Recommandations pour la préparation d'un essai de chargement statique de pieu

instrumenté à l'aide d'un extensomètre LPC

Ministère de l'Équipement, du Logement, des Transports et du Tourisme

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

Conformément à la note du 04/07/2014 de la direction générale de l'Ifsttar précisant la politique dediffusion des ouvrages parus dans les collections éditées par l'Institut, la reproduction de cet ouvrage estautorisée selon les termes de la licence CC BY-NC-ND. Cette licence autorise la redistribution noncommerciale de copies identiques à l’original. Dans ce cadre, cet ouvrage peut être copié, distribué etcommuniqué par tous moyens et sous tous formats.

(CC BY-NC-ND 4.0)

Attribution — Vous devez créditer l'Oeuvre et intégrer un lien vers la licence. Vous devez indiquer cesinformations par tous les moyens possibles mais vous ne pouvez pas suggérer que l'Ifsttar voussoutient ou soutient la façon dont vous avez utilisé son Oeuvre.

Pas d’Utilisation Commerciale — Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de cetteOeuvre, tout ou partie du matériel la composant.

Pas de modifications — Dans le cas où vous effectuez une adaptation, que vous transformez, oucréez à partir du matériel composant l'Oeuvre originale (par exemple, une traduction, etc.), vousn'êtes pas autorisé à distribuer ou mettre à disposition l'Oeuvre modifiée.

Le patrimoine scientifique de l'Ifsttar

Le libre accès à l'information scientifique est aujourd'hui devenu essentiel pour favoriser la circulation dusavoir et pour contribuer à l'innovation et au développement socio-économique. Pour que les résultats desrecherches soient plus largement diffusés, lus et utilisés pour de nouveaux travaux, l’Ifsttar a entrepris lanumérisation et la mise en ligne de son fonds documentaire. Ainsi, en complément des ouvragesdisponibles à la vente, certaines références des collections de l'INRETS et du LCPC sont dès à présentmises à disposition en téléchargement gratuit selon les termes de la licence Creative Commons CCBY-NC-ND.

Le service Politique éditoriale scientifique et technique de l'Ifsttar diffuse différentes collections qui sontle reflet des recherches menées par l'institut :

• Les collections de l'INRETS, Actes• Les collections de l'INRETS, Outils et Méthodes• Les collections de l'INRETS, Recherches• Les collections de l'INRETS, Synthèses• Les collections du LCPC, Actes• Les collections du LCPC, Etudes et recherches des laboratoires des ponts et chaussées• Les collections du LCPC, Rapport de recherche des laboratoires des ponts et chaussées• Les collections du LCPC, Techniques et méthodes des laboratoires des ponts et chaussées, Guide

technique• Les collections du LCPC, Techniques et méthodes des laboratoires des ponts et chaussées, Méthode

d'essai

www.ifsttar.fr

Institut Français des Sciences et Techniques des Réseaux,de l'Aménagement et des Transports14-20 Boulevard Newton, Cité Descartes, Champs sur MarneF-77447 Marne la Vallée Cedex 2

Contact : diffusion-publications@ifsttar.fr

AVERTISSEMENT

Les Projets de méthode d'essai sont mis en application et diffusés, à titre expérimental, par les Chefs de division ou de service du LCPC, après examen par la Direction des programmes et applica- tions (Délégation à la qualit6 des essais, la normalisation et la régle- mentation technique).

Au bout d'une période dont la durée est normalement d'un an, les Projets de méthode d'essai sont réexaminés pour tenir compte des observations émises par leurs utilisateurs et, éven- tuellement, des résultats d'études complémentaires (essais inter- laboratoires, qualification des matériaux d'essais.. .).

Selon l'importance des modifications à apporter, i ls sont alors reconduits a titre de projets pour une nouvelle période d'essai, soit transformés en Méthodes d'essai LPC ou propo- sés a l'AFNOR comme projet de norme.

Les Méthodes d'essai LPC sont approuvées par le Directeur du LCPC après qualification par la Délégation à la qualité des essais, la normalisation et la réglementation technique, et diffu- sés par la Section des publications du Service de l'information scientifique et technique.

Recommandations pour a préparation d'un essai de chargement statique de pieu

instrumenté à 'aide d'un extensomètre LPC

Novembre 1996

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées 58, bd Lefebvre, F 75732 Paris Cedex 15

Ce document a été rédiaé par :

MM. Michel Bustamante, directeur de recherche DR2

Luigi Gianeselli, technicien supérieur

Section mécanique des sols et fondations

Division mécanique des sols et géologie de l'ingénieur

Laboratoire central des Ponts et Chaussées

Prix : 100 FF

Diffusion :

Document disponible au :

Laboratoire central des Ponts et Chaussées

IST-Bureau de vente

58, boulevard Lefebvre, F 75732 Paris Cedex 15

Téléphone : 01 40 43 52 26

Télécopie : 01 40 43 54 95

Serveur internet LCPC : http://www.lcpc.inrets.fr/

0 1996 - LCPC

Les présentes recommandat ions on t pou r objet de fourn i r u n max imum de détails aux expérimentateurs chargés de préparer un essai de chargement (ou d'arrachement) de pieu, ins- trumenté à l'aide d'un extensomètre amovible LPC, type MVL P.50 [Il .

On se réfèrera pour le programme d'essai de chargement et son interprétation, ainsi que pour la mise en oeuvre des extensomètres amovibles, aux méthodes d'essais LPC nos 31 et 34 [2, 31.

Le terme de pieu sera utilisé, par la suite, pour désigner tout type de fondation profonde : puits, pieu battu ou foré, micropieu, barrette, colonne de jet-grouting, etc.

Le matériel a été conçu pour mesurer les élongations ou les raccourcissements unitaires E = A III d'une fondation profonde, soumise à 1

Figure 1 a Pont sur le Tage, au Portugal. Pieu tubulaire de diamètre 1200 mm, et d'une longueur de 70 mètres.

des efforts de type statique [3 ] . Cela s 'effectue a u moyen d ' u n ruban

métallique porteur de jauges d'extensométrie collées, tendu entre les extrémités de tronçons fictifs correspondant aux tronçons de mesure, choisis en fonction de la coupe des sols, ou de la géométrie particulière du pieu.

L'assemblage des bloqueurs et des rubans a l ieu en surface en quelques heures, puis le chapelet est descendu par gravité dans son tube- logement (fig.1, a et b).

Le principe des opérations de mise en tension des rubans est indiqué sur la figure 2.

Figure 1 b Nuovo Auditorium en Italie. Pieu foré de diamètre 1000 mm,

et de 34 mètres de longueur.

Figure 2 1. Confection du pieu et mise en place du tube-logement. 2. Mise en place de I'extensomètre amovible. 3. Mise en pression du bloqueur du fond. 4. Mise en tension des rubans. 5. Mise en pression des autres bioqueurs. 6. Chargement du pieu.

Le pieu d'essai doit être implanté à proximité immédiate, un à trois mètres, d 'un sondage : pressiométrique, de pénétration statique ou SPT. On repèrera I'axe du pieu d'essai ainsi que la cote NGF du terrain naturel.

1 Cas du pieu foré ou foré iniecté

Forage Le forage sera effectué, si possible, en pré-

sence de l'organisme chargé des mesures, dans le b u t de relever toutes ses caractérist iques (diamètre des outils, nature des sols rencontrés, incidents éventuels). La date du début de forage sera communiquée au moins hui t jours avant l'exécution des travaux.

Equiperr~epat L'équipement de la cage d'armature comprend

généralement la pose de deux tubes (*) pour le logement des extensomètres amovibles lors de l'essai. Ces tubes, en acier de @ 52 millimètres intérieur (I 1 mm), seront manchonnés et soudés pour éviter toute infiltration d'eau ou de coulis (fig.3). La base de ces tubes sera équipée d'une platine en acier soudée.

La tête des tubes sera protégée par la mise en place d'un bouchon de bois. Les tubes devront obligatoirement être nettoyés intérieurement et extér ieurement dans le bu t d 'enlever toutes traces de graisse et de calamine, au trychlo- rétylène par exemple. La fixation des tubes à la cage d'armature peut être effectuée par ligature de

(*) II peut être envisagé, dans certains cas, d'équiper la cage d'armature de 3 ou 4 tubes (pieux de gros diamètre)

fil d'acier ou par soudage. La base des tubes sera en général en retrait de dix centimètres, environ, par rapport à la base de la cage.

Le levage et la manutent ion de la cage, en raison de son équipement, seront effectués avec le plus grand soin.

Dans certains cas, le p ieu ne comprendra qu 'un seul tube logement situé au centre d u pieu. II s'agit, par exemple, d u cas des pieux vissés moulés et des micropieux ainsi que du cas des pieux équipés après exécution, qu i exigent de carotter dans I'axe du pieu pour installer le tube logement, scellé ensuite au coulis.

Figure 3 Manchonnage et soudage des tubes-logements.

II Cas du pieu battu métallique

Battage Le battage sera de préférence effectué e n

présence de I'organisme chargé des mesures et l 'on en profitera pour relever toutes les carac- téristiques du profilé et du matériel de mise en fiche ainsi que les valeurs des refus élastiques et permanents. La date du début de battage sera communiquée au moins huit jours avant I'exé- cution des travaux.

Équipement L'équipement du profilé comprend la pose de

deux tubes pour le logement des extensomètres. Ces tubes, en acier de 0 52 millimètres intérieur (i 1 mm), seront manchonnés et soudés pour éviter toute infiltration d'eau (fig. 3).

La disposition des tubes, suivant le type de profilé, est indiquée sur la figure 4. La base de ces tubes sera fermée également par une platine en acier, soudée. La tête des tubes sera protégée par la mise en place d'un bouchon en bois.

Les tubes devront obligatoirement être nettoyés intér ieurement e t extérieurement au trychlo- rétylène, par exemple, dans le but d'enlever toutes les traces de graisse et de calamine. La fixation des tubes sera effectuée par soudage en quinconce tous les trente centimètres (fig. 5).

La base des tubes devra être protégée par la mise en place d'un rond plein en acier, comme indiqué sur les figures 6a et 6b. Le levage et la manutention du profilé, en raison de son équipement, seront effectués avec le plus grand soin.

II Cas du pieu foré

La tête du pieu sera parfaitement centrée sur l'axe du pieu. Son surfaçage sera soigné.

La t ê te peu t ê t re cy l ind r ique o u carrée. Prévoir, pour le passage des câbles de I'exten- somètre, une plaque métallique munie de rai- nures aux dimensions de la tête du pieu (fig.7 a). Cette plaque est simplement posée sur la tête (fig.7 b).

Figure 7 a Schéma type de la tête d'un pieu.

Figure 7 b Exemple de plaque métallique avec rainure.

III Cas du pieu battu I La tê te d u p ieu, const i tuée par le prof i lé , dépassera d'environ 0,8 mètres au-dessus du terrain naturel, comme indiqué sur la figure 8 a. La figure 8 b montre un exemple de ce dispositif.

Figure 8 a Schéma de la tête d'un pieu constitué par un pieu H.

F i~ure 8 b Exemple de tête pour pieu H.

Figure 9 a Esch-sur-Alzette au Luxembourg. Massif poids de 5 MN de réaction.

Fiaure 9 b Pont de Pierre à Bordeaux.

Chevêtre métallique de 5 MN de réaction.

La confection et la conception d u massif d e c h a r g e m e n t s o n t la issées à l a c h a r g e d e l ' e n t r e p r i s e [2]. Ce mass i f d e v r a p e r m e t t r e l ' a p p l i c a t i o n d e la c h a r g e p r é v u e e n t o u t e sécurité.

Les figures 9 a, b, c, d, e, f, g e t h mont rent que lques exemples d e massif d e chargement réalisés en France et à l'étranger.

La hau teu r l ib re en t re la t ê te d u p ieu e t le chevêtre sera fonct ion d u vérin ainsi que d e la cale dynamométr ique utilisée. Dans tous les cas, une rotule sera mise e n place (hauteur de 124 mm, si celle-ci est fournie par le LCPC).

Figure 9 c Pont de Cheviré à Nantes.

Chevêtre en béton armé de 15 MN de réaction.

Figure 9 d Viaduc de Levallois en France.

Chevêtre métallique de 5 MN de réaction.

Figure 9 e TGV Rome-Naples en Italie.

Massif poids de 19 MN de réaction.

Figure 9 f Stade de France à Paris.

Chevêtre métallique de 7 MN de réaction.

Viaduc du Scardon à Abbeville. Chevêtre métallique de 7 MN de réaction.

Figure 9 h Pont sur le Tage à Lisbonne.

Chevêtre métallique de 30 MN de réaction.

À titre d'information les tableaux I et II indiquent les différentes caractéristiques des pesons et vérins dont dispose la section des fondations du LCPC.

TABLEAU l % TABLEAU Il

Peson LCPC Diamètre Hauteur i Poids Hauteur Diamétre Section Course (mm) (mm) ; (kN) (kg) (cm) (cm) (cm2P

* Charge maximale : ' Avec rotule incorporée

Outre la mesure de l'effort appliqué en tête, par lecture de la pression dans le vérin et à I'aide d'un peson, on effectuera les mesures suivantes :

Déplacements de la tête du pieu à I'aide de deux à quatre comparateurs potentiométriques au 11100 , de classe 0,5 et de course 150 milli- mètres, montés sur une base de référence fixe (fig.10 a, b, c et d).

Figure 10 a Stade de France à Paris.

I Figure 10 c Pont sur l e ~ a ~ e à Lisbonne.

Figure 10 d Station d'épuration de Gauchy en France.

O Raccourcissements unitaires A 111 à I'aide de un ou plusieurs extensomètres amovibles délimitant n tronçons fictifs de mesure suivant la longueur du pieu, comme indiqué à titre d'exemple sur la figure 11.

Figure 11 Exem~ie de disposition des blouueurs de I'extensomètre

Un bungalow de chantier (15 m2 minimum) avec bureau pour effectuer l'ensemble des mesures lors de l'essai.

Un groupe électrogène de 20 kVA minimum (fréquence de 50 Hertz) ou raccordement sur le réseau. Alimentation de 220 volts pour les comparateurs et 380 volts pour la pompe.

II Un engin de levage pour la mise en place du vérin.

L'éclairage du plot d'essai pour les essais de nuit.

II Une bouteille d'azote de 5 m3 sous 200 bar pour le gonflement des

sur le chantier d'Esch-sur-Alzette au Luxembourg. bloqueurs.

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[I l BUSTAMANTE M., DOlX B. (1991), A new mode1 of LPC removable extensometers, Proc. 4th Inter. Conf. on Piling and Deep Foundations, STRESA, Italy, april 7-12.

[2] BUSTAMANTE M., JÉZÉQUEL J.-F. (1989), Essai statique de pieu isolé sous charge axiale, Méthode d'essai LPC n q l , Publications du LCPC, février.

[3] BUSTAMANTE M., JÉZÉQUEL J.-F., GlANESELLl L. (1 990), La mesure des déformations à l'aide des extensomètres amovibles LPC, Méthode d'essai LPC no 34, Publications du LCPC, octobre.

Document publié par le LCPC sous le numéro 502 365 Dépôt légal : 4e trimestre 1996

ISBN 2-7208-3650-8 LCPC - IST 1 Impression : LCPC