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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
accueillir la Ligne dans les environs de la Sierra de Santa
Catarina, que ce soit en surface, avec un viaduc élevé, ou encore
un tunnel ou une tranchée, sera sujette aux fortes subsidences
différentielles et devront donc être prises en compte pour un
comportement adéquat.
Pour le tronçon du viaduc élevé, la conception de la Ligne 12
a choisi l’utilisation de structures construites à l'aide de
colonnes et de têtes en béton renforcé, avec des séparations
variant entre 25 et 30 m, sur lesquelles s’appuient des poutres
préfabriquées en béton et des poutres métalliques ne faisant que
reposer sur la structure. La hauteur de ces structures laissent un
espace libre de 5,50 m sauf dans la zone spéciale de croisement
avec un pont routier au nord de la station Periférico où la
hauteur du viaduc élevé atteint 15,00 m. Les fondations de
chacun des supports ont été définies en accord avec les
caractéristiques du type de sol dans lequel ils sont situés,
comme décrit ultérieurement.
Du point de vue géotechnique, les formations rocheuses de la
Sierra de Santa Catarina sont formées de roches volcaniques
basaltiques, très crevassées et mélangées à de la mousse
volcanique "tezontle" dans sa partie la plus proche de la surface,
améliorant ainsi les indices de qualité du massif rocheux par
rapport aux zones plus profondes. Lorsque le bassin de la vallée
a cessé son drainage à cause de la formation des chaînes de
montagnes du Sud (ère cénozoïque, référence 1), se sont formés
les lacs où se sont déposées les cendres volcaniques,
transportées parle vent, qui ont donné origine aux argiles
lacustres de la Ville de Mexico.
Au milieu du siècle dernier, il y a eu une forte exploitation
des nappes phréatiques profondes pour fournir la Ville en eau,
ce qui dans une moindre mesure continue aujourd'hui et qui
favorise les affaissements localisés de ces zones lacustres.
Dans les zones des contreforts de la Sierra de Santa Catalina,
les vallées lacustres sont constituées d'argiles tendres
d'épaisseurs variant entre 20 et 60 m, avec des teneurs en eau
variant entre 150 à 450 % et des résistances allant de 2,50
tonnes/m2 à 5,00 tonnes/m2 de cohésion pour des essais non
consolidés et non drainés. Figure 2. Les niveaux d'eau
souterraine dans ces sols argileux sont situés entre 3,0 m et 4,0
m profondeur.
Figure 2. Sols d’assise des fondations du Viaduc Élevé de la Ligne 12.
2 AFFAISSEMENTS LOCALISÉS
Les 8,5 km du viaduc élevé sont situés entre les stations Pueblo
Culhuacán et Estación Zapotitlán et le long de cette zone se
trouvent trois vallées lacustres limitées de la manière suivante:
la première vallée s'étend de la station Zapotitlán à la station
Los Olivos, la deuxième vallée de la station San Lorenzo
Tezonco jusqu'à la station Calle 11 et la troisième de cette
dernière jusqu'à la station San Andrés Tomatlán. Figure 2.
Les vitesses d’affaissement local dans ces vallées ont été
obtenues grâce aux nivellements effectués par l'Autorité du
Système des Eaux de la Ville de Mexico entre 1970 et 1992 et
interprétées par l'Institut d'ingénierie de l'Université Nationale
Autonome de Mexico, UNAM (Référence 3). Il est important de
préciser que les vitesses d’affaissement local ne peuvent pas
être extrapolées de façon linéaire, étant donné que les modèles
d'extraction de l'eau de la Ville sont très variables.
Compte tenu de ce qui précède, dans la première vallée les
vitesses d’affaissement local enregistrées atteignent des valeurs
de 4,0 cm/an, dans la deuxième vallée 6,0 cm/an et dans la
troisième vallée 3,00cm/an. Ces vitesses signifient un
affaissement total futur de 2,0 m, 3,0 m et 1,50 m pour chacune
des vallées respectivement, lesquels correspondent à une
période de 50 ans, durée minimum devant être considérée dans
la conception. A ces valeurs doivent être ajoutés les
affaissements causés par la surcharge des structures du viaduc
élevé.
3 MESURES PRISES EN COMPTE POUR LA
CONCEPTION
Afin d'obtenir une conception qui garantisse un comportement
approprié à long terme pour le Viaduc Élevé et compatible avec
son environnement, certains concepts, tels que les suivants, ont
été pris en considération.
Nous avons pris en compte le fait que les inclinaisons des
voies pourraient souffrir quelques changements qui, sans avoir
encore été déterminés, ne dépasseraient pas les 10% pour une
période de 50 ans pour ne pas modifier la conception de la
Ligne.
Nous avons pris en compte le fait que les déformations des
supports de la Ligne devaient être compatibles avec celles de
leur environnement pour éviter des problèmes futures. Par
exemple, en cas d’emploi de fondations fixes comme des piliers
ou des pilots reposant sur les strates dures, par effet de
l’affaissement local dans les vallées lacustres argileuses, nous
assisterions à une "émersion" des fondations par rapport au sol
voisin, ce qui affecterait’ inclinaison des voieries parallèles,
ainsi que le comportement des équipements municipaux,
particulièrement la présence d'un tuyau d’eau potable de 1,80 m
de diamètre qui suit le tracé du métro et qui se trouve à 10,00 m
de l’axe de la Ligne et à 4,0 m de profondeur, ce qui pourrait
causer des dégâts considérables.
La Réglementation des Constructions du District Fédéral de
la Ville de Mexico ne prévoit que la conception de bâtiments et
indique que les tassements, entre deux supports consécutifs pour
des structures en béton est:
= 0,006*
l
où '
l
' est l’espace entre
les supports, en conséquence de quoi les assises admissibles
