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République Algérienne Démocratique et
Populaire
Ministère de L'Enseignement Supérieur et de la
Recherche Scientifique
Université SAAD DAHLEB - BLIDA - Faculté
des Sciences de L'Ingénieur
Département de Génie Civil
En vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur
d'Etat en Génie Civil
Option : géotechnique
Présenté par :
Encadré par:
Mr. DJEBROUN Belkacem Mr. GRINE Khaled
Mr. SAIDI Mohamed Amine
Promotion 2007/2008
XEliEQCLliENTS
Notre reconnaissance éternelle et nos vi~s
remerciements à notre grand
créateur, « ALLA5( », qui nous a
donné la santé et la volonté a~in
d'accomplir ce
PeFE.
Nous tenons à remercier vivement notre promoteur
lir. ÇXLNE
75(ALED pour sa disponibilité, son aide et ses
conseils qui nous ont
servis de ré~érence, ainsi que pour sa
patience et sa contribution
précieuse dans l' 'élaboration de
ce travail.
Nous adressons nos remerciements à lir.
BENKOLAÏ SliAIL
l'ingénieur géotechnicien de la
société XELLEXTondations
Spéciales-agence
d'Algérie, qui nous a permis d'e~~ectuer un stage
pratique au sein de
la société et pour toute son aide et ses
précieuses
conseils.
Enfin, on tient à remercier l'ensemble des
enseignants du département
de génie civil qui ont
participés à notre formation d'ingénieur et tous
ceux
qui ont contribués de prés ou de loin à la
réalisation de ce travail.
Djebroun et Saïdi
Je dédie et ouvre ce modeste travail
A ma
mère et à mon père qui ont éclairé ma
route
par leurs compréhension, leurs sacrifices et leurs
affection
ainsi que leur soutien moral et matériel
A mes chères
soeurs
À mes chers frères et à leurs
épouses
Sans oublier mes chers neveux et nièces
A tout LA
famille DJEBROUN
A tous mes amis, surtout Ali, Nabil,
Ismail, Kamel,
et mon binôme Amine qui a fait un effort
pour
réalisé ce modeste travail.
Belkacem
Je dédié ce modeste travail:
A mes chers parents, qui ont éclairé ma route
par leurs
compréhension, leurs sacrifices et leurs affection
ainsi
que leur soutien moral et matériel
A mon cherfrère : Oussama
A mes chères soeurs : Zahida, Taiza, Sarah, Zeineb
et
Soummeiya.
Sans oublier mon très cher neveu Ayoub et mes
très
chères nièces :Mariah et %hadidja.
A mes cousins : .7-fabib et Tarid.
A toute la famille SAIDI et la famille C.7-fEBAB.
A tous mes amis, en particulier Mustapha,
Ahmed~
Et surtout à mon binôme Belkacem qui a fait
un
effort pour réalisé ce modeste
travail.
A tous ceux que j'aime et qui m'aiment
MohamedAmine
TcbL c s vvtc~~~- s
I. Introduction générale 1
II. Etude bibliographique 3
II.1. Eléments fondation . 3
II.1.1 .Facteurs de choix du type de fondation ... 3
II.1.2.Les types des fondations 3
II.1.2.1. Fondations superficielles 3
1. Les semelles . 3
· Semelles isolées 3
· Semelles continu ou filantes 4
· Semelles en gradins .. 5
2. Les radiers 5
II.1.2.2. Fondations profondes 6
· Les pieux 6
1. Le mode de fonctionnement des pieux .. 6
2. Types de pieux 6
2.1. Pieux battus 6
2.2. Pieux forés 9
II.1.3. Ruptures des fondations 13
II.1 .4.Conclusion .. 13
II.2. Techniques de traitement du sol 14
II.2.1.Colonnes ballastées . 14
II.2.1.1 .Domaine d'application 14
II.2.1.2.Techniques de mise en oeuvre . 14
II.2.1.3.Mode opératoire . 16
II.2.1.4.Avantage du vibreur à sas 17
II.2.1.5 .Limite du domaine d'application 17
Autre types des colonnes ..18
1. Colonnes à module contrôlé (CMC) .18
2. Colonnes à module mixte (CMM) 20
3. Plots ballastés 21
II.2.2.Renforcement des sols par vibroflotation 23
II.2.2.1 .Domaine d'application 23
II.2.2.2.Principe de l'amélioration de sol par
vibrocompactage . 23
II.2.2.3.Objectifs de traitement par vibrocompactage . 24
II.2.2.6.Mode opératoire . 25
II.2.2.7.Limite d'utilisation .. 28
II.2.3. Compactage dynamique 28
II.2.4.Renforcement par jet grouting 29
II.2.4.1 .Soilcrete-Histoire 29
II.2.4.2.Le procédé de jet grouting soilcrete ...
30
II.2.4.3 .Domaine d'application des différentes techniques
d'injection 30
II.2.4.4.Applications 30
II.2.4.5.Les propriétés du soilcrete 31
II.2.4.6.Développement de la résistance du
soilcrete .. 31
II.2.4.7.Les différents procédés 31
II.2.4.8.Séquences de mise en oeuvre 33
II.2.5 Autres techniques 34
1. Préchargement ..34
1.1.Principe . 34
1 .2.Domaine d'application et technique de mise en oeuvre 34
II.3. Liquéfaction . 36
II.3.1 .Notion de dilatance/contractance . 36
II.3.2.Description de phénomène de
liquéfaction . 37
II.3.3.Explication physique du phénomène 37
II.3 .4.Identification des sites liquéfiables . 38
II.3.5 .Etude des paramètres qui affectent la
résistance à la liquéfaction . 39
II.3.6.Comportement des sables en cisaillement monotone . 40
II.3.7.Cisaillement drainé et non drainé d'un sable
à l'appareil triaxial . 40
II.3.8.Constatation sur les ouvrages 41
II.3.9.Evaluation du potentiel de liquéfaction 43
II.3.9.1.Evaluation du potentiel de liquéfaction à
partir de l'essai SPT
(Méthode de Seed & Idriss, 1971) 44
II.3.9.2.Evaluation du potentiel de liquéfaction à
partir de l'essai SPT
(Méthode de l'Eurocode 8) . 44
II.3.9.3.Evaluation du potentiel de liquéfaction à
partir de l'essai CPT
(Méthode de Seed & Idriss, 1982) 44
II.3 .9.4.Evaluation du potentiel de liquéfaction à
partir de la célérité Vs
(Méthode de l'institut NIST, 1999) . 44
II.3.10.5.Evaluation du potentiel de liquéfaction à
partir des essais cycliques
de laboratoire (Méthode d'Ishihara, 1976) . 45
II.3.9.6.Evaluation du potentiel de liquéfaction avec les
colonnes ballastées
(Méthode empirique de priebe) 45
II.4. Conclusion 45
III. Synthèse et interprétation des
données géotechniques ..46
III.1. Présentation du projet . 46
III.1.1.Situation du projet et morphologie du terrain 46
III.1 .2.Aperçu géologique de la région .
46
III.1.3.Sismicité da la région 46
III.2. Synthèse géotechnique .
47
III.2.1 .Introduction 47
III.2.2.Coupe lithologique des sondages carottés 47
III.3. Interprétation des données
géotechniques . 48
III.3.1 .Caractéristiques physiques et mécaniques
du sol 48
III.3.2.Essais de laboratoire 48
III.3.2.1 .Identification physique 48
III.3 .2.2.Caractéristiques mécaniques 51
III.3.2.3.Analyse chimique du sol ..51
III.3.2.3 .Récapitulation des résultats 52
III.4.Résultats des essais in-situ .
57
III.4.1.Essais au pénétromètre standard
(SPT) ... ...58
III.4.2.Essais pressiométriques (PMT) 59
III.3.4.Compagne géophysique 63
I. Méthode Down-Hole 63
I.1.Objectif de l'étude 63
I.2.Principe 63
I.3.Mise en oeuvre 63
I.4.Résultats des mesures . 64
II. Méthode sismique réfraction 68
1. Principe de l'essai 68
2. Réalisation des essais de reconnaissance . 68
3. Résultats obtenus . 69
III. Méthode électrique . 75
1. Principe 75
2. Réalisation des essais de reconnaissance 75
IV. Méthode des ondes de surface M.A.S.W 80
III.4. Interprétation des résultats
. 85
|
IV. Calcul des fondations
|
.87
|
|
IV.1 .Introduction
|
.87
|
|
IV.2.Calcul de la capacité portante des fondations
superficielles
|
87
|
|
IV.2. 1 .Cas des semelles isolées
|
.87
|
|
IV.2.2.Cas du radier
|
. ...102
|
IV.3. Dimensionnement des fondations profondes
|
105
|
IV.4. Calcul du tassement
|
113
|
IV.4. 1. Tassement du radier
|
113
|
IV.4.2. Tassement des fondations profondes à partir de
l'essai SPT
|
..121
|
|
IV.5. Etude du risque de Liquéfaction
|
.122
|
IV.5.1.Vérification des conditions de
prédisposition de la liquéfaction
|
.122
|
IV.5.2.Calcul du potentiel de liquéfaction à
partir des essais au pénétromètre Standard (SPT)
|
122
|
IV.6. Conclusion générale
|
|
. 131
|
|
|
V. Dimensionnement des colonnes ballastées
|
.132
|
|
V.1.Introduction
|
.132
|
|
V.2.Concept
|
.132
|
|
V.2. 1 .Définition des paramètres
caractéristiques
|
.132
|
|
V.2.2.Modèles de ruptures
|
133
|
V.3. Dimensionnement des colonnes ballastées
|
135
|
V. 3.1. Mailles de référence
|
135
|
V.3.2. Justification des contraintes pour le sondage PR01
|
136
|
V.3.3. Justification des contraintes pour le sondage PR02
|
138
|
V.4. Justification en terme de tassements
|
|
.140
|
|
|
Conclusion
|
142
|
|
V.5.Essai de chargement
|
142
|
|
Références bibliographiques
Annexes
|
.151
|
A. Méthodes d'évaluation du risque de
liquéfaction
|
153
|
B. Abaques de dimensionnement de Priebe (1995)
|
. 174
|
C. Coupes verticales des sondages carottés
|
.177
|
D. Courbes des essais de laboratoire
|
183
|
E. Résultats de calcul par le programme StoneC
|
.195
|
F. Résultats de l'essai de chargement
|
..200
|
G. Réalisation des colonnes ballastées
|
|
.201
|
|
Introduction générale
Le sol est généralement un matériau
hétérogène avec des caractéristiques très
variables. Les principaux problèmes liés aux sols de façon
générale se manifestent par une capacité portante faible,
des déformations (tassement absolu ou différentiel) importants
sous charges statiques, ou dynamiques (séisme) surtout pour les sols
sableux lâches et saturés.
Le développement de la mécanique des sols et les
recherches dans le domaine de la géotechnique ont permis la mise au
point d'une large gamme de techniques permettant l'amélioration du sol
présentant de faibles propriétés géotechniques et
présente l'aptitude a se déforme de façon
considérable sous l'action d'un chargement. Parmi ces sols compressibles
on note les sols fin (argiles, limons vases, tourbe) et les sols
pulvérulent tel que, les alluvions récents, les remblais
d'origine anthropique.
Actuellement, la construction d'ouvrages sur de tel sol fait
souvent appel a ce genre de techniques qui sont relativement récent pour
le traitement de ces sols afin d'améliorer leur caractéristiques
géotechniques. Ces techniques sont nombreux et peuvent être
classé comme suit (ASEP-GI, 2004) :
> Technique d'amélioration du sol en masse
(densification des sols grenues,
compactage dynamique, explosif, vibro flottation, compactage
statique en profondeur, consolidation et pré-chargement des sols fins et
des sols organiques, pré-chargement par vide,
électro-consolidation) ;
> Injection des sols grenus et sols fins ;
> Amélioration des sols par inclusion verticale
(colonnes ballastées, inclusions rigides, colonnes de mortier sol-ciment
réaliser par jet (jet grouting), colonnes de sol traité à
la chaux et/ou au ciment) ;
La démarche d'application de chaque technique
d'amélioration des sols comporte quatre étapes (Dhouib et al.
2004) :
Définition des critères du projet : emprise,
sollicitations, tassements tolérés ; Identification des sols :
nature granulométrie, présence d'eau ;
Choix de la solution d'amélioration des sols ;
Optimisation de la solution d'amélioration des sols la
mieux adaptée ;
Le cas d'étude faisant partie de notre projet de fin
d'étude consiste a la réalisation d'une central électrique
à gaz, qui situe au niveau du port d'Alger, à coté de
l'ancienne centrale électrique, le terrain présente une
morphologie plate, et s'étale sur une superficie de 5500 m2,
soit un rectangle de 110 x 50m.
Les études géotechniques établis
révèlent l'existence de couches superficielles présentent
des caractéristiques peuvent affecter la stabilité de l'ouvrage
projeté.
Le but de ce projet consiste à faire une étude
détaillé des différents caractéristiques
géotechnique des sols constituant le site afin d'opter pour le choix de
type de fondation le plus adéquat (fondation superficielle,
semi-profonde, profonde) ou opter pour la techniques d'amélioration la
plus favorable qui peut proférer au sol une portance suffisante capable
de reprendre les charges transmis par l'ouvrage sans risque de rupture.
Pour ce faire, ce présent travaille est subdivisé
principalement en cinq grand chapitres : Chapitre I :
introduction générale.
Chapitre II : synthèse
bibliographique.
Chapitre III: synthèse et
l'interprétation des données géotechniques.
Chapitre IV : calcul des fondations.
Chapitre V : dimensionnement des colonnes
ballastées
Et enfin, on terminera par une conclusion
générale.
II.1.Eléments fondations :
Les fondations agissent comme interface entre la structure et le
sol naturel. Elles ont comme fonction de distribuer l'ensemble des charges de
l'ouvrage dans le sol. Si leur dimensionnement est convenable, les contraintes
générées dans le sol suit au chargement ne vont pas
entraîner la rupture du sol.
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