3.3 Les éléments du soutènement - AFTES :: … 2013-2014/33b-Roux... · – Types d’ancrage...

INSA Lyon - ENTPE MS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS 2013-2014

Module 3. Techniques de construction

3.3 Les éléments du soutènement

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


Généralités

• La technologie du boulonnage repose sur la recommandation de l’AFTES de 1974. Elle est en cours de refonte par le groupe GT6.

• Cette recommandation traite :– du boulonnage radial,– du boulonnage de front (longitudinal)– des enfilages (longitudinal)– elle se limite aux travaux "classiques" utilisant des matériels

courants.

LES BOULONSD

ocum

ents

péd

agog

ique

s in

tern

es a

u M

astè

re T

OS


Généralités

LES BOULONS

• Cette recommandation comprend 5 chapitres : – Techniques de foration– Types de boulons (matériaux, caractéristiques

mécaniques, géométriques…) et accessoires (tige, tête, plaque…)

– Types d’ancrage (ponctuel, réparti…) et type de scellement (résine, mortier, friction…)

– Précautions de mise en œuvre– Contrôles et essais

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


LES BOULONS

Techniques de foration

• Rotopercutante : conduite à l’aide de jumbos équipés de marteaux hydrauliques. L’outil est une barre à l’extrémité de laquelle est vissé un taillant.

• Rotative : les marteaux pour foration rotative sont dépourvus de frappe. Le taillant est généralement bilèvres. Cette méthode réservée à certains terrains et permet des diamètres de foration relativement petits.

• Pour l’évacuation des cuttings, la foration avec injection d’eau est généralement utilisée.

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


Techniques de foration

LES BOULONSD

ocum

ents

péd

agog

ique

s in

tern

es a

u M

astè

re T

OS


Machines de foration pour boulonnage

• Dans les tunnels creusés à l’explosif, les forages pour boulonnage sont très souvent semblables à ceux de la foration du schéma de tir. Ils peuvent être réalisés par le jumbo utilisé à l’avancement. Toutefois, la tendance étant à la foration de volées les plus longues possibles, la taille des glissières et la cinématique des bras ne permettent pas toujours de forer les trous de boulons avec le jumbo dédié à l’avancement.

• Avec la robotisation du matériel de foration et la mécanisation du boulonnage, les chantiers utilisent maintenant souvent un boulonneur équipé d’une tourelle de stockage des boulons. Certains modèles permettent également la pose simultanée de grillage.

LES BOULONSD

ocum

ents

péd

agog

ique

s in

tern

es a

u M

astè

re T

OS


LES BOULONS

Boulons

• Caractérisation d’un boulon : tige, pointe (ou dispositif d’ancrage), tête, plaque de répartition.

• Pour chaque type de boulons, il convient de préciser :– les matériaux constitutifs de la tige et de ses accessoires,– les caractéristiques mécaniques de la tige et de ses

accessoires,– les caractéristiques géométriques de la tige et de ses

accessoires

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


LES BOULONS

Ancrage et scellement

• Ancrage ponctuel ou ancrage mécanique

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


• Scellement à la résine ou au coulis– Résine : convient particulièrement aux

terrains sains, à faible porosité et peu fracturés. Il existe des résines à temps de prise « rapide », et à prise lente.

LES BOULONS


Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


• Les boulons à ancrage réparti peuvent également être scellés au mortier. Celui-ci peut se présenter sous la forme de cartouches, ou sous la forme d’un mortier ou coulis pompable.– Les mortiers pompés sont des mortiers préparés

spécifiquement pour le chantier ou pré-mixés, prêts à l’emploi fournis par des formulateurs.

– Les mortiers prêts à l’emploi sont adjuvantés et ont généralement des caractéristiques qui rendent la mise en œuvre plus aisée et améliorent la qualité de l’ancrage : thixotropie, absence de retrait, et pompabilité. Ils peuvent présenter des durcissements rapides, permettant de les mettre en tension après 4 ou 5 h selon les objectifs recherchés. A 24h, les résistances atteignent 15 à 35 MPa selon les produits

LES BOULONS


Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


• Boulons matricés à eau sous pression

LES BOULONS


Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


• Boulons à friction enfoncés par percussion (à force)

LES BOULONS


Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


• Ancrages mixtes

– Ancrage ponctuel + injection de ciment– Friction + injection de ciment – Friction + ancrage ponctuel

LES BOULONS


Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


•Boulons auto foreursIls sont constitués de tiges creuses qui sont équipées en extrémité (pied) d’un taillant perdu. Après que le trou a été foré, on injecte un coulis dans la tige qui produit le scellement du boulon.

LES BOULONS


Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


LES BOULONS


• Boulons fibre de verre : la tige est en fibre de verre.• Les principaux avantages de ces boulons sont :

– leur poids,– leur résistance à la corrosion,– ils sont injectables,– ils sont facilement destructibles, et sont adaptés à la

constitution de soutènement provisoire dans les zones dans lesquelles il faudra excaver à travers une zone boulonnée.

• Des boulons auto foreurs en fibre de verre existent, ils ne fonctionnent qu’en mode de foration rotative.

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


LES BOULONS

Aspects sécurité de la phase de boulonnage

• Le soutènement par boulonnage présente différents risques. Leurs sources sont multiples depuis l'approvisionnement des matériels et matériaux jusqu'à la mise en place du soutènement sans oublier la phase "contrôles" .

• Mesures à prévoir :–ensemble des risques : éclairer les zones de travail,–risques liés au terrain : surveillance visuelle,–risqués liés au matériel durant la phase de foration :

formations à l'utilisation et à la maintenance des engins,–risqués liés à la phase de mise en place du boulon : privilégier

l'emploi de robot de boulonnage,–risqués liés à l’ancrage du boulon : port des EPI.

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


Contrôles

LES BOULONS

• Pour s’assurer de la qualité et de l’efficacité du boulonnage, plusieurs types de contrôle et essais sont effectués à différents stades :– les essais préalables, réalisés au stade du projet, pour valider le

système de boulonnage envisagé,– les épreuves de convenance, avant travaux, pour vérifier

l’adéquation du système de boulonnage choisi avec le matériel de mise en place et les conditions in situ de terrain,

– les contrôle systématique des différents constituants à leur arrivée sur le chantier,

– les essais de traction sur des boulons déjà en place permettant d’en contrôler la bonne tenue,

– la surveillance des boulons en cours de chantier.

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


LES BOULONS

Contrôles

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


LES BOULONSD

ocum

ents

péd

agog

ique

s in

tern

es a

u M

astè

re T

OS


LES INJECTIONS

Confortement du front

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


Traitement d’un accident géologique

LES INJECTIONS

• Confortement du terrain avant excavation.• Etablissement d’un « plan de tir » : maillage, longueur, auréoles,

tubes à manchettes,…• Définition des matériaux à injecter, des critères d’arrêt (pression

ou volume) et du phasage en fonction de la perméabilité du terrain (attention à la présence de limons) :– coulis de ciment pour une première imprégnation du terrain,– coulis de bentonite ciment pour compléter l’imprégnation du

terrain,– coulis fluidifié, gels pour compléter le traitement.

• Forages de contrôle avant reprise de l’excavation.

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S


Exemple de venues d’eau

LES INJECTIONSD

ocum

ents

péd

agog

ique

s in

tern

es a

u M

astè

re T

OS

3.3 Les éléments du soutènement - AFTES :: … 2013-2014/33b-Roux... · – Types d’ancrage...

Documents

Transcript of 3.3 Les éléments du soutènement - AFTES :: … 2013-2014/33b-Roux... · – Types d’ancrage...