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CONSEIL GENERAL CROIX - NORD

EXTENSION DU C . E . S . BORIS VIAN CONSTRUCTION D'UN BATIMENT R+l

EXAMEN GEOTECHNIQUE DES SOLS DE FONDATION AU STADE DE L'AVANT PROJET

J.C. PINTE

Rapport BRGM 33231 NPC 4S 91 NON PUBLIC

B R G M - N O R D - PAS-DE-CALAIS Fori de Lezennes - 59260 Lezennes, France Tél.! (33} 20.91.38.19 - Télécopieur : (33) 20.05.54.87

Conseil Général Août 1991

CONSEIL GENERAL

CROIX - NORD

EXTENSION DU C.E.S. BORIS VIAN

CONSTRUCTION D'UN BATIMENT R+l

EXAMEN GEOTECHNIQUE DES SOLS DE FONDATION

AU STADE DE L'AVANT PROJET

RESUME

Le Conseil Général a confié au BRGM Nord Picardie le pilotage, le

suivi et l'exploitation des reconnaissances de sols effectuées par

l'entreprise Pontignac dans le cadre de l'examen géotechnique des sols

de fondations de l'extension du C.E.S. Boris Vian de Croix (59).

Ces reconnaissances permettent de conclure sur la possibilité de

mettre en oeuvre un système de fondation superficiel sur le site sous

réserve de quelques précautions quant à l'adaptation des dimensions de

semelles et des contraintes qu'elles supporteront à l'ELS afin

d'homogénéiser les tassements absolus.

Les tassements absolus calculés dans le cadre de cette étude sont

peu élevés ; nous avons demandé qu'ils soient vérifiés une fois tous les

renseignements sur la structure acquis, intensité et distribution des

descentes de charges notamment.

Une solution dallage sur terre-plein est envisageable sous réserve

de charge faible et d'un contrôle du module par essai de plaque de type

Westergaard.

10 pages 4 annexes

BRGM NORD PAS DE CALAIS R 33231 NPC 4S 91

Conseil Général 2 Août 1991

SOMMAIRE

1 - INTRODUCTION 3

2 - TRAVAUX DE RECONNAISSANCE 4

2-1 Géologie et piézométrie du site 4

2-2 Essais de pénétration statique 5

2-3 Essais pressiométriques 6

3 - SYNTHESE GEOTECHNIQUE 7

3-1 Fondations superficielles 7

3-2 Dallage 9

3-3 Points particuliers 9

4 - CONCLUSION 10

ANNEXES

I Plan de situation générale du projet

II Plan d'implantation des reconnaissances

III Diagrammes de pénétration statique (3)

IV Diagrammes pressiométriques (2)



CONSEIL GENERAL

CROIX - NORD

EXTENSION DU C.E.S. BORIS VIAN

CONSTRUCTION D'UN BATIMENT R+l

EXAMEN GEOTECHNIQUE DES SOLS DE FONDATION

AU STADE DE L'AVANT PROJET

1 - INTRODUCTION

Le Conseil Général, Direction de l'Enseignement, a confié au BRGM

Nord Pas de Calais le pilotage, le suivi et l'exploitation des

reconnaissances de sols dans le cadre de l'extension du C.E.S. Boris Vian de

Croix (Nord).

Le bâtiment projeté possède deux niveaux ; le plancher bas est

prévu en dallage sur terre plein; les descentes de charges ne sont pas

connues ; nous les avons estimées afin d'avancer le calcul le plus loin

possible.

Dans l'optique de l'étude d'un mode de fondation superficiel ou

semi-profond nous avons demandé à l'entreprise Pontignac de réaliser

deux sondages pressiométriques de 7 mètres de profondeur et trois essais

de pénétration statique de même profondeur.

Le commentaire des reconnaissances, l'exploitation des résultats

d'essais et les conclusions que nous pouvons en tirer quant au

dimensionnement des fondations de l'ouvrage font l'objet du présent

rapport et de ses annexes. On trouvera en annexe I le plan de situation

générale du projet.

BRGM NORD PAS DE CALAIS R 33231 NPC AS 91


2 - TRAVAUX DE RECONNAISSANCE - RESULTATS OBTENUS

En annexe II nous donnons le plan d'implantation des sondages

réalisés pour la reconnaissance géologique et géotechnique.

Les travaux de sondages se sont déroulés les 16 et 17 juillet 1991.

On trouvera en annexe III les diagrammes de pénétration statique et

en annexe IV les diagrammes pressiométriques PRl et PR2.

2-1 Géologie et piézométrie du site

L'examen documentaire que nous avions réalisé préalablement à cette

étude nous avait montré que le substratum du site, l'Argile des

Flandres, se rencontrait vers 5/8 m de profondeur ; elle est surmontée

de formations superficielles silteuses dont les tendances secondaires

peuvent varier de sableuses à argileuses.

Les sondages pressiométriques ont été entrepris à la tarière

jusqu'au niveau de la nappe puis en rotation injection au delà. Nous ne

disposons d'une coupe géologique que jusqu'à 3/4 m de profondeur ;

celle-ci confirme d'ailleurs la nature silteuse de tête.

Au delà de 3/4 m l'injection ne permet pas d'obtenir une coupe

précise, mais donne une indication sur la nature et la couleur des

matériaux rencontrés. Dans notre cas il ne semble pas que nous ayons

atteint le substratum, sauf peut être au PR2 à partir de 6.00 m.

Lors des sondages le niveau d'eau non stabilisé a été rencontré

entre 3.00 et 3.50 m de profondeur ; cette nappe peu profonde et peu

puissante est sujette à de faibles fluctuations ; les suivis qui ont été

réalisés de manière assez continue montre que les fluctuations sont de

l'ordre de 0.50 à 0.70 m ; il faudra en tenir compte pour le projet.



L'ensemble des reconnaissances a fait l'objet d'un nivellement

relatif dont le niveau 0.00 est repéré sur le plan de l'annexe II ; nous

avons relevé les altitudes suivantes:

PR1

PR2

PI

P2

P3

+ 0.16 m

+ 0.45 m

- 0.04 m

+ 0.24 m

+ 0.46 m

Le niveau 0.00 du bâtiment n'est pas connu ; il y aura lieu de

vérifier la compatibilité des niveaux de fondation examinés ci-après

avec l'altimétrie du projet.

2-2 Essais de pénétration statique

Les diagrammes de pénétration statique de l'annexe III donnent en

fonction de la profondeur:

- q , résistance de pointe à la rupture en MPa et

- FI, frottement latéral total en kN.

Les pénétrogrammes sont homogènes ; ils montrent, en tête, la

présence de remblais sur 0.50 à 1.00 m par une q de 3 à 5 MPa (sauf au

P2 où il ne semble pas y en avoir) ; au delà la resistance de pointe

oscille autour de 2 MPa pour un frottement latéral croissant lentement.

On peut remarquer aux Pi et P3 une chute de q vers 4.00/4.50 m de

profondeur, chute que l'on observera également sur les pressiogrammes ;

après cette chute, un pic de 5 MPa pourrait signifier la rencontre de la

base des formations superficielles.



2-3 Essais pressiométriques

Les diagrammes pressiométriques de l'annexe IV donnent en fonction

de la profondeur:

- PI, pression limite en MPa,

- E, module pressiométrique en MPa,

- E/Pl, rapport donnant une appréciation de la consolidation

du sol testé.

Les résultats des deux sondages sont semblables ; on remarque :

- de 0.00 à 3.00 m de profondeur la pression limite

varie entre 0.3 et 0.4 MPa tandis que le module varie lui

entre 2.7 et 3.8 MPa. le rapport E/Pl vaut 7 à 9 indiquant

une légère sous consolidation des silts ;

- à partir de 4.00 m les diagrammes chutent sur 1 à 2 m ;

PI et E valent alors respectivement 0.15/0.20 MPa et

l.l/1.6MPa ; cette chute peut être attibuable à la rencontre

de la nappe ;

- au delà de cette chute les caractéristiques pressiométriques

reprennent des valeurs du même ordre de grandeur que dans

les trois premiers mètres.



3 - SYNTHESE GEOTECHNTQUE

Ce chapitre rend compte de l'application au projet des résultats

obtenus lors de la campagne de reconnaissance.

Les charges ne nous ayant pas été fournies, nous avons procédé à un

calcul suffisamment large pour répondre aux cas usuels de ce type de

bâtiment.

Enfin, en l'absence de niveau 0.00, nous avons considéré que

celui-ci était en concordance avec celui des reconnaissances et nous

avons étudié de ce fait une assise hors gel vers -0.80 m.

3-1 Fondations superficielles

A partir des résultats pressiométriques nous avons calculé la

contrainte ultime q au sens du D.T.U. 13.12 "Règles pour le calcul des

fondations superficielles" de mars 1988 pour des semelles carrées

isolées et une semelle filante assise dans le terrain naturel (silt

beige) sous les remblais à la profondeur minimale de mise hors gel.

Nous donnons dans le tableau ci-dessous là contrainte ultime q en ^u

mégapascal en fonction de la semelle et pour le pressiomètre

correspondant.

Dimension

de la semelle

1.00 x 1.00

1.00 filante

2.00 x 2.00

Pressiomètre

PR1

0.37

0.34

0.30

PR2

0.37

0.34

0.29



Nous rappelons que la contrainte de calcul maximale ne peut

dépasser la valeur de q /2 ; nous donnons dans le tableau ci-dessous

quelques valeurs de tassements absolus, s, sous une contrainte de q /3,

valeur approchée de l'état limite de service. Ces valeurs seront à

vérifier par le bureau d'études en fonction des descentes de charges ELS

réelles .

Dimension de la semelle

1.00 x 1.00

1.00 filante

2.00 x 2.00

1.00 x 1.00

1.00 filante

2.00 x 2.00

N° PR

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1

1

2

2

2

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0.12

0.12

0.10

0.12

0.12

0.10

s en cm

1.1

1.2

1.2

0.9

1.3

1.1

Les tassements absolus calculés paraissent assez homogènes malgré

la variation de dimension des semelles ; ces valeurs approximatives

devront être vérifiées en fonction des descentes de charges ELS réelles

calculées par le bureau d'études ; on pourra déduire le tassement absolu

de ceux donnés ci-dessus pour une contrainte ELS plus faible par une

simple règle de trois comme suit:

^r S = -- X S

r t qt

avec : q et s les valeurs du tableau ci-dessus et

q et s les nouvelles valeurs, q < q /3 ^r r r u

Si ces caractéristiques de semelle ne permettaient pas de reprendre

les efforts amenés par le bâtiment, il faudrait alors avoir recours à

des fondations profondes ; les sols ne s'améliorant pas avec la

profondeur, nous ne pouvons pas envisager des fondations semi-profondes

de type puits.



3-2 Dallage

Les charges à attendre sur le plancher RdC ne devant pas être de

très forte intensité, il pourra être réalisé en dallage sur terre-plein.

On veillera à la mise en place d'une couche de forme de bonne

qualité d'épaisseur minimale réglementaire si elle est compatible avec

le niveau 0.00 fini réel et les épaisseurs de remblais ; elle reposera

sur un géotextile anticontaminant. La couche de forme devra être testée

par essai Westergaard afin de permettre le dimensionnement du dallage.

3-3 Points particuliers

Nous avons remarqué que le tassement des fondations n'était pas

négligeable ; en évitant les éléments portés fragiles et les revêtements

de sols craignant la fissuration, le fait d'homogénéiser le tassement

absolu en jouant sur la dimension des semelles et la contrainte ELS

devrait suffire à éviter tout désordre dans la structure suite au

tassement différentiel.

En fonction de l'intensité des descentes de charges inclinées ou

excentrées, la contrainte de calcul devra être minorée conformément aux

règles du DTU 13-12.

Le creusement des fouilles des semelles devra être réalisé avec

soin de manière à éviter les sols remaniés en fond de fouille ; un béton

de propreté les protégera des intempéries.

les travaux de fondation et de dallage devront respecter les

dernières règles professionnelles édictées.



4 - CONCLUSION

L'examen des reconnaissances réalisées dans le cadre de l'étude de

sols relative à l'extension du C.E.S. Boris Vian de Croix qui nous a été

confiée par le Conseil Général permet de conclure sur la possibilité de

mettre en oeuvre un système de fondation superficiel sur ce site sous

réserve de quelques précautions que l'on trouvera dans le chapitre

précédent. Les caractéristiques mécaniques des sols ne s'améliorant pas

avec la profondeur, il n'est pas envisageable de prévoir des fondations

semi-profondes.

Les tassements absolus calculés dans le cadre de cette étude sont

peu élevés ; ils devront faire l'objet d'une vérification après recalcul

des descentes de charges ELS par le bureau d'études ; on recherchera à

les rendres homogènes.

Un dallage sur terre-plein pourra être réalisé en plancher RdC ; il

sera néanmoins posé sur une forme d'épaisseur minimale réglementaire

elle même reposant sur le terrain naturel par l'intermédiaire d'un

géotextile anticontaminant. La forme fera l'objet d'un contóle du module

par essai de plaque de type Westergaard.

Nous restons à la disposition du Maître d'Ouvrage pour lui fournir

tout renseignement complémentaire qu'il pourrait souhaiter au sujet de

cette étude ainsi que pour l'assister dans la poursuite de son projet

vu par J. RIC0UR rédigé par J.C. PINTE

Directeur du BRGM Responsable du Service Géotechnique

Nord Picardie du BRGM Nord Picardie


ANNEXES

B.R.G.M. Nord Pas de Calais Fort de lezennes 59260 LEZENNES tel:20 91 38 19 fax:20 05 54 87

Annexe I


EXTENSION DU CES BORIS VIAN CONSTRUCTION D'UN BATIMENT R+l


PLAN DE SITUATION GENERALE

échelle 1/25000


B.R.G.M. Nord Pas de Calais Annexe II Fort de lezennes 59260 LEZENNES tel:20 91 38 19 fax:20 05 54 87


EXTENSION DU LYCEE BORIS VIAN CONSTRUCTION D'UN BATIMENT R+l


PLAN D'IMPLANTATION DES RECONNAISSANCES

P4

JHL Essai de pénétration statique

P r 3 Sondage pressiométrique


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s

PI

- 0,04

Prl + 0,16 m

+ 0,46 m

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B.R.G.M. Nord Pas de Calais Annexe III Fort de lezennes 59260 LEZENNES tel:20 91 38 19 fax:20 05 54 87




DIAGRAMMES PENETROMETRIQUES


Pontignac sari

40 rue Emile Basly

59410 ANZIN Tel 71 46 90 15

27 27 22 80

CROIX - 59 rue Romain Rolland

CONSEIL GENERAL - Département du Norc Collège Boris VIAN-Construction d'un R+

Annexe

PI 16/07/91

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1.2 4.8 1.6 7 2.4 2 1.6 2.4 1.2 3 3.4 6.4 2 2.2

mètres Nota : 1 Méga Pascal (MPa) = 10 bars

Pontignac s a r i

40 rue Emile Basly 59410 ANZIN Tel 27 46 90 15

27 27 22 80



Annexe

P2 16/07/91

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1.6 2.2 2.2 2.6 2.2 2.2 1.6

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1.6

2

1.6

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metres Nota : 1 Méga Pascal (MPa) = 10 bars

Pontïgnac sari

40 rue Emile Basly 59410 ANZIN Tel ?7 46 90 15

27 27 22 80



Annexe

P3 16/07/91

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metres Nota : 1 Méga Pascal (MPa) = 10 bars

B.R.G.M. Nord Pas de Calais Annexe IV Fort de lezennes 59260 LEZENNES tel:20 91 38 19 fax:20 05 54 87




DIAGRAMMES PRESSIOMETRIQUES


Pontignac s a r i

40 rue Emile Basly 59410 AN2IN Tel 77 46 90 15

27 27 22 80

CROIX - 59 rue R o m a i n Rolland

CONSEIL GENERAL-Département du Nord Collège Boris VIAN-Construction d'un R+

Annexe

Pr1 17 /07 /91

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Sol sablonneux

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mètres N i v e a u d 'eau : 3 . 0 0 m è t r e s (non stabilisé)

Pontignac s a r i

40 rue Emile Basly 59410 ANZIN Tel 71 46 qo 15

27 27 22 80


CONSEIL GENERAL-Département du Nord Collège Boris VIAN-Construction d'un R+

A r . n p x p

Pr2 17/07/91

©GÜIBASÍE [P^E§gö©lnlET^Ö©[yJE W%

Module de déformation E en MPa

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Sol sablonneux

Injection couleur beige-verdâtre Sol argileux

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m e t r e s Niveau d'eau : 3 .50 metres (non stabilisé)

R33231 NPC 4S 91

brgm rinfoterre.brgm.fr/rapports/rr-33231-fr.pdf · dans l'optique de l'étude d'un...

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