Estimation des tassements et de leurs effets sur les constructions Pilotage d'un chantier de tunnel 2019-2020 - Educnet
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Estimation des tassements et de
leurs effets sur les constructions
Pilotage d’un chantier de tunnel
Michel Pré
2019-2020 1
Environnement naturel et humain
Principe de la cuvette de tassement
volume de la cuvette de
tassement VS
volume d’excavation du
tunnel VT
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Développement de la cuvette de tassement avec la
progression du front de taille
2019-2020 3
Forme générale de la cuvette de tassement
Méthode du « Volume Loss » (PECK 1969)
Le profil de la cuvette de tassement en surface s’apparente à une gaussienne :
Peck rapproche le volume de la cuvette VS du volume d’excavation du tunnel VT.
Le « volume loss » est le rapport vL = VS / VT , lié à la méthode de creusement.
La largeur de la cuvette est caractérisée par le paramètre i, distance à l’axe du
point d’inflexion de la gaussienne. La constante K caractérise le rapport entre i
et la profondeur z du tunnel. K est liée à la nature du terrain encaissant.
-i i
VS
i = K.z z
VT vL = VS /
VT
2019-2020 4
Formulation de la cuvette de tassement
-2i -i 0 i 2i x
2019-2020 5
Exemples de valeurs des paramètres vL et K
Technologie vL = VS/VT Nature du terrain K = i/z
Traditionnel 0,8% - 1,5% Sol sans cohésion 0,3
Argile normalement 0,5
consolidée
Tunnelier
ouvert 0,6% - 1,2% Argile surconsolidée 0,6 - 0,7
pression de terre 0,4% - 0,8% Schiste argileux 0,6 – 0,8
pression de boue 0,2% - 0,6% quartzite 0,8 – 0,9
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Calage des paramètres à partir d’un calcul FEM paramétrique
2,5 i
VS
z
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Exemple de cuvette de tassement :
cas d’un bitube
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Effets sur les constructions
Heathrow 1994
Munich 1994
2019-2020 9
Effets sur les constructions 2019-2020 10
Niveaux de dommages sur les
constructions
1. Dommage architectural: dommage qui affecte l’apparence visuelle
d’une construction : fissures de petites dimensions dans les éléments
non structuraux, dégradation ou chute d’éléments d’habillage,…:
2. Dommage fonctionnel : dommage qui affecte le confort des
utilisateurs, l’usage fonctionnel d’une construction et sa durabilité
(sans que cela n’affecte la tenue de la construction) : coincement ou
blocage des portes et des fenêtres, perte de verticalité des
ascenseurs, dysfonctionnement des réseaux, des machines ou des
équipements,…
3. Dommage structurel : dommage qui affecte la sécurité des
occupants et/ou la stabilité de tout ou partie d’une construction :
déformation excessive ou instabilité de certains éléments structuraux,
possibilité de rupture de certaines parties,…
2019-2020 11Relation entre les tassements et les
dommages aux constructions
La sensibilité intrinsèque est, pour une construction donnée, sa capacité
structurelle et fonctionnelle à supporter les sollicitations mécaniques
extérieures. Elle est déterminée à partir d’un diagnostic de sensibilité établi sur
la base de recherches documentaires, d’inspections visuelles des parties
accessibles et d’éventuelles investigations par sondage.
Les bâtis sont répartis par classes se sensibilité (exemple: bâtis peu
sensibles, sensibles, très sensibles, exceptionnellement sensibles)
Pour donner des ordres de grandeur, dans le cas de constructions maçonnées
classiques de sensibilité « normale », la relation entre les mises en pente et
les dommages potentiels aux constructions est la suivante:
1. Dommage architectural: mise en pente < 1 à 2 ‰
2. Dommage fonctionnel : mise en pente < 2 à 3 ‰
3. Dommage structurel : mise en pente > 2 à 3 ‰
2019-2020 12Zone d’influence géotechnique (ZIG) : zone susceptible de subir des déformations produites par les travaux d’excavation. Tous les bâtis, ouvrages ou réseaux situés dans la ZIG sont exposés à des dommages potentiels par les travaux. 2019-2020 13
Exemple de cartographie de sensibilité vis-à-vis de la mise en
pente pour les avoisinants situés dans la ZIG:
Exceptionnels
Très sensibles
Sensibles
Peu sensibles
ZIG
2019-2020 14Pilotage d’un chantier de tunnel 2019-2020 15
A) Seuils définis pour chaque paramètre de déformation (tassement, mise
en pente, etc…) à partir de l’analyse de sensibilité intrinsèque:
- Seuil d’urgence: c’est le seuil qui déclenche une situation de danger avérée
pour les constructions et/ou les personnes. Son franchissement impose
l’arrêt des travaux accompagné de mesures de sauvegarde.
- Seuil contractuel: lié au niveau de dommage accepté, qui définit les limites
de responsabilité vis-à-vis des coûts de réparation. En-deçà, le Maître
d’Ouvrage accepte de prendre en charge les dommages causés par les
travaux. Au-delà, l’Entreprise est responsabilisée sur les dommages que
causent les travaux.
Exemple:
2019-2020 16B) Pilotage
1) Le scénario de référence: correspond au comportement attendu au stade des
études de conception et/ou d’exécution aux prévisions d’étude. Il doit respecter,
avec une marge suffisante, les seuils contractuels, faute de quoi:
- soit les méthodes doivent être revues
- soit des confortements des constructions sont à envisager de façon à pouvoir relever
les seuils contractuels.
2) Les seuils de pilotage:
Exemple:
À partir du seuil de vigilance, on vérifie la conformité entre les prévisions d’étude et le
comportement constaté.
Le franchissement du seuil d’alerte implique la mise en œuvre de contre-mesures afin
d’éviter la poursuite des déformations.
2019-2020 17Diagramme de suivi de la construction
méthode observationnelle
Exigences générales du projet
Caractérisation géotechnique
modification Projet
du projet
mise en œuvre des
modifications Construction
non prévues
écart
restant à
oui Suivi de la construction
l'intérieur
des
prévisions poursuite de la
? construction tel que prévu
mesures
non en accord
oui
avec les
prévisions
?
2019-2020 18Pilotage par les mesures à l’avant du front de taille 2019-2020 19
Avancement de la galerie et contours d’isotassement en surface 2019-2020 20
Cibles de tassement 2019-2020 21
Exemple de suivi d’une cible
passage du front de taille
seuil de vigilance
seuil d’alerte
seuil contractuel
2019-2020 22Vous pouvez aussi lire
