EP3827133B1

EP3827133B1 - Procédé pour stabiliser des excavations profondes ou une instabilité de pente du terrain près d'objets existants de génie civil

Info

Publication number: EP3827133B1
Application number: EP18759997.2A
Authority: EP
Inventors: Zvonimir SEPAC
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2022-11-02
Anticipated expiration: 2038-07-26
Also published as: EP3827133A1; HRP20230092T1; WO2020021294A1

Claims

Procédé de stabilisation d'excavations profondes ou de terrain en pente instable à proximité d'objets civils existants, au moyen d'un ouvrage d'art de retenue comprenant une structure bâtie verticale et une pluralité de pieux inclinés en traction (1) disposés de manière inclinée vers le bas en direction d'un remblai, la structure bâtie verticale et chaque pieu parmi la pluralité de pieux inclinés en traction (1) étant accouplés les uns aux autres par un moyen d'accouplement et disposés les uns par rapport aux autres suivant un angle β, l'angle β étant l'angle entre chaque pieu parmi la pluralité de pieux inclinés en traction (1) et la structure bâtie verticale, au point d'accouplement de ceux-ci par ledit moyen par rapport à la verticale, le procédé comprenant les étapes suivantes consistant à :
a) déterminer un type de l'ouvrage d'art de retenue en fonction d'une profondeur d'excavation ;

b) déterminer un état de condition de sol ;

c) déterminer des paramètres de l'ouvrage d'art de retenue en fonction du type ; et

d) réaliser les travaux de construction d'ouvrage d'art de retenue,
caractérisé en ce que
indépendamment du type de l'ouvrage d'art de retenue, une charge horizontale H sur la structure bâtie verticale est calculée selon l'expression $H = P_{a} - K_{a} \times A_{n} \times \cos β$
dans laquelle P_a représente une charge horizontale générée par la masse du sol G₁, K_a représente le coefficient de poussée des terres, et A_n représente la force de traction dans chaque pieu incliné en traction (1), l'angle β se situant dans une plage comprise entre 15 et 20°.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel, pour les excavations de plus de 8 m, la structure bâtie verticale est réalisée sous forme de paroi berlinoise (5) en RC ou de paroi moulée (2) en RC.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel, pour les excavations allant jusqu'à 8 m et un terrain en pente instable à proximité d'objets civils existants, la structure bâtie verticale est réalisée sous forme d'une pluralité de pieux verticaux (6) ou d'une paroi berlinoise (5) en RC.
Procédé selon les revendications 1 et 2, dans lequel les équations d'équilibre suivantes sont établies, exprimant les forces par longueur de mètre linéaire unitaire dans les éléments de l'ouvrage d'art de retenue : $A_{n}^{'} \times b \times \tan β + \frac{b \times \tan β \times A_{n}^{'} \times \cos β}{2} - a \times (P_{a} - K_{a} \times A_{n}^{'} \times \cos β) = 0$
$B_{n}^{'} \times b \times \tan β - \frac{b \times \tan β \times A_{n}^{'} \times \cos β}{2} - a \times (P_{a} - K_{a} \times A_{n}^{'} \times \cos β) = 0$
$B_{t}^{'} = \frac{(P_{a} - K_{a} \times A_{n}^{'} \times \cos β) \times c}{b}$
dans lesquelles $A_{n}^{'}$
représente la force de traction dans chaque pieu incliné en traction (1), b représente l'amplitude des forces de réaction de la structure bâtie verticale et l'amplitude d'une pièce en chaînette des pieux inclinés (1), $B_{n}^{'}$
représente la force de pression dans la structure bâtie verticale au niveau de sa base, et $B_{t}^{'}$
représente la force transversale de la structure bâtie verticale au niveau de sa base.
Procédé selon la revendication 4, dans lequel les pieux inclinés en traction (1) sont précontraints dans une plage entre 25 et 35 % d'une capacité portante de traction de pieu incliné.
Procédé selon les revendications 1 et 3, dans lequel les équations d'équilibre suivantes sont établies, exprimant les forces par longueur de mètre linéaire unitaire dans les éléments de l'ouvrage d'art de retenue : $M_{A}^{'} = \frac{3 \times A_{n}^{'} \times \cos β \times h_{1}^{2} \times \tan β}{32 \times b}$
$A_{t}^{'} = \frac{\frac{h_{1}^{2} \times \tan β \times A_{n}^{'} \times \cos β}{2 \times b} + M'_{A}}{h_{1}}$
$B_{t}^{'} = \frac{(P_{a} - K_{a} \times A_{n}^{'} \times \cos β) \times c}{b}$
$\begin{array}{l} A_{n}^{'} \times b \times \tan β + \frac{h_{1}^{2} \times \tan β \times A_{n}^{'} \times \cos β}{2 \times b} + \frac{2 h_{2} + y}{3} \times A_{t}^{'} \\ - a \times (P_{a} - K_{a} \times A_{n}^{'} \times \cos β) + M_{A}^{'} = 0 \end{array}$
$\begin{array}{l} B_{n}^{'} \times b \times \tan β - \frac{h_{1}^{2} \times \tan β \times A_{n}^{'} \times \cos β}{2 \times b} - \frac{2 h_{2} + y}{3} \times B_{t}^{'} \\ - \frac{h_{1}}{3} \times (P_{a} - K_{a} \times A_{n}^{'} \times \cos β) + M_{A}^{'} = 0 \end{array}$
dans lesquelles $A_{n}^{'}$
représente la force de traction dans chaque pieu incliné en traction (1), b représente l'amplitude des forces de réaction de chaque pieu vertical (6) ou de la paroi berlinoise (5) en RC, $B_{n}^{'}$
représente la force de pression dans chaque pieu vertical (6) ou la paroi berlinoise (5) en RC au niveau de la base, et $B_{t}^{'}$
représente la force transversale dans chaque pieu vertical (6) ou la paroi berlinoise (5) en RC au niveau de la base, , $A_{t}^{'}$
représente la force transversale dans chaque pieu incliné en traction (1), $M_{A}^{'}$
représente le moment de la force au point A de chaque pieu incliné en traction (1), le point A représentant le point d'intersection entre une hauteur de retenue h ₁ et une profondeur d'ancrage h ₂ .
Procédé selon les revendications 1, 2, 4 et 5, dans lequel les conditions suivantes doivent être satisfaites : $A_{n}^{'} d_{1} \times F_{S} < A_{n, q, Rd}$
$B_{t}^{'} d_{2} \times F_{S} < B_{t, q, Rd}$
$B_{n}^{'} d_{2} \times F_{S} < B_{n, q, Rd}$
dans lesquelles A_n,q,Rd représente une capacité portante axiale de chaque pieu incliné en traction (1) par rapport au sol, B_n,q,Rd représente une capacité portante axiale de la structure bâtie verticale par rapport au sol, B _t,q,Rd représente une capacité portante transversale de la structure bâtie verticale par rapport au sol, F_S représente un facteur de stabilité, F_S étant situé dans une plage entre 1,2 et 1,5.
Procédé selon les revendications 1, 3 et 5, dans lequel pour les excavations allant jusqu'à 8 m les conditions suivantes doivent être satisfaites : $A_{n}^{'} d_{1} \times F_{S} < A_{n, q, Rd}$
$A_{t}^{'} d_{1} \times F_{S} < A_{t, q, Rd}$
$B_{t}^{'} d_{2} \times F_{S} < B_{t, q, Rd}$
$B_{n}^{'} d_{2} \times F_{S} < B_{n, q, Rd}$
dans lesquelles A _n,q,Rd représente une capacité portante axiale de chaque pieu incliné en traction (1) par rapport au sol, B_n,q,Rd représente une capacité portante axiale de chaque pieu vertical (6) ou de la paroi berlinoise (5) en RC au niveau de la base par rapport au sol, B _t,q,Rd représente une capacité portante transversale de chaque pieu vertical (6) ou de la paroi berlinoise (5) en RC au niveau de la base par rapport au sol, A_t,q,Rd représente la force transversale dans chaque pieu incliné en traction (1) par rapport au sol, F_S représente un facteur de stabilité, F_S étant situé dans une plage entre 1,2 et 1,5.
Procédé selon les revendications 1, 3 et 6, dans lequel pour un terrain en pente instable à proximité d'objets civils existants les conditions suivantes doivent être satisfaites : $R_{con} = 0,5 \times R_{sol, rés} = 0,5 \times (c_{rés} + h_{0} \times γ' \times \tan φ_{rés}) \times L_{pente}$
$A_{t}^{'} + B_{t}^{'} > R_{con}$
$A_{n}^{'} d_{1} \times F_{S} < A_{n, q, Rd}$
$A_{t}^{'} d_{1} \times F_{S} < A_{t, q, Rd}$
$B_{n}^{'} d_{2} \times F_{S} < B_{n, q, Rd}$
$B_{t}^{'} d_{2} \times F_{S} < B_{t, q, Rd}$
dans lesquelles A _n,q,Rd représente une capacité portante axiale de chaque pieu incliné en traction par rapport au sol, B_n,q,Rd représente une capacité portante axiale de chaque pieu vertical (6) au niveau de sa base par rapport au sol, B _t,q,Rd représente une capacité portante transversale de chaque pieu vertical (6) au niveau de sa base par rapport au sol, A_t,q,Rd représente la force transversale dans chaque pieu incliné en traction (1) par rapport au sol, , F_S représente un facteur de stabilité, ϕ_rés et c_rés représentent des paramètres résiduels de résistance du sol, R_con représente une résistance de réaction au cisaillement de l'ouvrage d'art de retenue, R_sol,rés représente une résistance au cisaillement résiduelle du sol, y' représente le poids du sol, h ₀ représente la profondeur d'une couche de glissement de sol, L_pente représente la longueur d'un plan de rupture.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de réalisation des travaux de construction d'ouvrage d'art de retenue comprend les étapes de :
i. installation des pieux inclinés en traction (1) selon l'angle β dans la plage entre 15 et 20°,

ii. installation de la structure bâtie verticale, et

iii. accouplement de chaque pieu incliné en traction (1) à la structure bâtie verticale à l'aide du moyen d'accouplement, dans lequel la structure bâtie verticale est réalisée sous forme de paroi berlinoise (5) en RC, de paroi moulée (2) en RC ou de pieux verticaux (6), dans lequel chacun des pieux inclinés en traction (1) est réalisé par une installation d'injection de coulis de cimentation ou par une technologie de construction de pieux CFA, et les pieux verticaux (6) sont réalisés par une technologie de construction de pieux CFA.