Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54)

Services Techniques

Construction d'un C. A. T.

sur la zone de "La Croisette"

Etude de sols

Corinne CHAUSSIDON

Mars 1990

R 30635 LOR 4S 90

Document non public

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES Service Géologique Régional Lorraine

Rue du Parc de Brabois - 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy • Tél. 83 51 43 51

- 2 -

Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54) - Services Techniques

Construction d'un C. A. T. sur la zone de "La Croisette"

Etude de sols

Corinne CHAUSSIDON

R 30635 LOR 4S 90

R E S U M E

Les Services Techniques de la Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT ont chargé

le BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERS (BRGM) - Service Géologique

Régional Lorraine d'effectuer une reconnaissance de sols par tranchées à la

pelle mécanique en vue de la construction d'un Centre d'Aide au Travail pour

personnes handicapées sur la zone d'activités de "La Croisette".

Les sondages réalisés (4) ont montré la présence de limons de surface

généralement peu compacts sur une épaisseur de 1,00 à 1,50 m. Sous ces limons

se trouvent soit des argiles grises devenant compactes et légèrement feuil­

letées en profondeur, soit une alternance de bancs décimétriques de marnes et

de calcaires. Il n'a pas été rencontré d'eau lors des forages. Les caracté­

ristiques mécaniques et les contraintes appliquées conduisent à préconiser un

niveau de fondation dans les argiles compactes vers 2,50 m de profondeur où

la contrainte admissible est de l'ordre de 0,2 MPa.

Les tassements ont été estimés à 1,25 cm environ.

- 3 -

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Etude de sols

Corinne CHAUSSIDON

R 30635 LOR 4S 90

S O M M A I R E

Page

1 - INTRODUCTION 5

1.1. Mission du BRGM 5

1.2. Moyens mis en oeuvre 5

2 - RESULTATS OBTENUS 5

2.1. Géologie 5

2.2. Hydrogéologie 6

2.3. Caractéristiques mécaniques 6

2.4. Résultats des essais de laboratoire 6

3 - ETUDE DES FONDATIONS 6

3.1. Description du projet 6

3.2. Choix des fondations 7

3.3. Estimation des tassements 7

3.4. Précautions d'exécution 8

4 - CONCLUSION 9

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Etude de sols

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LISTE DES FIGURES. DES TABLEAUX ET DES ANNEXES

Figure 1 - Plan de situation.

Figure 2 - Plan de position des sondages de reconnaissance,

Figure 3 - Classification de laboratoire des sols fins.

Tableau 1 - Limites d'Atterberg.

Annexe 1 - Coupes géologiques et résultats des essais.

- 5 -

1 - INTRODUCTION

1.1. Mission du BRGM

La commune de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54) devant réaliser la construction

d'un Centre d'Aide au Travail pour personnes handicapées sur la zone d'activités

de "La Croisette" (cf. figure 1), les Services Techniques de la Mairie ont

demandé au BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES (BRGM) - Service

Géologique Régional Lorraine d'effectuer une étude de sols et des fondations

du futur bâtiment.

1.2. Moyens mis en oeuvre

Il a été réalisé 4 sondages à la pelle mécanique, d'une profondeur

moyenne de 4,0 m. Des essais au pénétromètre statique de 1.500 N ont été

effectués à l'avancement dans ces sondages ainsi que des prélèvements pour

mesures des caractéristiques des terrains traversés (teneur en eau naturelle,

limites d'Atterberg).

Les résultats des sondages et des essais sont regroupés en annexe 1. Le

plan de position des sondages de reconnaissance est donné en figure 2.

2 - RESULTATS OBTENUS

2.1. Géologie

Sous une couverture de terre végétale d'une épaisseur de 0,2 à 0,4 m, il

a été rencontré :

- des limons de surface gris-beige, généralement mous, d'une épaisseur

moyenne de 0,50 m.;

- des argiles grises compactes, devenant feuilletées vers la base. Ce

sont les argiles à Promicroceras du Lotharingien. L'épaisseur de ces

argiles varie de 1,00 à plus de 3,00 m ;

- une alternance de marnes sableuses beiges et de bancs de calcaires

coquilliers décimétriques. Ce sont les mamo-calcaires de l'Hettangien.

Ces mamo-calcaires ont été rencontrés sur les sondages SI et S3 et ont

été atteints vers 1,50 m (sondage SI) et 2,50 m (sondage S3) de profon­

deur par rapport au terrain naturel.

FIGURE 2 - PLAN DE POSITION DES SONDAGES DE RECONNAISSANCE

PIAN DE RESEAUX Plan de Masse

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9 Sondage

Département de Meurthe et Moselle

.Commune de SAINT NICOLAS Section Zn*74 P el91 PleudlXa Crolsette'St NICOLAS

Construction d'un C A T

A . E . I . M ' D SOLOREM

PLAN DE MASSE PLAN OE RESEAUX

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FIGURE: l

PLAN DE SITUATION

Extrait des cartes IGN de Nancy n° 3415 Ouest et St Nicolas-de-Port n° 3415 Est

4 secteur étudié

ECHELLE: 1/25 ooo

- 6 -

2.2. Hydrogéologie

Il n'a pas été rencontré d'eau au cours des forages.

2.3. Caractéristiques mécaniques

Les limons de surface présentent des résistances de pointe généralement

faibles : de l'ordre de 0,6 MPa.

Les argiles grises sous-jacentes présentent généralement des résistances

de pointe du même ordre de grandeur en tête de la formation et ces résis­

tances augmentent rapidement avec la profondeur et deviennent supérieures à

2,0 MPa vers 2,00 m de profondeur.

Quant aux marno-calcaires, les résistances de pointe mesurées sont

homogènes et toujours supérieures à 2,5 MPa.

2.4. Résultats des essais de laboratoire

Deux limites d'Atterberg ont été réalisés sur les argiles grises à 1,20

m (sondage SN1) et vers 2,00 m (sondage SN4) de profondeur. Ce sont des

argiles à forte plasticité qui constituent un sol de fondation médiocre à

passable.

Les résultats obtenus permettent de classer (cf. figure 3) les argiles

en classe A3 (classification LCPC). Ce sont des sols présentant des risques

de tassement ou de gonflement élevés, pratiquement imperméables et

moyennement gélifs.

3 - ETUDE DES FONDATIONS

3.1. Description du bâtiment

La surface au sol du bâtiment représente environ 25,00 x 48,00 m pour

une hauteur maximum au faîtage de 6,00 m.

La contrainte appliquée au sol est de 0,15 MPa.

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FIGURE- 3 - CLASSIFICATION DE LABORATOIRE DES SOLS FINS. DIAGRAMME DE PLASTICITE

S N 1 1 , 2 0 m

Poids total humide (1) Poids total sec (1) Poids tare (1) Poids total humide (2) Poids total sec (2) Poids tare (2) T E N E U R EN E A U (1) T E N E U R EN E A U (2) Nombre de coups Moyenne (W%)

Wl WI moyen

Limite de liquic ité

21,91 18,89 14,74 21,68 18,78 14,8

7 2 , 7 7 7 2 , 8 6

15 7 2 , 8 2

68,5

21,8 18,73 14,24 23.68 19.79 14,14

6 8 , 3 7 6 8 , 8 5

21 6 8 , 6 1

67,2 67,85 ID 39,83

Limite de plasticité

5.6272 5,3567 4,4122 5.3178 5.0836 4,2491 2 8 , 6 4 28 ,06

2 8 , 3 5 Wp

4,9713 4,7042 3,777

4,5861 4,4359 3,8707 28 ,81 26 ,57

27 ,69 28,02

SN4 2,00 m

Poids total humide (1) Poids total sec (1) Poids tare (1) Poids total humide (2) Poids total sec (2) Poids tare (2) T E N E U R EN E A U (1) T E N E U R EN E A U (2) Nombre de coups Moyenne (W%)

Wl Wl moyen

Limite de liquidité

25,3 i 21,66 16,06 23.92 21,51 17,86

6 5 , 1 8 6 6 , 0 3

18 6 5 , 6 1

63.1

25,8 22,83 18,25 23,38 20,87 17,03

6 4 , 8 5 6 5 , 3 6

24 65 ,11

64,8 63,95 ÏP 35,045

Limite de plasticité 5.4591 5.2842 4.6805 4,9353 4,7303 4,0251 28 ,97 29 ,07

29 ,02 Wp

5,2383 5,0234 4,2834

5.32 5,0893 4,2806 29 ,04 28 ,53

28,79 28,905

TABLEAU 1 - LIMITES D'ATTERBERG

- 7 -

Il est prévu de fonder le bâtiment sur des semelles en béton armé

descendues à la cote hors gel, soit à -0,90 m par rapport au terrain naturel.

L'étude ci-après a été réalisée à partir de ces données. Si des modifi­

cations survenaient dans l'implantation, la conception ou l'importance des

constructions par rapport à ces données, celles-ci devraient être portées à

la connaissance du BRGM afin que ce dernier puisse adapter les prescriptions

et les conclusions de ce rapport.

3.2. Choix des fondations

Le taux de travail admissible est donné par la formule de L'HERMINIER :

Rp

qad = — 10

A 1,00 m de profondeur, le taux de travail admissible est de 0,06 MPa,

ce qui est très inférieur à la contrainte appliquée.

Etant donné les caractéristiques des formations superficielles, les

fondations devront donc être descendues dans les argiles grises compactes

vers 2,50 m de profondeur par rapport au terrain naturel.

La contrainte admissible sera alors de 0,20 MPa.

3.3. Estimation des tassements

Dans le cas de semelles soumises à une charge verticale centrée, les

tassements peuvent être estimés à partir de la méthode simplifiée de

SCHMERTMAMM :

w = Cl

3B (T.Hz) dz

D( Rp(z) Jo

où Cl est un coefficient correctif lié à la répartition des contraintes et

qui tient compte de l'encastrement de la fondation

B largeur de la fondation

<xfcoefficient empirique défini par SANGLERAT. Dans le cas d'argiles

compactes tf = 4 (Rp > 10 bars).

- 8 -

La fonction i(z) représentant la dissipation en profondeur de la

contrainte apportée par la fondation peut être approchée par la courbe

ci-dessous : — B

* i n <** x

W(Z) * c(V

Le coefficient Cl est donné par la relation

Cl = 1 - 0,5 ( Sb )

C o'.contrainte effective due au poids des terres au niveau de la fondation

avant excavation =0,45 bar = 0,045 MPa

CT: contrainte exercée par la fondation = 1,5 bar =0,15 MPa.

Pour une semelle de l.OOi de largeur, le tassement moyen est de 1,25 cm

et le tassement différentiel de l'ordre de 0,15 cm pour une structure souple

et de 0,10 cm pour une structure rigide.

Les fondations qui seront ancrées dans les marao-calcaires (cas du

sondage SI) ne tasseront pratiquement pas.

Si la structure ne peut absorber ces différences de tassements, il

faudra, d'une part, augmenter la largeur des semelles et, d'autre part,

augmenter la rigidité de la structure.

3.5. Précautions d'exécution

Le terrain de fondation étant sensible à très sensible aux variations de

teneurs en eau, il conviendra de terrasser les fouilles en-dehors des périodes

pluvieuses et de bétonner immédiatement les massifs après le terrassement.

- 9 -

Afin d'éviter des remontées capillaires, une coupure étanche par film

plastique ou enduit hydrofuge devra être mise en place entre les fondations

et les murs et planchers.

Compte-tenu des tassements prévisibles, le bâtiment devra être convena­

blement armé et chaîné.

4 - CONCLUSION

La reconnaissance de sols sur la zone d'activités de "La Croisette" à

SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54), en vue de la construction d'un Centre d'Aide au

Travail pour personnes handicapées, a mis en évidence la présence de limons

de surface généralement mous sur une profondeur de 1,00 à 1,50 m environ par

rapport au terrain naturel.

Sous ces limons se trouvent :

- soit des argiles grises lâches en tête et devenant compactes à très

compactes à la base et légèrement feuilletées,

- soit des marnes calcaires avec une alternance de bancs de marnes

sableuses et des calcaires coquilliers.

Etant donné la contrainte appliquée (0,15 MPa), les fondations ne

pourront pas être descendues à la cote hors gel mais devront s'ancrer dans

les argiles compactes vers 2,50 m de profondeur sous le terrain naturel.

Les tassements prévisibles, pour des semelles d'une largeur de 1,00 m,

sont de l'ordre de 1,25 cm. Afin de limiter les tassements différentiels, une

rigidification de la structure sera à prévoir.

La sensibilité de ces argiles aux variations de teneurs en eau impli­

quera le bétonnage immédiat des fondations après terrassement.

Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54)

Services Techniques

Construction d'un C. A. T.

sur la zone de "La Croisette"

Etude de sols

ANNEXES

Mars 1990

R 30635 LOR AS 90

COUPE DES SONDAGES ET RESULTATS DES ESSAIS

BRGM Chantier : Saint-Nicolas-de-Port

Date : 16/02/90

Sondage : Si

Profondeur

(m)

0.4

0,8 _

1 7

Coupe

1 1 — — 1 1 — 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 i |

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Description des échantillons

Terre végétale limoneuse sablo-graveleuse

Argile gris beige légèrement silteuse molle

Argile grise compacte feuilletée à la base

Alternance marno-calcaire marnes beige orangé sableuses et bancs de calcaire gris coquillier (3 à 7 cm épaisseur)

Prédominance des bancs calcaires (15-20 c m ) , interbancs marneux (l0-20m

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LIMITES

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rrofondeir

(m)

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Coupe Description des échantillons

0,2

0,6 _

Terre végétale argileuse

Argile silteuse gris beige

Argile grise compacte au sommet, finement feuilletée et raide à la base

Chantier : Saint-Nicolas-de-Port . Sondage : S2

Date : 16/02/90

N.E W %

41,9

28,3

21,3

LIMITES Pe'nétromètre statique 1500 N

Wl Wp ip 2 4- 6 8 10 12 H 16 18 20 22 2A 105 Pa V i * i\ - - . .. _ . ,

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BRGM Chantier : Saint-Nicolas-de-Port . Sondage : S3

Date : 16/02/90

rrofondeur

(m)

0,8 —

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Coupe

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1 1 1 1

1 1

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1 1

Description des échantillons

Terre végétale + limoneuse

Argile silteuse beige

Argile grise compacte, raide devenant feuilletée (1 à 3 mm) vers 1,7m

Alternance marno-calcaire : marnes sableuses beige et bancs calcaires gri coquilliers (10 à 15 cm)

•

N.E

y

W %

31,5

26,5

L6,9

LIMITES

Wl Wp Ip

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BRGM Clianticr : Saint-iJicolas-de-Port

Date : 16/02/90

Sondage : s4

Profond eir

(m)

1,2 -

H

Coupe

KXXX^

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Description des échantillons

Terre végétale l imoneuse + sable et graviers

Argile grise beige mol le

Argile' grise compacte

passage à 2 , 2 0 m à une argile grise finement feuilletée (1 à 3 m m ) raide

•

N.E W %

LIMITES

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