1933
Technical Committee 207 /
Comité technique 207
Figure 5 : État de contraintes de la voûte en sol
La solution réside donc dans l’augmentation de la précontrainte
radiale à l’aide des tirants d’ancrage qui sont disposés dans la
même direction en amont de la fouille.
Figure 6: Voûte élastique dans le sol amont (gauche), cheminement des
contraintes de la voûte vers les côtés latéraux de la fouille (droite)
La figure 6 (à gauche) montre une voûte en sol créée à l’arrière
de la paroi amont, voûte qui redirige les poussées vers les côtés
latéraux de la fouille (à droite), soulageant ainsi la paroi la plus
profonde exposée à soutenir les charges les plus importantes.
Figure 7: Etat d'avancement du chantier à
≈
40% des excavations
En revanche, on peut y remarquer les zones plastiques formées
dans la zone des bulbes d’ancrage et à l’arrière des parois plus
ou moins rectilignes. Elle illustre également le cheminement
des contraintes dans le sol et l’efficacité de la voûte élastique
inscrite dans le sol. La figure 7 montre l’état d’avancement du
chantier (à environ 40%) de soutènement et des excavations.
3.3 Frettage du sol
Lorsqu’une fouille dépasse 40 ou 50 mètres de profondeur dans
des sols de cohésion faible à moyenne, deux solutions se
présentent. La première consiste à mobiliser une masse très
importante de sol en butée, ce qui nécessite une fiche de paroi
très rigide et surtout très profonde. La seconde fait appel à une
amélioration de la cohésion apparente du sol (Figure 8). Nous
avons opté pour cette deuxième solution en frettant le sol au
pied des parois de grande profondeur à l’aide de clous verticaux
en fibre de verre.
Notons que les barrettes de fondation réalisées par anticipation
(appuis préfondés) contribuent, pour leur part, au frettage du
sol. Néanmoins, il faudra tenir compte des sollicitations qu’elles
encaissent par ailleurs. On vérifiera donc que l’accumulation
des contraintes suivant les différents modes de fonctionnement
(fondation, frette, inclusion soumise aux effets dus à
l’expansion du sol –voir §3.4-) ne dépasse pas la résistance
admissible de ces éléments.
L’évaluation de la cohésion apparente apportée par des frettes
se fait en comparant la résistance (au glissement par exemple)
du sol non-fretté, mais augmenté en cohésion, avec sa
configuration frettée muni de la cohésion d’origine. Une analyse
itérative des deux schémas aboutira à la valeur de la cohésion
apparente qu’il faudra attribuer au sol d’origine pour être
équivalent, en termes du critère de résistance choisie, avec le sol
fretté.
Figure 8: Profondeur d'équilibre poussées-butées en fonction de la
profondeur de la fiche ou de la valeur de la cohésion
3.4 Effets du déchargement du sol sur les préfondés
Comme il a été rappelé plus haut (§3.1), des barrettes de
fondation ont été conçues pour être réalisées à un stade où il
reste encore à excaver 35 mètres de terrain. Comme fondations,
elles supportent les charges de la tour au fur et à mesure de sa
construction. De ce fait, elles sont soumises à des contraintes de
cisaillement puisqu’elles s’enfoncent dans le sol encaissant.
Dans ce schéma, la contrainte de cisaillement développée le
long du fût d’une barrette est dans la même direction que le
mouvement du sol par rapport au fût, du bas vers le haut.
Autrement dit, l’action du sol sur le fût est une contrainte
tangentielle (frottement) dans le sens ascendant. Nous lui
attribuons le signe « + ». Ces contraintes de cisaillement varient
d’une valeur minimale à la base du fût vers une valeur
maximale à sa tête (figure 9-a). Si la limite de plasticité devait
être atteinte, elle le serait d’abord dans la partie supérieure où la
courbe des valeurs serait plafonnée à la valeur plastique.
Par ailleurs, sous l’action des charges gravitaires, la valeur de
l’effort de compression dans le fût diminue en profondeur,
puisqu’une partie de cet effort est absorbée par le sol avec la
mobilisation du cisaillement autour du fût (figure 9-b).
Avec l’excavation en présence des appuis préfondés, le sol
encaissant autour de ces appuis (barrettes) se décharge et subit
de ce fait une extension (gonflement), à l’opposé du phénomène
de tassement, développant ainsi autour du fût des barrettes une
deuxième catégorie de contraintes de cisaillement. Dans ce type
de schéma (gonflement ou tassement du sol encaissant), et dans
l’hypothèse d’un sol homogène doté d’un comportement
linéaire, le bilan du cisaillement développé autour du fût est nul
si l’effet sur le terme de pointe est négligé. La courbe de
cisaillement à l’interface sol-fût, sous l’effet du gonflement du
sol, possède un point d’inflexion (figure 10-a). Les contraintes
de cisaillement changent de signe de part et d’autre de ce point.
Dans le cas de gonflement du sol, les contraintes de cisaillement
