DTU 13.12 à
partir de qd
(***)
Valeur retenue
pour le projet
(****)
Granite altéré
(Gr4) 12 MPa
Granite non pollué
par les limons siteux,
plus ou moins
fracturé
0,1 m 0,5 m 570 - 800 kPa 400 kPa
(4,0 bars)
Rappel : 100 kPa 1 bar = 10 T / m².
Dispositions constructives : Largeur minimale de la fondation B (m) : 0,9 m en ponctuel
(*) L’assise des fondations correspondra par endroits directement aux granites très compacts situés en deçà du refus au
pénétromètre dynamique.
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(**) minimum hors gel. Il est recommandé de placer la sous-face des fondations à une profondeur qui est égale à au moins 0,5 m
en région tempérée selon l’article O.4.4 de la norme NF P 94-NF P 94-261 du 15 Juin 2013 - Justification des ouvrages
géotechniques - Normes d'application nationale de l'Eurocode 7 - Fondations superficielles.
Une configuration de terrain avec un niveau fini extérieur en pente, conduira à des cotes d’assise de fondation variables pour
respecter en tout point la mise hors gel des fondations.
Cet élément doit être intégré dès l’élaboration du plan de fondation en fonction des aménagements extérieurs futurs.
(***) : Principe d’évaluation de la valeur de la contrainte admissible sur le sol support aux E.L.S :
La capacité portante du sol d’assise des fondations peut être évaluée de manière simple à partir de l’interprétation des résultats
des essais au pénétromètre dynamique, en accord avec la méthode proposée au & 3,232 du DTU 13.12 « Règles pour le calcul
des fondations superficielles » à savoir :
75 à
qq d
u
- qd : valeur de résistance dynamique
- qu contrainte ultime
)75.('
à
qqq
q
d
q
uref
- q’ref : contrainte de référence
- q : coefficient de sécurité
2115'
à
qq d
ELSref
- avec q = 3 sous E.L.S
(****) : Cette valeur devrait être suffisante au projet.
10.3. Cotes altimétriques maximales d’assise des fondations au droit des sondages
Ces éléments, présentés au stade de la mission G2 A.P.S. ne constituent qu’une esquisse de dimensionnement au
droit des points de sondages, et sont établis dans une hypothèse où les nouvelles fondations seront « mitoyennes »
de la façade du bâtiment actuel.
Pour le sondage DPH2, il est pris pour hypothèse que le niveau d’assise de la fondation du sous-sol est à la cote
+ 5,1, élément non vérifié actuellement qu’il reste strictement à confirmer au stade A.P.D.
Les cotes altimétriques d’assise des fondations devront impérativement être adaptées/validées par le concepteur au
stade de l’élaboration du plan de fondation, en fonction des caractéristiques finales du projet et de son
environnement.
Il appartiendra éventuellement au gros œuvre d’abaisser en tout ou partie les cotes altimétriques d’assises des
fondations à dessein d’avoir des cotes d’assise plus homogènes, dans un contexte de terrain en pente tout en
rappelant cependant les contraintes liées à la mitoyenneté qui est fondée superficiellement.
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Commentaires :
La lecture du graphique ci-avant, établi uniquement sur des critères mécaniques, met en évidence des cotes d’assise
prévisionnelles des fondations variables au droit des sondages, liées à la pente du terrain, à la cote du projet et aux
variations d’épaisseur des différentes couches de sols.
On rappellera que le choix de la répartition spatiale des points de sondage a été dicté à partir du critère de géométrie
du plan masse du projet, indépendamment des variations des conditions géo-mécaniques des sols qui par essence
étaient totalement inconnues avant l’exécution de la campagne d’essais géotechniques.
Dès lors, entre les points de sondages il ne peut y avoir qu’interpolations et suppositions qui laissent la place à l'aléa
géologique. Par conséquent, la connaissance du site d'un projet ne peut donc jamais être exhaustive et comporte
toujours une part d'incertitude qui devra conduire à des adaptations en phase chantier.
Dans tous les cas, en cas de doute, on approfondira tant que nécessaire les fondations en compensant par du gros
béton.
La gestion contractuelle des rémunérations des quantités de gros béton mis en œuvre en adaptation des conditions
géotechniques variables du site devra être examinée par l’équipe de maîtrise d’œuvre au moment de l’élaboration
des pièces du marché.
11. Conditions et précautions de réalisation des fondations
11.1. Remarque préliminaire
Les valeurs de résistance mécanique ont été mesurées dans des conditions de terrains confinés et non remaniés.
Compte tenu de la sensibilité à l’eau des sols d’altération, leurs propriétés pourront être affectées de manière
importante selon l’organisation des travaux. Il ne saurait être question :
- de travailler par temps de pluie,
- de laisser des fouilles exposées aux intempéries. Il est aisé de comprendre que toute excavation conduira à un
déchargement des sols actuellement confinés et que toute exposition à l’air et aux infiltrations d’eau conduira à
la perte de résistance mécanique des sols en cas de frange arénisée
Dès réception du fond de fouille d’assise des fondations, celui-ci devra être protégé sur le champ par un gros
béton coulé à pleine fouille sur toute la hauteur de l’encastrement,
- de ne pas respecter l’ancrage minimal qui sera défini dans l’horizon porteur.
Dans le cas contraire, les valeurs de contrainte admissibles proposées pour le pré-dimensionnement des fondations
seront caduques.
Les sondages ont montré une variation des côtes et faciès de terrain tant en plan qu’en profondeur au droit des
sondages.
L’interprétation géologique présentée dans ce rapport correspond à la structure la plus probable du sous-sol, exacte
au droit des sondages ponctuels d’investigations. Des variations de cote et de conditions d’exécution pourront être
rencontrées sur le chantier.
11.2. Démarrage des travaux :
Les travaux de fondation devront débuter au droit des sondages ce qui permettra de faire un étalonnage visuel du
faciès du sol support pour l’assise des fondations.
Si au fil du chantier, des variations notables de nature ou de propriétés mécaniques de sols sont observées, le
maçon devra avertir immédiatement l’équipe de maîtrise d’œuvre pour examiner le cas échéant les adaptations à
apporter sur le système de fondation.
Pour le cas de fondations établies à des niveaux différents, on respectera les règles ci-après à moins de dispositions
particulières :
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11.3. Plan de recollement des fondations – Dossier des Ouvrages Exécutés (D.O.E)
L’établissement d’un plan de recollement des fondations est recommandé et s’inscrit dans une démarche qualité.
Ce document devra préciser par ouvrage :
- la nature effective du sol d’assise des fondations et la hauteur d’ancrage dans cet horizon. La mise en sacs à
l’avancement du chantier de quelques échantillons correctement référencés du sol d’assise (date, emplacement,
cote,…)
- la cote altimétrique d’assise de ces fondations ainsi que leurs caractéristiques géométriques,
- les positionnements des différents réseaux,
- les éventuels incidents survenus au cours des travaux (arrêt de chantier, fouilles inondées, éboulement de paroi,
zone de purges importantes, ….)
L’utilisation d’un appareil photo numérique pour le constat de l’état des fonds de fouille complétera les informations
du dossier de recollement.
12. Prévention du risque sismique – Classe de sol.
12.1. Eléments généraux
La nature locale du sol (dizaines de mètres les plus proches de la
surface) influence fortement la sollicitation ressentie au niveau
des bâtiments.
La commune s’inscrit en zone de sismicité 3 (modéré) et la
réglementation sismique Eurocode 8 de septembre 2005
« Calcul des structures pour leur résistance aux séismes »
impose :
- a) de se prononcer sur les propriétés physico-mécaniques des couches de sols présentes sur les 30 premiers mètres de profondeur.
- b) la réalisation du ou des essais in situ suivants :
essais géophysiques en forage : cross hole pour la mesure des vitesses de propagation des ondes de cisaillement vs
essais géophysiques de surface (mesure de vs) : mesure de bruit de fond, SASW ou MASW,
essais SPT, (Standard Pénétration Test)
essais scissométriques : mesure de la cohésion non drainée Cu.
essais de pénétration statique à pointe électrique (CPT) ou au piézocône (CPTU),
Les essais géotechniques/géophysiques référents pour l’Eurocode 8 nécessitent des moyens lourds qui ne sont pas
ceux qui ont été mis en œuvre dans le cadre de cette étude.
12.2. Application au site
Les résultats des sondages au pénétromètre indiquent un refus de pénétration (qd > 20 MPa) entre 0,9 m et 1,3 m de
profondeur.
Ce refus n’a pas été atteint systématiquement sur le toit du «rocher » au sens de l’Eurocode 8, mais possiblement
également dans une altération compacte.
Cependant au regard de ce qui a été observé dans les sondages à la mini-pelle il est proposé de retenir la
classification suivante :
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Sols assimilés Classe de sol
Rocher ou autre formation géologique de ce type comportant une couche
superficielle d’au plus 5 m de matériaux moins résistants A
13. Remarque finale
La présente étude s’inscrit dans le cadre d’une mission d’étude géotechnique de conception – Phase Avant-
projet (G2 - A.V.P)
La norme NF P 94-500 de décembre 2013 mentionne un enchaînement de missions géotechniques qui suit les
phases d’élaboration du projet.
Une gestion optimale des risques géologiques nécessite l’intervention de l’ingénierie géotechnique à tous les stades
de conception et de réalisation.
Il appartient au Maître d’Ouvrage ou à son mandataire de veiller à la réalisation successive de toutes ces missions
par une ingénierie géotechnique (voir schéma d’enchaînement et classification des missions types d’ingénierie
géotechnique de la norme NF P94-500 en annexe).
L’ingénieur chargé du dossier
Franck AVRIL
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R5 (+ 7,3) EXC6 (+ 7,2)
0,0 – 0,8 m Mur de maçonnerie de pierres – remblais en épaisseur
variable
0,0 - 0,8 m Limon silteux marron grisâtre avec cailloux de granite,
racines, débris de démolition – Epaisseur très variable dans la
fouille
0,8 – 1,0 m Arène granitique compacte et granite très fracturé/ feuilleté
à remplissage limono-silteux
0,8 -1,1 m Granite altére feuilleté et arène granitique . Limon silteux en
remplissage des interstices. Toit du granite compact en
profondeur très variable dans la fouille.
EXC7 (+7,4) EXC8 (+7,2)
0,0 - 1,1 m Limon silteux marron à grisâtre avec de nombreuses
racines et quelques cailloux de granite. Epaisseur variable
dans la fouille.
0,0 - 0,7 m Limon silteux marron à grisâtre avec racines et quelques
cailloux de granite et débris (ardoise, verre, …) . Epaisseur
variable dans la fouille.
1,1 - 1,2 m Très faible frange de granite altére. Ep variable 0,7- 1,1 m Granite feuilleté/fracturé avec remplissage limono-silteux et
arène granitique avec racines – Epaisseur variable
1,2 m Granite très compact très peu fracturé. Toit variable 1,1 m Granite très compact faiblement fracturé.
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Etude géotechnique de conception (G2) – Phase Avant-projet - Dossier n° 14-027- Indice A du 08.10.2014
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Classification des missions d’ingénierie géotechnique
Extraits de la norme NF 94-500 révisée en novembre 2013
L’enchaînement des missions d’ingénierie géotechnique (étapes 1 à 3) doit suivre les étapes de conception et de réalisation de tout projet pour contribuer à la maîtrise des risques géotechniques. Le maître d’ouvrage ou son mandataire doit faire réaliser successivement chacune de ces missions par une ingénierie géotechnique. Chaque mission s’appuie sur des données géotechniques adaptées issues d’investigations géotechniques appropriées.
ÉTAPE 1 : ÉTUDE GÉOTECHNIQUE PRÉALABLE (G1)
Cette mission exclut toute approche des quantités, délais et coûts d’exécution des ouvrages géotechniques qui entre dans le cadre de la mission d’étude géotechnique de conception (étape 2). Elle est à la charge du maître d’ouvrage ou son mandataire. Elle comprend deux phases :
Phase Étude de Site (ES)
Elle est réalisée en amont d’une étude préliminaire, d’esquisse ou d’APS pour une première identification des risques géotechniques d’un site.
Faire une enquête documentaire sur le cadre géotechnique du site et l’existence d’avoisinants avec visite du site et des alentours.
Définir si besoin un programme d’investigations géotechniques spécifique, le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats.
Fournir un rapport donnant pour le site étudié un modèle géologique préliminaire, les principales caractéristiques géotechniques et une première identification des risques géotechniques majeurs.
Phase Principes Généraux de Construction (PGC)
Elle est réalisée au stade d’une étude préliminaire, d’esquisse ou d’APS pour réduire les conséquences des risques géotechniques majeurs identifiés. Elle s’appuie obligatoirement sur des données géotechniques adaptées.
Définir si besoin un programme d’investigations géotechniques spécifique, le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats.
Fournir un rapport de synthèse des données géotechniques à ce stade d’étude (première approche de la ZIG, horizons porteurs potentiels, ainsi que certains principes généraux de construction envisageables (notamment fondations, terrassements, ouvrages enterrés, améliorations de sols).
ÉTAPE 2 : ÉTUDE GÉOTECHNIQUE DE CONCEPTION (G2)
Cette mission permet l’élaboration du projet des ouvrages géotechniques et réduit les conséquences des risques géotechniques importants identifiés. Elle est à la charge du maître d’ouvrage ou son mandataire et est réalisée en collaboration avec la maîtrise d’oeuvre ou intégrée à cette dernière. Elle comprend trois phases :
Phase Avant-projet (AVP)
Elle est réalisée au stade de l’avant-projet de la maîtrise d’oeuvre et s’appuie obligatoirement sur des données géotechniques adaptées.
Définir si besoin un programme d’investigations géotechniques spécifique, le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats.
Fournir un rapport donnant les hypothèses géotechniques à prendre en compte au stade de l’avant-projet, les principes de construction envisageables (terrassements, soutènements, pentes et talus, fondations, assises des dallages et voiries, améliorations de sols, dispositions générales vis-à-vis des nappes et des avoisinants), une ébauche dimensionnelle par type d’ouvrage géotechnique et la pertinence d’application de la méthode observationnelle pour une meilleure maîtrise des risques géotechniques.
Phase Projet (PRO)
Elle est réalisée au stade du projet de la maîtrise d’oeuvre et s’appuie obligatoirement sur des données géotechniques adaptées suffisamment représentatives pour le site.
Définir si besoin un programme d’investigations géotechniques spécifique, le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats.
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Fournir un dossier de synthèse des hypothèses géotechniques à prendre en compte au stade du projet (valeurs caractéristiques des paramètres géotechniques en particulier), des notes techniques donnant les choix constructifs des ouvrages géotechniques (terrassements, soutènements, pentes et talus, fondations, assises des dallages et voiries, améliorations de sols, dispositions vis-à-vis des nappes et des avoisinants), des notes de calcul de dimensionnement, un avis sur les valeurs seuils et une approche des quantités.
Phase DCE / ACT
Elle est réalisée pour finaliser le Dossier de Consultation des Entreprises et assister le maître d’ouvrage pour l’établissement des Contrats de Travaux avec le ou les entrepreneurs retenus pour les ouvrages géotechniques.
Établir ou participer à la rédaction des documents techniques nécessaires et suffisants à la consultation des entreprises pour leurs études de réalisation des ouvrages géotechniques (dossier de la phase Projet avec plans, notices techniques, cahier des charges particulières, cadre de bordereau des prix et d’estimatif, planning prévisionnel).
Assister éventuellement le maître d’ouvrage pour la sélection des entreprises, analyser les offres techniques, participer à la finalisation des pièces techniques des contrats de travaux.
ÉTAPE 3 : ÉTUDES GÉOTECHNIQUES DE RÉALISATION (G3 et G4, distinctes et simultanées)
ÉTUDE ET SUIVI GÉOTECHNIQUES D’EXECUTION (G3)
Cette mission permet de réduire les risques géotechniques résiduels par la mise en oeuvre à temps de mesures correctives d’adaptation ou d’optimisation. Elle est confiée à l’entrepreneur sauf disposition contractuelle contraire, sur la base de la phase G2 DCE/ACT. Elle comprend deux phases interactives :
Phase Étude
Définir si besoin un programme d’investigations géotechniques spécifique, le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats.
Étudier dans le détail les ouvrages géotechniques : notamment établissement d’une note d’hypothèses géotechniques sur la base des données fournies par le contrat de travaux ainsi que des résultats des éventuelles investigations complémentaires, définition et dimensionnement (calculs justificatifs) des ouvrages géotechniques, méthodes et conditions d’exécution (phasages généraux, suivis, auscultations et contrôles à prévoir, valeurs seuils, dispositions constructives complémentaires éventuelles).
Élaborer le dossier géotechnique d’exécution des ouvrages géotechniques provisoires et définitifs : plans d’exécution, de phasage et de suivi.
Phase Suivi
Suivre en continu les auscultations et l’exécution des ouvrages géotechniques, appliquer si nécessaire des dispositions constructives prédéfinies en phase Étude.
Vérifier les données géotechniques par relevés lors des travaux et par un programme d’investigations géotechniques complémentaire si nécessaire (le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats).
Établir la prestation géotechnique du dossier des ouvrages exécutés (DOE) et fournir les documents nécessaires à l'établissement du dossier d'interventions ultérieures sur l'ouvrage (DIUO)
SUPERVISION GÉOTECHNIQUE D’EXECUTION (G4)
Cette mission permet de vérifier la conformité des hypothèses géotechniques prises en compte dans la mission d’étude et suivi géotechniques d’exécution. Elle est à la charge du maître d’ouvrage ou son mandataire et est réalisée en collaboration avec la maîtrise d’oeuvre ou intégrée à cette dernière. Elle comprend deux phases interactives :
Phase Supervision de l’étude d’exécution
Donner un avis sur la pertinence des hypothèses géotechniques de l’étude géotechnique d’exécution, des dimensionnements et méthodes d’exécution, des adaptations ou optimisations des ouvrages géotechniques proposées par l’entrepreneur, du plan de contrôle, du programme d'auscultation et des valeurs seuils.
Phase Supervision du suivi d’exécution
Par interventions ponctuelles sur le chantier, donner un avis sur la pertinence du contexte géotechnique tel qu’observé par l’entrepreneur (G3), du comportement tel qu’observé par l’entrepreneur de l’ouvrage et des avoisinants concernés (G3), de l’adaptation ou de l’optimisation de l’ouvrage géotechnique proposée par l’entrepreneur (G3).
donner un avis sur la prestation géotechnique du DOE et sur les documents fournis pour le DIUO.
DIAGNOSTIC GÉOTECHNIQUE (G5)
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Pendant le déroulement d’un projet ou au cours de la vie d’un ouvrage, il peut être nécessaire de procéder, de façon strictement limitative, à l’étude d’un ou plusieurs éléments géotechniques spécifiques, dans le cadre d’une mission ponctuelle. Ce diagnostic géotechnique précise l’influence de cet ou ces éléments géotechniques sur les risques géotechniques identifiés ainsi que leurs conséquences possibles pour le projet ou l’ouvrage existant.
Définir, après enquête documentaire, un programme d’investigations géotechniques spécifique, le réaliser ou en assurer le suivi technique, en exploiter les résultats.
Étudier un ou plusieurs éléments géotechniques spécifiques (par exemple soutènement, causes géotechniques d’un désordre) dans le cadre de ce diagnostic, mais sans aucune implication dans la globalité du projet ou dans l’étude de l’état général de l’ouvrage existant.
Si ce diagnostic conduit à modifier une partie du projet ou à réaliser des travaux sur l’ouvrage existant, des études géotechniques de conception et/ou d’exécution ainsi qu’un suivi et une supervision géotechniques seront réalisés ultérieurement, conformément à l’enchaînement des missions d’ingénierie géotechnique (étape 2 et/ou 3).