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PROCES VERBAL D’ESSAI ref. Es0001/06 M. Nadin - Rue de la Libération à Habay-la-Neuve

Construction d’une maison unifamiliale

Rue de Vance, 17

B-6720 Habay-la-Neuve

Tél. :063/42.22.94

B.N.S. S.P.R.L Fax : 063/42.22.93

ESSAIS DE SOLS TVA : BE 0874.970.484

DEMANDE PAR : Nadin Franck

Rue de la Libération,24

6720 Habay-la-Neuve

POUR LE COMPTE DE : Nadin Franck

Rue de la Libération, 24

6720 Habay-la-Neuve

REFERENCE DE LA DEMANDE : Demande par fax du 14/06/06

DATE DE REALISATION DES ESSAIS : 15/06/06

LIEU DES ESSAIS : Rue de la Libération

6720 Habay-la-Neuve

Mr Nadin à Habay-la-Neuve 2

Description des machines et des essais.

Sondage au pénétromètre statique.

L’essai est réalisé à partir d’un pénétromètre de 10 tonnes.

L’essai de pénétration statique consiste à enfoncer dans le sol, à l’aide d’un vérin, un train de

tubes muni en tête d’une pointe conique d’une section de 10 cm² de base et ayant un angle au

sommet de 60[°]. Par l’intermédiaire de tiges coulissant dans les tubes-allonges, il est

possible de faire avancer la pointe seule. Au cours de l’essai, deux séries de mesures peuvent

être enregistrées :

- tous les 20 cm est mesurée la force nécessaire pour enfoncer la pointe et le manchon de la

pointe.

- par paliers, on fait progresser uniquement la pointe.

On obtient ainsi des valeurs de rupture à la pointe cq [kg/cm²] et la force totale de frottement

exercée par le sol sur les tubes (frottement latéral Qst).

En fin d’essai, après extraction des tubes, le niveau d’eau est relevé au moyen d’une sonde

électronique. Le niveau d’eau déterminé de cette façon peut être fort imprécis dans le cas de

terrains peu perméables (argiles, limons), et être fort éloigné du niveau réel des eaux

souterraines.

1) La pointe est en position

totalement fermée

2) Application d’une force sur le

tube intérieur de façon à

descendre la pointe de 4cm

Mesure de Rp.

3) Application d’une force sur le

tube intérieur de façon à

descendre la pointe + le

manchon de la pointe de

Begeman de 4cm

Mesure de Rp+Rl.

4) Application d’une force sur

les tubes-allonges de façon à

ramener la pointe en position

fermée


Interprétations des résultats.

Par application de la théorie du Professeur De Beer sur l'interprétation des essais de

pénétration statique, il est possible de déduire, de la valeur de la résistance à la pointe, un

angle de frottement apparent uϕ du sol aux différents niveaux de mesure.

Les hypothèses simplificatrices de base de cette théorie sont les suivantes (à défaut de valeurs

plus précises) :

- cohésion du sol nulle : 0=c [kPa]

- poids volumique du sol au-dessus de la nappe : 16=γ [kN/m³] 1600= [kg/m³]

- poids volumique du sol immergé : 20=γ [kN/m³] 2000= [kg/m³]

• La valeur de cq [kg/cm²] est, dès lors, déterminée via la formule suivante :

10

10 Poids_Rods*)(*)()(

xRodsxRPxqc

+=

La multiplication de RP par 10 vient du fait que les valeurs données par la carte

d'acquisition de l’appareillage sont déjà en [kg/cm²].

• Le frottement latéral unitaire sF [kg/cm²] à la profondeur x est calculé au moyen de la

formule suivante :

[ ]

[ ]150

1011

11

*)()(

*)()()(

+−+=

+−+=

xRPxRL

xRPxRLxFsmanchonsection

pointesection

• Le Friction Ratio FR est le rapport entre sF et cq , exprimé en [%].

• L'angle de frottement apparent φu du sol est déterminé aux différents niveaux de

mesure de la manière suivante :

1) L'essai de pénétration permet de calculer le rapport '

''

,

v

c

dq

qN

σ= (1),

avec ),'(''

, udq fN ϕϕ= (2)

2) On postule °= 30'ϕ et on déduit uϕ de la relation (2).

3) Si °< 30uϕ , on adopte la valeur trouvée;

si °> 30uϕ , on la rejette; on admet dans ce cas que uϕϕ =' et on recalcule l'angle

de frottement apparent, considéré comme égal à l'angle de frottement interne.

• A partir de la résistance à la pointe cq , il est possible, moyennant certaines

hypothèses, de disposer d'une valeur minimale de la constante de compressibilité C

d'un sol :'

v

cqCσ

α= , le facteur α valant 1,5 selon Buisman (généralement bien adapté

aux sols sableux). Ce facteur est généralement supérieur pour les argiles et les limons

(comprise entre 2 et 8) et moindre pour les sols tourbeux.


• Pour estimer la capacité portante ultime ou le pouvoir portant ultime, plusieurs

théories ont été développées. Celle retenue étant celle de Buisman :

BNNqq qult .'.. γγ+= (le terme relatif à la cohésion étant annulé),

où ))'tan(.exp(.'

tan ϕπϕπ

+=

24

2

qN et 'tan)..(, ϕγ 151 −≈ qNN .

• Le pouvoir portant admissible est égal au pouvoir portant ultime divisé par un

coefficient de sécurité, idéalement entre 2 et 3.

Sondage au pénétromètre dynamique.

- Caractéristiques géométriques de la pointe de sondage :

• Angle au sommet : 90[°]

• Section à la base du cône : 15 [cm²]

- Diamètre extérieur des tiges de battage : 32 [mm]

- Masse du mouton :

Pour les essais de Pénétration Dynamique Moyens (DPM) : 30 [kg]

Pour les essais de Pénétration Dynamique Lourds (DPH) : 50 [kg]

- Hauteur de chute du mouton : 50[cm]

- Vitesse d’enfoncement : entre 15 et 30 [coups/minute]

L’essai dynamique consiste à enfoncer dans le sol un train de tiges muni en tête d’une

pointe conique, et ce par l’intermédiaire de coups donnés par un mouton de masse

déterminée tombant d’une hauteur déterminée. Au cours de l’essai, à chaque palier de 10

cm, le nombre de coup N nécessaires pour enfoncer le train de tiges sur la longueur du

palier est enregistré. En tenant compte du poids des différents éléments du train de tiges,

on obtient alors la résistance de pointe dynamique Rd [kg/cm²].

Interprétations des résultats.

La mesure du nombre de coups (N) nécessaires pour enfoncer de 10 cm le train de tiges

permet de déterminer la résistance de pointe dynamique Rd définie comme suit :

M²H

Rd = [kg/cm²]

A.e.(M+P)

Avec M = masse du mouton de battage [kg]

H = Hauteur de chute du mouton = 50 [cm]

A = Section de la pointe = 15 [cm²]

e = enfoncement par coup = 10/N [cm]

P = masse totale du train de tiges et de l’enclume [kg]

Le professeur SANGLERAT propose de déduire de la valeur de Rd, la valeur de la

capacité portante (contrainte admissible qadm) :

qadm = Rd/20


Implantation et nivellement.

Les 4 essais au pénétromètre statique et dynamique sont repérés sur le plan

d’implantation ci-dessous.

Les côtes de niveau du terrain naturel au droit des essais ont été relevées par rapport au

niveau repère 0,00m pris à l’intersection de l’axe de la route et le prolongement du poteau

électrique.

Essai Côte en m

1 (Statique) +0,33

2 (Dynamique) +0,35

3 (Dynamique) +0,34

4 (Statique) +0,34

Niveau d’eau.

Essai Profondeur du niveau d’eau (m) (*) Profondeur d’éboulement (m) (*)

1 1,30 /

2 1,30 /

3 1,30 /

4 1,30 /

(*) par rapport au terrain naturel en place lors des essais de sol.


Caractéristiques mécaniques du sol.

- Le sol présente des caractéristiques similaires sur l’ensemble du terrain :

o Sous la couche superficielle jusqu’à une profondeur de 1,10m, le sol est

constitué d’une terre argileuse de qualité médiocre dont la capacité portante

admissible est limitée à 0,50 kg/cm².

o Sous cette couche la capacité portante augmente progressivement pour

atteindre des valeurs variant de 1,00 kg/cm² à 10,00 kg/cm² jusqu’à ce que la

capacité nominale du pénétromètre de 10T soit atteinte à une profondeur de

4,20m à 4,40m sous le terrain naturel.

o Toutefois, on peut constater une couche de qualité légèrement moindre à une

profondeur de 3,30m sur une épaisseur de 0,50m, la capacité portante atteint

des valeurs de l’ordre de 1,80kg/cm².

Conclusions.

- Ne possédant pas toutes les données définitives de l’habitation (Niveau d’assise des

fondations, portée des hourdis et de la toiture, matériaux utilisés,…) les conclusions

ci-dessous sont conservatives et établies de manière générale.

- Le système de fondation ainsi que la descente des charges sont propres à chaque

construction. Il est par conséquent nécessaire de réaliser une étude complète de

stabilité afin de dimensionner les éléments porteurs ainsi que les fondations de

l’habitation.

- Pour des données plus précises, nous restons à votre entière disposition pour tous

renseignements complémentaires.

- Une habitation de gabarit classique (2 niveaux de hourdis) pourrait être fondée en

utilisant une des 2 solutions ci-après en fonction du niveau d’assise :

o Sous la couche superficielle et hors-gel entre les niveaux -0,75m et -1,25m par

rapport au niveau repère, semelles filantes B.A., faisant également office de

poutres de raidissement longitudinal, suffisamment rigides pour limiter le taux

de travail admissible à 0,80kg/cm².

o Sous le niveau -1,25m, semelles filantes avec un taux de travail admissible

limité à 2,00 kg/cm².

- Les couches de sous-fondations étant probablement rocheuses, on veillera à asseoir

les fondations sur les couches de même compacité pour éviter les risques de désordre

dus à des tassements différentiels.


- Nous attirons l’attention sur le niveau d’eau qui se trouve à une profondeur d’environ

1,30m. Dans le cas d’une habitation avec caves, l’étanchéité ainsi que le drainage

devront être particulièrement soignés et efficaces. Les murs des caves ainsi que la

dalle de sol devront être dimensionnés de façon à reprendre les efforts dus à la

pression de l’eau.

- Les résultats donnés dans ce rapport ne sont valables qu’aux endroits des tests réalisés.

Un contrôle visuel de la nature des couches sous-jacentes aux fondations doit être

effectué lors des travaux de terrassements afin de déceler des éventuelles

hétérogénéités locales.

Habay, le 10 Août 06

ing. Nadin Franck ir. Gillet Grégory

B.N.S. Habay-la-Neuve

ES0001 06 Nadin à Habay-la-Neuve

Point 1

Profondeur

[m]

Niveau

[m]

σ'v

[kg/cm²]

qc

[kg/cm²] φu [°] C [-]

Padm 60

[kg/cm²]

0,00 0,33 0,00

0,20 0,13 0,03

0,40 -0,07 0,06 6,14 27,0 143,8 0,9

0,60 -0,27 0,10 3,18 18,2 49,6 0,4

0,80 -0,47 0,13 5,28 20,2 61,9 0,6

1,00 -0,67 0,16 24,25 30,2 227,4 2,3

1,20 -0,87 0,19 18,29 27,0 142,9 1,7

1,40 -1,07 0,21 17,33 25,8 122,6 1,5

1,60 -1,27 0,23 72,28 33,9 467,3 4,2

1,80 -1,47 0,25 50,41 31,7 300,1 3,4

2,00 -1,67 0,27 49,45 31,1 272,7 3,4

2,20 -1,87 0,29 33,42 28,3 171,7 2,6

2,40 -2,07 0,31 83,42 33,2 401,1 4,9

2,60 -2,27 0,33 134,42 35,2 607,3 6,7

2,80 -2,47 0,35 40,61 28,4 173,0 3,0

3,00 -2,67 0,37 52,56 29,8 211,9 3,8

3,20 -2,87 0,39 36,56 26,8 139,9 2,8

3,40 -3,07 0,41 73,56 31,1 267,8 4,8

3,60 -3,27 0,43 28,56 24,1 99,2 2,3

3,80 -3,47 0,45 35,70 25,6 118,5 2,8

4,00 -3,67 0,47 63,70 29,5 202,4 4,5

4,20 -3,87 0,49 53,70 28,0 163,7 3,9

Valeurs prises en compte pour les calculs:

Profondeur de la nappe phréatique = 1,3 m

Masse volumique du sol saturé = 2000 [kg/cm²]

Masse volumique du sol = 1600 [kg/cm²]

Padm = pression admissible sous semelle de 60 cm de largeur, avec coefficient de sécurité de 2

0,20

0,53

1,00

0,47

2,93

Résultat du sondage au pénétromètre statique

Fs

[kg/cm²]

0,47

0,33

0,07

3,07

8,20

0,87

0,40

0,47

4,67

1,53

0,93

1,53

0,93

0,07

25,40

Bureau d'essai de sols B.N.S. rue de la Libération 24


tél.:063/42.22.94 fax.:063/42.22.93 Résultats Page1/8



Point 2 Point 3

Profondeur

[m]

Niveau

[m]

Nbre de

coups

Rd

[kg/cm²]

Qadm

[kg/cm²]

Profondeur

[m]

Niveau

[m]

Nbre de

coups

Rd

[kg/cm²]

Qadm

[kg/cm²]

0,00 0,35 0,00 0,34

0,10 0,25 1,50 11,90 0,60 0,10 0,24 1,50 11,90 0,60

0,20 0,15 1,50 11,90 0,60 0,20 0,14 1,50 11,90 0,60

0,30 0,05 1,00 7,94 0,40 0,30 0,04 1,00 7,94 0,40

0,40 -0,05 0,50 3,41 0,17 0,40 -0,06 1,00 6,82 0,34

0,50 -0,15 1,50 10,23 0,51 0,50 -0,16 0,30 2,05 0,10

0,60 -0,25 1,00 6,82 0,34 0,60 -0,26 0,30 2,05 0,10

0,70 -0,35 1,00 6,82 0,34 0,70 -0,36 0,30 2,05 0,10

0,80 -0,45 2,50 17,05 0,85 0,80 -0,46 1,50 10,23 0,51

0,90 -0,55 2,50 17,05 0,85 0,90 -0,56 1,50 10,23 0,51

1,00 -0,65 2,00 13,64 0,68 1,00 -0,66 2,00 13,64 0,68

1,10 -0,75 2,00 13,64 0,68 1,10 -0,76 3,00 20,45 1,02

1,20 -0,85 3,00 20,45 1,02 1,20 -0,86 4,00 27,27 1,36

1,30 -0,95 3,00 20,45 1,02 1,30 -0,96 4,00 27,27 1,36

1,40 -1,05 3,00 17,93 0,90 1,40 -1,06 4,50 26,89 1,34

1,50 -1,15 4,00 23,90 1,20 1,50 -1,16 4,50 26,89 1,34

1,60 -1,25 7,00 41,83 2,09 1,60 -1,26 7,00 41,83 2,09

1,70 -1,35 13,00 77,69 3,88 1,70 -1,36 7,00 41,83 2,09

1,80 -1,45 15,00 89,64 4,48 1,80 -1,46 14,00 83,67 4,18

1,90 -1,55 9,00 53,78 2,69 1,90 -1,56 13,00 77,69 3,88

2,00 -1,65 8,00 47,81 2,39 2,00 -1,66 11,00 65,74 3,29

2,10 -1,75 7,00 41,83 2,09 2,10 -1,76 11,00 65,74 3,29

2,20 -1,85 9,00 53,78 2,69 2,20 -1,86 13,00 77,69 3,88

2,30 -1,95 10,00 59,76 2,99 2,30 -1,96 14,00 83,67 4,18

2,40 -2,05 9,00 47,87 2,39 2,40 -2,06 14,00 74,47 3,72

2,50 -2,15 24,00 127,66 6,38 2,50 -2,16 27,00 143,62 7,18

2,60 -2,25 24,00 127,66 6,38 2,60 -2,26 33,00 175,53 8,78

2,70 -2,35 18,00 95,74 4,79 2,70 -2,36 18,00 95,74 4,79

2,80 -2,45 11,00 58,51 2,93 2,80 -2,46 18,00 95,74 4,79

2,90 -2,55 12,00 63,83 3,19 2,90 -2,56 11,00 58,51 2,93

3,00 -2,65 15,00 79,79 3,99 3,00 -2,66 16,00 85,11 4,26

3,10 -2,75 20,00 106,38 5,32 3,10 -2,76 22,00 117,02 5,85

3,20 -2,85 11,00 58,51 2,93 3,20 -2,86 13,00 69,15 3,46

3,30 -2,95 8,00 42,55 2,13 3,30 -2,96 12,00 63,83 3,19

3,40 -3,05 9,00 43,13 2,16 3,40 -3,06 11,00 52,72 2,64

3,50 -3,15 7,00 33,55 1,68 3,50 -3,16 9,00 43,13 2,16

3,60 -3,25 7,00 33,55 1,68 3,60 -3,26 12,00 57,51 2,88

3,70 -3,35 7,00 33,55 1,68 3,70 -3,36 9,00 43,13 2,16

3,80 -3,45 8,00 38,34 1,92 3,80 -3,46 10,00 47,92 2,40

3,90 -3,55 20,00 95,85 4,79 3,90 -3,56 12,00 57,51 2,88

4,00 -3,65 23,00 110,22 5,51 4,00 -3,66 30,00 143,77 7,19

4,10 -3,75 20,00 95,85 4,79 4,10 -3,76 33,00 158,15 7,91

4,20 -3,85 15,00 71,88 3,59 4,20 -3,86 21,00 100,64 5,03

4,30 -3,95 32,00 153,35 7,67 4,30 -3,96 60,00 287,54 14,38

4,40 -4,05 100,00 436,05 21,80

Résultat du sondage au pénétromètre dynamique






Point 4

Profondeur

[m]

Niveau

[m]

σ'v

[kg/cm²]

qc

[kg/cm²] φu [°] C [-]

Padm, 60

[kg/cm²]

0,00 0,34 0,00

0,20 0,14 0,03

0,40 -0,06 0,06 4,14 23,9 97,0 0,6

0,60 -0,26 0,10 8,18 26,1 127,8 1,0

0,80 -0,46 0,13 8,28 23,9 97,0 0,9

1,00 -0,66 0,16 10,25 23,9 96,1 1,0

1,20 -0,86 0,19 14,29 25,1 111,7 1,4

1,40 -1,06 0,21 15,33 24,9 108,5 1,3

1,60 -1,26 0,23 78,28 34,3 506,1 4,4

1,80 -1,46 0,25 34,41 29,5 204,8 2,6

2,00 -1,66 0,27 42,45 30,3 234,1 3,1

2,20 -1,86 0,29 64,42 32,2 330,9 4,1

2,40 -2,06 0,31 47,42 30,2 228,0 3,4

2,60 -2,26 0,33 150,42 35,7 679,6 7,2

2,80 -2,46 0,35 37,61 27,8 160,3 2,8

3,00 -2,66 0,37 69,56 31,3 280,5 4,5

3,20 -2,86 0,39 45,56 28,4 174,3 3,4

3,40 -3,06 0,41 44,56 27,9 162,2 3,3

3,60 -3,26 0,43 24,56 22,9 85,3 2,0

3,80 -3,46 0,45 37,70 26,0 125,1 2,9

4,00 -3,66 0,47 194,70 35,3 618,8 9,2

4,20 -3,86 0,49 336,70 37,7 1026,5 13,1

4,40 -4,06 0,51 536,70 39,6 1572,4 17,7

Valeurs prises en compte pour les calculs:

Profondeur de la nappe phréatique = 1,3 m

Masse volumique du sol saturé = 2000 [kg/cm²]

Masse volumique du sol = 1600 [kg/cm²]

Padm = pression admissible sous semelle de 60 cm de largeur, avec coefficient de sécurité de 2

0,07

Résultat du sondage au pénétromètre statique

Fs

[kg/cm²]

1,07

0,80

1,87

1,47

0,00

0,33

0,47

0,80

1,00

1,93

0,20

1,07

1,33

3,33

1,67

3,13

0,20

6,13

4,27

10,73






Matériel utilisé :

Pénétromètre d'une capacité de 10 [T]

Section de la pointe : 10 [cm²]

Section des tubes-allonges : 10 [cm²] 1,30

Observations dans le trou de sondage

Profondeur d'éboulement [m]

Profondeur du niveau d'eau [m]

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

3,20

3,40

3,60

3,80

4,00

4,20

qc [kg/cm²]

Pro

fon

de

ur

[m]

Essai de pénétration statiquePoint 1








Section de la pointe : 10 [cm²]

Section des tubes-allonges : 10 [cm²]


Masse du mouton : 30 [kg]

Section de la pointe : 15 [cm²] Profondeur d'éboulement [m]

Section des tubes-allonges : 8 [cm²] Profondeur du niveau d'eau [m] 1,30


0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4

4,2

4,4

qadm [kg/cm²]

Pro

fon

de

ur

[m]

Essai de pénétration dynamique DPMPoint 2







Masse du mouton : 30 [kg]




0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

3,20

3,40

3,60

3,80

4,00

4,20

qadm [kg/cm²]

Pro

fon

de

ur

[m]

Essai de pénétration dynamique DPMPoint 3











0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

3,20

3,40

3,60

3,80

4,00

4,20

4,40

qc [kg/cm²]

Pro

fon

de

ur

[m]

Essai de pénétration statiquePoint 4






0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

-4,00-3,00-2,00-1,000,001,00

qa

dm

[k

g/c

m²]

Niveaux[m]

Comparaison des différents points

Point 1 Statique Point 2 Point 3 Point 4 Statique




be 0874.970 - bgns | essais de sol | stabilité des … · l’essai dynamique consiste à enfoncer...

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