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Fondations profondes - dimensionnement et conception - BEEP-IRD

1. Charge admissible nette Q d un pieu for On appelle charge admissible d un pieu la eharge maximale que l on puisse lur appliquer sans risque de rupture et sans que les tassements d passent une certaine valeur appel e tassement limite La charge admissible sera compar e la charge r sultante de la descente de charge On introduit ainsi la notion des facteurs de s curit Suivant les r gles du B A E L les efforts de pointe et frottement lat ral sont affect s des coefficients r dueteurs suivants Q Q ELS Oe Qu 3 2 O 30 ELU 0 24 SL Q 7 A Op forec portante nette la pointe du pieu Dans les sables on peut assimiler la force portante brute Q la forec portante nette EE EE Gilduy MONTCHO Projet de fin d rudes juiller 2005 ESP Thi s 30 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Qr force de frottement mobilisable par le pieu 6 Pieux sollicit s en compression ou en traction Nous avons vu plus haut que la charge limite du pieu Q en compression s crit Q 0 0 On admet que le frottement lat ral limite mobilisable est identique que le picu soit sollicit en compression ou en traction La charge limite de traction Ou S crit donc G Q 2 23 Pour d terminer les charges admissibles sous les tats limites de service on fait r f rence la charge de fluage qu peut tre d termin e soit par un essai de chargement du pie
2. D finition Souvent les couches superficielles d un terrain sont compressihles molles peu r sistantes et l am lioration de leur portance s av re difficile voire impossible ou trop cofitcuse alors que les eouches sous jaeentes sont r sistantes partir d une certaine profondeur St la fondation est ex cut e directement sur ees couches de faible r sistanee des tassements incompatibles la stabilit de ouvrage pourraient se produire l est donc naturel et parfois n cessaire de fonder l ouvrage sur ee substratum le bed roek Les fondations profondes sont doue celles qui permettent de reporter depuis la surface les charges dues l ouvrage qu elles supportent sur des couches situ es jusqu une profondeur variant de quelques m tres plusieurs dizaines de m tres lorsque le sol en surface n a pas une r sistance suffisante pour supporter ees charges par l interm diaire de fondations superficielles semelles ou radiers Afin d atteindre le substratum r sistant on r alise soit des puits relativement peu A D profonds dont le diam tre peut varier de 1 3 m soit des preux pour lesquels le rapport 7 g n ralement sup rieur 10 B tant le diam tre du pieu ou sa plus petite dimension dans le plan horizontal et D sa longueur voir figure 2 1 Les fondations de ce type sont dites profondes et il existe plusieurs modes d ex eution pour ces derni res Pour le caleul les fondations s
3. Nombre de rang es de pieux 3 Nombre de pieux par rang e 5 Entre axe des pieux d une rang e m 1 Coefficient d efficacit 0 7879 Force portante nette du groupe kN 2901 21 P pm pen Ir pm pm A A Em m pm pm pm pm n Z ES 9 E Be wm mm r pm r Etat Limite de Service Force portante nette du pieu isol KN 163 65 Sr Groupe de pieux Nombre de rang es de pieux 3 Nombre de pieux par rang e 5 Entre axe des pieux d une rang e m 1 Coefficient d efficacit 0 7879 Force portante nette du groupe kN 1934 14 Ps mm mm pen A FS 29 PS P e E mem mm mm mem pn em mm em mp Pm S D I mm em mm mm mm mm mmm mmm vm vm w c WT wh wm mm mm mamm mm mmm mm mm mm mm mn A8 Annexe 3 2 Exemple de calcul par la m thode Ca Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 72 Fondations profondes Dimensionnement el conception d un programme de calcul ANNEXE 3 3 CaCu 0 9 0 4 0 3 50 60 70 Coh sion non dralnea Cu kPa Annexe 3 3 Valeurs du coefficient d adh sion ou adh rence Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s chen 73 PROJET DE FIN D ETUDES FONDATIONS PROFONDES DIMENSIONNEMENT ET CONCEPTION D UN PROGRAMME DE CALCUL ERRATA Page 14 ligne 6 Lire Il existe au lieu de ll existent Page 16 Figure 2 3 Lire B Diam tre du pieu au lieu de B Dia
4. n nombre de pieux dans chaque rang e B diam tre d un pieu L entraxe des pieux d une m me rang e La charge portante limite d un pieu du groupe est alors donn e par O f 0 Et la charge portante limite du groupe est donn e par O N f Q N tant le nombre de pieux du groupe On notera l existence de la formule de Converse Labarre qui ne s appligue qu certains milieux sableux y ml n al Sch 4 OO m n od tan RH en degr s Une autre m thode qui donne des r sultats comparables est la m thode de la regle de FELD qui admet que chaque pieu a pour charge portante la charge portante d un pieu isol diminu e d autant de fois 1 16 de sa valeur qu il a de pieux voisins Par ailleurs la transmission des contraintes en profondeur sous un groupe est diff rente de celle sous un pieu isol Il y a en effet interf rence des contraintes induites par chaque pieu et un effet radier appara t voir figure 2 8 Q 000000 oa nien A EE EEE 2 a E aa UN GE Dae M A AFRI ETE Bu i Ra s Pression ARE SIE Si Seen VEER EN e A Div d e Gei e di Ee Em T e A Bo LE EE E AA E EN GZ E ZE E gt d S A D 3 CH A i F S Couche compressibie A C PRE A EE GEN PES LZ GE E SE GE S A A B Radier ictif pour pieux travaillant en poln A B Radier fictif pour pieux fiattants a Pieu isol b Groupe de pieux Figure 2 8 Action d un groupe de pieux en profondeur
5. partir de l essai au pressiom tre La m thode pressiom trique est fondamentalement empirique ei sa propri t la plus remarquable est qu elle est applicable tous les sols ct tous les types de pieux sans limitation Elle ne met eependant pas Fabri des volutions de certains sites pour des eauses naturelles ou artificielles roches solubles ph nom nes de fontis frottement n gatif efforts parasites divers et tous ces points doivent tre tudi s le eas ch ant 3 1 Contrainte limite de pointe q et r sistance limite de pointe Q La r sistance la pointe et le frottement lat ral sont caleul s partir des pressions limites mesur cs au pressiorn tre La contrainte limite de point se calcule par application d une formule liant la pression limite py de l essai pressiom trique la pression de ruptur sous la pointe dp k Pi Po 6 dans laquelle pg ct ou sont respectivement les pressions honzontale et vertieale totales des terres au niveau consid r Ces icrmes sont souvent n glig s ce qui nous donne q k X p 2 14 p est la pression limite nette quivalente donn e par la formule l D lu Pie b io t p z dz 2 151 B Avec a max Z osom b min fa h h ancrage dans la couche o se situe la pointe du picu La pression limite nette quivalente Pie peut galcinent tre calcul e partir de ia formule suivante Gildas MONTCHO Projet de fin
6. CO Ce et Gap Er fR gahn Not LI Padia 8 vi CT Cd ei de Car AA CON ra der PRA SI Au CCC OM KN Dor wei Gone A pr Er vi mr rr de SC e Ord EN Parras Gs de air Gon E 15 Le Ted Dr dE CS O kj all eC POR E A Sablert arpas THE reg der Sabies QEvet moyana De GRrOACH Cree more agents Annexe 2 4 D termination du frottement lat ral unitaire q q en fonction de la pression limite Der du type de sol 68 Fondations profondes Dimensionnement el conception d un programme de calcul Fee Eeer ANNEXE 2 5 JTU 121 t1 Tab eau IV Valeurs des 0007 CES 2 g 0 acer M Gamana tl Cargien 13 s L H Parr da Digg Corcho K 8 Nair mani de q_ ua d 4 5 f1 TLA AG e L dits n 80 180 Cora a 0 5 3 Y Ca ROI KA 120 u a TECH LIT rw SSD Ca m mm s d ar brp pidif L 9 ra o Pedra FL ra ET rege re NP ky Ch FORCE D Eh A LL H S CA 160 Sie ie Tem 7500 1007 GGO 80 1129 TON Ea 10000 05 180 250 Ke BO 1 L L sj 300 A0 120 ME IO 200 IZD Ca o ro w 100 a s as x 15 EO tdt upe Dau 1150 agences 5000 02 0 4 Co 69 CA 120 120 Da Le qn M Pa Pa P ar o A wP ut Der Am is ss ts ii Pa ds APP Are A4 pny e ad W a A PARA en A A De A Ela reir do A 0 4 MP HZ a pre DALI Ps Ps VPA OA key Dea PA rr Fakt Weg A y 8 ban tf A pad A A A ANO E A ATP ie farea D Get Me pene tro Pi Vai d
7. Dieu n 2 Hauteur de chute m 1 20 Masse du mouton kg 2000 00 Diam tre du pieu m 0 55 Longueur du pieu m 10 00 Masse du pieu kg 5939 57 Refus moyen mm 2 50 Raccourcissement lastique mm 2 50 Charge admissible kN 395 39 Groupe de pieux Nombre de rang es de pieux 3 Nombre de pieux par rang e 4 Entre axe des pieux d une rang e m 2 00 Coefficient d efficacit 0 8141 Charge admissible par le groupe kN 3862 59 mm den mm mm em er per pm pen CU en mem mm DUR ES 8 Be bs mm mm mm mem ven pn pm GR en pn mm ONE W de em em e mm mr mm mm mn S CUS pen pen Jm Jm RS e em pm OU em mm Annexe 3 1 Exemple de calcul avec la formule de Crandall Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 70 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ANNEXE 3 2 Calcul de la capacit portante de pieux isol s par la m thode C phi PARAMETRES GENERAUX Section carr e Cot du pieu m 0 3 P rim tre m 1 20 Section m2 0 09 Profondeur d encastrement m 8 Coh sion du sol d ancrage 50 Angle de frottement interne du sol d ancrage degr s O D gt Dc Facteur de portance Nq 1 00 Facteur de portance Nc 7 00 mmm pm pm pm pm pm pm em mmm mmm pm pm pm LE mm Am PER E FL ch Bn oz RESISTANCE A LA POINTE Surcharge kPa O Nombre de couches 3 Epaisseur de la couche 1 m 3 Poids volumiq
8. a u A k m u gt m u A WA u m a pa o p h w Hr u de m JES A dE A Ms E dE dE dd y m m EE dE How Ze SZA w E EE E ele GC un u w k m ua E LE WW A ua a RW kv d ja A ie gt WE A gy we ui i du je ao ia W Um Mk dal Sa TT Bypstralubingide ss 2 GE sk a de SN EI w T W WW z ym W P h We Ka Ze F F ww P me gw vg wm ep gg F m Figure 2 12 Frottement n gatif sur un pieu Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juiller 2005 ESP Thies 38 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul 2 M thode de calcul La d termination de l intensit du frottement n gatif est extr mement difficile m me pour un pieu isol Pour leur valuation il existe certains principes de base suivre l Sauf cas particuliers tiqu faction des sols le frottement n gatif est un ph nom ne lent puisqu il ne peut se d velopper qu au fur et mesure de la consolidation des couches compresstbles Les caract ristiques m caniques prendre en compte sont donc les caract ristiques effectives p etc 2 Au del du point neutre N le frottement n gatif n existe plus 3 Si le pieu traverse un remblai surchargeant le sol le frotiement n gatif s exerce sur toute l paisseur du remblai et sur la couche compressible jusqu en N Le frottement n gatif unitaire fa est donn par la formule ci apr s f z 0 2 tan K a 2 t
9. p Cz 1 Aroile 136 26G 156 4 Gsat 16 kN m3 K tan delta2 0 20 EPEN p Sz Gravier 156 4 4 ES 181 2 Figure 3 4 Exemple 1 Calcul du frottement n gatif sur un pieu F est calcul comme Suit p i8x2 K g lz ex 180 x2m 102x2 lt gt F 1 B 2 3 1 6 2x d 2 18x2 KRL vial p 18 2 10 2x2 s een 0 30x2 146 2 x B 70 8 87 7 135 0 276 64N 0 20x4 168 8 2 Calcul de la charge admissible nette d un pieu Soit calculer la charge admissible nette du pieu a la figure 3 5 On calculera d abord la charge admissible nette du pieu isol puis d un groupe de 3x5 pieux 3 rang es et 3 pieux par rang e Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 54 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul carr de 0 imx 03m Q nette Couche 1 am Argile Gsat 16kN mJ Cu 30kPa Couche 2 Argile Gsat 16kN m3 Cu 40kPa Couche 2m Argile Gsat 15kN m3 Cu likPa Figure 3 5 Exemple 2 Calcul de la charge admissible nette d un pieu 2 1 Terme de pointe Le terme de pointe peut tre calcul de deux mani res 2 1 1 M thode I c tant la La force portante nette en pointe peut s cnre O g x 9xc K coh sion de la couche dans laquelle se trouve la pointe du pieu On a alors Q 9x50 x 0 3 40 5kN 2 1 2 M thode 2 Cette m thode est plus g n rale
10. D 06 08 1 12 14 16 MO Ex a ji e oO Annexe 2 2 Valeur de U pour un groupe illimit de pieux SE Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 66 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul EEE ET ANNEXE 2 3 K aj A Pieux tyst PHux boilus Tableau H Argile raide et marne Limons compacts Sable compressible Roche tendre alt r e 1 000 A 2000 Sable at gravier 4 000 10 000 Roche 3 000 600 Sable et gravier tr s compact MM bis Annexe 2 3 Valeur du Coefficient de portance Kp pour l essai pressiom trique par M nard Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 67 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes jwi et 2005 ESP Thi s Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ANNEXE 2 4 Tableau MI Courbe de frottement lat ral consid rer dapes M Bustamante el L Gianesoli Miss en serra ei ralturu du Mise asan anes du pla paci n s Ford Tub Falbls pression a Argie molle imon at sable cha cra mola Argie moyentomen consistanie ef imon 1 2820 AJ E tAy ADS e Abis Agula raide tr s racja AJ para ADS Sable al grave moyennement COMpacts er Ar Er Aba e E Marrewescomoae es eo e oe eem a e e mm em ae gt e em ETS e RER RER ER ESS TE ETS Las mad ar
11. Dimensions et inclinaison 3 1 Diam tre Pour les pieux circulaires on parle de diam tre D alors que pour les autres sections on parle de largeur B Les gros pieux for s ou puits B gt 1 00m sont en r gle g n ral r serv s aux grands ouvrages Les pieux for s non tub s sur toute leur longueur ont une dimension transversale minimale de 0 60 m Pour les ponts routes est recommand de ne pas descendre au dessous de 0 80 m Les petits pieux ne sont adapt s qu aux ouvrages modestes d appuis mod r s Plus particuli rement les micropieux ont un diam tre inf rieur ou gal 250 mm Si les efforts horizontaux sont faibles les pieux de faible diam tre B lt 0 60 m peuvent convenir quitte les incliner alors que ceux de grands diam tres ont rarement besoin d tre inclin Le choix du diam tre du pieu peut tre conditionn par sa longueur 3 2 Longueur La longueur des pieux d pend de l paisseur des couches de sols r sistants devant tre travers es par le pieu pour mobiliser un frottement lat ral suffisant de la profondeur du substratum r sistant et de l encastrement pr vu dans le substratum si l tude montre qu il est n cessaire de l atteindre Remarques Dans le cas o le substratum n existe pas o se trouve grande profondeur on cherchera profiter au maximum de la r sistance au frottement lat ral Les pieux sont alors dits flottants car l effort de
12. EE Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 14 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul 2 S curit vis vis de la rupture du groupe de pieux On consid re le pieu comme une pile monolithique de largeur By de section correspondant l l enveloppe du groupe de pieux aire A de p rim tre P correspondant au contour enveloppe et de fiche D figure 2 8b et figure 2 9 La r sistance la rupture de la pile est la somme de deux termes la r sistance de pointe sur laire A et le frottement lat ral sur le fit de la pile La charge limite de pointe Q se calcule comme celle d une fondation superficielle semi profonde ou profonde selon le rapport gt S il existe une couche molle sous jacente i z faut consid rer la fondation comme fond e sur un bicouche Cect est relatif aux m thodes de dimensionnement des fondations superficielles et sort du cadre de cette tude La charge limite en frottement lat ral pour un milieu homog ne est Qy Pa D SCH GC Le F l C A Sc LD 4 sf g gt A ENLL A 7 4 e K PD 3 a ADA a U A en Figure 2 9 Pile fictive La justification du groupe se fait en incluant dans les sollicitations le poids des pieux et du massif de sol formant la pile monolithique fictive Si le calcul conduit une s curit insuffisante vis vis de la rupture il faut largir la piie fictive en cartant les pieux ou bien
13. cution et la nature du sol on peut les assimiler aux unes ou aux autres ou encore adopter un calcul interm diaire 1 Les fondations superficielles D finition Lorsque le terrain r sistant se trouve une faible profondeur et qu on peut facilement y acc der nappe phr atique absente ou rabattue l int rieur d un batardeau par exemple la fondation est tablie directement sur le sol proximit de la surface On r alise alors en g n ral un largissement ou empatternent de la base des murs ou des piliers On appelle fondations superficielles toutes les fondations dont l eneastrement D dans le sol de fondation n exc de pas quatre ou cinq fois a largeur B le plus petit c t Pour un Ouvrage On pourra opter pour des fondations superficielles si les sols sont assez n 33 _ y g gg lt A K o __ A A g lt lt lt mI gg s Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juiller 2005 ESP Thies 2 Fondations profondes Dimensionnement el conception d un programme de calcul homog nes et comportent des couches porteuses assez proches de la surface autrement le choix se portera sur les fondations semi profondes ou profondes Parmi les fondations superficielles on distingue voir figure 1 1 a Les semelles isol es de section carr e circulaire ou rectangulaire et supportant des charges ponctuelles b Les semelles filantes dont la longueur est tres grande par rapport la l
14. tre born es sup rieurement une valeur plafond q Fit en b ton 0 7 0 7 F t en acier 0 5 0 5 LI 10 Forte pression J lt J 15 1 pieux de diam tre gt 1 50 m barrettes puis coul s pleine fouille q min Pxc q 2 12 For s gros diam tre Tableau 2 2 Valeurs du coefficient B pour quelques pieux Les valeurs de 4 sont donn es annexe 2 2 A _ _ z Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juiller 2005 ESP Thi s 22 Fondations profondes Dimensionnement et canception d un programme de calcul gt Pour les sols non coh rents pulv rulents ou grenus le frottement lat ral unitaire est estim par q Kx0 xtanp 0 xtano 2 13 o a et a sont respectivement les eontraintes effeclives horizontale et verticale mi hauieur de la couche o l on calcule le frottement lat ral contrainte moyenne K et q sont respectivement le coefficient de pouss e du sol sur le pieu et l angle de frottement sol pieu Leurs valeurs ont t d termin es par Broms et sont donn es par le tableau 2 3 TYPE DE PIEU K compacit K compacit faible forte eu acier S I ieu battu en b ton rugueux 0759 1 2 ieu battu en b ton lisse oe os d eu for D 10170 10 D C 5 g Ln o Q 2 C D Tableau 2 3 Valeurs de K et pa pour quelques pieux en fonction de 0 gt Pour les sols coh re
15. 1 tonne MPa le M ga Pascal 1 Mpa 10 Pa m masse ou metr m unit de surface le m tre carr g acc l ration de la pesanteur s seconde unit de temps e excentricit Qu PAISSCUT H ou h hauteur B ou b largeur paisseur ou diam tre L oul longueur ou largeur D ou d Diam tre u Angle Lar MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s XI Fondations profondes Dimensionnemeni et conception d un programme de calcul INTRODUCTION Les fondations sont des l ments fondamentaux dans un projet de construction car la p rennit de l ouvrage d pend de leur qualit Les fondations reprennent et transmettent au sol toutes les charges permanentes aeeldentelles et charges d exploitation IT est donc important qu elles soient calcul cs ct r alis es avec le plus grand soin La diff rence existant entre le nombre de programmes de calcul des fondations superficielles et ceux de calcul des fondations profondes est surprenante Si les programmes de calcul de fondations superficielles sont assez nombreux et vulgaris s il n en est pas de m me pour les programmes des fondations profondes Ces dermiers sont plut t rares et peu accessibles dans notre environnement aussi bien aux tudiants qu aux professionnels Aussi la pratique des fondatious profondes n est pas courante ct la documentation fait d faut Actuellement 1l existe dans la sous r gion tr s peu
16. M Ibrahima Khalil CISSE Professeur de g otechniquc des universit s au d partement g nie eivil de l Eeole Sup rieure Polytechnique de Thi s pour sa grande disponibilit et ses conseils avis s gt M Ismaila GUEYE Docteur en M canique des sols professeur UEIER de Ouagadougou pour sa disponibilit et sa promptitude nous fournir des indieations importantes gt Tout le corps professoral de Eeole Sup rieure Polytechnique de Thi s gt Toute la promotion 2004 2005 de PESP Thi s et tous ceux qui nous ont soutenu conseill et encourag tout au long de ee projet de fin d tudes Nous vous r lt rons notre profonde gratitude E Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 11 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul SOMMAIRE Vu l importance que rev t le calcul de la capacit portante d un sol dans la stabilit d un ouvrage l inad quation des fondations superfeielles pour les ouvrages sur certains types de sols et la raret des programmes de ealcul de fondations profondes ce projet de fin d tudes s est donn pour but l tude des fondations profondes leurs diff rentes m thodes de dimensionnement el la eonception d un programme de calcul Les diff rentes m thodes de dimensionnement des fondations profondes pr sent es sont bas es sur la d lenninalion de la pression limite On peut classer les foudations profonde
17. bas Soit z la contrainte verticale au contact du f t du pieu au somunet de la tranche i d paisseur Az la valeur de o z est donn e par les formules suivantes Posons A R akira TAT X an Kc a 2 est donn e par la formule 2 34 si A 0 et par la formule 2 35 si A 0 o zu 0 DHE 0 2 H s gt 2 34 do o Z 9 z Az w 2 35 z 2 3 Application pratique 2 3 1 Valeurs de K tan Le frottement n gatif total Fa s exer ant sur le pieu peut tre tr s lev et absorber une part pr pond rante voire la totalit de la capacit portante du pieu Pour r duire F des dispositions sp ciales peuvent tre prises On citera ce titre le traitement de la surface des pieux avec des enduits base de bitume ou bien la r alisation d un double chemisage sur une certaine hauteur Les formules pr c dentes font appara tre le terme K tang Les valeurs donn es dans le tableau 2 9 peuvent tre adopt es Type de pieu Nature du sol o For tub For att curbe argile et limon mous Argile et limon fermes durs graves tr s l ches 0 35 E Di E OD CH ip LA Sables et graves laches peu compacts 0 45 0 45 Sabtes et graves moyennement compacts compacts 0 531 0 5 119 9 1 Tableau 2 9 Valeurs de K tand LR Gildas MONTCHO Projet de fin d rudes juillet 2005 ESP Thi s 4 Fonda
18. calcul Entre les deux extr mes fondations superficielles et fondations profondes on trouve les fondations semi profondes dont la base se situe au dessus de la profondeur critique mais pour lesquelles le frottement lat ral ne peut tre n glig il s agit des pieux ou parois de faible longueur et de tous les types de caissons Il n existe pas de m thode de calcul propre cette cat gorie de fondations qui ne constituent que des cas particuliers et on adopte suivant les cas les m thodes retenues pour les fondations superficielles ou pour les fondations profondes 1 A SOL flante Argile Limon G 3 Argile raidc marne limon compact 6 sable compressible Sable et gravicr 4 9 Sable et gravier tros eompact 11 NW dh dh d D Fiche totale de la fondation B diam te du preu Figure 2 1 fondation profonde Ge Gildas MONTCHO Projet de fin d tieles juillet 2005 ESP Thi s 12 Fondations profondes Dimensionnement et eonception d un programme de calcul O Qo qp Fondat on superficielle De Fondat on profonde Dc Profondeur critique Op R sistance la porte Fiqure 2 2 Profondeur critique et r sistance de pointe 2 Typologie des pieux Les fondations profondes sont constitu es par les pieux et les puits La diff rence fondamentale entre les picux et les puits est le diam tre qu est plus grand pour les puits sup rieur m Dans la cat gorie de
19. compte le tassement Exp rimentalement on remarque que le tassement en t te des pieux est en g n ral de L cm sous une charge de r f rence gale 0 70 et ce pour une gamme de pieux dont la longueur de fiche est comprise entre 6 et 45 m et dont le diam tre B varie entre 0 30 et 1 50 m On d finit une valeur limite du tassement not e Syer sous la charge de r f rence e Pour les pieux for s Ser 0 006 B avec des valeurs extr mes de 0 003 et 0 010 B e Pour les pieux battus Ser 0 009 B avec des valeurs extr mes de 0 003 et 0 010 B Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 32 Fondations profondes Dimensionnement ei conception d un programme de calcul UL GROUPE DE PIEUX 1 Comportement d un groupe de pieux Les pieux sont dans la pratique presque toujours battus ou for s par groupe Il convient donc d tudier l intluence de ce voisinage sur la force portante de chaque pieu du groupe et le tassement de l ensemble Lorsque tes pieux sont rapproch s il ne suffit pas de v rifier la r sistance d un pieu consid r comme isol En effet il arrive que la charge limite globale Q du groupe de n pieux soit inf rieure la somme des charges limites des pieux du groupe consid r s comme isol s D s que l entraxe de deux pieux est inf rieur un dixi me de leur longueur la capacit portante de chacun des pieux est diminu e Cet abaissement de la c
20. construction Remarque Les sols sont dans la pratique tr s h t rog nes Aussi le calcul des fondations sur pieux implique 1 1l obligatoirement des simplifications radicales Les subtilit s th oriques telles que celles qui concernent le calcul de ta r sistance la ruptnre des groupes de pieux an moyen de la th orie de l lasricite sont illusolres et peuvent tre n glig es 4 Notion de ligne de rupture et fonctionnement d un pieu On admet que les lignes de glissement qui r gnent autour d un preu divisent le milicu en quatre zones figure 2 3 e Ja zone I limit e par la ligne de glissement EF G correspondant au frottement lateral le long du f t dans cette zone le milieu est en quilibre de quasi but e e a zone Il limit e par la ligne de glissement OCFE correspondant a l effort en poinie dans cette zone le milieu est galement en quilibre de but e e les zones lll et IV situ es au del des lignes de glissement Dans ces zones le milicu n est pas en quilibre plastique mais pseudo plastique a Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juritet 2005 ESP Thi s 15 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ligne de ghssement l Dc Profondeur critique de la fondation D Fiche totale de la fondation B Diam te du pieu Figure 2 3 Sch ma de fonctionnement d un pieu Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juiller 2005
21. du g nie lt gt _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ KK gt gt gt gt Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 50 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul BIBLIOGRAPHIE El ment de M canique des sols Par Fran ois SCHLOSSER Presse de PENPC 1988 276 pages Calcul des fondations superficielles et profondes Par Roger FRANK Edition Techniques de l Ing nieur 2003 141 pages G otechnique et Calcul des ouvrages Exercices r solus Par Eric GERVRLAU Ga tan Morin Editeur 2000 164 pages Cours pratiques de m canique des sols Tome 1 Plasticit et calcul des tassements Par Jean COSTET et Guy SANGLERAT 3 dition Dunod 1975 283 Pages Cours pratiques de m canique des sols Tome 2 Calcul des ouvrages Par Jean COSTET et Guy SANGLERAT 2 dition Dunod 1975 351 Pages Fondations profondes pour le b timent DTU 13 2 Par la commission de normalisation Fran aise Edition AFNOR Septembre 1992 72 pages Pieux et fondations sur pieux Par ZAVEN DA VIDIAN Edition Eyrolles 1969 190 pages Indispensable pour C Par Bemard Frala Collection Marabout 1999 509 pages Fascicule 62 Titre V R gles techniques de conception des fondations des ouvrages de g nie civil Par le Minist re de l Equipement et du logement et du Minist re des Transports de la France 1993 182 pages 10 Les Fondations R dig sous la d
22. etudes juilfer 200 ESP Thi s 25 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Remarques e Les valeurs de donn es dans le tableau 2 4 ne sont valables que pour de vraies D fondations e est a dire pour un ancrage relatif R gt 5 B e D apr s la formule 2 15 un ancrage tel que a ou 0 50 m est tol r Ceel est aeceptable lorsque le pieu esl fieh dans une couche tr s r sistante rocher peu alt r par exemple Dans les sols meubles il est vivement conseill d adopter un ancrage minimal de 3B avee un minimum de 1 50 m dans la couche porteuse 3 2 Frottement lat ral Qr Des corr lations ont l lablies entre la pression limite p du sol et le frottement lat ral unitaire gr La m thode g n rale consiste choisir en fonction de la nature du sol et du type de pieu une courbe repr sentant une relation particuli re entre dr et py Les lois dr fp sont donn es par les eourbes Q Q de la figure 2 6 et le choix de la courbe consid rer est donn par le tableau 2 5 Les expressions math matiques de ees courbes sont donn es par le fascicule 62 a D D r r d d 2 du 7 d s p v e mia A r ra AM a i b a e H 1 r i i 4 L e F 4 dro mma m bum KH H r lo de Tr RE A du D E w mmm J H 1 L u L E raid D WA D r d 1 1 _ na A ann mi D Fiqure 2 6 Courbes de frottement la
23. glissement dans ce dernier Le dimensionnement d une fondation consistera principalement 4 s assurer que l on reste en de de cette charge limite que l on minore par des coefficients de s curit PE Gildas MONTCHO Projer de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 3 Fondations profondes Dimensionnement er conception d un programme de calcul charge par unit de surface qd qd capacit portante b simple fissuration rupture par tassement ci aille ment d formation localis e cas a sol relativement compact ou r sistant cas des sables cas b sol peu compact ou relativement mou cas des argiles Figure 1 2 Courbe de tassement 3 M thodes de calcul de la capacit portante Il existe plusieurs m thodes de calcul de la capacit portante des ondan superficielles Nous ne nous appesantirons pas sur lesdites m thodes nous en donnerons juste un aper u le sujet ayant d j t trait dans un projet pr c dent Parmi ces m thodes nutis avons 3 1 La m thode calcul C p Cette m thode consid re que le sol est homog ne sur nne paisseur h sous la base horizontale d une fondation de largeur B telle que h gt 3 5B La contrainte de rupture qu encore appel e eapaeit portante unitaire est donn e par la formule suivante B d TN Tr XDXN cxN NCL D profondeur de la base de la fondation par rapport au terrain naturel
24. le froliement lal ral est n gatif le sol tasse plus que le pieu et surcharge le Dieu au lieu de le soutenir le frottement lat ral est ding vers le bas et la force portante est gale l effort de pointe diminu du frottement lat ral on dit que le frottement lat ral est n gatif et Qi Q Or On peut choisir d annuler l effet du frottement n gatif en rendant lisse la paroi du pieu par un enduit comme le bitume 1 2 Force portante admissible Selon la r gle des contraintes admissibles la charge Q appliqu e la fondation r sultant de la descente de charge aux tats limites doit rester inf rieure la force portante admissible a du sol de fondation d finie plus haut Q lt Qaa 2 Type de pieux Le choix du type de pieux n est g n ralement pas fait au niveau de l tude des fondations C est le plus souvent l entreprise qui propose une technologie particuli re partir de crit res qui peuvent tre les orientations d finies dans le dossier d appel d offres type de pieux les habitudes locales ou li es au type d ouvrage consid r le mat riel dont dispose l entreprise la configuration du site site aquatique ou terrestre ta nature des sols et la circulation de l eau le co t EE AA ZZO A Z Z Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 47 Fondations profondes Dimensionnement el conception d un programme de calcul 3
25. peut fournir des r sultats fiables si les donn es entr es ne sont pas correctes Cette version m me si elle constitue une avanc e significative par rapport la version initiale labor e par un de nos a n s gagnerait tre am lior e Gildas MONTCHO Projet de fin d etudes juilles 2005 ESP Thies 58 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Dans le souci de compl ter et parfaire ce travail nous formulons les recommandations suivantes gt Ce programme malgr l attention accord e son laboration pourrait contenir des bugs Nous souhaitons qu il soit poursuivi que l interface en soit am lior e et qu il soit beaucoup plus interactif gt Le cours de m canique des sols I est un pr requis cette tude et nous n avons pas eu la chance de le suivre avant de boucler de travail Nous demandons a l Ecole de prendre les dispositions n cessaires afin que tous les cours en g n ral soient dispens s temps afin de permettre tous les l ves ing nieurs d avoir toutes les connaissances n cessaires la r alisation de leur projet de fin d tudes gt Les connaissances n cessaires la conception d un programme ou d un logiciel nous font demander un renforcement du niveau informatique des l ves ing nieurs et la cr ation de groupes de travail afin d laborer des outils similaires label de l Ecole Polytechnique de Thi s dans d autres domaines
26. pointe est tr s faible 3 3 Inclinaison La seule timite l inclinaison quels que soit le diam tre et le type de pieu reste impos e par le mat riel d ex cution Actuellement on ne d passe pas une snclinatson de 207 4 Disposition en plan d un groupe de pieux La disposition en plan des pieux d une m me fondation doit permettre SS Gildas MONTCHO Projes de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 48 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul d assurer une r partition la plus homog ne possible des charges axiales entre les diff rents pieux d assurer le centrage du groupe de pieux sous les parties de la structure qui transmettent des sollicitations la fondation L espacement minimal de deux pieux doit tre de 1 5 B soit un entraxe minimal de 2 5 B et cela pour de raisons d ex cution B tant le diam tre du pieu en m Bien qu il n existe pas d espacement maximal respecter il faut viter une distance entre pieux trop importante qui conduit une forte paisseur de la semelle de liaison 5 D marche suivre pour une tude de fondations profondes Le dimensionnement d une fondation sur pieux ne peut se faire que par t tonnements On part d un avant projet tabli de fa on plus ou moins empirique c est le pr dimensionnement On le soumet ensuite aux v rifications n cessaires Si une ou plusieurs conditions ne sont pas satisfaites on repr
27. r sistance la pointe panneau 2 il faut saisir la valeur de la surcharge au pr alable dans le panneau 3 avant de proc der au calcul dans le panneau 2 e Dans les panneaux 2 et 3 quand on a plusieurs couches les param tres pour chaque couche doivent tre tous entr s avant de proc der au calcul pour cette couche bouton Calcul ai Le passage la couche suivante ou la couche pr c dente n est possible que lorsque tous les param tres de la couche courante ont d j t entr s et se fait l aide des boutons gt et lt respectivement Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 5 n R Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcu e Une fois toutes les donn es saisies dans un panneau on peut alors cliquer sur te bouton Calculer dudit panneau pour proc der au calcul e Dans le panneau 3 pour calculer un frottement n gatif dans une couche entrez une valeur n gative pour Zo m thode q BETAxC ou pour K tan 5 m thode K tan 0 o RH SE C Ki AL I S LZ orn ai A da i 7 E E c Farma de la section du Dien Circulaire Nambre de G 1 OK Diam tre du pieu H m Epaisseur couche m Ez gt j Profondeur d encastrament D m Poids volumique couche Nm Calcul Coh sian du soi d ancrage C kPa Pression verticale des terres kPa E lew Angle de trottement phi g
28. tonptagel p Z Cle dyremametrique ai EL 7 z Kat kou E r S a m a F epes 8 ej o_o systema Mike laurel p paripe A FE de QUE aya UE type ek ku 2 A R rima 0 E s K he e fige de bariage tige irese d i 8 _ injection de bouc Annexe 1 3 P n trom tres de types A et B sch ma de principe Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 63 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ANNEXE 1 4 manom tce da mesure presson d eau bouteltla de CO nr in S SC d tendeuc j manometra przemian d die 1 Wi air Leecn wa cellules de gorda vau vera La cellule de mesure niveau qu controleur prestron volume avant trou IS KU mm 1 fer ag coaxial r gion cellule de garde remplis d air torse cellule de mesura remplie d eau ube mmdtaliique Annexe 1 4 Pressiom tre et Sonde du type G Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 64 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ANNEXE 2 1 Dira td Fondallon superfciclle Crus Fondallon profonde angle de Irottement ineme en degr chcastcecient Figure 46 capacit portante limit d une Figure 47 Abaque de d termination de La tondationa en fonction de son covasiremen valeur de Drnax Valeur des facteurs de portances Nomar et Nema
29. 2005 ESP Thi s 56 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Parla m thode de Converse Labarre C tan ep ne 72 78 A 90xmxn Parla r gie de Feld 13 On a quatre pieux a dont la force portante est gale 16 8 pieux b dont la force portante gale et 3 pieux c dont la force portante est gale On a alors 13 11 8 4x 5x 3x C gd 16 64 06 Par la m thode de Los Angeles Cette m thode est plus r cente que celle de Converse Labarre et c est elle qui a t uul dans le programme B l C l x A Aman m n 1 n m 1 JB m 1 1 1 78 79 La r gle de Feld qui suppose que les pieux ne supportent pas tous la meme charge dotu pour ce cas e r sultat le plus d favorable Le r sultat donn par formule de Los Angeles est voisin de celui donn par la formule de Converse Labarre La force portante du groupe est donc Q Eu Q Q mxnxC 2901 15KN Q mxnxC 1934 1KN EELS Cet exemple a t trait par le programme et les r sultats sont fournis en annexe 3 2 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 47 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS Le but de cette tude tait de passer en revue les diff rentes m thodes de dimensionnement des fondations profondes et d laborer un progra
30. AMME DE CALCUL FONDPRO lt i S e ES z d e h ZIE ci ah Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul PRESENTATION DU PROGRAMME FONDPRO L objectif principal de ce projet de fin d tudes tait l laboration d un programme de calcul des fondations profondes Le programme labor FondPro 1 0 figures 3 1 d velopp avec Borland C Builder sous Windows XP comporte trois modules ou m thodes de calcul des pieux que sont La m thode des Hollandais La m thode de Crandall La m thode Com M thode C phi Quitter me R M la O Figure 3 1 Interface du programme FondPro 1 0 E Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 50 Ii Gildas MONTCHO Fondations profondes Dimensionnement ef conception d un programme de calcul MANUEL D UTILISATION I Aper u du programme FondPro 1 0 Le programme FondPro est divis en trois modules chacun tant accessible par un bouton indiquant le libell de la m thode de calcul utilis e Un clic sur des boutons par exemple M thode de Crandall ouvre au dessus de la fen tre principale une autre fen tre permettant de saisir les diff rents param tres permettant le calcul de la capacit portante des pieux battus par la m thode Crandall Un appui sur la touche Tabulation permet de passer d une zone d dition l autre Certaines zone
31. B largeur de la sernelle poids volumique du sol de fondation y poids volumiqne du sol au dessus de la fondation O yD Ey Z contrainte des terres au dessus de la base de la fondation c coh sion du so sous la base de la fondalion en nnite de pression _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ I Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes palet 2005 ESP Thi s 4 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Les trois eoefficient Ny Na et Ne appel s facteurs de capacit portante ne d pendent que des angles y et o N est le terme de surface N est le terme de profondeur et N est le terme de coh sion Les valeurs de ces trois facteurs de portance sont tabul es en Annexe 1 1 p angle de frottement interne du sol ou eoeffieient des terres au repos Selon Caquot p TT cl K risel la valeur minimale de y esl donn e par y 4 2 C et g sont des param tres intrinseques du sol d termin s partir de l essai triaxial ou de l essai de cisaillement direct la bo te Ils d pendent de la nature du sol de son degr de saturation et des conditions de drainage court et long terme voir Annexe 1 2 Pour le calcul des facteurs de portance les formules suivantes ont t propos es par Prandtl Pour p 0 Na 1 Na 0 Ne 5 14 Pour n 0 N 75 jem N 2 N l tang Nosal Y 4 2 y g c tan y Afin de limiter les tassements d
32. E DES FONDATIONS PROFONDES 17 Formules de battage issues NEEN 18 NES CE E 1 2 Formule des Hollandais EEE L 1 3 Formule de Crandall RE AE LU 2 D termination de la charge portante par les formules statiques EE 19 2 1 Expression g n rale de la force portante Q1 eee 20 2 1 1 Pression limrte et r sistance limite sous la pointe WA 20 2 1 2 Frottement lat ral saa aaa d 3 Calcul de la charge portante Qi partir de Pi essal AU u pressiom tre NE 24 RE EE Gildas MONTCHO Prajel de fin d tudes jitilet 2005 ESP Thi s ty Fondations profondes Dimensionnemen el conception d un programme de calcul 3 1 Contrainte limite de pointe qp et r sistanee limite de pointe Qp nn 24 3 2 Frottement lat ral Oe 26 4 Caleul de la charge portante O partir de l essai au p n trom tre asees 27 4 1 Contrainte limite qp sous a pointe cnn roccnna rana coran ccoo rn 28 4 2 Frottement lat ral umitaire limite iii 30 5 Charge admissible nette Qu d un pieu for ui 30 6 Pieux sollicit s en eompression ou en traction ii 31 7 Tassement d un pieu ISOlE AA 32 III GROUPE DE PIEUX REENEN 33 Comportement d un groupe de pieun EE 33 2 S curit vis vis de la rupture du groupe de pieux sss eee eee 35 3 Tassement d un groupe de pieus ENEE 35 IV FROTTEMENT N GATIF SUR LES PIEUX sese eee 38
33. E m Il existe une similitude de sollicitation du sol entre un essai au p n trom tre statique el un pieu soumis une charge verticale centr e et cela laisse supposer que cet essai permet d obtenir une bonne appr ciation de la force portante des pieux Cet essai qui se fait par enfoncemeni des tiges dans le sol se fait vitesse constante et lente au moyen de v rins est limit aux pieux fich s dans des terrains meubles Selon le fascicule 62 la hauteur d encastrement quivalente est donn e par la fonnulc D 4 2 dz 2 18 Gildus MONTCHO Projet de fin d tudes juliici 2005 ESP Thi s 27 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un progromme de calcui avec qee r sistance de pointe guivalente d finie au paragraphe suivant dZ r sistance de pointe liss e la profondeur z D hauteur d encastrement r elle du picu 4 1 Contrainte limite q sous la pointe La contrainte limite ou pression limite sous la pointe est donn e par In Ke Ge 2 19 dans laquelle k repr sente le coefficient de portance Ce cocffieient d pend de la nature du sol et du mode de mise en uvre du pieu for ou battu et traduit la proportionnalit entre la r sistance de pointe du pieu et celle du p n trom tre Ses valeurs donn es par le fascicule 67 sont pr sent es dans lc tableau 2 6 Nature du sol et Pieux mis en uvre sans Pieux mis en uvre avec cat
34. ESP Thi s 16 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul If CALCUL DE LA CAPACITE PORTANTE DES FONDATIONS PROFONDES On peut d finir la force portante d un pieu Q comme la charge maximale qu il peut supporter sans se rompre On d finit aussi la capacit portante qu d un sol qui est la charge maximale par unit de surface que ce dernier peut supporter Au del de cette charge le sol se rompt La charge limite Q support e par une fondation profonde est d compos e cn deux composantes la charge limite de pointe Qp 4 4 correspondant au poin onnement du sol sous la base du pieu et la charge limite Qr P DIE q mobilisable par frottement entre le I f t du pieu ct le sol d o la formule suivante de Qi Q Q Q 4 q P 2 k 2 1 q contrainte limite de pointe en kPa qr froriement lat ral unitaire de a couche i en kPa A section droite du pieu en m be P p rim tre du pieu en m n nombre de conches travers es par le pieu EI paisseur de la couche i en m Pour un pieu aner dans un sable la capacit portante nette est pratiquement la m me a Q Qn Qf que la portance brute Figure 2 4 Force portante d un pieu e EE EE Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes Ziller 200 ESP Thi s 7 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul La d termination d
35. L Description du ph nom ne sss sss esse eee eee 38 2 M thode de calcul EE 39 2 1 Valeur maximale du frottement n gatif E 39 2 2 Description et prise en compte du ph nom ne d accrochage 39 2 3 Application pratique issues 4I 2 3 1 Valeurs de KE Gon EE 41 2 3 2 Cas particuliers EE 42 2 3 3 D termination de la position du point neutre us 42 2 3 4 Choix de la m thode sees eenn 42 3 Frottement n gatif sur les pieux d un groupe 42 V EFFORTS HORIZONTAUX ET PIEUX INCLINES ek 44 L Pieux ex cut s en place 45 2 Pieux battus essen een 45 VI JUSTIFICATIONS ET DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES een senenn 47 L Capacit portante ou force portante EEN 47 1 1 Force portante limite Qj see sese 47 1 2 Force portante admissible sieurs 47 2 Type de pIEUX AAA 47 3 Dimensions et inclinaison sss ess eee ree 48 3 1 Dameire ENEE 48 A WRO ZEE 48 3 3 InclinaiSOn ENEE 48 4 Disposition en plan d un groupe de pieux 48 5 D marche suivre pour une tude de fondations profondes E 49 CHAPITRE 3 PROGRAMME DE CALCUL FONDPRO I PRESENTATION DU PROGRAMME FONDPRO nn 50 H MANUEL D UTILISATION esse sse eee 51 Aper u du programme FondPro lU een SI 2 M thode de Crandall et M thode des Hollandais ss 52 3 OE aso o wazna anawa aa aaa aaa aaa apnea ABEE one paka nagana awge kaman aezca aaa 52 IT QUEL
36. QUES EXEMPLES TRAIT S ooo aaa oe aaaa wawa 00 Calcul du frottement n gatif sur un pleu sise 54 2 Calcul de la charge admissible nette d uu pen A 2 1 Terme de pointe nn DS _ NK O M UOU Gildas MONTCHO Projet de fin d Etudes fuillet 2003 ESP Thi s y Fondations profondes Dimensionnement er conception d un programme de calcul 2 1 1 M thode AA 55 2 1 2 O Gi CY 55 2 2 Terme de frottement E 56 2 3 Force porlanie du Dieu 1s0l6 eee ra rtanereerErA rer eattr renerien eea 56 2 4 Force portante du groupe de pieux siens 56 CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 58 BIBLIOGRAPHIE AE 60 Gildas MONTCHO Projet de Jin d tudes juriet 2005 ESP Tlues VI Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul LISTE DES ANNEXES Chapitre 1 Annexe 1 1 Valeurs des facteurs de portance Na No Ny K pour les fondations superfieiclies EEN 61 Annexe 1 2 Valeurs de e et p en fonction du type de sol 62 Annexe 1 3 P n trom tres de types A et B sch ma de principe E 63 Annexe 1 4 Pressiom tre et Sonde du type C R 64 Chapitre 2 Annexe 2 1 Param tres de calculs des fondations profondes Dmax Nanas Nemax Klano 65 Annexe 2 2 Valeur de Bea d apr s le fascicule 62 66 Annexe 2 2 Valeur de p pour un groupe illimit de pieux 66 Annexe 2 3 Valeur du Coefficient de portance Kp pour Pe
37. REPUBLIQUE DU SENEGAL UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Centre de THIES DEPARTEMENT GENIE CIVIL PROJET DE FIN D ETUDES EN VUE DE L OBTENTION DU DIPLOME DINGENIEUR DE CONCEPTION ET 6 rtr N UTA UE E BWR SE pe v 10 E ei an rer Fap Gar 6 Z TP R ad 1 44 Titre Fondations Profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Auteur D Gildas Sleeve MONTCHO Directeur Professeur Ibrahima Khalil CISSE Juillet 2005 Fondations profondes Dimensionnement ef conception d un programme de calcul DEDICACES Je rends gr ce Dieu et d die ce travail A A mon p re pour ta dispontbilit et tes pr cieux conseils 4 ma m re pour son soutien maternel inconditionnel 4 mes fr re et s ur sur qui j ai toujours pu compter 4 celle qui partage mes joies et peines toute la promotion 2004 2005 de ESP Thi s tous les enseignants qui ont contribu ma formation tous ceux qui me sont chers Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP hier Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul REMERCIEMENTS Nous exprimons nos sinc res remcrelements toutes les personnes qui de pres ou de loin de par leurs aetes ou leurs eonseils ont contribu la r alisation de ee projet Nous tenons remereter en partieulier gt Notre Directeur interne
38. a naa EEN vil LISTE DES FIGURES eessen vili LISTE DES TABLEAUX ae viii LISTE DES ABREVIATIONS AEN x LISTE DES UNITES ET SYMBOLES XI ATI l CHAPITRE 1 GENERALITES SUR LES FONDATIONS I DEFINITION ENER ENEE 2 II TYPES DE FONDATIONS FONDATIONS S5UPERFICIELLES 22243 12 211 2 L Les fondations superficielles Definition 4 2 2 Notion de capacit portante et de tassement sie 3 M thodes de calcul de la capacit portante sus 4 3 1 La m thode calcul C p sese 4 3 2 La m thode du p n trom tre dynamique is 6 3 3 La m thode du pressiom tre M nard issu 8 3 3 1 Calcul de la pression limite o EEN 8 3 3 2 Capacit portante des fondations qd sous charge verticale centr e 10 CHAPITRE 2 DIMENSIONNEMENT DES FONDATIONS PROFONDES I GENERALITES SUR LES FONDATIONS PROFONDES un 1 1 D finition EEN EEN EEN 11 2 Typologie des pieux A E 2 1 Pieux pr fabriqu s e en b ton a arm E 2 2 Pieux ex cut s IH situ due nn LA 3 Classification des pieux selon Terzaghi et m thodes de calcul des pieux TE L 3 1 Pieux flottants dans un sol gros grains tres perm able E LA 3 2 Pieux flottants dans un sol grains fins de farble perm abilit EE 15 3 3 Picux charg s en pointe ENEE 15 4 Notion de ligne de rupture et fonctionnement d un pieu 0 nn LS IT CALCUL DE LA CAPACITE PORTANT
39. an 2 29 o z tant la contrainte effective verticale une profondeur quelconque z et proximit imm diate du f t du pieu K le coefficient de pression des terres au contact sol pieu et 6 l angle de frottement sol pieu qui d pend du type de pieu et de la nature du sol 2 1 Valeur maximale du frottement n gatif Suivant l hypoth se la plus simple on admettra que la contrainte verticale a 2 correspond au poids des terres et la surcharge la profondeur consid r e Le frottement n gatif total F sur le pieu s obtient alors par int gration de la formule pr c dente 2 29 depuis la partie sup rieure du pieu jusqu la profondeur du point neutre Cette m thode conduit g n ralement une surestimation du frottement n gatif parce que l effet d accrochage n est pas pris en compte L estimation du frottement n gatif ainsi obtenue correspond donc une valeur maximale Hot F K 0 2 tan dz 2 30 2 2 Description et prise en compte du ph nom ne d accrochage proximit du BIL du pieu la contrainte a est r duite en profondeur parce qu une partie du poids des terres est transmise dans le peu par le frottement n gatif mobilis au dessus du point consid r c est l effet d accrochage E Gildas MONTCHO Projet de fin d Etudes juillet 2005 ESP Thi s 39 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul A une distance p de laxe du pieu
40. apacit d pend de la taille de chaque pieu de la forme du groupement ainsi que de la nature du terrain Cette perte de r sistance peut s valuer l aide de plusieurs m thodes Le coefficient d efficacit f du groupe de pieux est un coefficient correcteur qui s applique la force portante du pieu isol et permet d valuer la force portante de l un des pieux du groupe Il se d finit comme suit ES Le 9 2 27 29 Q Une id e intuitive de l effet de groupe est donn par des pieux battus dans un sable liche Le battage et la p n tration des pieux resserrent la structure et compactent le sol entre les pieux ce qui conf re au groupe une force portante am lior e f gt 1 En milieu serr au contraire du fait de la dilatance la p n tration des pieux produit un rel chement de la structure avec augmentation de l indice des vides qui se traduit par une diminution de la capacit portante du groupe f lt D Parmi les diff rentes m thodes qui ont t avanc es pour le calcul de la capacit portante d un groupe de pieux nous indiquerons la m thode bas e sur le coefficient d efficacit Plusieurs formules ont t avanc es pour le calcul du coefficient d efficacit f Nous proposons 161 la formule de Los Angeles je SEN mnt n m 1 42 m 1 2 1 2 28 L A mn Dans taquelle m nombre de rang es S Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 33
41. argeur et supportant un mur OU une parol c Les radiers ou dallage de grandes dimensions et occupant la totalit de la surface de la structure Ils ont une paisseur h dict c par la descente des charges et le calcul LU b ton arm a b c Wi Wii Muj CREER RER RE ER MD PRES R CERA A d T T T T t N vi o a PAPER a 4 r 4 4 4 A EA AE k do i t b TE s b K E g a y A c A T A E 4 AS 4 4 A A A A k 4 L 4 1 Figure 1 1 Diff rents types de fondations superficielles 2 Notion de capacit portante et de tassement Lors du dimensionnement d une fondation deux l ments importants sont consid rer la capacit portante et le tassement L ing nieur g otechnicien devra se pr occuper dans un premier temps de la capacit portante du sol c est dire s assurer que les couches du sol support sont en mesure de supporter la charge transmise par la fondation Le cas ch ant il devra alors v rifier que le tassement du sol qui est la d formation verticale du sol la surface reste dans les limites admissibles Les notions de capacit portante et de tassement sont illustr es la figure 1 2 La capacit portante d un sol est la charge maximale par unit de surface qu il peut supporter Au del de cette charge on observe la rupture du sol et l apparition de surface de
42. d entreprises capables de r aliser ce genre de fondations et la plupart des fondations r alis es dans la sous r gion m me celles de certains grands ouvrages telles que les ponts sont superficielles parce que leur calcul est relativement simple et leur r alisation est plut t facile et assez bien ma tris e or comple tenu des d sordres li s au tassement des sols ou un remaniement parfois impr visible du sol il est pr f rable de recourir des fondations profondes pour un meilleur ancrage et une fiabilit accrue Cette tude sera principalement ax e sur les fondations profondes circulaires et en b ton arm Nous nous focaliscrons surtout sur l aspect g otechnique des fondations profondes dont nous pr senterons les diff rentes m thodes de caleul Les diff rentes m thodes expos es reposent sur la d termination de la pression limite de pointe pour laquelle on recourt aux essais in sifu essai p n trom trique essai pressiom trique et formules dynamiques et sur l valuation du frottement lat ral L tude portera ensuite sur l tude du frottement n gatif sur ce type de fondations et sur les groupes de pieux et enfin sur les pieux inclin s L objectif le plus important de ce travail est la conception d un programme dc ealcul des fondations profondes Ce programme d velopp sous C Builder de BORLAND calcule la force portante des pieux isol s et des groupes de pieux suivant diverses m thodes Guda
43. d tudes pets 2005 ESP This 0 54 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Pie d D PL Ps 2 16 Les trois valeurs pu pr et p repr sentent les pressions limites pr mesur es un m tre au dessus de la pointe au niveau de la pointe et un m tre en dessous de la pointe Pour une couehe uniforme ona D A Le coeffieient de portance k est fonetion de la cat gone du sol de la nature du pieu et de la hauteur d encastrement quivalente D Ses valeurs donn es par le faseleule 62 sont fournies au tableau 2 4 BE Nature des terrains refoulement du sol refoulement du sol 1 6 4 2 Argiles et limons om Sables el graves 1 La valeur de kp pour ces formations est prise gale celle de la formation meuble du tableau auquel le mat riau concem s apparente le plus Tableau 2 4 Valeurs de kp selon le fascicule 62 La hauteur d encastrement quivalente D est donn e par la formule l D p z dz D rh 2 17 Pre Pie i avee p 2 pression limite obtenue la profondeur z par interpolation lin aire entre les p mesur es imm diatement de part et d autre de cette profondenr h paisseur de la conche rencontr e D hauteur d encastreinent r elle du picu La r sistance totale mobilisable par effort de poimte est donn e par Qp Ada A tant la section droite du pieu EE Gildas MONTCHO Projet de fin d
44. de la couche d argile figure 2 10b La m me proc dure est suivie lorsque les pieux travaillent en pointe mais le sable repose aussi sur une couche d argile assez compressible figure 2 11 Sol tr s mou ou tr s licha Sabie ou grevler 2 i 4 la compact 97 St e TA T A RO PT TL TA A A 1 LP CRT RE SET T_T u lu LF TR Ta PR Ta Ta va Ya Li lu JU KE LE Ta Ta Ta Ta Ta Ta Va Far Figure 2 11 Pieux charg s en pointe dans un massif de sable Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes jutller 2005 ESP Thi s 36 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul De plus s il y a un frottement n gatif il faut que les charges caus es par ce frottement soient incluses dans les charges totales que le groupe de pieux doit supporter Dans le cas des sables les tassements sont g n ralement faibles et rapides et ne posent gu re de probl mes Toutefois dans le cas de pieux flottants dans un sable l che on pourra par s curit appliquer la m thode de la semelle fictive d crite pr c demment p r D L d Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thies Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul IV FROTTEMENT NEGATIF SUR LES PIEUX 1 Description du ph nom ne Le frottement n gatif se manifeste lorsque le terrain travers par le pieu est le si ge d un tassement ou lorsqu une couche d
45. de la pression exerc e Une relation lin aire entre la pression el le volume peut tre trouv e Dans cette partie quasi lin aire de la courbe on d termine le module de d formation pressiom trique En et la pression de fluage Pr volume d eau inject Y en cm Po Pr Pf PI Pression P en bar I Phase de mise en contact de la paro de sonde avec le sol II Phase pseudo lastique III Phase plastique ou des grandes d formations Fiqure 1 4 Courbe pressiom trique Le module pressiometrique En est donn par la formule suivante AP E 2 l v y u 2 1 y AY v coefficient de poisson fix 0 33 V volume de la sonde au point d inflexion de la courbe dans la zone pseudo lastique V VotV Vi est le volume au repos de la sonde qui en pratique est gal 550 em et V le volume d eau inject au point d inflexion de la zone pseudo lastique volume correspondant au milteu de celte zone AV Pente de la parte lin aire de la courbe dans la zone pseudo lastique sa Pression de fluage ou limite elastique Pr C est la pression correspondant A la fin de la zone pseudo lastique vo Pression limite P EE Gidas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s d Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul C est la pression correspondant 1 abscisse de l asymptote de la courbe pressiom trique Par convention la pression limite P est la p
46. e la force portante d un pieu peut se faire gr ce plusieurs m thodes I L utilisation des formules bas es sur les r sultats du battage des pieux 2 L utilisation des formules statiques de force portante tablies l aide de la m canique th orique des sols 3 L interpr tation des diagrammes de p n tration obtenus soit avee le p n trom tre statique soit avee le p n trom tre dynamique 4 L interpr tation des essais de mise en charge d un ou de plusieurs pieux En raison des nombreuses pr eautions prendre des multiples v rifications faire des conditions r unir et du temps relativement important requis pour l utilisation de la derni re m thode nous n exposerons que les trois premi res m thodes 1 2 ct 3 I Formules de battage 1 1 G n ralit s De tr s nombreux types de pieux sont enfonc s dans le sol par battage l aide d un mouton et d une sonnette Souvent on d termine l enfonceinent moyen du pieu mesur sail sous un coup soit de pr f renee sous unc vol e de 16 ou 20 coups de mouton La pr cision de la mesure de l enfoncement est beaucoup plus grande dans les deux derniers cas Cet enfoncement moyen est souvent appel refus L obtention d un eertain refus est g n ralement une condition n cessaire mais non suffisante pour arr ter le battage Il arrive en effet que des pieux pour lesquels le refus n a pas t atteint soient en mesure de porter des charges importa
47. ectement la r sistance limite encore appel e r sistance dynamique la pointe d un sol Il a t concu l origine pour les sols pulv rulents ou faible coh sion dans lesquels 11 est difficile de pr lever des chantillons intacts Le domaine pr f rentiel d utilisation des p n trom tres dymamiques est la reconnaissance qualitative des terrains lors d une reconnaissance pr liminaire Ils sont donc recommand s pour le contr le de l homog n it d un site la d termination des paisseurs des diff rentes couches de sols la localisation des cavit s ou autres diseontinuit s et la reconnaissance du niveau du toit du rocher Deux types de p n trom tres sont normalis s en France les p n trom tres de type A PDA et les p n trorn tres de type B PDB Voir Annexe 1 3 Le sondage au PDA consiste o Enfoneer dans le sol par battage de mani re continue un train de tiges muni en partie inf rieure d unc pointe d bordante tout en injectant unc boue de forage entre la paroi du sondage et les tiges GHdas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thies 6 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul o Noter le nombre de coups de mouton n cessaire Nas pour un enfoncement permanent de la pointe de 10 cm Le sondage au PDB est le plus courant et eonsiste o Enfoneer dans le sol par battage de mani re continue un train de tiges muni en partic inf ri
48. effort horizontal Ou ne subisse que des efforts de compression axiaux la r sultante Qr passant par l axe du pieu il faut l incliner voir figure 2 15 Cet angle d inclinaison est en g n ral fix et un pieu ainsi inclin peut reprendre un effort horizontal Qu fonction de l effort vertical Qy appliqu l effort axial tant limit par la charge nominale ou admissible du pieu Q Q tana O COS CG Oz lt Oy soit 2 lt Q cosa Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thies 44 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul A a me a d MLM Figure 2 15 Pieu inclin charg axialement On est g n ralement calcul comme pour un pieu vertical Les valeurs admissibles de a sont fix es en fonction du mat riel de forage pieux ex cut s en place ou de battage pieux battus Les r gles suivantes peuvent tre adopt es 1 Pieux ex cut s en place Si A2 gt 1 20m inclinaison d conseill e Si 0 80 lt B lt 1 20m inclinaison de 12 au maximum Si B lt 0 80m inclinaison limit e 2 si le terrain est aquif re et pouvant atteindre 18 si le terrain est non aquif re 2 Pieux battus La valeur de a est limit e 20 pour des raisons de rendement et de battage Lorsque les efforts horizontaux sont tr s importants par rapport aux efforts verticaux on est amen dispos
49. end le projet jusqu l obtention d une fondation capable de r sister correctement aux Charges transmises par l ouvrage et r sultant d une descente de charges On peut sch matiser les tapes d un projet de fondations profondes de la fa on suivante reconnaissance g otechnique et essais descente de charges des ouvrages s choix entre fondations profondes et fondations superficielles type et profondeur des fondations so calcul des charges limites calcul des charges admissibles et parfois d termination des tassements dimensionnement des pieux b ton armature acier etc v rifications particuli res frottement n gatif risque de cisaillement des pieux effet de groupe etc On obtient une premi re approximation du nombre de pieux en divisant la charge verticale par la charge maximale que peut supporter le pieu et cela P tat limite et sous les combinaisons d actions les plus d favorables Une faut pas non plus perdre de vue qu un projet de fondation au del de la confrontation des charges apport es par la superstructure aux propri t s m caniques du site duil tenir comple des probl mes pos es lors de l ex cution Mentionnons qu on ne doit envisager des fondations profondes dans un projet qu apr s avoir conclu que les fondations superficielles ne sont pas possibles M Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 49 es e men Chapitre 3 PROGR
50. er les pieux de fa on ce que certaines files travaillent l arrachement figure 2 16 Le pieu r siste alors uniquement par le frottement lat ral qui est g n ralement pris gal 40 ou 50 du frottement lat ral utilis pour les calculs en compression Si au cours de la vie de l ouvrage le syst me de charge se modifie le pieu doit r sister en fl chissant et mobiliser la but e lat rale du terrain Dans ce cas on a th ories faisant appel la r action lat rale du sol SSES Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 45 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Figure 2 16 Disposition avec une file de pieux travaillant a l arrachement Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thiex Fondations profondes Dimensionnement el conception d un programme de calcul VI JUSTIFICATIONS ET DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES Capacit portante ou force portante 1 1 Force portante limite Q Comme nous l avons vu plus haut la force limite Ou d un pieu fait intervenir deux termes le terme de pointe Q et te frottement lat ral Qr Lorsque le frottement lat ral le long du pieu est positif le pieu tasse plus que le sol et c est le cas le plus g n ral le frottement lat ral est dirig vers le haut et participe a la r sistance du pieu On dit que le frottement lat ral est positif et Qi Qp Qr Lorsque
51. es valeurs admissibles il cst convenable d introduire dans la formule de q un coefficient de s curit not F et de tenir compte de l accroissement r el de la charge appliqu e au massif dans le plan de fondation D apr s le fascicule n 62 titre V E 2 FELU et F 3 PELS On d finit la contrainte admissible qua qui sera compar e la contrainte appliqu e q r sultant de la descente de charge Elle cst donn e par l das YD q YD F On pose a y D gt y xz qui est la contrainte des terres au dessus de la base de fondation Beaucoup de corrections ont t apport es cette formule de la capaeit portante pour tenir compte du type de sol de l application de la charge ou de l encastrement de la fondation Diff rentes expressions d coulent donc de ces corrections suivant les types de fondation illustr s la figure 1 3 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thies 5 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de caicut cas a cas b cas CC Q Q Q B B LB Cas de charge Cas de charge Cas de charge verticale centr e verticale excentree verticale inclin e cas d e UU a ca A m Cas de charge inclin a Cas d excentrement dans les excentr e deux sens Figure 1 3 Diff rents cas de chargement 3 2 La m thode du p n trom tre dynamique L essai de p n tration dynamique permet de d terminer dir
52. est donn par l expression D max 6B 3 m tres gt Dans un multicouche vrai D 3B Un multicouche vrai est un multicouche dans lequel l paisseur ct le poids volumique des couches sup rieures la couche d ancrage sont tels que la contrainte verticale effective G au niveau de cette couche est sup rieure ou gale 100 kPa nnn Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juiliet 2005 ESP Thi s 21 Fondations profondes Dimensionnement el conception d un programme de calcul Pour le ealeul de Ne Ny et De Caquot et K risel ont propos les formules suivantes Pouro 0 A sl N 7 max Tiang gt y Pour 0 N e et N 2 1 2 Frottement lat ral Le frottement lat ral Qr est la r sistanee au eisaillement contrainte tangentielle pouvant tre mobilis e au contact du pieu et du sol pendant lenr d placement relatif Il est pris en compte seulement sur la hauteur D D Il est assez difficile valuer et on s int ressera aux cas de sollicitations particuli res On le calcule par la formule suivante D D QO PxY h xq Px gdh 2 10 rel D qr tant le frottement lat ral unitaire gt Pour les sols purement coh rents le frottement lat ral unitaire est donn par la formule q Pxc 2 11 e tant la coh sion non drain e du sol gt Les valeurs du coefficient D sont donn es dans le tableau 2 2 Toutefois les valeurs de dr obtenues avec la formule 2 11 doivent
53. et c est elle qui est utilis e dans le programme p 0 gt Facteur N N e 21 Facteur N lt N 7 B 03 Profondeur critique D PRA SR 0 075m 0 Pression verticale des terres p 3x 16 10 2x 16 10 3x 17 10 5lkPa q Pp N 1 3 c N 51x1 1 3x50x7 S06kPa q q Pp 506 51 455kPa SCH Force portante nette Q d x A 455 0 3 40 95 kN On remarque une diff rence de 1 1 entre les r sultats des deux m thodes Le r sultat est donc acceptable Gidas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 55 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul 2 2 Terme de frottement Couche l c 30kPa gt c 0 90x30 27kPa Q 7 4 2n 4B D Loan 4 0 3 Dx 3 m Couche 2 c 40kPa c 0 80 x 40 32kPa Qn ETA 30 48 0 Lan 4 0 30 Za Couche 3 c 50kPa gt c 0 70 x 50 35kPa e det L x im Qi el 1260 3 gt 0 Q 97 2 76 8 126 300kN l gt I 2 3 Force portante du pieu isol d ELU Quy Le 245 475kN ELS Qus L 163 65kN 2 4 Force portante du groupe de pieux Consid rons le groupe de pieux repr sent la figure 3 6 m 3 n 5 B 0 30m S 1m on consid re fespacement le plus faible o Hio 0 Hia 6 o lt e sn mr mm D Figure 3 6 Groupe de pieux Calcul du coefficient d efficacit Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet
54. et costos K ela e ge d apr s La commission de concertanon des bureau de cont L ban da ist ELI en t 120 Wima marie de A kPa 120 dym AC Fe Fair Ebo de dl de porra E SE Lever e vg ENT 64 STRONCE Lar gegen BO WPA gt Matra darasa 0 20 UW ME 10 Ce pen FU PERLE i mnt des reg ra piisa paru G gog lora en Poem j 100 60 120 Ke 25 100 Cars coke x Lee weem Dc de aa P Grd Oe Cheese 1 Sr ad bri ld A a h derw abb lA r nP At after a me ag Paa e v fm es PICA y rail rn Era 6 Grad rt erbei dd Foi 6 ke sn Annexe 2 5 D termination des coefficients k et a pour l essai pen trom trique Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s Fondations profondes Dimensionnement e conception d un programme de caleul ANNEXE 3 1 Calcul de la capacit portante de pieux isol s par la m thode de Crandall Coefficient de s curit 4 Pieun 1 Hauteur de chute m 1 10 Masse du mouton kg 1500 00 Diam tre du pieu m 0 80 Longueur du pieu m 10 00 Masse du pieu kg 12566 37 Refus moyen mm 3 00 Raccourcissement lastique mm 2 00 Charge admissible kN 107 88 nn Groupe de pieux Nombre de rang es de pieux 3 Nombre de pieux par rang e 2 Enire axe des pieux d une rang e m 1 50 Coefficient d efficacit 0 7219 Charge admissible par le groupe kN 467 28 ss ee mmm pm pm pm m
55. eure d une pointe d bordante o Noter le nombre de coups de mouton n cessaire Nas pour un enfoneement permanent de la pointe de 20 em o V rifier l importance des efforts parasites ventuels sur le train de tige Ces essais sont g n ralement associ s un sondage de reconnaissance de sol eomme la tari re manuclle ou un sondage la soupape pour d terminer la coupe du sol La r sistance dynamique de pointe qa est donn e par la formule des Hollandais o mE m ku Axe m m dans laquelle qa r sistance dynamique la pointe en Pascal 1 Pa L Nim m masse du mouton en kilogrammes masse frappante g acc l ration de la pesanteur en m s H hautcur de chute libre du mouton en m tre A aire de la seclion droite du pieu en m e enfoncement correspondan au nombre de coups N en m tre en g n ral e est constant ct gal 0 20 m N nombre de coups n cessaires l enfoncement e m masse cumul e exprim e en kg de l enclume et de la tige guide si cette demi re est solidaire de l enclume et du train de tiges masse frapp e On r alise l essai plusieurs fois des endroits diff rents et une profondeur donn c on retient la r sistance minimale obtenue Les r sultats de l essai sont repr sent s sur un graphique avee chelle arithm tique donnant la r sistanee dynamique de pointe qa en fonction de ta profondeur La contrainte admissible est alors approximativeruent donn e
56. gorie refoulement du soi refoulement du sol Argiles et limons Om Sables et graves 1 Les cat gories d 0 20 sol A B C sont d finies au tableau 2 7 0 gt OJW gt di Tableau 2 6 Valeurs dek selon le fascicule 62 La r sistance de pointe quivalente est donn e par la formule I TI z dz 2 20 de a ba TC 2 20 avec a max Z oson b min a h h taut l ancrage de la fondation dans la couche porteuse dec T sistanee de pointe corrig e figur 2 7 ti G R Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 28 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Ac Figure 2 7 R sistance de pointe quivalente de est obtenue comme suit calcul de la contrainte moyenne qem sur la hautenr b 3a par rapport la base du pivu plafonnement 1 3 qem des r sistances sup ricures cette valeur soit decl Z le diagramme cret calcul de la nouvelle moyenne qe avec prise en compte des valeurs plafonds P n trom tre g MPa Pressiom tre P MPa Classe de sol AArgiles et limons mous _ lt 07 1 2 2 0 Argiles tr s fermes dures gt 2 5 L ches lt 0 5 1 0 2 0 gt 2 5 Alt r es 2 5 4 0 L appelation roches peut regrouper des mat riaux divers calcaire schiste granite etc pressiometri
57. gories conventionnelles de sols 29 Tableau 2 8 Charges admissibles en traction Qi et en compression Unseen 31 Tableau 2 9 Valeurs de tan 8 sss 41 Tableau 2 10 Efforts horizontaux admis pour les pieux verticaux 44 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul LISTE DES ABREVIATIONS DTU Documents Techniques Unift s ELS Etat Limite de Serviee ELU tat Limite Ultime BAEL B ton Arm aux tats Limite Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul LISTE DES UNITES ET SYMBOLES Na facteur de portance de la capacit portante terme de profondeur Ne facteur de portanee de la capacit portante terme de coh sion N facteur de portance de la capacit portante terme de surface Angle de frottement ou diam tre Y poids volumique qa eapacit portante brute d une fondation dad O adm Capaeit portante admissible d un sol da capacit poriante nette d un sol Qaa Charge admissible d un sol N le Newton unit de force kN le kilo Newton 1 kN 1000 N Pa le Pascal unit de contrainte ou de pression 1 Pa N m kPa le kilo Paseal 1 kPa 1000 Pa kN m le kilo Newton par m tre cube 1 kN m3 1000 N m3 0
58. igure 2 11 Pieux charg s en pointe dans un massif de sable NEE 36 Figure 2 12 Frottement n gatif sur un Dieu ENNER 38 Figure 2 13 Effet d aecrochage ue 40 Figure 2 14 Position des pieux EE 0 3 Figure 2 15 Picu inclin charg axialement is ns 45 Figure 2 16 Disposition avec une file de pieux travaillant l arrachement un 46 Chapitre 3 Figure 3 1 Figure 3 2 Figure 3 3 Figure 3 4 Figure 3 5 Figure 3 6 Interface du programme FondPro 1 0 DO Ecran de saisie des donn es pour la m thode de Crandall sss 52 Ecran de saisie des donn es pour la m thode C p Dd Exemple 1 Calcul du frottement n gatif sur uu pieu un BA Exemple 2 Calcul de la charge admissible nette d un pieu 1 4441 1 11 55 RI sse esse 56 a a a a a r e r Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s riil Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul LISTE DES TABLEAUX Tableau 2 1 Valeurs de A en fonction du sol et de la forme de la fondaton 1 11 12 Tableau 2 2 Valeurs du coefficient D pour quelques pieux 1 22 Tableau 2 3 Valeurs de K et p pour quelques pieux en fonction de om 23 Tableau 2 4 Valeurs de kp selon le fascicule 62 25 Tableau 2 5 Choix de la courbe de frottement lat ral 27 Tableau 2 6 Valeurs dek selon le fascicule Gi 28 Tableau 2 7 Cate
59. ionnement el conception d un programme de calcul 2 1 Expression g n rale de la force portante Q Soit un pieu isol fich dans un terrain multicouche et soumis une eharge Q voir figure 2 5 La charge Q est quilibr e d une part par la r sistanee Q que reneontre le pieu sur sa pointe et d autre part par la r sultante Qr des forces de frottement qui s exereent sur la surface lat rale du pieu au contaet du terrain Coure 2 5 Comportement g n ral d un pieu isol soumis une charge verticale 2 1 1 Pression limite et resistance limite sous la pointe La m thode la plus aneienne pour d terminer la pression limite est fond e sur les formules de Terzaghi pour le ealeul de la eapacit portante des fondations superfietelles Ainsi pour une semelle circulaire de rayon r ancr e une profondeur D l expression de la eapacit portante brute est la suivante d 0 6xyxrxN y xDxN 1 3xCxN 2 4 Pour les fondations profondes cette expression devient q 0 6xyxrxN 0 xN 1 3xcxN 2 5 Voir le chapitre I paragraphe 1 3 1 pour l explicitation des termes dans ces quations En g n ral on n glige le terme yxrxN On d termine alors des coefficients plus lev s qui sont N et N tabul s en Annexe 2 1 Si qp est la pression limite sous la pointe et A la section droite du pieu ona Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thar 20 Fondations profondes Dimension
60. irection de G A LEONARDS DUNQOD Paris 1968 1 106 pages 11 Trait de M canique des Sols Par Caquot et J Kerisel GAUTHIER VILLARS Paris 1966 506 pages Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s ep Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ANNEXE 1 1 Les valeurs de N sont tabul es de m me pour de et N Valeur des facteurs de portance pour les fondations superficielles Pression limite Type de sol Nature en bars Argile RE E a e 0 12 l KEEN ee E Ge ee 0 7 Argile raide et Marne 5 2 0 18 40 II Limon compact 12 30 Sable compressible 4 8 GENEE e at RER 10 30 Sable et gravier a sade se risas 19 20 il Roche cc 40 100 LIT bis Sable et gravier tr s compact 30 60 Valeurs de k pour les terrains homog nes D Semelle carr e Semelle filante B I OHM M II be 1 U M Heis o 08 08 08 O8 1 08 08 08 08 0 5 L 15 19 21 LO AF Le TS 1 0 16 18 25 28 12 13 14 16 1 5 5 2al 30 33 12 14 16 13 Valeur du facteur de portance K pour l essai pressiom tre Annexe 1 1 Valeurs des facteurs de portance Na No N K pour les fondations superficielles E Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 200 ESP Thi s 61 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Argiles et vases normalement consolid es Hagen s
61. isante et pour cette raison ne doit tre utilis e ou aver une extr me prudence 1 3 Formule de Crandall Crandall propose la formule suivante pour e calcul de la force portante d un pieu 1 H gola M x og 2 3 F e e 1 x M P 2 dans laquelle e repr sente lc raceourcissement lastique du pieu exprim en m Pour cette formule il est recommand d utiliser un eoeffieient de s curit F gal a 3 2 D termination de la charge portante par les formules statiques On a vu plus haut que la charge portante Q d un pieu se d composait en deux termes la force limite de pointe encore appel e le terme de pointe Qp et le frottement lat ral Qr qui est la forec r sultant du frotteinent entre le peu ct les couches de sol travers es Alors que le terme de pointe ne d pend g n ralement pas ou peu du type de pieu le frottement fal ral cst fonetion des mat riaux constitutifs du sol du pieu ct du mode de mise en place de ce dernier Ce terme est le plus difficile valuer et on s attelle plus au calcul de la force lunite de pointe Q Cependant les difficult s li es la d termination exacte de la force r sultant du frottement lat ral ne doivent pas conduire l ing nieur g oteehnicien la n gliger car ce terme a nous le verrons plus loin son importance dans la charge portante totale du pieu Giidas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2003 ESP Thi s 19 Fondations profondes Dimens
62. les allonger 3 Tassement d un groupe de pieux Les tassements d un pieu isol sous une charge nominale sont g n ralement faibles inf rieurs ou 2 cm et l on ne s en pr occupe pas Par contre les dimensions d un groupe de pieux sont telles qu il peut transmettre les charges qu ils supporte des profondeurs assez Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thies 35 Fondations profondes Dimensionnemeni et conception d un programme de calcul importantes au dessous de la pointe des pieux ce qui peut entra ner des tassements non n gligeables des couches sous jacentes Terzaghi et Peck ont propos les m thodes suivantes pour pr voir le tassement d un groupe de pieux flottants dans l argile On consid re une semelle fictive situ e au 2 3 de la longueur des pieux et qui supporte les charges permanente Q appliqu es sur la semelle qui supporte les charges permanentes Q appliqu es sur la semelle de liaison figure 2 10a On calcule le tassernent de cette semelle en prenant une r partition des contraintes en profondeur a pour 2 a Rocher ou sol dense b Rocher ou sol dense zza Figure 2 40 Calcul du tassement d un groupe de pieux Dans ce cas le tassement est gal celui de la couche d paisseur H Dans le cas de pieux battus dans un d p t de sable reposant sur une couche compressible l on proc de de la m me fa on sauf que H repr sente l paisseur
63. m te du pieu Page 23 ligne l apr s tableau 2 3 Lire Pour les sols coh rents le sol doit tre assimil soit un sol purement coh rent soit un sol pulv rulent de mani re tre ramen l un des deux cas pr c dents Page 35 derni re ligne Lire qu il supporte au lieu de qu ils supporte
64. mme de calcul Pour ce faire il tait n cessaire d avoir recours une documentation bien fournie mais les ouvrages sur les fondations profondes ne sont pas tr s nombreux Nous avons r pertori les diff rentes m thodes de calcul des fondations profondes bas es sur la d termination de la pression limite qui constitue une m thode fiable de calcul des fondations Le programme labor permet le calcul automatique de la capacit portante d un sol suppos homog ne une profondeur donn e partir des param tres du sol d ancrage et des caract ristiques des couches travers es Toutefois le dimensionnement d une fondation ne saurait tre limit aux calculs de capacit portante et de tassement abord s Le dimensionnement des murs des rideaux de palplanches des tranch es blind es les tudes d affoulllement la stabilit des pentes et talus les tudes hydrologique et hydraulique sont des volets importants et incontournables dans un projet de dimensionnement de fondations II faut noter qu il existe d autres m thodes plus labor es de dimensionnement bas es sur la th one de l lasticit telle que celle des diff rences finies Ainsi le dimensionnement des fondations est un domaine si complexe et si vaste qu on ne saurait pr tendre en couvrir tous les aspects au cours d un seul projet de fin d tudes Le programme ici con u ne saurait tre utilis que par des professionnels du m tier et ne
65. nement e conception d un programme de calcul g OXxN 13xCxN_ 2 6 Cette formule n est valable que lorsque l on a atteint l ancrage critique D figure 2 3 c est dire D2 D Dans le cas contraire D lt D on utilisera la formule pour les fondations superficielles formule 2 4 Lorsque l ancrage du pieu dans la couche poricuse est sup rieur D la formule donnant la pression limite de pointe s erit q SAxN AxCxN_ 2 7 avec a constante ayant les dimensions d unc pression gale 50 kPa coefficient de forme A 1 3 pour les pieux de section circulaire ou earr e B A 037 pour les barrcttes el parois L plus grande dimension de la section transversale Dans les sols purement coh rents la formule pr c dente de q formule 2 7 est remplac e par q 7AxcC 2 8 Les caract ristiques consid rer sont langle de frottement interne effectif o dans los sols pulv rulents et les caract ristiques non drain es Cu et pu dans les sols coh rents La r sistance limite la pointe Q est alors donn e par Q A x Gp 2 9 Lorsque D 2 D la r sistance limite devient constante en milieu homog ne Dans un sol multicouche l ancrage critique est plus faible et d pend de la contrainte verticale o exerc e par les couches sup rieures Les r sultats exp rimentaux ont conduit a retenir les r gles suivantes gt Dans un monocouche sol homog ne l anerage critique
66. ns ce D T U mais il s agit de proc d s de fondations tr s particuliers dont les m thodes de caleul sont diff rentes de celles des fondations profondes classiques Il existent deux grandes cat gories de pieux les pieux pr fabriqu s et battus d une part les pieux ex cut s dans le sol d autre part 2 1 Pieux pr fabriqu s en b ton arm Ces pieux sont enfonc s dans le sol soit par battage soit par pression rotation lan age ou vibration Leur scetion circulaire carr e ou polygonale est en g n ral constante mais elle est quelquefois largie la base Ils peuvent tre creux vid s ou vis Pendant le battage ces pieux sont soumis des efforts consid rables ils dotvent donc tre r alis s avec du b ton de tr s haute qualit Ils n cessitent partir d une certainc longueur une armature de flexion importante pour permettre leur bardage 2 2 Pieux ex cut s in situ I faut distinguer deux categories de pieux ex cut s dans le sol les pieux moul s ou fores dans le sol et les pieux tubes battus Pour r aliser les pieux for s moul s dans le sol on excave gr ce un forage le volume qui sera celui du pieu et le b ton est coul dans le vide cr Les pieux tube sont galement b tonn s en placc l int rieur d un fourreau provisoire m tallique qui est battu et ensuite relev progressivement au fur et mesure du b tonnage sauf en cas de games perdues Bien so
67. nt chacune un nombre n de pieux soit N mxn pieux L ajout d autres pieux se fait l aide du bouton Add Si toutes les donn es d un pieu ne sont pas entr es le calcul ne sera pas effectu pour ce pieu Dans un projet ou l on a entr les donn es pour un ou plusieurs pieux on peut modifier les valeurs des param tres de chacun des pieux et refaire le calcul On peut galement Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 5 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul passer d un pieu av pieu suivant en cliquant sur le bouton gt ou au pieu pr c dent en cliquant sur le bouton lt 2 EE de Crandall et M thode des Hollandais Pleu isol Hauteur de chute H Massa EH Diam ue du pieu B IOn du Ried 0 Masse du pisu P Rafus a Raccourcissemant lanique al Coet an s curit E Li Nombre des pieux pat rang e a L Eme ea d des pieux Tone rang e Ds A m EE Ad e E Figure 3 2 Ecran de saisie des donn es pour la m thode de Crandall 3 M thode C phi Il s agit d une des m thodes les plus fiables pour le calcul de la capacit portante des pieux Son cran de saisie des donn es est pr sent la figure 3 3 e Cet cran est compos de quatre panneaux num rot s de 1 4 Le calcul s effectue par panneau et dans l ordre 51 on d sire prendre en compte la surcharge dans le calcul de la
68. ntes mais inversement Il arrive galement que l application de la eharge r sultant des formules de battage au refus mesuri soit risqu e Lorsque le battage s effectue dans un milieu coh rent immerg il est n cessaire de proc der des essais de chargement in situ afin de v rifier les charges portantes d duites des formules de battage L utilisatiou des formules de battage est sujette des critiques mais on continue de le utiliser en raison de leur emploi relativement simple Les r sultats d coulant de leur utilisation ont fait l objet d tudes syst matiques et on peut tre assur pour eertaines de ces formulcz d obtenir des r sultats qui concordent de mani re satisfaisante avec les r sultats des essais rt chargement Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juiet 2005 ESP Thi s 18 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul 1 2 Formule des Hollandais La formule des Hollandais est g n ralement utilis e pour des refus sup rieurs 5 mm l M xH Q x x PF ex M 7P Di 2 2 O charge portante admissible du pieu en N H hauteur de chute du mouton en m M masse du mouton en kg P masse du pieu en kg e enfoncement permanent ou refus moyen en m g acc l ration de la pesanteur en m s F coefficient de s curit en g n ral pris gal 6 La formule des Hollandais donne suivant les cas une s curit excessive ou insuff
69. nts 0 Z 0 et c 0 le sol doit tre assimil soit un sol purement coh rent de mani re tre ramen l un des deux cas pr c dents Remarques e A titre indicatif on adopte pour le frottement unitaire des sols non coh rents pulv rulents les valeurs suivantes limon sable l che ou craie molle qe 35 kPa Sable moyen tr s compact qr 80 120 kPa craie alt r e qr 80 150 kPa On peut g n ralement exprimer le frottement unitaire d un sol par la formule EE o xtang en prenant pour le facteur K tango les valeurs suivantes Sols pulv rulents 0 30 Arpiles et vases 0 20 a 0 25 Preux battus dans les argiles tr s molles 0 10 Pieux m talliques ou chemis s enduits de biturnes 0 05 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 23 a 00 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de caicul e Lorsque le frottement lat ral le long du pieu est positif on dit que le pieu tasse plus que le sol ct c est le cas le plus courant le frottement lat ral est dirig vers e haut et participe la r sistance du pieu et on a Q 0 Ur e Par contre lorsque le frottement lat ral est n gatif on dit le sol tasse plus que le pieu et surcharge ce demier plut t que de le soutenir le frottement lat ral est dirig vers le bas et la force portante s en trouve r duite Q O Or 3 Calcul de la charge portante Q
70. par la formule d A ad 2 0 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juilier 2005 ESP Thi s 7 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul 3 3 La m thode du pressiom tre M nard L essai au pressiom tre M nard consiste dilater radialement une cellule cylindrique plac e dans un forage pr alablement r alis La diff rence essentielle entre cet essai et les autres est la r alisation d un forage au pr alable dans cet essai alors que les autres essais pressiom triques sont r alis s par autoforage ou par fon age direct de la sonde par battage ou l aide v rins Le pressiom tre M nard comprend deux parties principales la sonde et Punit de contr le dite contr leur pression volume voir Annexe 1 4 La sonde est constitu e d un ensemble de trois cellules en caoutchouc La dilatation est obtenue par injection d eau sous pression dans la cellule centrale dile eellule de mesure de diam tre 60 mm pour l essai eourant entour e de deux cellules de gardc qui contiennent du gaz La quantit d enn contenue dans la sonde est utilis e pour d former le terrain ph nom ne que Pon ven mesurer L essai est r alis ehaque profondeur d sir e en g n ral de m tre en m tre o a applique une pression suivant une progression anthm tique de 6 14 paliers La pression eri maintenue constante a ehaque palier et le volume d eau injeet e dan
71. ques gt 50 80 MPa ables graves Marnes Marno calcaireg gt v gt Q o gt Ojv gt ois Roches ette classification est r serv e aux mat riaux pr sentant des modules Tableau 2 7 Cat gories conventionnelles de sols Las MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 29 Fondations profondes Dimensionnement el concepiion d un programme de calcul Remarques e Les valeurs de A donn es dans le tableau 2 6 ne sont valables que pour de vraies fondations profondes e est a dire pour uue hauteur d eneastrement quivalente telle D ue lt gt 5 d B B e D apr s la fonnule 2 20 un anerage tel que a 7 ou 0 50 m est tol r Dans les sols meubles il est vivement eonseill d adopter un ancrage minimal de 3B avee un minimum de 1 50 m dans la eouehe porteuse 4 2 Frottement lat ral unitaire limite I est difficile et peu pratique d valuer le frottement lat ral unitaire le long du pien partir du frottement mesur lors de l essai p n trom trique mais il existe une relation entre je frottement lat ral unitaire limite qq du pieu et la resistance la p n tration statique Qu Il q 6 2 21 Les valeurs du eoeffieient B out t donn es dans le tableau 2 2 plus bau N anmoins comme pr c demment paragraphe 2 1 2 il convient de plafonner la valeur d qi donn e par eette formule soit q nin Da 2 22 5
72. ression qui correspond au doublement du volume de d part de la sonde Vo Il peut tre pris gal Vot2V 3 3 2 Capacit portante des fondations qd sous charge verticale centr e Dans un terrain homog ne M nard calcule la capacit portante par la formule suivante dda TKL L avec q PD DI D KLE L q y D y Y Z pression verticale des terres situ es au dessus de la base de fondation D profondeur d encastrement de la fondation yi densit de la couche i de fondation travers e d paisseur zi Py pression horizontale des terres au repos au niveau de l essai p n trom trique Uie correspond la pression d velopp e la fin de la phase initiale I de l essai K coefficient dit facteur de porlance qui d pend du type de terrain et de la g om trie de la fondation Voir Annexe 1 1 K est compris entre la valeur minimale de 0 8 pour les semelles fond es superficiellement et la yalcur 4 5 pour la pointe des picux battus F coefficient de s curit et pris gal 2 l ELU et 3 PELS On d duit ensuite la contrainte admissible qua qui doit tre inf rieure la charge appliqu e la fondation EE EE Gildas MONTCHO Profet de fin d tudes juiller 2005 ESP Thi s 10 pitre2 DIMENSIONNEMENT DES FONDATIONS PROFONDES Fondations profondes Dimensionnement el conceprion d un programme de calcul I GENERALITES SUR LES FONDATIONS PROFONDES 1
73. rojet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 43 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul V EFFORTS HORIZONTAUX ET PIEUX INCLINES Les murs de sout nement sont plus indiqu s pour la reprise des efforts horizontaux sur les ouvrages de fondation N anmoins il arrive que les pieux soient soumis en plus des efforts verticaux des efforts horizontaux limit s Les efforts horizontaux g n ralement admis pour les pieux verticaux sont r sum s dans le tableau 2 10 T te Efforts horizontaux admis kN sable 6 7 oe argile Ier libre ou encastree argile 220 Bols B 0 30 m B ton B 0 40 m Tableau 2 10 Efforts horizontaux admis pour les pieux verticaux Remarques L encastrement est r alis si le pieu est noy de 50 cm au minimum dans le b ton de la semelle Dans le cas des argiles molles les efforts horizontaux admis sont de l ordre de 5 kN Les pieux en b ton fond s dans de l argile molle et soumis des efforts horizontaux sup rieurs 5 kN devront tre arm s en flexion Les d placements horizontaux admis dans le cas des difices courants sont de l ordre de 6 7 mm Dans le cas o les efforts horizontaux sont sup rieurs ceux indiqu es au tableau pr c dent il peut tre plus conomique d utiliser des pieux inclin s Pour qu un pieu supportant en t te un effort vertical Qv et un
74. s MONTCHO Projet de fin d tudes juilier 2005 ESP Thi s Chapitre 1 GENERALITES SUR LES FONDATIONS Fondatians profondes Dimensionnement et conception d un programme de calent I DEFINITION On appelle fondation la base des ouvrages qui se trouve en eontael direct avec le terrain d assise et dont la fonction est de transmettre ce dernier le poids de l ouvrage les surcharges pr vues et accidentelles auxquelles peut tre soumis l ouvrage Une fondation est donc destin e transmettre au sol dans les eonditions les plus favorables les charges provenant de la superstruclure Il TYPES DE FONDATIONS FONDATIONS SUPERFICIELLES Le type de fondation est d termin par son allure g n rale et ses proportions et non par la diff rence de niveau entre la surface d assise et le terrain naturel On peut distinguer deux grands types de fondations les fondations superficielles et les fondations profondes La distinction entre ces deux types de fondations se fait g n ralement en adoptant les crit res suivants gt 2 4 fondations superficielles semelles filantes ou isol es radiers D gt As e lt 10 fondations sent profondes puits gt 32 10 fondations protondes pieux D profondeur de la base de la fondation par rapport au terrain naturel B largeur ou diam tre de la fondation Au sens strict les fondations semi profondes ne sont pas un type de fondation Selon leur mode d ex
75. s d dition ne sont pas modifiables elles sont juste destin es afficher le r sultat d un calcul Une fois le calcul effectu les r sultats sont visibles en cliquant sur le bouton Output Pour revenir l cran de saisie des donn es il faut cliquer sur le bouton Input ll est possible d enregistrer les r sultats afin de continuer un projet ult rieurement I est galement possible de les imprimer l aide du bouton Print Un exemple de calcul par la m thode de Crandall est fourni en Annexe 3 1 Un clic sur le bouton Quitter permet de quitter le module dans lequel on se trouve ou de quitter le programme Les boutons New Open Save et Save As permettent respectivement de cr er un nouveau projet d en ouvrir un pr c demment enregistr de sauvegarder toutes les modifications apport es au projet en cours d j sauvegard une fois au moins et de sauvegarder un projet qui n a pas encore t sauvegard Pour la m thode de Crandall et celle des Hollandais on peut calculer plusieurs pteux dans le m me projet Une fois l int rieur du module de calcul choisi il suffit d entrer les donn es pour le premier pieu Le contr le de la validit des donn es se fait au fur et mesure de l entr e de ces derni res et une fois toutes les donn es entr es on a la possibilit de calculer la capacit portante du Dieu isol et d un groupe de pieux constitu de m rang es comporta
76. s de mani re identique le frottement n gatif sera moins lev sur un Dieu central que sur un pieu ext rieur Les r gles empiriques ci apr s sont utilis es Soit bala le frottement n gatif sur un pieu isol Fabi le frottement n gatif sur un pieu d un groupe illimit de pieux identiques avec des entraxes respectifs d et d dans les deux sens Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juiller 2005 ESP Th s 42 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul F b est calcul par la m me m thode que pour le pieu isol le coefficient u prenant cette fois ci une valeur diff rente qui est fournie par l annexe 2 2 La valeur de b est donn e par b e pour une seule file de pieux d entraxe d figure 2 13a et par a 8 D RS pour un groupe figure 2 13b A 2 36 Le frottement n gatif F sur chaque pieu d un groupe est obtenu par la formule 2 37 les valeurs des coefficients a et D d pendant de la position occup e par le pieu gt Dans une file unique e pieux d extr mit s a e pieux interm diaires b gt Dans un groupe de pieux e pieux d angle a pieux ext rieurs e e pieux int rieurs i a File unique F a F b D E 00 I XA 3 2 X 3 7 G 12 5 6 a 1 2 37 2 a l de gt ge p 0 b Groupe de pieux Figure 2 14 Position des pieux Gildas MONTCHO P
77. s en deux groupes les pieux battus et les pieux for s La capacit portante des pieux battus peut tre caleul e par plusieurs formules mais nous en avons pr sent deux gt la formule des Hollandais gt la formule de Crandall Pour le calcul de la capacit portante des pieux for s nous nous sommes int ress s gt la m thode statique C 9 partir des essais au laboratoire gt la m thode au p n trom tre gt la m thode au pressiom tre M nard Les pieux tant g n ralement battus ou for s par groupe l effet de groupe est un ph nom ne important qui a t pris en compte dans la pr sente tude Les dispositions construclives a respecter pour une bonne conception et ex cution des fondations profondes ont t pr sent es Le programme de calcul a t con u en langage C Borland C Builder et fonctionne sous le syst me d exploitation WINDOWS Il permet de calculer la capacit portante d une fondation profonde en sol suppos homog ne en entrant les donn es requises au clavier Mots cl capacit portante frottement lat ral frottement n gatif pression limite groupe de pieux pieux inclin s a U U Gildas MONTCHO Projer de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 111 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul TABLE DES MATIERES 1 70 LOV TOS DE I SOMMAIRE 111 TABLE DES MATIERES ENEE tv LISTE DES ANNEXES aaa yad
78. s la sonde est mesur 15 30 et 60 secondes Les valeurs 60 sceondes sont utilis es pour le trae de la courbe pressiom trique Cet essai est fortement conseill dans les sols mous eoh rents compressibic formation argileuse tourbe Il eonstitue une meilleure alternative l essai p n trom trique dans la mesure o il donne des r sultats plus pr cis mais co te trois cing fois plus cher Il vise o d terminer la contrainte de rupture du sol en fonction de la pression limite calculer les lassemenis o conna tre les diff rentes conches de terrain travers es partir des cutting refoulemeni des particules du sol du forage 3 3 1 Calcul de la pression limite dy La courbe pressiom trique eomprend typiquement trois phases e la phase initiale qui est la phase de mise en eontact de la paroi de la sonde avee le sol Elle est galement appel e la phase de recompaction A la fin de ectte zone la pression mesur e Po est gale la pression initiale horizontale au niveau du sol e la deuxi me phase est la phase pseudo lastique SE Gilduy MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul e La troisi me phase est la phase des grands d placements ou phase dite plastique La deuxi me phase est la phase la plus importante Au eours de cette phase le volume augmente progressivement en fonction
79. s pieux on distingue les micropieux dont le diam tre est inf rieur ou gal 250 mm Traditionnellement on classe les pieux suivant les crit res ci dessous e La nature du mat riau eonstitutif b ton bois ou m tal Le mode de fabrication el de mise en placc pieux battus et for s La foree portante d un pieu d pend la fois de la r sistance au poin onnement du sol sous sa pointe et de la mobilisation du frottement lat ral entre son fit et le sol La r sistance de pointe est peu influenc e par le type de pieu sauf dans des cas tr s particuliers Il n en est pas de m me pour le frottement lat ral qui d pend troitement du mat riau constitutif du pieu ainsi que de son mode de mise en place Ainsi le D T U 13 2 propose t il la classification suivante Pieux fa onn s l avance battu pr fabriqu m tal battu tubulaire pr contraint battu enrob pieu batlu ou vibrofonc inject hante pression 2 Picux tube battu ex cut s en place battu pilonn battu tnoul 3 Pieux for s for simple for tube for boue tari re creuse viss moul 4 Puits Gildas MONTCHO Projet de fin d rudes juiller 2005 ESP Thi s 13 Fondations profondes Dimensionnement er conception d un programme de calcul 5 Pieux fonc s b ton fonc m tal fonc 6 Micropieux type I type II type III type TV Les eolonnes ballast es et les picots sont galement mentionn s da
80. ssal pressiom trique par M nard Annexe 2 4 D termination du frottement lat ral unitaire qr q en fonction de la pression limite Piet du type de sol ENNEN 68 Annexe 2 5 D termination des cocfficients k et o pour l essai p n trom trique o k q Ag ZEN 69 Chapitre 3 Annexe 3 1 Exemple de calcul avec la formule de Crandall sss 70 Annexe 3 2 Exemple de caleul par la m thode CB 72 Annexe 3 3 Valeurs du coefficient d adh sion ou adh rence EE 73 Gildas MONTCHO Projer de fin d tudes juillet 2005 ESP Thies vil Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Chapitre 1 Figure 1 1 Figure 1 2 Figure 1 3 Figure 1 4 Chapitre 2 Figure 2 1 Figure 2 2 Figure 2 3 Figure 2 4 Figure 2 5 Figure 2 6 LISTE DES FIGURES Diff rents types de fondations superficielles 3 Courbe de tassement EEN d Diff rents cas de chargement En 6 ANS 9 fondation profonde sise 12 Profondeur critique et r sistance de pointe nn 13 Sch ma de fonctionnement d un pleurs 16 Force portante d un pie iii UI Comportement g n ral d un pieu isol soumis une charge verticale 20 Courbes de frottement Iatcral A Figure 2 7 R sistance de pointe quivalente su 29 Figure 2 8 Action d un groupe de pieux en profondeur ss 34 Figure 2 9 Pile Active sse sese es seene 35 Figure 2 10 Calcul du tassement d un groupe de pieux 36 F
81. t 0 Poids vol sous base du pilou KA ee Capacit portante brule d kPa A Fin p Profondeur critique Dc m Cupeci portante nelte po kPa Facteur Nq Force portante brute KN Facteur Nez Force portante nette KN Facteur Ng 17 f i CACHET E TEE EE EE EC 7 E KS EE a i E Nombre de rang es E Ee ad l Nambie de pieux par rang es i Entre axe piaux d une rang e SMS m Quitter N Force portente nente du pieu Ee KN E Se Coefficient d etfi cacit kb Rise T Force portante nette du groupe o KN d e Ber pe LB Etat limite Epais 5E eur couche Gest ou Kan deka couche Cohesion ou Pds wolumig couche Frotament lat ral couche ali Frol brut total kmt de p rim kN m Force de frottamant bruta totale EN Calculer Cale mer LLC ZZA kn A M M e Figure 3 3 3 Ecran de saisie des donn es pour la m thode Com EA O A gt Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 53 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul HI QUELQUES EXEMPLES TRAITES 1 Calcul du frottement n gatif sur un pieu Il s agit ici de calculer le frottement n gatif Fa s exer ant sur le pieu pr sent la figure 3 4 PEL p 100 kN m p 100 Sable G 18 kN m3 ALL Gsat 20 kN m W JL o Gz 136 ALL K tan delta1 0 30
82. t ral A Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juilier 2005 ESP Thi s 36 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul eer mm ARGILES LIMONS SABLES GRAVES CRAIES MARNES ROCHES Foro simpi H 1 d T S as os fa ay For Tuba tube r cuperej EO D tuba tube perdu ar a7 a 03 Puts a O Qs Os a SA pn Metal hatu derma EI sa Or ni Ui T da a HS Hu Dat protabrgue et Battu mouie a e Battu ontrcbo ph inyect bassa pression bi Us 109 H Or Injectie haute pression i Ob Qs US d 1061 Ge 06 Le 11 Ft al suge teaniraju gn hn dalortge 2 Madz de granda langue superisura 3 39 mj 3 Foe aja ase tube near 1 LEN U M Dars Ta ZAR dos staroz je Poema ahak pey eta tardaba piw 2 IA DR NDS de prin H GG rnn et gt go Lier Ue tada l que OAE CAS JS ZA Si Sans page N vg Wie E COS Da dv eat Oz T aA L 09 GK mactan r lucywa a recate Atouts dert F mpezbon natoctive et recepzow R the dont at T WR at poa e det TAS SUS has a Gu Factures avec cuiu aton dos cast EN a A rm mA a m mn Mim d BR TE ILL PZA r e _ i pn d Be Tableau 2 5 Choix de la courbe de frottement lat ral 4 Calcul de la charge portante Q partir de l essai au p n trom tre A A l rr mm a AAA 4 Q laz OW ZE
83. tions profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul 2 3 2 Cas particuliers e Pieux battus ou chemis s enduits de bitume dans les sols fins K tan 0 02 e Cake annulaire de bentonite K tand 0 05 2 3 3 D termination de la position du point neutre Le frottement n gatif est normalement calcul jusqu au point neutre situ la profondeur H On admet que ce point correspond un tassement r siduel des couches inf rieures calcul sans tenir compte des pieux gal B 100 cette valeur tant estim e forfaitairement comme celle du tassement du pieu Cependant l effet d accrochage peut tre tel qu une profondeur z z lt H la contrainte verticale au contact du pieu o z devienne gale la contrainte initiale a z Si tel est le cas le calcul par tranches est arr t la profondeur z 2 34 Choix de la m thode Le frottement maximal d duit de la formule 2 29 peut tre retenu dans les cas suivants paisseur des couches int ress es faibles o valeur de F mod r e o Pe provenant essentiellement d une couche superficielle angle de frottement interne lev pour laquelle l effet d accrochage est nul A 0 Dans les autres cas il est recommand de tenir compte de l effet d accrochage en utilisant la m thode de O Combarieu 3 Frottement n gatif sur les pieux d un groupe Dans un groupe de pieux tous les pieux ne sont pas sollicit
84. u soit l aide des formules 2 24 2 25 et 2 26 suivantes La charge de fluage en compression O est donn e par la formule 2 24 pour les pieux mis en uvre refoulement du sol pieux for s Q 0 5 9 0 7 9 2 24 Pour les pieux mus en uvre avec refoulement du sol pieux battus elle est donn e par a formule 2 25 O 0 7 0 0 7 0 2 25 La charge de fluage en compression Ou est donn e quelque soit le cas par la formule Q 0 7 0 2 26 Les charges admissibles sous les diff rentes sollicitations sont donn es par le tableau 2 8 d apr s le fascicule 62 Etats limites Combinaisons raction Quin Compression Lass pars 6 6 Ultimes 1 40 L 16 Accidentelles _ Qu EN CHE a a De service CG 1 10 Quasi permanentes Le ama m 1 L apr s le fascicut 62 les plaux n sont normalement pas con us pour travailler en traction pe de lonclonnement est admis o Tableau 2 8 Charges admissibles en traction Qu et en compression Omax SE Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 3 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul 7 Tassement d un pieu isol Le tassement d un pieu isol sous les charges usuelles est g n ralement faible et ne constitue pas un param tre de calcul d terminant pour la plupart des structures Par contre dans certains cas o l on a des pieux isol s il est n cessaire de prendre en
85. u sol prend appui sur le pieu et le charge Ceci se produit dans trois cas principaux lors du rabattement d une nappe phr atique en raison de la surcharge de couches tr s compressibles par des remblais ou pendant la consolidation du sol La charge ainsi ajout e peut tre grande Le sol s enfonce par rapport au pieu et non l inverse comme c est le cas dans des conditions courantes de sollicitations des pieux S il y a d placement il se produit alors un frottement au contact sol pieu voir figure 2 12 Il se d veloppe donc un frottement lat ral dirig ver le bas qui provoque un effort de compression dans le pieu Les d placements verticaux du sol tassements sont maximaux la partie sup rieure et diminuent avec la profondeur En effet le d placement AA est d au d placement de la couche d paisseur H et le d placement CC n est d Ou au tassement d une couche d paisseur H z A partir d une profondeur H le tassement du sol est inf rieur ou gal l enfoncement du pieu sous l effet de la charge qu il supporte Le point situ cette profondeur est appel point neutre N fiqure 2 12 Ge D a r D D a D Z co Remblai NP 6 AB SP wg ea ie RS EE Ko Vo Po CEA K N a L TTT Tp FE e de a ma p k w Wa m m m o ew enn a p m u ren Sol compressinle SE Gebeier rtl Atert deren Z sw o ww a A h F ww D A A Ko A ew we e a U EE z i KEE AT 0 a A Kd aw a D A u m a u a sh D d P D D SE EE K NACRE S
86. ue de la couche 1 KN m3 6 Epaisseur de la couche 2 m 2 Poids volumique de la couche 2 kN m3 6 Epaisseur de la couche 3 m 3 Poids volumique de la couche 3 kN m3 7 Pression verticale des terres 51 Capacit portante brute kPa 506 00 Capacit portante nette kPa 455 00 Force portante brute kN 45 54 Capacit portante nette kN 40 95 mmm pm pm em pm pm Pm mm Pm pm pm pm pm em pm pm pm pm pm pm mmm Am n pm PE E E Am E E Em Em E E Am Am E Em Em E E mm Am mm a dem FROTTEMENT LATERAL Surcharge kPa Nombre de couches 3 Couche Epaisseur de la couche 1 m 3 BETA Cu de la couche 1 kPa 27 Poids volumique de la couche I kN m3 6 Frottement lat ral de la couche kN m 81 00 Couche 2 Epaisseur de la couche 2 m 2 BETA CU de la couche 2 kPa 32 Poids volumique de la couche 2 kN m3 6 Frotiement lat ral de la couche KN m 64 00 Couche 3 Epaisseur de la couche 3 m 3 BETA Cu de la couche 3 kPa 35 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thies 71 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul Poids volumique de la couche 3 KN m3 7 Frottement lat ral de la couche kN m 105 00 ee EL mm mm mm mm mmm mm n m ZG A W W W W 9 w R ww zo W Z SZ w m w Surcharge 0 Nombre de couches 3 Etat Limite ultime Force portante nette du pieu isol kN 245 47 NEE Groupe de pieux
87. uperfieielles et profondes se diff rencient essentiellement par la prise en compte d un frottement sur les parois lat rales de la fondation pour les fondations profondes Pour ces derni res le mode de travail et l interaction avee le sol environnant conduisent introduire la notion de prafondeur critique qu on peut d finir en premi re approximation comme le niveau au dessous duquel en sol homog ne la r sistance sous la base n augmente plus L exp rience montre que dans un sol homog ne la charge limite de pointe Q augmente avec la profondeur D jusqu nne profondeur critique D au del de laquelle elle reste presque constante figure 2 2 Cette profondeur d pend du type de sol de la r sistanee du sol et du diam tre du pieu On pose D AxB Les valeurs du parainetre A sont propos es par M nard dans le tableau 2 1 II existe galement des abaques pour la d termination de D Dmax Voir Annexe 2 1 Les fondatious profondes stricto sensu ont leur base situ e au dessous de cette profondeur critique ce sont les pieux les puits et les barrettes Les barrettes sont des parois moul es porteuses qui bien qne de fonnc diff rente et faisant appel une technique d ex cution particuli re se eomportent g n ralement comme des pieux moul s en place sans tubage KK RZ m Gildas MONTCHO Projet de fin d etudes juiller 2003 ESP Thi s 11 Fondations profondes Dimensionnement et coneeption d un programme de
88. urconsofid es Argie grise Narbonne Argle organ Naerbonna Vase Dao Are orgenaque La ostar Argia orgarsqua Cubzac Arts mola Grani gurcorgowidwa Arga verte omanvite 120 170 Aude du Toaroen Villa au Val n es Argila du Spamacien Provins 100 Arqla des Flandres 200 4 300 Argia de PObgoc ne Sall das ias Arge de T Albion Vallon dos Bottermurs oo 600950 Sables fin Fontainetle av Sable de Loire Angers Sable Dunkerque Sable Asni res Sable da Curse Dize Sable che La Yordon Sable coquilber La Verdon Sable et galets La Verdon Sable fin argieux Le Verdon Sabre fn Samnt Mala Sable argileux Narbona Grave non tranga 0 14 Tourte Tourte Montreyil sur Mar Tourte Bourgoin Tourba Caen Tourte Va e de La Dres ech Ze U U O d 0 D o O 0 0 Apo ted trisxial Botte de Gsslement Scissom rra prassiombirea act oforeur Apparad riada ou b lta de chal nent pour las aczag CD Appel 019941 teil pour las 031501 CU avec marua deu Apparel racial ou bote de d 4 Lar r A r cleadlement Annexe 2 Valeurs de c et g en fonction du type de sol Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 62 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ANNEXE 1 3 systeme je mao de levage Mane fte type a l a US variable epp A AJ E Y 6 Mau an Or
89. uvent la mise en place du b ton doit se faire sous l eau Il convient de ex cuter avec beaucoup de soin La chute libre du b ton directement dans l eau est proserite Le b ton qui ne doit pas tre g ch sec mais avec une bonne consistance plastique doit tre descendu l aide d un tube plongeur 3 Classification des pieux selon Terzaghi et m thodes de calcul des picux La classification des pieux falle par Terzaghi repose sur leur mode de fonctionnement Ainsi on distingue 3 1 Pieux flottants dans un sol gros grains tr s perm able Gildas MONTCHO Projer de Dn d tudes juillet 2005 ESP Thi s 14 Fondations profondes Dimensionnement ef conception d un programme de calcul Lors du battage le pieu refoule et compacte le terrain Au voisinage du pieu la porosit et la compressibilit du sol sont r duites de ce fait le frottement lat ral sur le pieu est augment Ces pieux transmettent d ailleurs la plus grande partie des charges par l interm diaire du frottement lat ral d o l appellation pieux flottants 3 2 Picux flottants dans un sol grains fins de faible perm abilit Ces pieux se comportent de mani re identique aux pieux pr c dents mais ne compactent pas le soi de fa on appr ciable 3 3 Pieux charg s en pointe Ils reportent pratiquement toutes les charges sur une couche r sistante situ e une profondeur importante au dessous de la
90. voir figure 2 13 l effet d accrochage ne se fait plus sentir et la contrainte verticale la profondeur z d sign e par o 2 correspond au poids des terres et des surcharges une distance r comprise entre le rayon du pieu R et p Pet et d accrochage r duite la valeur de a contrainte verticale soit o zr cette contrainte la distance R correspondant au f t du pieu la contrainte r duite est toujours d sign e par o z Diforma E oi du sol du ou ta l i D rayon d influence TT 1 Figure 2 13 Effet d accrochage Ce m canisme t tudi par O Combarieu En consid rant un pieu circulaire de rayon R l quilibre des forces impose que F 2 27 o z r r dr z p R 0 z La valeur de o z r est donn e par rR S S li o z r o z o z o z l e 2 31 est un coefficient caract risant l amplitude de l accrochage du sol autour de la fondation il prend les valeurs suivantes iK tan lt 0 150 0 5 25K tan A 0 385 K tan s10 150 s K tand lt 0 385 2 32 A 0 si K stano gt 0 385 Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 40 Fondations profondes Dimensionnement el conception d un programme de calcul Le calcul consiste donc d terminer la valeur de o z Il s effectue en d coupant le sol ent tranches horizontales et en effectuant le calcul successivement pour chaque tranche de haut en
91. x des fondations profondes en fonction de l angle de frottement o Tableau 17 Val urs dut rme K tan 5 p u l valuation du fr tter dnt n gatiii a 8 e 0 10 f os Coste sois organiques 070 mes O Con a Ha Graves l ches i I autras Annexe 2 1 Param tres de calculs des fondations profondes D mas Namax Nemaz Ktan Gildas MONTCHO Projet de fin d tudes juillet 2005 ESP Thi s 65 Fondations profondes Dimensionnement et conception d un programme de calcul ANNEXE 2 2 SABLES GRAVES CRAIES bo c ART c Ja am 200 200 200 40 80 40 807 Je 120 E For Ex Tu in 3 D WM LC Rw Pes m 3 da el Ka mk ho N ba L 3 o 40 60 120 kPa Fore tube tube r cup r lq mar KPa Metal battu ferm T max KPA wl on Ka K ka M VW L ih O Battu f t b ton X Remarques 1 Pieux r alis s el rainur s en fin de forage uniquement 2 Forage sec tube non louvoy 3 Le frottement lat ral peut tre tres faible dans les craies avec ces types de pieux A d faut d essai de chargement statique sur le site m me il Convient de se r f rer des essais de chargement ex cut s dans des conditions Similaires Annexe 2 2 Valeur de fet q d apr s le fascicule 62 E WEZ NE M ua O INN NU U EE A ve Lie s kel GZ w M IF

Fondations profondes - dimensionnement et conception - BEEP-IRD

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