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Colonne à Module Mixte CMM
®
sous des sollicitations statiques et dynamiques :
étude expérimentale.
Mixed Module Columns
®
under static and dynamic load – Experimental study.
Lambert S.
Keller Fondations Spéciales, France
Santruckova H.
Phd student, Grenoble-INP, UJF-CNRS, 3SR
Foray P., Flavigny E., Gotteland Ph.
Grenoble-INP, CNRS, 3SR, Grenoble, France
RÉSUMÉ : La Colonne Mixte ou la Colonne à Module Mixte CMM
®
est un procédé de renforcement de sol qui combine les deux
techniques les plus utilisées en France. Elle se compose d’une partie supérieure de 1,5 m environ de gravier refoulé et compacté
(inclusion souple) qui peut accepter des efforts de cisaillement importants et une partie inférieure rigide (inclusion rigide) qui permet
de réduire essentiellement les tassements. Afin de dimensionner correctement les Colonnes Mixtes, le comportement de ce
renforcement de sol sous des actions statiques et dynamiques est analysé. Une étude expérimentale in situ réalisée par le LCPC
(maintenant IFSTTAR) et une étude en laboratoire par le laboratoire 3S-R (Grenoble) d’une semelle carrée reposant directement sur
un groupe de CMM
®
mises en place dans une argile molle ont été réalisées afin d’analyser la réponse de ce système sous différentes
charges statiques et dynamiques. La comparaison entre les déplacements dynamiques de la semelle et les courbes p-y (pression
latérale P fonction du déplacement latéral Y de la tête de pieu), permet de quantifier la dissipation de l’énergie. Les résultats indiquent
une augmentation significative de la portance de la fondation sur Colonnes Mixtes et une dissipation importante de l'énergie inertielle
sismique dans la partie supérieure souple.
ABSTRACT: Mixed Module Column proceed is a ground reinforcement technique which combines two soil improvement methods
widely used in current practice. They are composed of a 1 to 1.5 m length of a soft upper part (Stone Column) which offers shear and
moment capacity, and a rigid lower part (Rigid Inclusion) which mainly reduces the settlements. In order to design CMM
®
s correctly,
the response of this combined system to different static and dynamic loads must be understood. This paper presents main results from
in situ tests performed by IFSTTAR and from a laboratory experimental study performed in Laboratoire 3S-R (Grenoble) of a shallow
foundation with a group of Mixed Columns. The analysis of the dynamic deflection of the pile head and of the P-Y curves obtained
with cyclic loading on the pile, compared to the movement of the foundation, allowed an estimation of the dissipated energy. The
results indicate that the footing bearing capacity with CMM
®
s increases and a large amount of the seismic energy is dissipated within the
soil column.
MOTS-CLÉS : Colonne à Module Mixte, moment de flexion, raideur, déplacement.
KEYWORDS: Mixed Module Column, bending moment, subgrade modulus, displacement.
1 INTRODUCTION
Les recommandations françaises ASIRI (2012) et de l’AFPS
(2012) recommandent la mise en œuvre d’un matelas
intercalaire entre les têtes d’inclusions rigides et les fondations
dans le but notamment de réduire les sollicitations dans les
inclusions rigides en présence d’efforts horizontaux venant de
l’ouvrage. Cette préconisation entraîne des sujétions
importantes pour l‘exécution : augmentation du volume des
déblais, largeur de fouille plus grande que celle des semelles
(coffrage nécessaire), compactage et contrôles difficiles en fond
de fouille.
Les Colonnes Mixtes ou Colonnes à Module Mixte CMM
®
développées par Keller Fondations Spéciales, sont un procédé
de renforcement de sol alternatif aux inclusions rigides
particulièrement innovant dans le sens où il est possible de
s’affranchir du matelas.
La partie supérieure en gravier refoulé
qui surmonte l’inclusion rigide en partie inférieure se comporte
comme une zone rotulée dissipative qui transmet moins
d’énergie, aussi bien du sol vers la superstructure par effet
direct que de la structure vers la partie inférieure rigide des
CMM
®
.
Nous présentons, dans cet article, des essais in situ (voir
figures 1 et 2) réalisés par le LCPC (Bustamante et al. 2006) sur
deux sites à Niederbipp (Suisse) et à Saint-Martin-d’Hères
(France) et une étude d’une semelle isolée soumise à des
sollicitations horizontales reposant sur un massif de sol mou
renforcé par 4 CMM
®
. Le modèle est réalisé en 3D à une
échelle 1/10 dans la visu-cuve du Laboratoire 3S-R afin
d’évaluer l’effet inertiel (voir figure 3).
Partie souple en
gravier
Figure 1. Dégarnissage d’une Colonne Mixte, Niederbipp (CH).
Zone de transition en
mortier ou mélange
mortier-gravier
Partie rigide en
mortier ou béton
