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DEPARTEMENT DE LA MARTINIQUE

DIRECTION DÉPARTEMENTALE DE L'ÉQUIPEMENT

DE LA MARTINIQUE

ARRONDISSEMENT, OPERATIONNEL

AUTOROUTE FORT-DE FRANCE AEROPORT

ÉCHANGEUR DE L'AÉROPORT

Martinique

2eme SJTE

ÉTUDE GÉOTECHNIQUE

par

J.C. BESSONB . R . G . M .\

10. ma: 198A

BIBLIOTHÈQUE

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

B.P. 6009 - 45060 Orleans Cedex-Tél. (38) 63-80-0)

S.G.R. DES ANTILLES ET DE LA GUYANE

0,900 km, Route di Didier

B.P. 394

97204 Fort -d«. Franc» C«dex

MARTINIQUE Tel. 71-88-68

Z.l. de Jarry - vole n° 2

B.P. 894

Ô7175 Pointe-à- Pitre

GUADELOUPE Tel. 26-63-58

Cité Rebard

B.P. 5 52

97305 Cayenne

GUYANE T¿l. 31-06-24

84 ANT 010 AVRIL 1984

B. R. G. M. Direction Départementale de l'Equipement

Service Géologique des Antilles Arrondissement Opérationnel

Autoroute Fort de France Aéroport

Echangeur de l'aéroport - Martinique - 2e site

Etude géotechnique

f^ Par

J.C. BESSON

RAPPORT 84. ANT. 010

Avri 1 1984

RESUME

A la demande de la Direction Départementale de l'Equipement de

la Martinique, le Bureau de Recherches Géologiques et Minières a procédé

à la reconnaissance géotechnique de l'échanqeur de l'aéroport du Lamentin

(deuxième site). La reconnaissance a été réalisée au moyen de deux (2) son¬

dages carottés de 30 ra et 33 n de profondeur et de deux (2) forages avec

essais pressiométriques profonds de 30 mètres.

Le sous-sol est constitué par des alluvions récentes de la ri¬

vière Lézarde (argiles plastiques et argiles tourbeuses) épaisses de 25

mètres environ reposant sur un substratum de coulées de lave andésitique

fracturées

Les ouvrages d'art seront fondés sur pieux (ou barrettes) ancrés

dans le substratum andésitique repéré à des profondeurs variant de 20 à

30 mètres. Des dispositions spéciales sont indispensables pour s'affran¬

chir dans une certaine mesure des effets du frottement négatif qui s'exer¬

cera sur les pieux lors de la consolidation des couches compressibles sous

la charge du remblai. La capacité portante du sol rend nécessaire la mise

en place du remblai en deux phases. Les tassements attendus sous les rem¬

blais sont voisins de 80 centimètres.

TABLE DES M/UIERES

I. Introduction

1.1 - Objet de 1 'étude

1.2 - Situation géographique et cadre géologique

1.3 - Nature de l'ouvrage.

II. Travaux effectués

11.1 - Sondages carottés

11. 2 - Forages pressiométriques

11. 3 - Essais de laboratoire

III. Résultats de la reconnaissance

111.1 - Caractéristiques lithologiques

111. 2 - Caractéristiques physiques et mécaniques.

IV. Fondations de l'ouvrage

IV.l - Résistance de pointe

IV. 2 - Frottèrent latéral

IV. 3 - Frottement négatif

IV, 4 - Charge nominale pour un pieu foré

IV. 5 - Module de réaction du sol

V. Remblais

V.1 - Capacité portante du sol

V.2 - Calcul de tassement

V.3 - Temps de consolidation

VI. Conclusions

FIGURES DANS LE TEXTE

Figure 1 - Plan de situation

échelle 1/100.000

Figure 2 - Plan de situation des sondages

échelle 1/500

ANNEXES JOINTES AU RAPPORT

Annexe 1 - Coupes des sondages carottés

échelle 1/125 1178 - 1063 et 1064

Annexe 2 - Coupes des sondages pressiométriques

échelle 1/200 1178 - 1055 et 1066

Annexe 3 - Résultats des essais de laooratoire S.G.ANT. 3015 à 3021

Annexe 4 - Profil géologique dans Taxe de l'ouvrage

échelle 1/200 S.G.ANT. 3022

I. INTRODUCTION

1.1 - Qy||^^|_l!i|yd|

A la demande de la Direction Départementale de l'Equipement -

Arrondissement opérationnel, le Service Géologique des Antilles du Bureau de

Recherches Géologiques et Minières a réalisé une reconnaissance géologique et

géotechnique du nouveau site retenu pour le futur échangeur de l'aéroport du

Lamentin. Cette étude a pour but de préciser la nature des sols rancontrés au

droit du projet, leur aptitude aux fondations et les conditions d'édification

des remblais d'accès à l'ouvrage.

x

X X

1.2 - SituatiOQ_géQg^|Bbi9ye_||_Qa^r|_gëolggigye

L'ouvrage projeté est situé sur le tracé de l'autoroute Fort-de-France

Aéroport, à proximité immédiate du carrefour actuel (voir figure 1).

La géologie de la zone étudiée est représentée par des alluvions ré¬

centes (argiles et vases localement tourbeuses) surmontant un substratum cons¬

titué par des coulées de lave andésitique plus ou rroins fissurées et altérées.

x

X x

1.3 - Nature_de_I^OL!yrage

L'ouvrage prévu est un passage supérieur à quatre travées. Il coraprend

deux culées et trois appuis intermédiaires. Sa longueur totale est de 47 rn en¬

viron, les remblais d'accès ayant une hauteur voisine de 5 m.

B. R. 6. M

AUTOROUTE FORT- DE-FRANCE AÉROPORT (Martinique)ÉCHANGEUR DE L'AÉROPORTÉTUDE GÉOTECHNIQUE

PLAN DE SITUATIONÉCHELLE 1 / 100000

v i J v \ i 3 . » . H _ . \ i t i<s>y;_l . • T V í - . J ! ? • - . f" ^

FORT-DE-FRANCE+ Hsíhifi'"-- . . * y ? > f ••y*".

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1 Burgos i^-- ,u*

LES ANSES-D'

DIAMANTCrd'Anse du Diamant

P""Pimantc¿" rAn« d»Grjnrf Pointe Wibou>

FIGURE 1 SA ANT. 010

II. TRAVAUX EFFECTUES

Le programme de reconnaissance initial prévoyait la réalisation

d'un sondage par appui. Une modification d'emplacement de l'ouvrage envisagée

par la D.D.E. en cours de la campagne de sondages a réduit celle-ci à quatre

sondages ; deux forages carottés sur toute leur longueur et deux forages des¬

tructifs avec essais pressiométriques.

II.I - Sondages _ç| roiIII

Deux sondages carottés (SC.l et SC.2) ont été exécutés :

- le sondage SC.l situé au droit de la culée ouest a été mené jusqu'à 33,0 m

de profondeur avec prise d'échantillons intacts entre les cotes suivantes :

2,5

6,0

9.0

12,0

15,0

18,0

22,7

29,7

m

m

ra

m

m

m

m

m

et

et

et

et

et

et

et

et

3,0 m

6,5 m

9,5 m

12,5 ra

15,5 m

18,5 m

23,0 m

30,0 m

le sondage SC.2 situé au droit de la première pile Est a été mené jusqu'à

30,0 m de profondeur avec prise d'échantillons intacts aux cotes suivantes

. 2,5 m

. 5,0 m

. 9,0 m

. 10,7 m

. 11,5 m

.16,0 ¡n

. 20,0 ra

et

et

et

et

et

et

et

3,0 ra

5,5 m

9,5 m

11,0 m

11,70 m

16,5 m

20,3 m

L'implantation des sondages carottés est c'onnée figure 2 2t les cou¬

pes géologiques correspondantes en annexe 1,

- 3 -

X

X X

1 1. 2 - FQrages_Bre|sÍQmí|rÍ9U|s

Deux forages avec essais pressiométriques ont été réalisés ; ils

ont été menés jusqu'au substratum résistant dans lequel ils ont été arrêtés

après Tobtentionde trois essais consécutifs enregistrant une pression li¬

mite supérieure à 25 bars.

- le forage SP.l situé au droit de la première pile Ouest a atteint 30 m de

profondeur et les essais pressiométriques ont été réalisés tous les deux

mètres.

- le forage SP.2 situé au droit de la culée Est a également atteint 30 ra de

profondeur et les essais ont été réalisés tous les 1,5 m.

Leur iraplantation est donnée en figure 2 et les coupes correspon¬

dantes montrant les variations des caractéristiques pressiométriques en fonc¬

tion de la profondeur sont représentées en annexe 2.

x

X X

II. 3 - Essai|_^e_l_abg^a|QÍr|

Les échantillons prélevés en cours de forage ont fait l'objet des

essais de laboratoire suivants :

- essais d'identification (teneur en eau, poids spécifique humide et sec,

granulométrie, limites d'Atterberg).

- mesure des caractéristiques mécaniques (cisaillement à la boite non conso¬

lidé, non drainé et essai consolidé, drainé).

- mesure des caractéristiques de compressibilité (indice des vides initial,

indice de compressibilité et coefficient de consolidation).

Les résultats des essais de laboratoire sont donnés en annexe 3.

Le tableau ci-après résume l'ensemble des essais réalisés.

4 -

: Sondage

: SC. 1

: SC. 2

Cote échantillon

(m)

2,50 - 3,00

6,00 - 6,50

9,00 - 9,50

12,00 - 12,50

15,00 - 15,50

22,70 - 23,00

2,50 - 3,00

5,00 - 5,50

9,00 - 9,50

11,50 - 11,70

20,00 - 20,30

Essais réalisés :

w, Y , Gr, L.A, C , (j) '

w, Y , Gr, Cu, (()U

w, Y » Ce, Cv

w, Y J Gr, L.A, Cu, ((¡u

w, Gr

w, Y

w, Y > Gr, L.A, Cu, (j)U, Ce,

^^/. Y> C, (¡)'

w, Y. Gr, L.A, C , tf,'

V7, Y

W, Gr, L.A.

Cv :

avec w

Y

Gr

L.A.

Cu

(j)U

C

^'

Ce

Cv

teneur en eau

poids volumique

analyse granulométrique

limites d'Atterberg

cohésion non drainée

angle de frottement (essai rapide)

cohésion effective

angle de frottement effectif

indice de compression

vitesse de consolidation.

III. RESULTATS DE LA RECONNAISSANCE

III.l - Caractéri stigues_l ithol ogiques

D'après les résultats des sondages carottés, le profil géologique

peut être résumé comrae suit (du haut vers le bas) :

- de 0,0 m à 4,0 m : argile brune plastique de faible consistance

- de 4,0 m à 7,5 m (moyenne) : sable argileux gris

- de 7,5 m à 12,0 m (moyenne) : argile tourbeuse noire localement sableuse

- de 12,0 m à 20 ra (SC,2) et à 30 m (SC.l) : argile bariolée (brun-rouge avec

filets gris bleutés) de consistance moyenne

devenant plus compacte en profondeur

- à.partir de 20 m (SC.2) et 30 m (SC.l) : andésite relati veraent saine mais

très fissurée (RQD = 0).

Une coupe géologique schématique du terrain est donnée en annexe 4.

L'examen du profil géologique ainsi dressé raontre une forte variaoilité des

épaisseurs de chacune des couches de terrain rencontrées. On observe en effet

un approfondi sseraent du substratura en allant de l'Est vers l'Ouest avec une

augraentation corrélative de l'épaisseur des formations alluvionnaires récentes.

Le niveau d'eau relevé dans les forages se stabilise aux environs de

1,50 ra de profondeur par rapport au terrain naturel.

X

X X

III. 2 Ça!2aÇÎéristigues_. physiqy^es_^et_maçani^guos

Les différents types de sols rencontrés dans les sondages carottés

présentent les caractéristiques suivantes :

argile brune plastique de surface (épaisseur 4 m)

teneur en eau

poids volumique humide

poids volumique sec

passant à 80 pm

liraite de liquidité

indice de plasticité

pression limite

module pressiométrique

60 à 68 %

1,54 à 1,52 t/m3

0,91 à 1,01 t/m3

78 à 94 %

73 à 75 %

33 %

1,5 â û ûars

IJ à 50 oars

cohésion Cu : 0,13 bar

angle de frottement (}¡u : O

C : 0,02 bar

(|)' : 27,5 bars

indice de compression (Ce) : 0,40 _.

coefficient de consolidation (Cv) : 5,9 x 10" cm2/sec.

D'après la classification LPC, il s'agit de limons très plastiques (Lt).

L'indice de consistance inférieur à 0,4 montre qu'il s'agit d'un raatériau

raou de faible portance.

Les caractéristiques de corapressibi lité permettent de classer ce matériau

parmi les sols très compressibles.

sable argileux gris

41 à

1,68 à

1,14 à

32 %

47 %

1,72 t/ra3

1,22

bar

teneur en eau

poids voluraique humide

poids volumique sec

passant à 80 pm

cohésion Cu

(fu

pression limite

module pressioraétrique

D'après la classification LPC, il s'agit de sables argileux (Sa)

argile tourbeuse

0,08

25°

C 0,05

37,5°

5 à 8 bars

25 à 40 bars.

teneur en eau

poids voluraique humide

poids volumique sec

cohésion Cu

frottement ((¡u

limite de liquidité


indice de compression Ce

coefficient de consol idati or

pression limite

module pressiométrique

166 à 243 %

1,17 à 1,19 t/m3

0,3 à 0,44 t/ra3

0,17 bar

23°

200 %

51 %

2,76 ^

1 Cv : 3,15 x 10 "^1 à 4 bars

10 à 25 bars

cm2/sec

D'après la classification LPC, il s'agit de limons organiques très plasti¬

ques (Ot) et extrêmement compressibles.

- argile bariolée moyennement raide â raide

teneur en eau

poids volumique humide

poids volumique sec

passant à 80 pm

limite de liquidité


cohésion C

frottement (}) '

indice de corapression (Ce)

coefficient de consolidation

40 à

1,53 à

1,05 à

62 à

61 à

22

0,1329°

0,19(Cv) :

Do lo

ijy

1,1982

68

t/m3

t/m3

%

1,B9 X 10" cra2/s

7 -

D'après la classification LPC, il s'agit de limons très plastiques (Lt).

L'indice de consistance voisin de 1 montre la présence d'un matériau

plus compact.

substratum andésitique

Cette formation a été reconnue sur 8 m d'épaisseur au maximura. Il s'agit

d'une roche sorabre raouchetée de cristaux blancs, toujours très fissurée.

La tranche supérieure offre une pression liraite coraprise entre 20 et 30

bars et un module variant de 200 à plus de 1000 bars.

Un seul essai a enregistré une pression limite supérieure à 40 bars (Sp.2

à 30 ra de profondeur). On constate à la lecture des diagrarames pres¬

siométriques que le rocher franc (pl > 40 bars) apparaît à une profondeur

supérieure â 30 mètres.

IV. FONDATIONS DE L'OUVRAGE

L'hétérogénéité des formations superficielles et leurs faibles

caractéristiques mécaniques imposent de fonder l'ouvrage au moyen de fonda¬

tions profondes ancrées dans le substratum rocheux constitué par les coulées

de lave andésitique.

Le calcul de la force portante des fondations profondes est effec¬

tué à partir des forraules de Menard, Ilest décoraposé en trois terraes :

- la résistance de pointe

- le frotteraent latéral positif

- le frottement latéral négatif.

Les calculs ont été effectués avec les nouvelles règles pressiomé¬

triques mises au point par BUSTAMENTE et GIANESELLL (Revue Française de

Géotechnique n° 16).

IV.l - Résistançe_de_pointe

pl

k

On utilisera la formule simplifié

q p I

p F

contrainte de pointe admissible

pression limite

facteur de portance défini à l'aide d'abaque à partir du type de pieu

et de son encastrement

Fp : coefficient de sécurité pris égal à 3.

. Pression liraite

Nous considérerons le cas où les fondations seront ancrées dans le

substratura constitué d'andésite fissuré à une. profondeur minimale do 3C m

par rapport au terrain naturel.

En SP.2, la pression limite dans l'andésite dépasse la capacité de

la cellule pressiométrique, qui est de 25 bars, dans les essais à 27 r. et

28,50 m. A 30 m, la sonde "rocher" a enregistré une pression-limite supérieu¬

re à 40 bars.

o / ooo

- 9 -

Par ailleurs, les courbes pressiométriques (à 27 et 28,5 ra) montrent

que la pression de fluage, pf, n'est pas atteinte.

Nous retiendrons cependant une pression liraite de 35 bars, définie

à partir de la relation 2^ ~ i 5 avec une pression de fluage de Tordre de

25 bars, en ne considérant pas la valeur enregistrée à 30 m afin d'être du

côté de la sécurité.

. Coefficient k

Le sol d'ancrage est classé dans la catégorie n° 2 des nouvelles rè¬

gles pressiométriques qui correspond à une roche altérée.

D'après les abaques (pour un encastrement de trois diamètres) :

- pour les pieux forés (groupe I des nouvelles règles pressiométriques) k = 1.5

- pour les pieux battus (groupe II) k = 2.5

. Contrainte admissible en pointe q^

pieu foré q^ = ^'^ ^. . ^^^ = 175 t/m2P 3

pieu battu q^ = 2,5 x 350 £90 t/m2

X

X X

IV. 2 - Frottement latéral

Les valeurs du frotteraent latéral sont calculées à partir des abaques

des nouvelles règles pressioraétriques, en fonction du raode de mise en oeuvre du

pieu, du raatériau constitutif de son fut et de la pression limite du terrain.

a

^F

qs

Fr

contrainte de frottement admissible

valeur donnée par les abaques

facteur de sécurité pris égal à 2

Compte-tenu des faibles caractéristiques pressioraétriques dans la cou¬

che d'argile jusqu'au toit du substratum, nous ne tenons compte que du frotte¬

ment mobilisable dans le substratum.

o /

- 10

Des abaques il découle : qg = 27 t/m2

d'où la contrainte admissible en frottement latéral

qp = 13.5 t/m2

X

X X

IV. 3 - Frot||2|nt_n|gatif

Les remblais d'accès i l'ouvrage qui atteindront environ la cote + 6

raètres par rapport au terrain naturel initial provoqueront des tassements dans

les couches sous-jacentes.

Ces tassements créeront un frottement négatif sur le système de fonda¬

tions profondes.

Dans le cas d'un pieu de périmètre tt D, il est égal à :

Q'P = TT D [h . (K . tg ra2) . (ïl . h . lll^) + ^ '^^' ^9 *' ^l) '^^]

dans la couche compressible dans le remblai

avec :

k

(i)'a

Yl

Y"2h

H

coefficient de poussée latérale des terres

angle de frottement Interne du matériau considéré

poids voluraique du rerablai (2 t/m3)

poids déjaugé de la couche corapressible (0,6 t/m3)

épaisseur de remblai (6 m)

épaisseur de la formation compressible.

Nous retiendrons une épaisseur maximale de formations compressibles

voisine de 15 m (SC.l). L'examen de l'évolution des tassements avec la profon¬

deur (voir calcul au chapitre suivant) montre qu'il est nécessaire de considé¬

rer que la totalité de la couche compressible est susceptible d'exercer un

frottement négatif lors de sa consolidation sous le poids du remblai.

Le calcul donne en considérant qu'il n'y a pas de frottement négatif

dans le remblai et avec

H = 15 m

ktg <i>' à^ = 0,25

Q'F = 194 D

- 11

Cette valeur, très élevée, pénalisé fortement la capacité portante

des fondations ; aussi, il serait souhaitable de prendre des dispositions

pour réduire le frottement négatif. On peut notamraent retenir les disposi¬

tions particulières suivantes :

- mise en place des remblais longteraps avant l'exécution des fondations

afin que 1 'essentiel des tasseraents se soient produits lors de la réalisa¬

tion des pieux. .

- réalisation de la surface du pieu la plus lisse possible

- dirainution du frottement au contact sol - pieu :

. en enduisant les pieux de bitume

. en chemisant les pieux.

X

X X

IV. 4 - Çharge_ngminale_gour_un_gieu_foré.

r

avec

Elle est déterrai né à partir des trois termes définis ci -dessus

Q^ + QÎp ^f

effort repris en pointe

Q'F

Q^ = effort repris par frottement latéral

Q'F = frottement négatif.

Nous ne considérerons que le cas des pieux forés, compte-tenu des sujétions de

réalisation des pieux battus (impossibilité de les ficher dans l'andésite même

fissurée).

Le tableau suivant donne une estimation de la capacité portante (avec

coefficient de sécurité) de pieux ancrés de trois diamètres au raoins dans le

substratum rocheux.

1 d (en raètres)

: pointe Qp

: frotteraent latéral Q^

frottement négatif f ^: ^ contact sol - pieu

: Q'F J rugueux

; [contact lisse

J,bO

34,3

31,8

97

25

0,80

87,9

81,4

155

39

1,0 :

137,4 :

127,2 :

1 ?'\ :

49 :

- 12

Les longueurs des pieux seront de Tordre de 30 ra en SC.2 et SP.2 et de 33,0 m

en SC.l et SP.l.

REMARQUE : Il serait possible d'augraenter la capacité portante des pieux en

les fichant davantage dans le substratura rocheux sous réserve ce¬

pendant de vérifier par des essais complémentaires (pressiométri¬

ques) la qualité du sol au-delà de 30 m de profondeur. En effet,

nous rappelons qu'un seul essai a enregistré une pression-liraite

supérieure à 40 bars (à 30 m en SP.2).

X

X X

IV. 5 - Module de réaction du sol

La valeur du module de réaction k du sol est déterminée à partir

des résultats des essais pressiométriques selon la formule établie par MENARD

^AAA . Ro (2,65 . i )" + -^3 E Ro' 3 E

k

Ro

a

R

E

module de réaction (bar/cm)

coefficient de Poisson en général égal à 0,33

rayon de référence égal à 30 cm

coefficient de sol (FOND 72 - chapitre V.2)

rayon du pieu

module pressiométrique (bar).

'Profondeur

: (m)

: 4-9,0

: 9 - 15

: 15 - 25

: 25 - 30

Nature du sol

argile plastique

argile sableuse

argile tourbeuse

argile moyenne

argile bariolée

raide

E poyen

(bar)

30

40

15

100

150

a

1/2

1/2

1

2/3

2/3

<}, = 0,5 ' (}) = 0,8

k (bar / t

1,32

1,76

0

3,70

5,55

0,93

1,24

0

2,50

3,75

* = i.o::ra) ;

0,81 :

1,08 :

0 :

2,20 :

3,30 :

Pour des profondeurs inférieures â 3 m, les valeurs de k sont rainorés du fait

qu'une partie du terrain est au-dessus de la profondeur critique.

V. REMBLAIS

V.1 - Qap|£Í|é_gorÍiü|i_dy_so]

V.1.1 - Résistance au poinçonneraent

Pour un matériau purement cohérent ((j) = 0) , la capacité portante du

sol à la rupture est donnée par la formule suivante

Q] = (ïï + 2) Cu avec Cu : cohésion non drainée du sol.

La valeur moyenne de la cohésion déterminée en laboratoire sur les

formations les plus faibles (argile plastique superficielle et tourbe) est de

15 kPa (0,15 bar). La charge limite du sol sera :

Q^ = 5,14 X 1,5 = 7,71 t/ra2

La hauteur maximale du remblai étant voisine de 6m, la contrainte

exercée sur le sol sera a = 12 t/m2 (avec un poids voluraique du rerablai égal

à 2 t/m3).

Il s'ensuit que la totalité du remblai ne pourra pas être mise en

place en une seule phase. Si Ton retient un coefficient de sécurité de 1,5

vis à vis de la rupture par poinçonnement, or! obtient une épaisseur admissi¬

ble de remblai de 2,60 m environ, exerçant une contrainte au sol voisine de

7,71/1,5 = 5,2 t/m2.

V.1.2 - Stabilité en rupture circulaire

L'examen de la stabilité en rupture circulaire (méthode des tranches

de Bishop) est effectuée à l'aide des abaques de G. PILOT et M. MOREAU.

Les paramètres de calcul sont les suivants :

H

^r

yr

tg3

D

Cu

hauteur du remblai = 2,60 ra (admissible poinçonnement)

angle de frottement du remblai = 35°

poias volumique du remblai = 2 t/m3

pente du talus = 2/3

épaisseur de la couche compressible = 15 m

cohésion du sol

/ <

- 14

Il en résulte les paramètres adimensionnels suivants :

N (nombre de Taylor) = íü- = -Aá = o, 3Yrh 2 X 2,6

D/H = 15/2,6 = 5,8.

La lecture des abaques correspondants donne un coefficient de sécurité F = 1,6,

valeur légèrement supérieure à la valeur courante qu'il est souhaitable d'obte¬

nir afin d'assurer une stabilité normale de l'ensemble.

Il apparaît ainsi que la hauteur totale du remblai (5 à 6 m) ne pour¬

ra pas être raise en place en une seule phase. Il sera nécessaire de réaliser

une première tranche épaisse de 2,5 à 3 ra, puis d'attendre la consolidation

avant de raettre en oeuvre les couches suivantes.

X

X X

V.2 - Calcul de tasseraent

L'estiraation de l'amplitude du tassement total sous la surcharge due

au remblai est établie par la méthode d'intégration par tranches à partir des

essais oedométriques, avec les hypothèses suivantes :

- hauteur du remblai = 6 ra

- poids voluraique du remblai = 2 t/ra3

- largeur du remblai en tête = 10 m

- pente du talus de remblai : tg3 = 2/3

La répartition de la contrainte en profondeur est déterminée à l'aide

de l'abaque d'OSTERBERG (FOND 72).

Les résultats du calcul sont donnés dans le tableau ci-après. Ce cal¬

cul a été mené en considérant les caractéristiques et les épaisseurs des diffé¬

rents terrains au droit du sondage SC.2, ce qui signifie qu'il s'agit d'un tas¬

seraent maximum compte-tenu de la plus forte épaisseur de formations compressi¬

bles dans cette zone.

/ o «

TABLEAU DES RESULTATS DU CALCUL DE TASSEMENT

Unités : mètres et tonnes/m2

Nature du terrain

Epaisseur de la tranche

Cote milieu de la tranche

Contrainte initiale a'o

Surcharge Aa

Contrainte finale a'i

eo

ei

Ae

AH Ae

H 1 + 6(5

ah

eAH

Argi le

,h

2

1

1,6

12

13,6

1,86

1,60

0,26

0,087

0,174

Dlastique

= 1,60

2

3

2,8

11,7

14,5

1,82

1,58

0,24

0,081

0,162

Argile sableuse

Yh = 1,70

1,5

4,75

3,9

11,0

14,9

1,41

1,33

0,08

0,03

0,045

2

6,5

5,1

10,2

15,2

1,39

1,32

0,07

0,03

0,06

2

8,5

6,5

9,5

16,5

1,38

1,31

0,05

0,02

0,04

Argile tourbeuse

Yh = 1,18

1,5

10,25

7.3

8,9

16,2

5,05

4,65

0,40

0,06

0,09

2

12,0

7,6

8,2

15,8

5,04

4,67

0,37

0,05

0,12

2

14,0

8,0

7,4

15,4

5,03

4,68

0,35

0,05

0,10

0,79 ra

15 -

V.3 - IemBS_de_çonsolidation

Le temps de consolidation est estimé à partir d'un calcul basé sur

la théorie de la consolidation primaire de TERZACHI et FROHLICH.

Il est donné par la formule suivante :

,2

avec t

Tv

H

Cv

t =Tv H'

Cv

temps de consolidation

facteur temps fonction du degré de consolidation

épaisseur de la couche compressible

vitesse de consolidation.

Compte-tenu de l'hétérogénéité des couches, il est nécessaire de dé¬

terminer un Cv moyen de l'ensemble des formations compressibles.

CvmH^

(ehi/VcvT)^

avec H = ehi et Cvi correspondant à la couche hi

Le calcul donne :

Cvm = 2,373 . lO""^ cm2/sec.

En considérant qu'il s'agit d'une couche drainée sur une seule face, on

obtient :

consolidation à 50 %

consolidation à 80 %

6 ans

15 ans.

Il convient cependant de considérer ces valeurs théoriques avac pru¬

dence car compte-tenu de l'hétérogénéité des sols, l'écoulement de filtration

est rarement uniforme et parallèle ; le plus souvent, des lits intercalaires

plus perméables ou des fissures créent des chemins de filtration préférentiels.

Ceci aboutit à des temps de tassement réels plusieurs fois plus courts que ceux

qui sont calculés.

Le dossier FOND 72 donne à titre indicatif un temps de tassement com¬

pris entre 2 et 6 ans pour une consolidation à 80 % d'une couche de vases et

d'argiles molles épaisse de 20 m. C'est pour cette raison qu'il est recommandé

d'instruraenter le remblai (tassomètres, cellules de iiiesure de pression inters¬

titielle) afin de suivre l'évolution réelle des tasseraents aussi bien en ampli¬

tude qu'en durée.

VI. CONCLUSIONS

Le deuxième site retenu pour le futur échangeur de l'aéroport du

Lamentin est implanté dans la plaine alluviale de la Rivière Lézarde. Le sous

sol coraprend schéraatiquement quatre couches :

- une couche d'argiles superficielles plastiques localement sableuses, épaisse

de 4 à 9 ra

- une couche à dorai nance tourbeuse épaisse de 4 à 6 m

- des argiles bariolées dont la compacité augmente avec la profondeur et dont

une partie provient vraisemblableraent de l'altération sur place du substra¬

tum

- le substratum est constitué par des coulées de lave andésitiques plus ou

moins altérées mais toujours fissurées.

Compte-tenu des faibles caractéristiques des couches supérieures,

l'ouvrage sera fondé à l'aide de fondations profondes qui devront être ancrées

dans le substratura rocheux à une profondeur minimale de 30 m. Les contraintes

admissibles pour des pieux forés sont respecti veraent de 175 t/ra2 en pointe et

de 13,5 t/ra2 en frottement latéral (dans le substratum).

Il sera nécessaire de prendre des dispositions particulières pour ré¬

duire le frotteraent négatif qui pénalise fortement la capacité portante finale

des fondations.

Les remblais d'accès à l'ouvrage devront être mis en place par phases

compte-tenu de la portance faible du sol. Un dispositif d'auscultation du rem¬

blai est recommandé afin de suivre l'évolution du tassement et des pressions

interstitielles.

DEPT; 972 COMMUNE: LE LAMENTIN

Désignation: Echangeur aéroport - 2e site

Coupe au: 1/125 établie par: B.H.G.M.

indice d

classementñt I 1^7«| 1 1063

SC.l X= 715.129 Y= 1614. 7U2

interprétée par: U.K. G. M. Z soi = +2,60

Demi coupe

technique

Nappes &

plan d'eau

Tub./ UO

For,/ 116

recup.

%

1.50

28.00

Profon

deur

Nb

coups

0.20

2.50

3.00

A.10

S.ftO

6.50

7.00

9.00

9.50

12.00

12.50

15.00

15.50

16.50

17.00

18.00

1B.S0

21.00

22.00

22-50227023.00

24.00

25.00

26.50

28.00

29.20

29,70

30.00

33.00

U

11

21

I" Coupe

e

/f.».'/ ov^

DESCRIPTION GEOLOGiQUEStratigrapnie

^ xerre veêtaDle avec jalees de iave saine

Ar^île plastique bariolée ^ris-blanc à

dominance brune.

I

Ar^île iéiêrement sableuse molle, brune

au début devenant marrün-¿,ris et plasti¬

que à la base

-C^'

f>J

r-u'

'vy

Argile molle léf^èrement sableuse ^ris-noir.

Sable fin lé¿,erement argileuse avec une

passe de 2U cm de bois en décomposition

et de sable ¿¡.rossier quartzique de 7,80à a, ou

Tourbe argileuse noiri

Tourbe franche noire

1

f~^* 71 Arë,ile molle légèrement sableuse i,ris-bleu avec nodules d'éléraents durs;

;\

a -

v- 3

QO

Artille moyeijne plastique ¿¿ris-bley deve-nant bariole ^ris-bleu et marron a la basi:

Argile moyenne bariolée ^ris-cendre au dé¬

but devenant bariolée filets ^ris-blanc,

marron à dominance rouê .

Argile plastique bariolée filets marron àdominance jaune-crème.

Argile moyenne bariolée jaune-crème à do-\ minance marron

Argile raoyenne23.00marror

il le raoyenne jaune-c.aune-crème de 22, 5Ue jaune-cï>eme et

ÀrÈ,ile raide bariolée brune el, filets marron (lave tres altérée fissurée)

Argile raide marron (lave tres altérée

fissurée)

Argile raide avec ¿galets et nodules de la¬ve saine bariolée ^ris-marron et jaune-crème

Galets d' andési Le saine dans une matrice

arèilo-sableuse plastique bariolée marronRl. jHiinh

A/sA

7 VA /a

A/A

Argile moyenne Jaune-crème

Lave rocheuse fissurée saine se débitanten galets

/ Forage réalisé par bachy en Janvier

19tí4

DEPT; 972 COMMUNE: LE LAMENTIN

Désignation: Carrefour aéroport - 2e site

Coupe au: 1/125 établie par: B.R.G.M.

SC.2

interprétée par

indice de

classement

X =

B.R.G.M.

117a EEE 1064

Y =

Z sol = + 2,60

Demi coupe

technique

Tub. /UO

For. / 116

23.00

Nappes &

plan d'eaurecup.

%

1.40

Profon

deur

0.20

4.00

Ul

7.50

7.80

9.009.50

10.20

10.70

11.0011.5011-70

13-10

16.0016.2016.50

20.00

20.30

21.00

22.00

26.50

30.00

o Coupe

^M-i^/yliii

g^

DESCRIPTION GEOLOGIQUEStrati

grapnie

\ Terre végétale marron-foncé

Ar£,ile sableuse, moyenne marron deve¬

nant e.ris-marron vers 3,5U m

Sable fin argileux gris-marron

^ Artille molle sablo-tourbeuse bris-marroii

Tourbe ariîlo-sableuse j^ris-noir deve¬nant franche à partir de 6,bU m

Argile molle ¿^ris-noir

Tourbe franche noire pulvérulente

Arjàile moyenne à raide bariolée ^ris-

bleu au début devenant marron a domi-nance rouê

Arjîle raide bariolée points blancs .tdominance rouge

Arcille moyenne sableuse, brune

Art,ile raide, bariolée, marron, filets

blancs à dominance rüUi,e

Argile raide bariolée, points blancs à

dominance brune

Galets et petits blocs de lave sainedans matrice argilo-sableuse

Petits iâlets et noyaux de lave ± sainegris-brun (iave altérée en pelures d'oi

Xenons)

\

Blocs de lave saine dans une matrice ar¬

gilo-sableuse, brune

Blocs anguleux d'andésite saine (lave

fissurée)

Forage réalisé par Bachy en Janvier

1984

I

Dbi ' : 972

Désignation

Coupe au

COMMUNE : LE LAMENTIN

Carrefour aéropprt - 2e site

1/200 établie par : B.R.G.M.

Indice de

classement117a ZZ 1065

SP.l x =

interprétée par : B.H.G.M.

Y =

Z sol=: + 2,80

CARACTERISTIQUES PRESSIOMETRIQUES

Pression de fluage Pf

Pression limite P|

0.5 1 5 10 20 bars

DEHT; 972 COMMUNE: LE LAiyiENTlN

Désignation : Carrefour aéroport - 2e site

Coupe au : 1/200 établie par -. B.H.G.M,

indice de

classement1178 zz 1066

SP.2

interprétée par

B. R. G. M.

Service géologique des Antilies

Etude Echangeur aéroport

Date 9 Février 1984

2e site RESULTATS DES ESSAIS EN LABORATOIRE

REPERE DU SONDAGE

PROFONDEUR DE PRELEVEMENT (m)

DESCRIPTION

Nature

Couleur

Consistance

Qualificatif

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES

Teneur en eau naturelle W%

Poids spécifique apparent humide Y

Poids spécifique apparent sec Yd

Poids spécifique des grains Ys

Teneur en eau de saturation Ws%

Granulométrie (%< 0,08mm)

O 1(/) Ci 1 Limite de liquidité LLlu Ul 1

-05 ] Limite de plasticité LP

-* ^1 Indice de plasticité IP

CLASSIFICATION LPC

CARACTERISTIQUES MECANIQUES

Résistance au cisaillement (bars) Cuu

Frottement Interne (degrés) <t>uu

Résistance à la compression (bars) Rc

COMPRESSIBILITE PERMEABILITE

Indice des vides initial eo

Pression de consolidation (bars) Oo

Coefficient de compression Ce

Perméabilité pour Bq (cm/s) K

VITESSE DE CONSOLIDATION (çmVs) Cv

SC.l

2,50 - 5,00

argile

verte

molle

sableuse

;)9,94

1,62

1,01

78

75

40

53

Lt

C U,02

<t>' 27,5

¿0 . 1

6, OU - 6,50

sabie arf¿,iLeu.x

¿ris a nuir

muyenvLc

avec maLiere oi'-(¿anique

46,67

1 ,68

1,14

52

impossible

trop sableux

¿ilisse dans lacoupel le

Si

0,0«

25

SC.l

y, Ou - 9,50

tourbe argi leuse

faribo oL noire

piiu corapaCLe

avec débris vé-caux

166,52

1,19

0,44

5 ,5285

U ,8

2,76

Jl .lü¿

SC.l

12,00 - 12, 5U

tourbe

fans-cendre

peu Compacte

avec, débris vé-,-,étaux

243 ,51

1,17

0,3

200

149

51

01

0,17

23

SC.l

15,00 - lo,50

arfcj le

toris-cendr'e

molle, iiumide

êj astique, sa-Leuse

40,68

75

SC.l

22,70 - 23,00

argile

beij^e

compacte

tendre, friable

53 ,25

1,63

1,06

ANNEXE 3 -S. G. ANT. 3015

B. R. G. M.

Service géologique des Antilles

Etude Echangeur aéroport - 2e site

Date 25 Février 1984

RESULTATS DES ESSAIS EN LABORATOIRE

REPERE DU SONDAGE

PROFONDEUR DE PRELEVEMENT (m)

DESCRIPTION

Nature

Couleur

Consistance

Qualificatif

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES

Teneur en eau naturelle W%

Poids spécifique apparent humide Y

Poids spécifique apparent sec Yd

Poids spécifique des grains Ys

Teneur en eau de saturation Ws%

Granulométrie (%< 0,08mm)

O /(/) K 1 Limite de liquidité LLUJ Ui 1

H <» )g j Limite de plasticité LP

-* ^1 Indice de plasticité IP

CLASSIFICATION LPC

CARACTERISTIQUES MECANIQUES

Résistance au cisaillement (bars) Cuu

Frottement interne (degrés) 4>uu

Résistance à la compression (bars) Rc

COMPRESSIBILITE PERMEABILITE

Indice des vides initial eo

Pression de consolidation (bars) Oo

Coefficient de compression Ce

Perméabilité pour Cq (cm/s) K

VITESSE DE CONSOLIDATION (çmVs) Cv

00*4^

2,50 - 3,00

argile

mari'on et ¿ris-cendre

molle

plastique, col¬lante

68,55

1,54

0,91

94

76

45

55

Lt

0,13

0

1,9698

0,2

0,43

5.910-1-U-4

SC.2

5,00 - 5,50

sable arfiileu.K

fc,ris-cendr-e à

noii"

fin, humide

fin

40 , 90

1,72

1,22

C 0,05

<!>' 37,5

1,551

0,39

0,50

1.8912.10-2

SC.2

9,00 - 9,50

argile

raarron-feri s -j au¬

ne , pts blancscres nde , tertdr¿friable

avec élémentsiliin.^

53,26

1,74

1 ,13

62

61

39

22

Lt

C 0,13

<t>' 29

SC.2

11,50 - 11,70

argile

iiiürron pts blanc

taches tris-cend

compacte , hu¬mide

friable, tendrefissurée

44,20

1,72

1,19

.

SC.2

20,00 - 20,30

ar¿iile

; t)ei jaurie.

humide, friabletendre

49,17

82

68

46

22

LL

f

ANNEXE 3 S. G. ANT 3016

B. R. G. M


ESSAI DE COMPRESSIBILITÉ

PERMÉABILITÉ

Etude Echongeur aéroport- 2* site Date 28.02-1984

Sondage SC 2

Profondeur 2.50- 3. OOm

Nature

RESULTATS

Indice des vides initiai . cq - 1-9698

Pression de consolidation : Oo(bars) =: 0. 2

Indice de cüinpression

PermédDiiité pour Bq

Ce = 0.A3

K(i-m/s) -

Coefficient de perméabilité Kq en env .seconde

/ e S 10

2.00

1.80

1.60

1.40

1.20

ANNEXÉ 3 S G. ANT. 3017

B. R. G. M.


ESSAI DE COAAPRESSIBiLITÉ

PERMÉABILITÉ

Etude Echangeur aéroport- 2* site Date 28-02-1984

Sondage SCI

Profondeur 9. 00-9. 50m

Nature Tourbe argileuse compacte

RESULTATS

Indice des vides initial

Piession de conbolidatioii

Indice de compression

Perméabilité pour Bq

e .- 5.3285

Oo (bars; ^ 0.8

Ce c 2.76

K (cin/sj -

O.OB

6.00

5.00

4.00

3.00

2.00

C2

Coefficient de perméabilité Kq en cm/seconde

3 3 Bl as 0 6 0/ 0.8 09 1 2 3 fl b 6 / S S lO

2 3 4 I. 6 / 8 9 10

Pression normale en kg.-, ni-"

ANNEXE 3 G ANT 3018

B. R. G. M


VITESSE DE CONSOLIDATIONMESURE DU COEFFICIENT Cv

Etude Echangeur aéroport - 2* site Date 24.2.1984

Sondage SCI

Piofondeur 9.00- 9.50m

Natuie

RESULTATS

prebsioiienbars : O ^ 1

fcpaibseui echant I llor, rnm .H ^24

Temps en secondes ; * ; ' = 90

Coefficient iJt coiiboluldtion env' s . C, 3.152 10-

IIVEXa 3

B. R. G. M.


VITESSE Dl COriSOLIDATIOr4MESURE DU C:FFICIENT Cy

Etude Echongeur aéroport- 2* site Date 27.02.1984

Sondage SC2

Profondeur 2.50 -3.00m

Nature Argile marron, molle, plastique

RESULTATS

Pression en ba.-s

tpaissôui échantillon nini

Temps fil becundes

Coefficient de con jolida i ion cm' i

a _ 1

H _ 24

t;5 -.^ 480

Cv ^ 5.91010-*

iou 2'!'.' jiJlj '.'Hl /Oi! IOOÜ 2l,llll biim liiOO

minutes TtWIPS

ANNEXE 3 S Û ANT 3020

B. R.G. M


VITESSE DE CONSOLIDATION

MESURE DU COEFFICIENT Cy

Etude Échangeur aéroport. 2^ site Date

Sondage SC 2

Profondeur 9.00 -9.50 m

Nature Lave altérée très humide , tendre, friable,très humide

RESULTATS

Pression en bars : O ^ 1

tpaisseiir échantillon mni ; H = 24

Temps en secondes : t;,| 15

Coefficient de con suliddcion cni'/s . Cy - 1.891210 -2

E

E

0.600»

Q

0-700

0.800

0.900

tu "Où

n I n u 1 1 s

ANNEXE 3

( EMPS

S G AN T. 3021

B. R. G. M.

AUTOROUTE FORT DE- FRANCE AÉROPORT (Lamentin)

ÉCHANGEUR DE L'AÉROPORT

ÉTUDE GÉOTECHNIOUE

PROFIL GÉOLOGIQUE DANS L'AXE DE L'OUVRAGE

ÉCHELLE 1 / 200

W

SCI (1178-1063) Sri (1178.1065)

10 20 30 Pl (bars)

a^Iá:

Chaussée actuelle

y^//i//////////i/////i///////i////H.

SC2( 1178.1064) SP2 ;i178-1066)

LEGENDE

Argile brune plastique.

'-fr Sable argileux gris.

/V

-7 J

^X/' :r

'Z / .

/ > I./T

^^1^az$skz

^

Argile tourbeuse.

Argile de consistance moyenne

bariolée.

Argile raide bariolée (lave

tres oltérée. )

Galets d'andésite altérée.

Andésite saine mois fissurée.

33.00

ANNEXE 4 S. G ANT 3022

autoroute fort-de france aeroport Échangeur de …infoterre.brgm.fr/rapports/84-ant-010.pdf ·...

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