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Injection solideCompactage Horizontal Statique CHS
Brochure 66-02 F
PrincipeIl s’agit d’injecter sous pression dans le sol un mortier de consistance raide à plastique. Ce mortier s’expanse de manière homogène dans le sol sur la hauteur du forage, le train de tiges remontant par passe entre chaque injection.Le terrain environnant se trouve donc comprimé par l’inclusion, et sa capacité augmentée.
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Programme : Compactage Horizontal Statique (1.0.2)Inventaire :130569 Chantier :Lot : 0 Point : 52 1K1 Numéro : 1Date : 23.07.02 Heure : 20:48:03 Intervalle : 2 sec
Légende :Division Recherche et Développement
Durée[sec]
Pression coulis[bars]
Profondeur[m]
Volume coulis[l/palier]
Durée point : 19,06 min Profondeur max. :14,50 m
Le Compactage Horizontal Statique (Injection solide CHS)
Les critères d’arrêt d’une passe de CHS :À chaque passe d’injection, les critères suivants sont surveillés et peuvent mener à l’arrêt de la passe d’injection voire du point d’injection :
1 – Le volume de mortier injecté dépasse le volume maximal fixé.
2 – La pression maximale fixée a été atteinte.
3 – Le mortier ressort par le trou de forage. Critère d’arrêt classique pour la dernière passe.
4 – Des déplacements sont repérés sur les structures adjacentes et dépassent les critères fixés.
Les volumes injectés sont typiquement dans une tranche comprise entre 5 et 15 % du volume de sol traité.
Une approche permettant un travail de qualité : � Contrôle du slump du mortier, permettant d’obtenir une bonne pompabilité sans risque de claquer le terrain.
� Mesure en temps réel des déplacements de la dalle ou des structures avoisinantes.
� Mesure de l’amélioration des caractéristiques de sol avant et après le CHS, en particulier si une amélioration intrinsèque du sol est prise en compte dans le dimensionnement.
� Enregistrement de l’ensemble des paramètres de forage et d’injection grâce à un logiciel d’acquisition développé par Keller.
Et, critère le plus important, une adaptation de la vitesse d’injection du mortier aux caractéristiques du projet : géologie, fragilité de la structure et profondeur du traitement. Une structure fragile ou un sol fin nécessitent des vitesses d’injections ne dépassant pas 10 à 20 l/min. Une vitesse d’injection solide trop rapide empêche la dissipation des pressions interstitielles et entraîne un soulèvement des structures ou un refus en pression prématuré. Notre savoir-faire et notre matériel spécifique permettent d’adapter la vitesse d’injection aux différents projets.
Assurance qualité
La qualité et l’adaptation des caractéristiques du mortier frais font l’objet de contrôles réguliers au cône d’affaissement.
Enregistrement des paramètres
Enregistrement M4 : profondeur, pression et volume sont enregistrés en fonction du temps.
Foreuses de tailles adaptées aux différentes contraintes d’environnements
1 Mise en place du tube d’injection
En fonction de la nature du sol ou du type de projet, le tube est mis en place soit par forage, soit par battage.
2 Compactage Horizontal Statique
Le mortier, préparé dans une centrale adéquate, est injecté sous pression dans le sol grâce à une pompe spéciale. En procédant par paliers successifs montants ou descendants, on réalise une inclusion constituée d’une succession d’injections de mortier constituant une colonne.
3 Compactage par colonnes alternées
Afin d’assurer une répartition homogène du compactage, on commence par un maillage primaire assez large. Ensuite, des colonnes secondaires en intermaille permettent d’arriver au compactage optimal.
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Argile Limons Sable Gravier Cailloux
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Granulométrie [mmØ]
Soilcrete®/Jet Grouting
Ciments ultrafins
Coulis de ciment
Soilfrac®/Compensation Grouting
CHS/Compaction Grouting
peu indiquédomaine idéal
Solutions à base de silicate (faible viscosité)
Limites et domaines d’application des procédés d’injection
Confortement ou renforcement de fondations, pour augmenter la portance ou remédier à un tassement excessif
Inclusions rigides sous hauteur limitée ou sous une couche géologique raide
Comblement de vides, resserrement de fontis ou de poches karstiques
Augmentation de portance de pieux par resserrement du terrain et augmentation de la friction pieu/sol
Exemples d’application
DéveloppementLe procédé de Compaction Grouting, mis en œuvre pour la première fois aux Etats-Unis dans les années 50 par les ingénieurs de Hayward Baker Inc., a été développé considérablement par la suite, de telle sorte que depuis le début des années 90, il trouve une diffusion croissante en Europe également.
Domaines d’applicationAlors qu’à l’origine, les applications du procédé étaient limitées à la consolidation sous les fondations d’ouvrages susceptibles de subir des tassements, il en existe aujourd’hui beaucoup d’autres. Aujourd’hui, les domaines d’application du Compactage Horizontal Statique sont multiples.
� Amélioration de solsAugmentation des caractéristiques d’un sol de fondation de portance insuffisante, ou augmentation de sa densité relative, par exemple en tant que variante ou traitement complémentaire à des pieux ou autre procédé de traitement de sols, comme les colonnes ballastées.
� Confortement ou renforcement de fondationsAugmentation ou rétablissement de la capacité portante du sol sous des fondations existantes, par exemple en cas d’augmentation des charges ou de tassements constatés. Ce procédé constitue une variante intéressante aux micropieux ou au jet grouting. Sauf exceptions (semelles trop dégradées par exemple), il n’est pas nécessaire de réaliser des terrassements et des longrines en sous-œuvre, le CHS utilisant les semelles déjà en place.
� Comblement de videsRemplissage “actif” et total de fontis ou cavités, ou densification de sols à porosité élevée, par exemple dans des remblais non consolidés, des zones karstiques, des cavités d’origine accidentelle (ruptures d’adduction d’eau), ou encore sous des voies de circulation ou chemins de roulement.
Ce procédé complète avantageusement la gamme existante des techniques de fondations spéciales, et peut être combiné avec tout autre procédé.
Le dimensionnementLe CHS apporte deux effets positifs, puisqu’il resserre le terrain d’une part, et qu’il renforce le terrain par la présence d’un maillage d’inclusions de mortier. Les deux approches possibles de dimensionnement sont donc :
1 – Mesure de l’amélioration du sol par des sondages géotechniques avant et après l’injection du mortier (pénétromètre ou pressiomètre). Approche favorisée dans les terrains sableux.
2 – Dimensionnement des colonnes de CHS en inclusions rigides, approche classique dans des terrains où l’amélioration des caractéristiques du sol est limitée, comme des terrains argileux par exemple.
Il est possible de prendre en compte les deux approches dans le même dimensionnement.
Une société de Keller Group plc
Église de Saulces-Monclin (08)
Parcs éoliens de Longuyon à Viviers-sur-Chiers (54), et de Lévigny (10)
Des problèmes d’évacuation des eaux pluviales dans un terrain déjà compressible ont entraîné des tassements et fissures dans les différentes parties de l’ouvrage. Le CHS a été préféré à une solution longrines + micropieux, longue et fastidieuse. En deux semaines, 44 colonnes de CHS ont été descendues sur les 4,50 m de sol compressible pour renforcer le terrain en place. Les points d’injection ont été réalisés à l’intérieur avec une “fusée” IGEL et à l’extérieur avec une foreuse KB0.
Sur ces deux projets, la campagne géotechnique a montré la présence, dans le marno-calcaire altéré, d’anomalies karstiques sous le quart de la fondation d’une des éoliennes. Le traitement par une maille de 4 à 9 m² a permis de remplir les vides rencontrés, et également de recompacter les argiles décomprimées remplissant les vides karstiques jusqu’à 13 à 20 m de profondeur. Les quantités injectées ont varié de 30 à plus de 500 litres par passe, suivant le terrain rencontré. Des maillages secondaires ont été réalisés là où nécessaire.
Rue du Mondial - Saint-Denis (93)
Aux abords du Stade de France, les remblais d’apport le long des sous-sols d’un bâtiment subissent des tassements de consolidation de 3 à 7 cm, suite à un défaut de compactage. Ces tassements entraînent la voirie et les réseaux passant sous le trottoir. L’injection solide CHS a été retenue pour renforcer les remblais tout en passant entre les réseaux. Les colonnes de mortier ont permis une amélioration intrinsèque des terrains, mesurée par pressiomètre, et ont stoppé les tassements en jouant le rôle d’inclusion rigide.
Exemples d’application
Installation de chantier Injection du mortier
Vue générale lors des travaux Plan d’implantation des colonnes de CHS
Foreuse type KB5 utilisée pour ce projet
Modélisation aux éléments finis avec Plaxis 3D
w w w.keller-france.com
Keller Fondations Spéciales SASSiège Social
2 rue Denis Papin - CS 69224 Duttlenheim67129 Molsheim CedexTél. 03 88 59 92 00 · Fax 03 88 59 95 90e-mail : [email protected]
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Agence de StrasbourgTél. 03 90 29 77 77e-mail : [email protected]
Agence de MetzTél. 03 87 51 30 31e-mail : [email protected]
Agence de LilleTél. 03 20 17 72 33e-mail : [email protected]
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Agence d’Aix / MarseilleTél. 04 42 24 40 41e-mail : [email protected]
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Agence de ToulouseTél. 05 61 14 11 72e-mail : [email protected]
Présent également aux Antilles, en Algérie, au Maroc et en Tunisie
Division ExportTél. 03 88 59 92 12e-mail : [email protected]
Suisse
Keller-MTS SAAvenue de la Gare 58 · Case postale 6631920 MartignyTél. +41 27 722 65 85 · Fax +41 27 722 37 90e-mail : [email protected]
www.keller-mts.ch
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