1934
Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
Figures 11(a,b): Cisaillement et effort axial dans appuis préfondés
dus aux charges gravitaires + gonflement du sol
encaissant (sans terme de pointe)
Figures 12: Cisaillement et effort axial dans appuis préfondés dus
aux charges gravitaires + gonflement du sol encaissant
(avec terme de pointe) – Risque de décollement en pointe
sur la partie située au-dessus du point d’inflexion sont du même
signe que les cisaillements provoqués par les charges
gravitaires. Dans cette partie, les cisaillements dus à ces deux
phénomènes se cumulent (figure 11-a). Nous sommes donc, en
cas de gonflement du sol encaissant, face à des contraintes
majorées de cisaillement dans la partie supérieure du fût. Sur la
partie située sous le point d’inflexion, le signe de la contrainte
de cisaillement à l’interface sol-fût provoquée par le gonflement
du sol est à l’opposé du signe des cisaillements dus aux charges
gravitaires. Sur cette partie, les deux catégories de cisaillements
se retranchent et les contraintes de cisaillement résultantes sont
minorées.
L’effort axial dû au seul phénomène de gonflement du sol est
une traction (figure 10-b) et sa courbe de variation le long du fût
est une courbe pseudo-parabolique. Sa valeur maximale se situe
au droit du point d’inflexion de la courbe de cisaillement
provoqué par le gonflement. En l’absence d’effet sur le terme de
pointe, c’est une force interne et elle se retranche de l’effort de
compression engendré par les charges gravitaire (figure 11-b).
C’est précisément cette valeur résultante qu’il convient de
contrôler à chaque phase en mettant en parallèle la vitesse de la
construction des structures (« Top » - compression des
barrettes) avec la vitesse des excavations (« Down » - traction
des barrettes). Le risque est bien l’apparition d’une traction
excessive à une phase donnée des travaux, traction qui serait
incompatible avec la résistance admissible de la section des
barrettes. Ce risque est d’autant plus grand que l’effort de
compression axial dû aux charges gravitaires n’est pas grand, le
module du sol au déchargement est faible, la raideur axiale des
appuis préfondés est forte et la raideur au cisaillement du sol est
élevée.
Ce type d’analyse a été conduit sur l’ensemble des préfondés
(barrettes) de la tour Odéon. L’appréciation de l’amplitude du
gonflement du sol dû aux excavations (déchargement) est un
préalable à ce type d’analyse. Cela a été possible grâce aux études
tridimensionnelles tenant compte du comportement non-linéaire
du sol, englobant une large partie du massif et simulant les
différentes phases de la construction. Toutes ces études complexes
ont été conduites au stade de la conception, avant la
contractualisation du marché d’entreprise.
On peut conclure, ici, que le gonflement du sol réduit l’effort de
compression dû aux charges gravitaires dans le fût. Sous
certaines conditions il peut même l’annuler et pousser la section
résistante dans le domaine de la traction.
4 CONCLUSIONS
Figures 9(a,b): Cisaillement et effort axial dans les appuis préfondés
dus aux charges gravitaires (sans terme de pointe)
Figures 10(a,b): Cisaillement et effort axial dans appuis préfondés
dus au gonflement du sol encaissant (sans terme de
pointe)
La construction de la tour Odéon nécessite la réalisation d’une
fouille de 72 mètres de profondeur au sein d’un versant très
pentu, dans des terrains de caractéristiques médiocres et sur un
site urbain majeur. Les travaux et leurs séquences de réalisation
devaient être conçus de telle sorte que les mouvements de
nombreuses constructions sensibles situées en bordure
immédiate de la fouille restent dans des limites restreintes.
Quatre éléments remarquables et innovants de la conception ont
été développés dans cet article :
a) : une construction « top-down » à l’aide d’appuis pré-fondés,
b) : la constitution d’une voûte élastique dans le sol côté
montagne,
c) : le frettage du sol en pied des parois les plus hautes,
d) : la prise en compte des effets du déchargement du sol sur les
appuis pré-fondés.
Le premier élément (a) permet de réduire d’un an le délai global
de la construction, qui est de quatre ans. Le deuxième élément
(b) transforme le sol en une structure en voûte pour réorienter
les poussées qu’il génère. Les deux derniers éléments (c et d)
rendent possible le choix technique indiqué en (a).
5 REFERENCES
Il est à noter qu’en présence d’un terme de pointe à la base des
appuis préfondés, les contraintes de cisaillement et les efforts
axiaux dus aux charges gravitaires ne se cumulent pas toujours
linéairement. En effet, lorsqu’il devient prépondérant, le
phénomène de gonflement peut totalement annuler le terme de
pointe (effort de compression) dû aux charges gravitaires et
créer ainsi une tendance au décollement de la pointe (figure 12).
Dans ce cas, une analyse non-linéaire à chacune des phases de
chargement où ce phénomène apparaît devient nécessaire.
Baghery S., Bouvard A., Miszlay I. (2012). Conception et
dimensionnement des ouvrages de soutènement de la fouille de la
Tour Odéon à Monaco.
Journées Nationales de Géotechnique et de
Géologie de l’Ingénieur JNGG2012–
Bordeaux 4-6 juillet 2012.
Gastebled O.J., Baghery S. (2010). 3D modeling of a deep excavation in
a sloping site for the assessment of induced ground movements.
7th
European Conference on Numerical Methods in Geotechnical
Engineering (NUMGE),
Trondheim, Norvège.
