ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.

La page est créée Benoît Hernandez
 
CONTINUER À LIRE
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
Fondations / Reprise de fondations

Ancrage de blindage de fouille

                                     ANCRAGES INJECTÉS TITAN

                                     UNE INNOVATION S’IMPOSE
                                     Conception, dimensionnement et exécution.

Clouage de sol

                                                                                          e
                                                                                     é ral 209
                                                                                   n        -
                                                                               n gé 4.14
                                                                          ti o     - 3
                                                                    l o ga tion Z
                                                                 mo ruc
                                                             Ho onst
                                                               la c
                                                            de
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
Fondations /
    Reprise de fondations
    Micropieux injectés TITAN
    40/20 contre la poussée
    des eaux, Maison de la
    Culture de Westerhaar,
    Pays-Bas.

    Tirants
    Ancrage de blindage de
    fouille à l’aide de tirants
    TITAN, Dresde, Allemagne

    Clouage de talus
    Clous injectés TITAN 30/11
    destinés à maintenir une
    berge. Canal de Teltow, lot
    2, Berlin, Allemagne.

    Clous de 12 m de long.
    Forage à partir d’un ponton
    à l’aide une glissière
    télescopique

2
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
INTRODUCTION                                                  Sommaire

La présente documentation contient toutes les informations    1.      Le principe du système                  4
de base concernant nos ancrages injectés TITAN avec les
explications nécessaires concernant les diverses              2.      Domaines d’utilisation                  6
applications géotechniques:
• Micropieux de fondations soumis à la compression            3.      Les éléments d’un boulon
• Tirants d’ancrage pour maintenir des structures                     d’ancrage TITAN                         8
  contre le terrain                                           3.1     Une barre en acier à triple fonction    8
• Clouages de parois                                          3.2     Des taillants perdus                   10
• Dans le cas de sollicitations périodiques répétées et des   3.3     Le manchon de couplage                 11
  sollicitations alternées.                                   3.4     Le centreur                            11
                                                              3.5     Les diverses têtes d’ancrage           11
Le chapitre « Conception et dimensionnement » avec des
exemples et des modèles d’appels d’offres reprend en          4.      Le procédé                             12
outre les normes à respecter et les preuves à fournir.        4.1     L’ancrage en deux opérations           12
L’appendice présente diverses séries d’essais fondamen-       4.2     Le résultat                            14
taux et présente sous forme de tableau tous les éléments et
accessoires du système.                                       5.      L’équipement                           16

Vous trouverez toutes les brochures spécialisées              6.      Conception et dimensionnement           20
concernant chaque domaine d’application des ancrages          6.1     Dimensionnement d’un
TITAN sur notre site ISCHEBECK, www.ischebeck.fr ou                   micropieu TITAN                         20
bien en vous adressant à votre agence.                        6.1.1   Justificatif de la portance intérieure  21
                                                              6.1.2   Justificatif de la portance extérieure  22
                                                              6.1.3   Justificatif de la résistance au flambage
                                                                      (micropieux soumis à la compression)24
                                                              6.1.4   Justificatif d’adéquation               26
                                                              6.2     Exemples de dimensionnement             28
                                                              6.3     Preuve de la durabilité
                                                                      (protection anticorrosion)              32
                                                              6.4     Calcul du volume de ciment
                                                                      théoriquement nécessaire                34
                                                              6.5     Modèle d’appel d’offres                 35

                                                              7.      Appendice                              36
                                                              7.1     Preuves et essais fondamentaux         36
                                                              7.1.1   Stabilité directionnelle               36
                                                              7.1.2   Transmission des charges               37
                                                              7.1.3   Diamètre du bulbe                      38
                                                              7.1.4   Adhérence, largeur des fissures        39
                                                              7.1.5   Elargissement du trou de forage        40
                                                              7.2     Liste des normes                       42
                                                              7.3     Fiche technique                        43

                                                                                                                3
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
1. Le principe du système

UNE VISION

C’est la silhouette d’un bel arbre vital qui nous a inspirés    elles finissent par former un bloc monolithique (motte de
dans notre démarche. L'arbre est maintenu par un réseau         terre).
de multiples racines de toutes dimensions. Il se trouve ainsi   On obtient ainsi un ensemble composite. Les racines
parfaitement ancré dans le sol sans le recours de fondations    poussent avec l’arbre selon des règles de
en béton.                                                       « dimensionnement » qui nous sont encore en grande partie
Les racines transmettent dans le sol les charges verticales     inconnues. La croissance de l’arbre nous sert de modèle
et horizontales, statiques et dynamiques ainsi que les          pour travailler dans le sol de façon économique, pour
couples et les chocs auxquels l’arbre est soumis. L’arbre       l’améliorer et lui donner une armature. C’est le Dr. F. Lizzi
résiste ainsi au vent, à la neige, aux séismes.                 qui dès 1952 a reconnu la valeur exemplaire de ce système
Les racines s’entremêlent au sol et comme un liant naturel      pour l’appliquer à la technique des fondations. Il a baptisé
                                                                ses micropieux « pieux à racines » (pali radic).

4
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
L’ancrage injecté TITAN – Notre système
                                                                   Les ancrages injectés TITAN
                                                                   correspondent à la norme DIN EN
                                                                   14199 « Micropieux » et sont agréés
                                                                   en Allemagne par l’homologation de
                                                                   l’Institut Allemand des Techniques
                                                                   de la Construction (DIBt) No. Z.-
                                                                   34.14-209.

L’élément portant des ancrages injectés TITAN est une barre
en acier, creuse et filetée qui fait fonction de barre de forage
perdue, de tube d’injection et d’armature (3 en 1). A la
différence des systèmes correspondant à la norme DIN
4128 où le prétubage (casing) est indispensable pour
maintenir ouvert le trou de forage dans les sols instable ou
les roches désagrégées, le procédé ISCHEBECK
stabilise le trou de forage en injectant dès le début un coulis
de scellement. Le prétubage est inutile. Dans bien des cas
le rendement est ainsi supérieur au forage avec prétubage.
Un autre avantage réside dans la succession immédiate du
forage à l’aide d’un liquide de scellement et de l’injection
dynamique avec un coulis de ciment.

En l’absence de casing, le bulbe s’infiltre dans le sol
environnant. Grâce à cette augmentation de l’adhérence,
le déplacement des têtes d’ancrages non précontraints
se mesure en millimètres, valeur comparable à celle des
ancrages précontraints selon DIN 1537.
En tenant compte de l’image de transmission des charges,
les ancrages injectés TITAN représentent une solution
alternative économique par rapport aux ancrages
permanents précontraints.

Les ancrages injectés TITAN sont utilisés soit comme
micropieux, soit comme tirants ou clous.

Infiltration du bulbe dans le sol

                                                                                                     5
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
2. Domaines d’utilisation

                                    Micropieux                            Tirants d’ancrage              Clous
                                    Pour fondations et reprises           Pour blindage de fouille
                                    de fondations

                                     Les micropieux TITAN                  L’ancrage injecté TITAN        Les clous TITAN selon la
                                     correspondent à la norme              selon DIN EN 14199             norme DIN EN 14490 ont
                                     DIN EN 14199 pour les                 maintient des structures       pour fonction d’améliorer
                                     travaux de fondations et              verticales. Il transmet les    la résistance à la traction
                                     de reprise. Ils transmettent          efforts de traction dans       et au cisaillement du sol.
                                     les efforts de compres-               les couches portantes
                                     sion et de traction dans              du sol.                        • Confortement de
                                     les couches inférieures et                                             parois
                                     portantes du sol.                     • Fouilles                     • Protection de pentes
                                                                           • Rideaux de                   • Armature du sol
                                     • Fondations de                         palplanches                  • Fixation de filets de
                                       nouvelles constructions             • Murs de soutènement            protection
                                     • Transformation de                   • Tirants provisoires ou
                                       structures existantes                 permanents
                                     • Reprise en sous œuvre               • Remplace les tirants
                                       après des dégâts                      câbles précontraints
                                       causés p. ex. par les
                                       eaux (affouillement)
                                     • Contre la poussée des
                                       eaux

> Vous trouverez de plus amples informations sur chaque domaine
d’application des ancrages TITAN dans les brochures spécialisées ou sur
notre site ISCHEBECK, www.ischebeck.fr

6
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
Construction de tunnels     Applications spécifiques

 Ancrages injectés TITAN     • Drill Drain                  Avantages pour la conception
 dans les tunnels              Les ancrages                 • Système homologué
                               injectés TITAN servent       • Dimensionnement rapide et sûr
 • Stabilisation des           de drain horizontal          • Applications multiples en particulier dans des
   entrées de tunnel           dans un bulbe                  conditions difficiles
 • Clouage du portail du       perméable en charge          • Utilisable dans tous les sols
   tunnel                      filtrante. Ils assurent le
 • Voûte parapluie             drainage du talus.           Avantages dans la réalisation
 • Ancrages pour             • Géothermie                   • Un procédé unique pour toutes les applications
   stabiliser le front de      Le micropieu TITAN a         • Utilisation dans les sites étroits et difficiles d’accès
   taille                      une double fonction          • Avance rapide
 • Ischebeck-Quick-            géotechnique et              • Adaptable à tout changement d’environnement
   Anchor: Avec résine         géothermique                   géologique
   synthétique               • Monojet                      • Ne nécessite aucun équipement supplémentaire
                               Le micropieu TITAN
                               utilisé selon le principe    Avantages pour le maître d’œuvre
                               du « jet grouting » à        • Aucun frais de contrôles comme c’est le cas pour les
                               des pressions allant           tirants câbles
                               jusqu’à 200 bars.            • Protection anticorrosion durable
                                                            • Grande sécurité de réalisation
                                                            • Sauvegarde maximale de l’environnement
                                                            • Système économique

                                                                                                                         7
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
3. Les éléments du boulon d’ancrage TITAN
3.1 Un barre en acier à triple fonction

- Forage direct sans tubage réduit
  le nombre d’opérations = Meilleur       3.1.1 La barre TITAN tient lieu d’armature
  rendement                               Un élément portant en acier à grain fin
- Grande sécurité de réalisation

                                          Les normes
                                          La barre TITAN correspond à la norme européenne DIN
                                          EN 14199, chapitre 6.2.1: Une barre en acier servant
                                          d’armature des micropieux en béton conforme à la
                                          norme DIN EN 10080*.
                                          L’EUROCODE 2 (DIN EN 1992) et DIN 488 divisent les
                                          aciers d’armature réciproquement en 3 et en 2
                                          catégories.
                                          La catégorie B impose:
                                          • Limite élastique f y,k: 400-600 N/mm²
                                          • Rapport de limite élastique (f t/f y)k ou bien Rm/Re > 1,08
Les trois fonctions de la barre TITAN:    • Allongement à la charge maximale εuk ou bien
- Armature                                  Agt > 5,0 %

                                          Acier à grain fin S 460 NH selon DIN EN 10210
                                          A dimensions égales, l’acier à grain fin comparé à un
                                          acier normal reprend des charges supérieures. Pour
                                          cette raison on utilise comme barre d’armature un acier
                                          résistant, ductile et d’une résilience élevée. La résilience
                                          de cet acier est d’environ 100 Joules/cm² (à – 20°C).
                                          D’où un risque minimal de dégâts sur la barre pendant le
                                          forage en rotopercussion. La barre posée en
                                          rotopercussion remplit toutes les conditions requises
                                          pour un acier à béton. L’acier à grain fin est en outre
                                          insensible à la formation de fissures de contrainte et aux
                                          contraintes transversales.

                                          La ductilité exclut une rupture brutale de la barre
                                          Grâce à sa ductilité élevée, l’acier réagit en cas de
- Canal d’injection                       surcharge par une grande élongation uniforme. La
                                          charge reste constante. Dans la pratique, l’acier réagit
                                          d’abord par un allongement à la surcharge avant la
                                          ruine. Une rupture brutale est ainsi exclue.

                                          Protection anticorrosion durable
                                          Le bulbe formé de ciment durci assure une protection
                                          anticorrosion durable (voir également P. 32).
                                          Dans les cas de sollicitations élevées, il est également
                                          possible d’augmenter la protection anticorrosion par les
                                          mesures suivantes:
                                          • Galvanisation à chaud
                                          • Traitement DUPLEX
                                          • Acier inoxydable (cf. 6.3., preuve de durabilité)
- Tige de forage

                                          *Remarque: La norme DIN EN 10080 a été remplacée en
                                          Allemagne par la norme DIN 488.

8
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
3.1.2 La barre TITAN sert de conduit d’injection              3.1.3 La barre TITAN comme barre de forage
Un tube creux au lieu d’une barre pleine                      Barre autoforeuse avec filetage TITAN*

Pas de tubage supplémentaire = Travail simplifié              Filetage continu pour une grande flexibilité
La barre d’ancrage est forée directement en                   d’utilisation
rotopercussion jusqu’à la profondeur voulue. Le coulis        Possibilité de scier les barres dans le cas de chantiers
de scellement qui ressort par le taillant stabilise           exigus ou de hauteur réduite. Les accessoires
automatiquement le trou de forage et rend le prétubage        (couplage et serrage) sont vissables sur toute la
inutile d’où l’économie de 2 opérations: Introduction et      longueur des barres.
extraction du tube.
                                                              Filetage autobloquant
Compactage garanti = Réinjection inutile                      Grâce au filetage autobloquant, nul besoin de 2
La barre d’ancrage sert au compactage du trou de              contre-écrous par manchon de couplage.
forage depuis le fond. Cette opération assure le remblai
complet du trou de forage et de tous les vides. Inutile de    Adhérence optimale et fissures minimales
prévoir des flexibles supplémentaires pour l’injection. La    dans le bulbe
réinjection est supprimée.                                    L’adhérence optimale dépend surtout de la géométrie du
                                                              filet. Le rapport surface/intervalle du filet fR est le facteur
Avantage statique du tube creux par rapport à la              qui définit la qualité de l’adhérence. Le filetage TITAN est
barre pleine                                                  caractérisé par un rapport très élevé proche du
A surfaces de section égales, un tube creux a un              maximum fR = 0,21 à fR = 0,33 et par là même un
meilleur comportement au flambage, une rigidité               multiple de celui des aciers à béton filetés (fR = 0,056).
supérieure et une surface plus favorable (Surface             Outre son incidence sur l’adhérence, l’angle des rainures
d’adhérence) que la barre pleine. A partir d’une quantité     du filet à 45° réduit les fissions. La largeur des fissures à
égale d’acier (Prix du matériau) avec une charge égale à      charge maximale reste inférieure à 0,1 mm, valeur exigée
la traction et à la compression, on obtient une meilleure     pour la protection anticorrosion permanente. Les barres
résistance au flambage et à la flexion.                       de forage à filetage rond R32/R38 (selon ISO 10208/ISO
                                                              1720) n’atteignent pas ces valeurs.
Exemple : Comparaison entre une barre pleine de
50 mm et un tube creux TITAN 73/53.                           Filetage TITAN*                       Filetage rond
                                                              Microfissures qui ne                  Moins de fissures
                                                              traversent pas le bulbe               mais qui traversent le bulbe

                    ø 50      ø 73

       Aplein ≈ 19,60 cm²      Aeff ≈ 16,15 cm² (cf. P. 43)

       Wplein ≈ 12,3 cm³       Wcreux ≈ 22,2 cm³

       Iplein ≈ 30,7 cm4       Icreux ≈ 77,5 cm4

                                                              Le filetage spécifique TITAN garantit une excellente
                                                              adhérence et minimise le risque de fissures
                                                              longitudinales dans le bulbe.

                                                              * Le filetage TITAN correspond par sa forme et sa fabrication à
                                                              l’Eurocode 2, DIN 488 et ASTM-A615.

                                                                                                                                   9
ANCRAGES INJECTÉS TITAN UNE INNOVATION S'IMPOSE - Conception, dimensionnement et exécution.
3. Les éléments d’un boulon d’ancrage à injection TITAN

- Un taillant pour chaque catégorie
  de sol                                3.2 Taillants perdus
- En règle général, il n’est pas
  nécessaire de changer de méthode
  dans le cas de conditions
  géologiques imprévues
                                                                Taillant bilame
                                                                Pour les sols argileux, argilo-sa-
Tube intermédiaire HD-PE                                        bleux, sans obstacles
                                                                < 50 S.P.T. 1)

                                                                Taillant en croix
                                                                Sables et graves denses, avec
                                                                obstacles > 50 S.P.T. 1)

                                                                Taillant à boutons
Centreur
                                                                Roche désagrégée 2), phylite,
                                                                schiste, glaise; résistance < 70 MPa

                                                                Taillants en croix avec
                                                                applications de carbure
                                                                Dolomites, granit, grès
Manchon de couplage                                             Résistance 70 – 150 MPa

                                                                Taillants à pointes de carbure
                                                                Béton armé ou rocher 2),
                                                                Carottage; résistance > 70 MPa

                                                                Taillant à étages avec
                                                                applications de carbure
Centreur                                                        En présence d’interfaces dans le
                                                                sol,maintient la direction pendant
                                                                le forage, (déviation < 2% de la
                                                                longueur de l’ancrage)

                                        - Tous les taillants sont équipés de trous d’injection
                                          Venturi
                                        - Les taillants représentés ci dessus peuvent varier dans
                                          leur forme et leur couleur.
Taillant perdu
                                        1)
                                         S.P.T. Standard Penetration Test
                                        2)
                                         La résistance du rocher hétérogène est nettement inférieure à
                                        celle de la roche pure du fait de la présence presque générale
                                        de diverses couches. En règle générale la résistance du rocher
                                        se situe entre 10 et 20% de celle de la roche pure. (D’après Prof.
                                        Dr. Kurosch Thuro, chaire de géologie, Université Technique de
                                        Munich).

10
3.3 Manchon de couplage                                     Le manchon de couplage supporte aussi bien des
Liaison sans contre-écrou                                   sollicitations alternées que des charges dynamiques,
                                                            ceci grâce à la butée centrale (bague en acier avec
                                                            joint). Le blocage contre la butée centrale garantit une
                                                            transmission optimale de l’énergie de frappe pendant le
                                                            forage.

3.4 Centreur                                                Le centreur posé avant chaque manchon de
Assure une épaisseur régulière de la couverture de ciment   couplage (prescrit dans l’homologation tous les 3 m au
                                                            min.) assure une épaisseur régulière de la couche de
                                                            ciment durci d’au moins c = 20 mm et un centrage de la
                                                            barre d’ancrage dans le trou de forage. L’élargissement
                                                            du trou de forage par le taillant (page 14) contribue en
                                                            outre à obtenir l’épaisseur de couverture de ciment
                                                            prévue dans l’homologation.
                                                            La forme du centreur est étudiée pour favoriser la
                                                            remontée des sédiments hors du trou de forage. Le
                                                            centreur améliore en outre la stabilité directionnelle
                                                            pendant le forage.
                                                            Poser le centreur avec le petit diamètre vers le fond du
                                                            trou.

3.5 Têtes de micropieux et de tirants                       Le design de la tête d’ancrage dépend de l’utilisation.
Compensation d’inclinaison allant de 5° à 45°.              En règle générale la tête est noyée dans un massif en
                                                            béton (Poutre, fondations, radier) ou placée sur du béton
                                                            projeté (Clouage de sol) ou bien elle est fixée sur une
                                                            structure en acier (Rideau de palplanches, lierne).

                                                            Dans le béton armé, la tête d’ancrage se compose d’une
                                                            plaque glissée sur la barre fixée au moyen de deux
                                                            écrous à rotule. Il est indispensable de fournir les
                                                            justificatifs statiques concernant la compression
                                                            ponctuelle des surfaces, le poinçonnement et la flexion
                                                            des plaques de tête.
                                                            Dans le cas du béton projeté, la plaque de tête avec un
                                                            écrou à rotule permet de compenser des inclinaisons
                                                            allant jusqu’à 5°.
                                                            Les cales biaises sont conçues pour des inclinaisons
                                                            allant jusqu’à 36°.
                                                            Dans le cas d’ancrages de rideaux de palplanches, les
                                                            écrous sphériques avec les plaques correspondantes
                                                            permettent de compenser des inclinaisons allant jusqu’à
                                                            45° par rapport à la verticale. Une inclinaison horizontale
                                                            simultanée (de droite à gauche) est également possible
                                                            en fonction de l’angle d’inclinaison verticale.

                                                            Dans la documentation « Têtes de micropieux et de
                                                            tirants d’ancrage» vous trouverez des modèles de
                                                            dimensionnement aux chapitres « Têtes de
                                                            micropieux noyées dans le béton » et « Ancrage de
                                                            rideau de palplanches ».

                                                                                                                          11
4. 4. Le procédé
4.1 L’ancrage en deux opérations

Un procédé unique pour
toutes les applications
Quelles que soient les
conditions géologiques et le
type d’application, la méthode
de pose des ancrages injectés
TITAN reste la même.

- Une seule méthode pour tous les sols
- Une seule méthode pour toutes les         1ère opération : Forage direct
  applications, micropieux de fondations,   Forage en rotopercussion avec un
  tirants ou clous                          élément de rinçage
- Pas de réinjection

                                            Le forage en rotopercussion avec un        Le coulis de rinçage
                                            coulis de ciment modifie et améliore       Le coulis de ciment avec un rapport
                                            le sol à la manière des pieux battus.      eau/ciment e/c = 0,4 ÷ 0,7 (p. ex. 70 l
                                            Pendant le forage l’eau est extraite du    d’eau pour 4 sacs de 25 kg de ciment;
                                            coulis et l’on obtient un mélange          E/C = 0,7) et une résistance de
                                            ciment/sol qui stabilise le trou de        fc,k ≥ 35 N/mm² sert à la fois de liquide
                                            forage. Le mélange ciment/sol corres-      de rinçage et de scellement. Dans
                                            pond à l’injection primaire qui améliore   certains cas le rinçage peut se faire
                                            l’adhérence entre le bulbe et le sol.      avec un coulis plus liquide, à l’eau ou
                                            Le ciment s’infiltre dans la structure     à l’air.
                                            granulée du sol. A la différence du
                                            forage au marteau fond de trou avec        Avance du forage et ramonage
                                            un rinçage à l’air ou du forage avec       Plus l’avance du forage est lente
                                            tubage, la paroi du trou de forage n’est   (env. 1 m/min), plus il faut ramoner
                                            ni désagrégée ni déstabilisée.             régulièrement: La qualité du bulbe et
                                            C’est actuellement le principe des         l’adhérence en seront d’autant
                                            parois moulées selon DIN 4126 et des       meilleures.
                                            pieux forés selon DIN 4014 (L’injection    Ramoner signifie: Répétition de la
                                            se faisant à la bentonite et non au        montée et de la descente de la barre
                                            coulis de ciment). Le système est          de forage dans le trou de forage en
                                            comparable en certains points au           rotation continue et sans interruption
                                            confortement par béton projeté: La         du rinçage. Cette opération nettoie
                                            paroi du trou de forage est                le trou de forage et fait remonter les
                                            immédiatement stabilisée par une           sédiments à la surface. On peut
                                            couche de ciment.                          contrôler la qualité des sédiments
                                                                                       à l’aide d’un tamis. La remontée du
                                                                                       produit du rinçage doit être continue.
                                                                                       En cas d’interruption ou de disparition
                                                                                       dans le trou de forage, poursuivre le
                                                                                       rinçage sans avance du forage jusqu’à
                                                                                       ce que le coulis de ciment
                                                                                       réapparaisse à la surface.

12
2ème opération : Injection dynamique
A l’aide d’un coulis d’injection

On entend par injection dynamique           Pression d’injection                     pression finale doit être documentée
une injection en rotation continue.         Une montée de la pression en fin         dans chaque rapport de réalisation
L’injection est réalisée avec un coulis     d’injection confirme la qualité de       du micropieu.
de ciment E/C = 0,4 ÷ 0,5. Cette            l’adhérence du micropieu injecté.        Une réinjection n’est pas nécessaire
suspension épaisse refoule le coulis        L’augmentation de la pression malgré     puisque la pression minimum de 5
de scellement jusqu’à ce que le             le trou de forage ouvert provient des    bars exigée par DIN 4128 est
coulis d’injection remonte à la             mottes de ciment qui se coincent         toujours atteinte.
surface. Ce phénomène comparable            entre la barre en rotation et la paroi
à l’effet du vibrateur à béton              du trou de forage formant ainsi un
engendre un bulbe dense.                    obturateur naturel selon la loi des
                                            filtres de Darcy. Si la pression est
                                            correcte, le frottement de surface
                                            est suffisant. Pour cette raison, la

Injection contrôlée vers l’arrière et chevillage par
l’intermédiaire du jet radial

Tous les taillants sont munis sur leur      pression - phénomène similaire au
côté d’une buse d’injection Venturi         « jet grouting » et au « compacting
qui assure l’injection vers le haut et un   grouting » - qui donne des bulbes
chevillage contrôlé. Les                    d’un diamètre allant jusqu’à 2 fois
micropieux déterrés montrent                celui du taillant.
l’efficacité du jet radial même à basse

                                                                                                                            13
4. Le procédé
4.2 Résultat

                Le bulbe
                Infiltration avec le sol sur toute sa
                surface

                Pendant le forage avec un coulis de
                rinçage ou de scellement, le ciment
                s’infiltre dans le sol et donne un
                mélange ciment/sol homogène. Non
                seulement ce mélange empêche le
                trou de forage de se refermer, mais il
                améliore en outre l’adhérence entre
                le bulbe et le sol et protège de façon
                durable la barre d’acier contre la
                corrosion.

                                 Couverture de ciment durci

                                 Mélange ciment / sol

                Elargissement du trou de forage

                Grâce au forage avec un jet
                d’injection radial, on obtient un
                diamètre du bulbe supérieur à celui
                du taillant.
                Les bulbes TITAN déterrés en                              d
                fournissent la preuve:
                                                                          D
                • Formation d’une couche                 D= d+ a
                  ciment / sol
                • Diamètre du bulbe supérieur à          Agrandissement a
                  celui du taillant                      (valeurs empiriques)
                • Couverture régulière de ciment         a = 75 mm (Graves moyens et grossiers)
                  durci                                  a = 50 mm (Sables et graves)
                                                         a = 25 mm (Sol cohérent)
                                                         a = 10 mm (Rocher désagrégé)

14
Adhérence entre la barre d’acier,
la couverture de ciment durci, le
mélange ciment/sol et le sol
environnant. Le bulbe ouvert pour
les besoins des tests montre bien
que la barre et le manchon de
couplage sont durablement protégés
contre la corrosion.

                                15
5. L’équipement

Equipement de chantier typique: Unité d'injection et glissière montées sur le chariot

16
Les micropieux TITAN avec un diamètre extérieur nominal           Une minipelle avec glissière exige moins d’espace qu’un
(Dacier) allant jusqu’à 40 mm peuvent être mis en place avec      équipement sur chenilles (6 m de surface plane devant
un marteau pneumatique. Jusqu’à un diamètre extérieur             l’emplacement du forage).
nominal de Dacier = 52 mm, vous pouvez travailler avec tout
équipement hydraulique équipé d’une glissière et de               En montagne l’équipement léger peut éventuellement être
commande en rotopercussion.                                       transporté sur place en hélicoptère.

Grâce au filetage continu, les barres TITAN peuvent être
sciées et manchonnées à n’importe quelle longueur.
L’équipement de petites dimensions permet de poser les
micropieux TITAN sur des chantiers exigus (p. ex. sous-
sols, arrière-cours, ateliers entre les machines) ou difficiles
d’accès (Sous des ponts, sur des berges, des terrains
pentus, en montagne).

                                                                                                                            17
5. L’équipement

Petits marteaux pneumatiques                     Glissière montée sur tout                        Equipement de forage
• Pour la pose des petits ancrages de            équipement hydraulique adapté à                  • Engins de forage sur chenilles
  TITAN 30 à TITAN 40.                           la rotopercussion                                  adaptés à toutes les barres TITAN.
                                                 • Conçue pour la pose d’ancrages                 • Fabricants: KLEMM, HÜTTE-
                                                   moyens de TITAN 30 à TITAN 52                    CASAGRANDE, MORATH, etc.
                                                 • Fabricants: MORATH, TEI-Rockdrills
                                                   etc.

Marteaux foreurs recommandés                                                                       Unités d’injection

TITAN 30/...        Atlas Copco COP 1036, 1038, 1238; SIG PLB 291 A;                               35 l/min      Unités d’injection avec
                    TAMROCK HL 438; MONTABERT T 285;                                                             dosage de l’eau et turbo
                    Krupp HB 5, HB 11, HB 15, HB 20; Eurodrill HD 1001, HD 1002;                                 mixer pour mélange
                    Klemm KD 204, KD 511; Morath HB 23; TEI TE 300 HT                                            colloïdal,
                                                                                                                 1 mélangeur +
TITAN 40/...        Atlas Copco COP 1036, 1038, 1238; SIG PLB 291 A;                               50 l/min
                                                                                                                 1 réservoir,
                    TAMROCK HL 438; MONTABERT T 285; Morath HB 70;
                                                                                                                 pompe à double plon-
                    Klemm KD 204, KD 511, KD 1011; Krupp HB 11, HB 15, HB 20;
                                                                                                                 geur, jusqu’à 100 bars,
                    Eurodrill HD 1001, HD 1002; TEI TE 300 HT
                                                                                                                 Fabricants: Scheltzke,
TITAN 52/...        Morath HB 100; Klemm KD 511, KD 1011, KD 1215;                                 70 l/min      Obermann, Häny, Morath
                    Krupp HB 25, HB 35; Eurodrill HD 2004; TEI TE 500 HT
TITAN 73/...        Krupp HB 35, HB 45, HB 50; Morath HB 100;                                      90 l/min
                    Klemm KD 1011, KD 1215; Eurodrill HD 2004, HD 4010
TITAN 103/...       Krupp HB 50, HB 60; Klemm KD 1215, KD 1624, KD 1828;                           120 l/min
TITAN 127/...       Eurodrill HD 4010, HD 5012

Avance: 0,3 ÷ 1,0 m/min., rotation: env. 50 t/min-1, pression d’injection 10 ÷ 15 bars.
Remarque: Par rapport au forage de trous d’explosifs dans la roche, il est recommandé de réduire l’avance et la percussion à env. 1/3.

18
Unités d’injection courantes

                               Il existe des têtes d’injection pour tous
                               les marteaux courants permettant
                               de raccorder la barre TITAN et l’unité
                               d’injection avec la sortie du marteau.

                                                                       19
6. Conception et dimensionnement
6.1 Dimensionnement du micropieu injecté TITAN

Le dimensionnement du micropieu injecté TITAN est
effectué en se basant sur diverses normes selon les cas.
Les justificatifs suivants doivent être obligatoirement four-
nis indépendamment de l’application:

> 1. Justificatif de la portance intérieure
> 2. Justificatif de la portance extérieure
> 3. Calcul de la résistance au flambage
     (micropieux soumis à la compression)
> 4. Justificatif d’adéquation

20
6.1.1 Justificatif de la portance intérieure

Pour ce justificatif la valeur de dimensionnement des                                                 Norme:
influences Ed doit être inférieure à la valeur de                                                     - DIN 1054:2005-01
dimensionnement de la barre portante RM,d.                                                              (Influences)
Le coefficient de sécurité partielle pour le calcul de RM,d
est de γM = 1,15 (RM,d = F0,2, k / γM) selon DIN 1054:2005-01.

Justificatif: Ed < RM,d

Dénomination         Unité   TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN
                             30/16   30/14   30/11   40/20   40/16   52/26   73/56   73/53   73/45   73/35   103/78 103/51 127/103

Diamètre nominal
                     mm      30      30      30      40      40      52      73      73      73      73      103    103    127
ext. Ø

Diamètre nominal
                     mm      16      14      11      20      16      26      56      53      45      35      78     51     103
int. Ø

Contrainte à 0,2 %
de la limite éla-    kN      190     220     260     425     525     730     830     970     1270    1430    1800   2670   2030
stique F0,2,k

                                                                                                                                     21
6. Conception et dimensionnement
6.1 Dimensionnement du micropieu injecté TITAN

 6.1.2 Justificatif de la portance extérieure
 (Surface limite bulbe / sol)

 Normes:                                         Les micropieux transmettent les charges dans le sol par le
 - DIN EN 14199                                  frottement de surface. La résistance de pointe est
 - DIN 18539                                     normalement négligée (à l’exception du rocher). La
 - DIN 4128                                      résistance du micropieu dans le sol (portance extérieure)
                                                 dépend en premier lieu de la surface du bulbe et du
                                                 coefficient de frottement de surface qsk du sol environnant.
                                                 La longueur d’adhérence nécessaire lb du micropieu
                                                 permettant de transmettre les charges dans le sol est
                                                 calculée à partir du diamètre du bulbe et du coefficient de
                                                 frottement de surface qsk diminué du facteur de sécurité
                                                 partielle de la résistance du micropieu selon le tableau 3 de
                                                 la norme DIN 1054:2005.
                                                 Dans la mesure où des tests d’adéquation dans des sols
                                                 comparables n’ont pas donné de coefficients de frottement
                                                 de surface divergents, on calcule normalement à partir des
                                                 efforts de compression et de traction selon DIN 1054:2005,
                                                 annexe D.

                                                 Pour obtenir le diamètre nécessaire du bulbe D, il faut
                                                 d’abord opter pour un modèle de taillant. Ce choix dépend
                                                 - Du sol dominant
                                                 - De la couverture de ciment durci nécessaire
                                                   > selon les exigences de l’homologation
                                                   > selon les exigences de la norme

                                                 Le diamètre D du bulbe s’accroît par rapport au diamètre d
                                                 du taillant selon un facteur a, en fonction du sol dominant.

                                                 D=d+a
                                                 Graves grossiers et moyens         a = 75 mm
                                                 Sable et graves sableux		          a = 50 mm
                                                 Sol cohérent			                    a = 25 mm
                                                 Rocher				                         a = 10 mm

                                                 Les valeurs de la croissance a du diamètre sont des valeurs
                                                 empiriques obtenues par des séries de tests réalisés sur
                                                 des micropieux injectés TITAN et dont les bulbes ont été
                                                 déterrés selon un plan précis.

                                                 Vous trouverez la gamme des taillants disponibles dans la
                                                 documentation « TITAN Système géotechnique »

                                                 Preuve : Ed < Rd

                                                 Valeur servant au dimensionnement de la résistance du
                                                 micropieu
                                                             q      kN
                                                 Rd = π ·D · sk
                                                             γP     m

22
DIN 1054 Tableau D1
                                                                                                                Type de sol                               Frottement de surface qs1,k
de la résistance du micropieu Rd [kN/m]
 Valeur servant au dimensionnement

                                                                                                                                                          MN/m²               kN/m²

                                                                                                                Graves grossiers et moyens1)               0,20                200

                                                                                                                Sable et graves sableux1)                   0,15               150

                                                                                                                Sol cohérent2)                              0,10               100

                                                                                                                1)
                                                                                                                 Densité D ≥ 0,4 ou bien résistance de pointe qck ≥ 10 MN/m²
                                                                                                                2)
                                                                                                                 Consistance lc ≈ 1,0, ou bien résistance au cisaillement dans le sol non
                                                                                                         (mm)   drainé cuk > 150 kN/m²

                                          Coefficient de frottement de surface qs1, k [kN/m²]
                                                                                                                D’après les recommandations du comité de travail «Pieux»
                                                                                                                (Dénommés ci-dessous pieux EA) de la Société Alleman-
  Le facteur de sécurité partielle γP= 1,4 (pour des résistances                                                de de Géotechnique, on peut également se baser sur
  du micropieu à la traction et à la compression à partir de                                                    les frottements de surface indiqués ci-dessous. Ceux-ci
  valeurs empiriques) selon DIN 1054 est déjà inclus dans la                                                    peuvent être lus en fonction des résultats des essais de
  résistance Rd.                                                                                                pénétration selon DIN 4094-1 (Cone penetrating tests
                                                                                                                C.P.T.). Ils présentent la plage des valeurs empiriques
                                                                                                                concernant les frottements de surface caractéristiques qsk
                                                                                                                pour les micropieux injectés (Ds ≤ 0,30 m).
   Extrait de DIN 1054:2005, tableau 3
   Facteurs de sécurité partielle pour les résistances                                                          Pieux EA, tableau 5.29 dans les sols non cohérents
   Résistance                                                             Symbole       Cas de charge           Résistance de pointe moyenne Fraction qs,k du frottement de
                                                                                                                qc de la sonde de pénétration surface du pieu en kN/m²
                                                                                       LF1      LF2    LF3      ec MN/m²

                                                                                                                7,5                                  135-175
   Résistance des pieux
                                                                                                                15                                   215-280
   Résistance à la compression                                                γPc      1,20     1,20   1,20
   sous charge                                                                                                  > 25                                 255-315

   Résistance à la traction sous                                              γPt      1,30     1,30   1,30     Les valeurs intermédiaires peuvent être extrapolées linéairement.
   charge
                                                                                                                Pieux EA, tableau 5.30 dans les sols cohérents
   Résistance à la compression et à                                           γP       1,40     1,40   1,40     Résistance au cisaillement cu,k Fraction qs,k du frottement de
   la tractionsur la base de valeurs                                                                            du sol non drainé en kN/m²      surface du pieu en kN/m²
   empiriques
                                                                                                                60                                   55-65

   Résistance de ancrages injectés                                                                              150                                  95-105

   Résistance de la barre d’ancrage                                           γM       1,15     1,15   1,15     > 250                                115-125
   soumise à la traction
                                                                                                                Les valeurs intermédiaires peuvent être extrapolées linéairement.

                                                                                                                                                                                            23
6. Conception et dimensionnement
6.1 Dimensionnement du micropieu TITAN

 6.1.3 Justificatif de la résistance au flambage

 Normes                                                                       Dans le cas de pieux soumis à la compression, il est
 - DIN 1054                                                                   obligatoire de fournir la preuve de la résistance au
 - DIN EN 14199                                                               flambage.

                                                                              Le justificatif de la résistance au flambage des micropieux
                                                                              pour cu,k < 10 kN/m² est à calculer sans le soutien latéral du
                                                                              sol (selon DIN 18800) et pour 10 kN/m² ≤ cu,k < 30 kN/m²
                                                                              avec l’incidence du soutien latéral du sol.

                                                                              Des exemples de dimensionnement sont décrits dans:
                                                                              • Ofner, R./Wimmer, revue spécialisée «Bautechnik 84»
                                                                                (Technique de la construction) (2007), No. 12
                                                                              • Vogt, N. Vogt, S. Flambage de pieux de petit diamètre
                                                                                dans les sols mous, Editeur Fraunhofer IRB, 2005.

                                                                              D’après E9 (Comité confortement de berges EAU) la valeur
                                                                              caractéristique du sol Cu,k s’appliquant aux sols cohérents
                                                                              considérés comme
                                                                              critiques est de:

                                                                              Limon/argile mou                           cu,k = 5 - 60 kN/m²

                                                                              Limon/argile, rigide                       cu,k = 20-150 kN/m²

                                                                              Limon/argile, semi-rigide                  cu,k = 50-300 kN/m²

                                                                              Limon organique / argile, boueux           cu,k = 2 < 15 kN/m²

                                                                              Sédiments lacustres / vase putride, cu,k = < 6 kN/m²
                                                                              boueuse

                                                                              Méthode d’approche, p. ex. empirique à partir des test de pénétration
                                                                              (C.P.T.): cu,k ~ qc/(17÷20)

                                                                              Source: Fugro Engineering Services Ltd. 2004
                                                                              (Voir également DIN 1055, Pieux EAU et EA)

 Dénomina-         Unité        TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN
 tion                           30/16     30/14    30/11     40/20    40/16     52/26    73/56     73/53    73/45     73/35    103/78 103/51 127/103

 Rigidité          10   6

                                3,7       3,8      4,6       15       17        42       125       143      178       195      564     794     1163
 E · I*            kNmm2

 * Les valeurs ont été obtenues par tests. Il est impossible d’en déduire par calcul le Module-E, la section ou le couple d’inertie.

24
Geotechnik
Fondations   profondes
        Gründungen     de pylônes pour des lignes électriques de 380 KV
                     / Nachgründungen
à l’aideBaustellenbericht
         de micropieux TITAN 103/78 d’environ 24 m de long

      Tiefgründung von Freileitungsmasten 380 kV
mit gebohrten Ankerpfählen TITAN 103/78, ca. 24 m lang

                                          Fondations profondes
                                          de pylônes pour des
                                          lignes électriques de
                                          380 KV à l’aide de
                                          micropieux TITAN
                                          103/78 d’environ 24 m
                                          de long

                                                                          25
6. Conception et dimensionnement
6.1 Dimensionnement du micropieu TITAN

 6.1.4 Justificatif d’adéquation
 Evaluation de la déformation d’ensemble

 Normes                                                                             Le calcul des déformations est un problème complexe
 - DIN 18800                                                                        réalisé à l’aide de procédés de calculs compliqués (p.ex.
 - DIN 1054                                                                         logiciel DC) ou de tests sous charge des pieux. Les
                                                                                    examens géologiques complets font souvent défaut
                                                                                    comme base.
                                                                                    Les abaques charges / déformations (Base: nombreux
                                                                                    tests sous charge) facilitent une rapide évaluation du
                                                                                    déplacement de la tête du pieu. Une méthode de calcul
                                                                                    simplifiée permet d’estimer le déplacement durable de la
                                                                                    tête du pieu.

                                                                                    • Pour le calcul de la déformation durable on se base sur la
                                                                                      résistance à la dilatation de la barre d’ancrage et du
                                                                                      bulbe, l’ancrage injecté TITAN étant un ensemble
                                                                                      composite.
                                                                                    • La résistance à la dilatation de la barre TITAN (cf. fiche
                                                                                      technique)
                                                                                    • La résistance à la dilatation du bulbe peut être calculée à
                                                                                      partir d’un module E
                                                                                      Eciment = 17000 N/mm².

                                                                                    Il en résulte de façon simplifiée une résistance à la dilatation
                                                                                    totale pour le pieu injecté de
                                                                                    (EA)tot = (EA)acier + (EA)ciment
                                                                                    et déformation / déplacement de la tête du micropieu

                                                                                      εl,tot =    Ek
                                                                                                 (EA)tot

     Dénomination          Unité       TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN TITAN
                                       30/16     30/14     30/11    40/20     40/16     52/26     73/56     73/53     73/45    73/35     103/78 103/51 127/103

     Diamètre nominal
                           mm          30        30        30       40        40        52        73        73        73       73        103       103       127
     Dacier ext.

     Diamètre nominal
                           mm          16        14        11       20        16        26        56        53        45       35        78        51        103
     Dacier int.

     Résistance à la
                           10³ kN      63        69        83       135       167       231       251       299       414      502       580       1022      640
     dilatation E · A *
     * Ces valeurs ont été obtenues par tests. Il n’est pas possible de calculer le module E, la section ou le couple d’inertie à partir de ces résultats.

26
Abaque des charges et déformations
   Interprétation statique de 136 tests d’adéquation et tests de                 de l’ensemble mesurée à la tête du pieu); longueur
   réception à la traction. Les valeurs suivantes ont été mesu-                  de transmission des forces dans les sols sableux et
   rées: Déplacement de la tête du pieu (déformation                             graveleux, couches portantes à différents niveaux;
                                                                                 déformation ∆ en fonction des charges.
Déformation ∆ [mm]

                     Sous une charge de 360 kN, on constate une déformation totale de
                     7,3 mm calculée à partir de la formule pour la droite de tendance
                     ∆ = 4,5754 · e0,0013 · F = 4,5754 · e0,0013 · 360kN
                     ∆ = 7,3 mm
                     90% des valeurs mesurées sont à l’intérieure de cette zone
                     (valeur supérieure 13 mm/valeur inférieure 3 mm)

                                                         Valeur supérieure 13 mm

                                                                                                                  Résultat des tests
                                                                                 Valeur inférieure 3 mm           Régression linéaire

                                                                                                                                  Charge [kN]

   Mémoire de maîtrise de A. Scholl: « Mise au point d’un modèle pour le calcul des déformations de pieux injectés (ancrages non précontraints)
   TITAN selon DIN EN 14199 à partir de tests d’adéquation et de tests de réception », 2008, université de Siegen (Allemagne), Prof. Dr. Ing. R.
   Herrmann.

                                                                                                                                                   27
6. Conception et dimensionnement
6.2 Exemples de dimensionnement

                                      6.2.1 Exemple de fondations sur pieux

                                      Charge de dimensionnement Ed = 742 kN
                                      Barre d’ancrage choisie: TITAN 73/53

                                      Justificatif de la portance intérieure:

                                      RM,d = F0,2, k / gM
                                      RM,d = 970 / 1,15
                                      RM,d = 843 kN (avec gM =1,15)
                                      -> Conditions remplies

                                      Justificatif de la portance extérieure:
                                      Calcul de la longueur d’adhérence nécessaire lb à partir
                                      de :
                                      lb = Longueur d’adhérence
                                      Ed = Influence
                                      gp = 1,20 (Résistance à la compression du pieu sous
                                      		 charge)
                                      d = Diamètre du taillant 0,13 m
                                      D = d + 50 mm (Elargissement du trou de forage dans le
                                      		 sable)
                                      qsk = Frottement de surface dans les sables graveleux
         lb ≥ 10,50 m

                                      		 (A partir de résultats de tests sous charge dans des
                                      		 sols comparables)
                                      Ltot = Longueur totale du pieu
                                      Ü = 0,50 m de dépassement

                                      Longueur d’adhérence lb
                                             Ed · gP
                                      lb ≥
                                             qsk · p · D

                                      lb
                                        ≥        742 kN · 1,20             = 10,50 m
                                          150 kN/m² · p ·(0,13 m + 0,05 m)

                                      Longueur totale du pieu Ltot
                                      Ltot ≥ lb + Ü
                                      Ltot ≥ 10,50 m + 0,50 m = 11,00 m

                                      Résultat: Ltot = 12,00 m

                        env. 180 mm

28
Einsatz:                     ca. 350 Verpr

6.2.2 Exemple de fondations sur pieux (Calcul du déplacement de la
      tête du pieu)

Longueur du pieu:                   Ltot 		 = 12,00 m
Influence:                          Ek		 = 500 kN

TITAN 73/53 (S)
Diamètre nominal extérieur:         Dacier		 = 73 mm
Section effective:                  Aeff		 = 1,615 mm²
Résistance à la dilatation:         (EA)acier		 = 299.000 kN

Bulbe (Z)
Diamètre du pieu:                   D = 180 mm

Section du bulbe                    Aciment		 = p · (D² - Dacier²)

                                    Aciment		 = p · (180² - 73²) = 21.262 mm²
                                    (Il n’est pas tenu compte du ciment dans la
                                    barre d’acier)

Module E du bulbe                   Eciment		 = 17.000 N/mm² = 17 kN/mm²

Résistance à la dilatation
du bulbe                            (EA)ciment = Eciment · Aciment
                                                                                  Friedr. Ischebeck GmbH              Tel.: (0 23
                                                                                                                      Fax: (0 23
  (EA)ciment = 17 kN/mm² · 21.262 mm²
			 = 361.454 kN                                                                  Loher Straße 31-79                   Info@ische
                                                                                  58256 Ennepetal                      www.ischeb
Résistance totale à la dilatation (EA)tot		 = (EA)acier + (EA)ciment                 Fondations de mur antibruit le long
                                                                                     de la ligne de chemin de fer Karls-
  Friedr.  Ischebeck
      (EA)tot               GmbH
              		 = 361.454 kN + 299.000 kN                                         Tel.:
                                                                                     ruhe (0   23 33)
                                                                                           – Fribourg    83 05-0
                                                                                                      en Forêt Noire
			 = 660.454 kN                                                                  Fax: (0 23 33) 83 05-55
                                                                                     Pose de mur antibruit à proximi-
                       Loher
Calcul de la déformation        Straßede31-79
                         / Déplacement   le tête du pieu                          Info@ischebeck.de
                                                                                     té immédiate des voies ferrées,
                                                                                     fondations individuelles formées de
                             58256
                                 		Ennepetal
                                       E                                          www.ischebeck.de
                                                                                     TITAN 40/16.
                                    el,tot = k
                                    		 (EA)tot

                                    el,tot 		=
                                              500 kN = 0,08%
                                    		 660.454 kN

                                    f          = el,tot · Ltot

                                    f          = 0,08% · 12,00 m = 9 mm

                                                                                                                           29
6. Conception et dimensionnement
6.2 Exemples de dimensionnement

     6.2.3 Mur de confortement ancré par des tirants
     - Dimensionnement d’après Kranz, 1940
     - Comportement à la portance de structures de blindage
                                                                                                         Surcharge
       au moyen de tirants d’ancrage
       M. Heibaum, 1985

                                                                     Ü

                                                                                                                                      Mur fictif
     Données
     Influence Ed = 400 kN (Traction)
                                                                                    20°-35°
     Inclinaison 20° par rapport à l’horizontale                                                                     lab

     Réponse cherchée
                                                                                                                                                   lb/2

                                                                                           t i ve
     Longueur du tirant Ltot                                                                        >2
                                                                                                         m

                                                                                 me de
                                                                                        ac
                                                                               se ne
                                                                                     nt
     Hypothèse

                                                                           glis L ig
     Influence Ed ≤ Rd Résistance                                                                                                lb
     RM,d = F 0,2, k / gM                                                                                                 de n
                                                                                                                      ne t e
     RM,d = 525 / 1,15                                                                                        L ig me n ur
                                                                                                                    se de
     RM,d = 457 kN (avec gM =1,15)                                                                           g l i s r of o n
                                                                                                                    p
     TITAN 40/16 avec RM,d = 457 kN                                                                             dk = 2/3 x j
     Taillant en croix Ø d = 90 mm
     Distance Mur/Ligne de glissement
     en profondeur : lab = 8,10 m                                         45° + j /2

     Calcul de la longueur nécessaire du tirant Ltot avec:

     lb = Longueur d’adhérence
     Ed = Influence
     gp = 1,40 (D’après les valeurs empiriques générales)
     d = Diamètre du taillant 0,09 m
     D = d + 50 mm (Elargissement du trou de forage dans le
     		 sable)
     qsk = Coefficient de frottement de surface pour le sable
     		 graveleux (A partir de résultats de tests sous charge
     		 dans des sols comparables)
     Ltot = Longueur totale du pieu
     Iab = Distance Mur/Ligne de glissement en profondeur

lb     ≥   Ed · gP		              400 kN · 1,40
                       =                                       = 8,49 m
           qsk · p · D     150 kN/m² · p · (0,09 m + 0,05 m)

Ltot ≥     lb + l + Ü = 8,49 + 8,10 m + 0,30 m = 12,65 m
                 ab
           2             2

30
Ancrage de blindage de fouille profonde
Salt Lake City, Utah, USA

                                          31
6. Conception et dimensionnement
6.3 Preuve de la durabilité

Normes:                                        Une protection anticorrosion durable
- Voir homologation                            des ancrages injectés TITAN est assurée par la:
- DIN EN 14490 – Clouages de sol,
  Annexe B 3.4.5.1
- DIN 4128
- DIN 1045, édition de 1978, chapitre 17.6.2
- DIN 50976
- EN 1537 Annexe A                             Couverture de ciment durci
                                               Une protection anticorrosion durable des ancrages injectés TITAN est assurée
                                               par la couverture de ciment durci. Les recherches ont prouvé que la protec-
                                               tion anticorrosion par l’intermédiaire d’un bulbe en béton est appropriée pour
                                               des structures permanentes tant que la largeur des fissures qui se forment
                                               sous charge reste inférieure à 0,1 mm (Voir également DIN EN 14490 – Clou-
                                               ages de sol, annexe B 3.4.5.1). En outre La norme DIN 4128 de 1983 fait
                                               mention de la limitation de la largeur des fissures : « … Apporter la preuve de
                                               la limite en largeur des fissures selon DIN 1045, édition 1978, chapitre 17.6.2
                                               pour une largeur supposée « très faible » (Chap. 9.2). Par conséquent la cou-
                                               verture de ciment minimale définie dans l’homologation est dans certains cas
                                               supérieure à celle exigée dans les normes :
                                               • Minimum de 20 mm dans le sol          (Selon DIN 4128, tableau 1)
                                               • Minimum de 10 mm dans le rocher (ebda.)
                                               • Minimum de 20 mm pour des micropieux soumis à la compression (Selon
                                                  EN 14199)
                                               • Minimum de 30 mm pour des tirants (ebda.)
                                               ces valeurs sont caractérisées comme protection anticorrosion simple. La
                                               qualité de la protection anticorrosion augmente avec l’épaisseur de la couver-
                                               ture de ciment.

                                               Pour cette raison, le DIBT a prescrit dans l’homologation la limitation de la
                                               largeur des fissures dans le bulbe à < 0,1 mm pour les tirants et micropi-
                                               eux TITAN temporaires et permanents, mais sans prévoir des mesures de
                                               protection anticorrosion supplémentaires. La preuve en a été apportée par de
                                               nombreuses séries de tests d’adhérence avec mesure des fissures.

                                                    Barre d’ancrage                                       Ciment durci

32
Dans le cas de conditions particulières ou de sols particulièrement agressifs,
il peut devenir nécessaire d’avoir recours à des mesures de protection supplémentaires:

Galvanisation à chaud                    Revêtement DUPLEX                           L’acier inoxydable
La galvanisation à chaud apporte         Galvanisation à chaud selon DIN             Les barres TITAN 30/11 et TITAN
une protection anticorrosion sûre et     EN ISO 1461 plus une couche de              40/16 existent en version INOX ho-
durable. La couche de zinc résiste       poudre (Duplex) selon DIN 55633             mologuée sous le No. Z-30.3-6 pour
aux fortes attaques de la corrosion et   (Avril 2009).                               la catégorie supérieure de résistance
préssente une solution économique et     Il s'agit d'un revêtement en poudre         IV (chlorures, dioxyde de soufre, eaux
durable.                                 pour les catégories de corrosivité          de montagne). Cet acier inoxydable
                                         C5-M medium selon DIN EN ISO                résiste à la corrosion sans protection
                                         12944, 1ère partie et de protection         de ciment durci. Il est recommandé là
                                         anticorrosion correspondant à DIN EN        où une couverture uniforme de ciment
                                         ISO 12944, 2e et 5e parties.                durci ne peut être garantie, par exem-
                                                                                     ple lors de réfection d’anciens tunnels.
                                         Il est possible de vérifier si le revête-
                                         ment DUPLEX est intact après la pose
                                         d’ancrages permanents en se référant
                                         à la norme EN 1537, appendice A
                                         « Examen électrique de la protec-
                                         tion anticorrosion ». Si la résistance
                                         électrique mesurée entre la barre et
                                         le sol est de R ≥ 0,1 MΩ, la protection
                                         DUPLEX est intacte.
                                         Remarque : Lors de la pose de
                                         barres DUPLEX, il est conseillé de les
                                         manipuler à l’aide de pinces équipées
                                         de mâchoires souples pour éviter
                                         d’endommager la surface.

                                                                                                                            33
6. Conception et dimensionnement
6.4 Calcul du volume de ciment théoriquement nécessaire

Le calcul du volume de ciment néces-
saire s’effectue à partir du diamètre          Exemple de calcul du volume de ciment nécessaire :
du trou de forage que l’on obtient
avec le diamètre du taillant auquel
s’ajoute le facteur d’élargissement du
trou de forage (qui est fonction du sol
environnant, cf. p.40). Il en résulte une      TITAN 52/26
section théorique du bulbe qui, avec la        Taillant bilame argile ø 175 mm
longueur prévue de l’ancrage, donne le         Sol cohérent (Elargissement du trou de forage (a = 25 mm)
volume théorique de ciment à prévoir.          Diamètre du trou de forage : D = 17,5 cm + 2,5 cm = 20 cm

                                               Section théorique du bulbe :
                                               A = p · (D/2)² = p · (10 cm)² = 314 cm²

                                               Volume du trou de forage par mètre de longueur de bulbe:
                                               V=A·1m
                                               V = 314 cm² · 100 cm = 31416 cm³
                                               V = 31,4 litres

                                               Rendement
                                               Le tableau ci-dessous indique la quantité en litres de coulis de ciment obte-
                                               nue pour un certain rapport eau/ciment à partir d’un certain nombre de sacs
                                               de ciment.
                                               Exemple : E/C = 0,5
                                               = 25 l d’eau / 50 kg de ciment (correspond à 41,7 l de coulis de ciment)

                                               Recommandation d’Ischebeck dans les cas particuliers
                                               Dans les sols cohérents tels que le loess, les sols mixtes limon / argile, il est
                                               recommandé d’utiliser des ciments expansifs (Sur base d’ettringite) prêts à
                                               l’usage p.ex. CIMEX 15. La pression d’expansion consolide plus rapidement
                                               la zone limite.
                                               Pour forer la tête en bas, il est recommandé d’utiliser des mortiers d’ancrage
                                               thixotropes tout préparés, p. ex. WILMIX, LAWINA 98, addition de flow cable
                                               etc.
Les conditions supplémentaires pour
travaux hydrauliques s'appliquant aux
rideaux de palplanches, aux pieux et          Volume théorique du trou de forage             Volume du coulis de ciment
ancrages mentionnent pour la rédac-
tion de l’offre un facteur de 1,7 du          Pieu Ø D [mm]    Trou de forage-     Rapport    25 kg   50 kg    75 kg   100 kg
volume du trou de forage théorique :                           Volume V [l/m]      E/C
« Si la masse injectée ne dépasse pas
1,7 fois l’espace vide théorique lors         60               2,8                 0,4        18,3    36,7     55,0    73,3
de la réalisation d’ancrages injectés et
                                              90               6,4                 0,5        20,8    41,7     62,5    83,3
d’ancrages de refoulement injectés,
elle ne peut faire l’objet d’une facturati-   120              11,3                0,6        23,3    46,7     70,0    93,3
on supplémentaire. Les quantités allant
au-delà de ce facteur ne sont prises en       150              17,7                0,7        25,8    51,7     77,5    103,3
considération qu’après accord préala-         180              25,4                0,8        28,3    56,7     85,0    113,3
ble avec le donneur d'ordre.
                                              200              31,4                0,9        30,8    61,7     92,5    123,3

                                              220              38,0                1,0        33,3    66,7     100,0   133,3

                                              250              49,1

34
6.5 Modèle d’appel d’offres

 Texte modèle

 Définition technique :
 Fondations d’un ouvrage à l’aide de pieux injectés, soumis à la traction,
 TITAN 40/16, permanents.

 Tirant injecté correspondant à l’homologation générale de la construction
 No. Z-34.14-209 établie par le DIBt destiné aux fondation d’un ouvrage ;
 soumis à la traction, portance caractéristique RM,k de la barre d’acier 465
 kN.
 La barre d’armature est un tube creux en acier de 40 mm diamètre extéri-
 eure et 16 mm de diamètre intérieur, muni d’un filet continu en acier corres-
 pondant à l’homologation ou de même qualité.

 Tirants permanents (plus de 2 ans), protection anticorrosion de la barre as-    Pour faciliter la suite des travaux
 surée par la couverture de ciment durci de 35 mm, catégorie de sol 3 DIN        préliminaires, il est conseillé d’utiliser le
 18301, diamètre du forage 90 mm, diamètre du bulbe 140 mm, centrage             texte ci-contre.
 de la barre d’armature à l’aide de centreurs au moins tous les 3 m, avec        Vous trouverez des modèles d’appels
 un tube de transition HD-PE de ø 110 mm, 530 mm de long pour la tête de         d’offre que vous pourrez télécharger
 l’ancrage, plaque de tête 125/125/24 mm serrée entre 2 écrous à rotule SW       sur le site www.din-bauportal.de.
 65/50.

 Pose en rotopercussion sans prétubage, avec un coulis de scellement E/C
 = 0,4 à 0,7 (selon la qualité du sol), injection dynamique à partir du fond
 du trou à l’aide d’un coulis de ciment E/C = 0,4 à 0,5, utilisation de ciment
 Portland selon DIN 1164-10 et DIN EN 197-1 en tenant compte de la caté-
 gorie d’exposition. Rédaction d’un rapport écrit sur chaque ancrage selon
 l’homologation ; essais sous charge selon DIN 1054.

                                                                                                                            35
Vous pouvez aussi lire