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Importance et applications des inclusions de grande inertie
Importance and practical examples of inertial soil improvement
Jeanty J.M., Mathieu F., Benhamou L.
Soletanche-Bachy, Rueil-Malmaison, France.
Berthelot P.
Bureau Veritas, Paris, France.
rÉsUmÉ : les techniques traditionnelles d’amélioration des sols par inclusions visent le plus souvent à renforcer l’aptitude du massif
à reprendre les charges verticales auxquelles il est soumis, moyennant des déformations acceptables par les ouvrages. elles peuvent
également avoir pour objectif d’améliorer la résistance aux efforts horizontaux, et plus généralement aux sollicitations à dominante
déviatorique, dans le cadre de problématiques liées aux séismes (traitements anti-liquéfaction), à la stabilité générale (remblais sur
sols compressibles), à la réduction des poussées sur des ouvrages de soutènement, au poinçonnement du sol sous de fortes surcharges
(effets de bord), … la réalisation d’inclusions à forte inertie, sous forme de tranchées parallèles ou de réseaux de tranchées, est une
réponse particulièrement bien adaptée à ces problématiques d’amélioration des sols. Une manière élégante de construire ces inclusions
sans perturber les structures existantes consiste à traiter le sol en place en y incorporant un liant hydraulique, par application des
techniques de soil mixing les plus récentes. après une présentation de ces méthodes, la communication proposée met en évidence le
rôle fondamental joué par l’inertie des inclusions, par des considérations fonctionnelles et par divers exemples d’application.
aBstract: conventional soil reinforcement techniques as rigid inclusions mainly report vertical loadings to the substratum layer
with an induced settlement. they can also improve soil resistance regarding lateral forces as those related to earthquakes (liquefaction
hazard), or slope stability for embankments on soft soil foundation. they can reduce active pressure on retaining walls.
the appropriate design answer to those issues is to create strong inertia inclusions based on a trench geometry with either a parallel or
a crossed frame arrangement. last but not least, an even better technique to build those inclusions with a reduced environment impact
consists in treating in situ soil by adding cement. this article presents different soil mixing projects and explains how strong inertia
trenches are relevant.
mots-clÉs: amélioration de sols, sol-mixing, sol-ciment, inclusions rigides, inertie, liquéfaction, soutènement, poussée des terres,
tassement, tranchées de sol-mixing.
KeYWords : soil reinforcement , soil mixing, rigid inclusions, slope stability, retaining wall, liquefaction, seismic, active pressure,
Bouassida approach, settlement, soil mixing caissons, soil mixing trench, crosswalls.
1 introdUction
le soil mixing profond est une technique développée dans les
années 1970 en europe du nord et au Japon, initialement pour
résoudre des problématiques liées au comportement des sols
compressibles. cette technique consiste à améliorer les
caractéristiques d’un sol en le mélangeant en place avec un liant
hydraulique.
la déstructuration des terrains et l’incorporation du liant
s’effectue par des moyens mécaniques, en utilisant un outil dont
la géométrie et le mouvement dans le terrain définissent les
dimensions des éléments de sol traité.
la mise en œuvre de cette technique a longtemps fait appel à
l’utilisation d’outillages simples ou multiples, rotatifs à axe
vertical, munis de pales latérales de géométries très variées. des
outils de type tarière simple ou tarières multiples avec inversion
des sens de rotation entre forage descendant et malaxage /
compactage en remontant sont aussi utilisés. des colonnes
réalisées par jet-grouting peuvent aussi être apparentées au sol-
mixing.
plus récemment, durant la dernière décennie, de nouveaux
procédés de soil mixing avec des outils à axe horizontal ont fait
leur apparition : haveuses et trancheuses. ces procédés ont
permis de repousser les limites du soil mixing en élargissant la
méthode au traitement d’une plus large gamme de sols et
présentant des atouts en termes de caractéristiques et
d’homogénéité.
le soil mixing se distingue depuis l'origine des autres procédés
d'améliorations des sols en ce sens qu’il permet de réaliser, à
l'extrême, des réseaux d'inclusions isolées (pour l'exécution
desquelles des outillages de type tarière peuvent être suffisants)
ou des traitements dans la masse (utilisation d'outillages de type
multitarière ou haveuse pour réaliser des "pavés" de sol traité),
mais c'est dans la réalisation d'éléments linéaires de grande
inertie, de type refend ou écran continu (susceptible à la fois de
jouer un rôle porteur et d'assurer une fonction soutènement
moyennant l'incorporation d'armatures métalliques), voire de
réseaux orthogonaux, permettant de confiner le sol en place, que
le soil mixing trouve sa véritable originalité et ses
développements les plus prometteurs.
Généralement apparenté aux réseaux d'inclusions plutôt qu'aux
traitements dans la masse, il s'en distingue pourtant de façon
fondamentale, non seulement par les aspects géométriques
précédemment évoqués, mais encore par ses propriétés
mécaniques. cela ne permet de le classer ni dans la catégorie
des inclusions souples (colonnes ballastées, dont la résistance en
compression est nulle en l'absence d'étreinte latérale de la part
du sol avoisinant), ni dans la catégorie des inclusions rigides,
dont la résistance en compression, qu'il s'agisse de métal, de
béton ou de mortier, est au contraire indépendante de l'étreinte
exercée par le sol et pour lesquelles la résistance en
compression simple est par conséquent le paramètre
déterminant pour le dimensionnement.
au contraire, les propriétés du soil mixing sont bel et bien celles
d'un sol amélioré, même s'il ne s'agit généralement pas d'un
