technologie de construction i

PARTIE ATRAVAUX DES TERRASSEMENTS

ET DES FONDATIONS

1

Chapitre ITERRASSEMENTS

1.1 Définition, Fonction :_ Définition :

On désigne par terrassements les opérations consistant à creuser, déplacer ou transporter des terres ; ce sont les travaux destinés à modifier la forme naturelle du terrain. Cette modification est réalisée par l’exécution de déblais et des remblais

_ Fonction :Les opérations élémentaires de terrassements comportent principalement :

La fouille ou l’extraction des déblais. Le chargement de ces déblais dans les véhicules de transport. Le transport. La reprise ou la mise en remblais ou en dépôt.

_ Les travaux de terrassements sont précédés par les opérations suivantes : Sondage : études géotechniques chaque fois que la qualité du terrain

n’est pas connue. Relevés des diverses canalisations existantes. Implantations et piquetage destiné à matérialiser les mouvements de

terres en fonction des nivellements définitifs.Terrain naturel

Bas Haut Bas Haut

Talus remblais

Route

Talus déblais

2

_ Les terrassements constituent les travaux de préparation pour : L’établissement de la plate –forme de réception de la construction. L’exécution de fondations. La mise en place des réseaux enterrés. La constitution de déblais et de remblais pour les ouvrages annexes

au bâtiment tel que les travaux de voirie.

Déblais

H HRemblais

B

Pente de talus : tgφ=

1.2 Caractéristiques des terrains de terrassement

1.2.1 Classification des terrains :_ Les terrains faisant l’objet de terrassements sont classés selon les

difficultés Les terrains ordinaires : les terres végétables , sables meubles,

gravois, les remblais de formation récente. Les terrains argileux ou caillouteux. Les terrains compacts. Les roches pouvant être attaquées au pic ou à la pioche. Les roches dures exploitables. Les roches très dures.

_ Dans la pratique professionnelle, on réduit la classification précédente à deux grandes catégories :

Les terrains meubles : comprenant les terrains légers, ordinaires, lourds ; très lourds. Ces sols peuvent s’exploiter à la pioche(I-IV type).

Les terrains rocheux : comprenant les roches tenders, demi-dures, dures, très dures. Ces terrains nécessitent l’usage de marteaux, de rippers ou d’explosifs(V-XI type).

3

_ On peut distinguer encore selon l’humidité du terrain :

1 Terrain sec : Humidité W≤ 5%.2 Terrain humide : Humidité W≤ 30%.3 Terrain mouillé : Humidité W>30%.

Humidité= (Poids de l’eau)/ (Poids de terre sec) (en %)

1.2.2 Talus du terrain :

Pente de talus : tgφ=

H

B

?

? = angle des talus naturel

H=1

? = 45°B=1

Terrain croulant, environ de 45°

H

B

f

f = angle des talus naturel

H=1

f = 45°B=1

2

1

3

1

Terrain très compact,environ de 70°

Terrain tendre,résistace environ 45°

2

3

Terrain mauvais, talusautoroute environ 45°

Fondation d'un chemin de gruePente minimal: 1/1

4

La fouille est étayée (blindée) si ces valeurs sont dépassées. Ces pentes

peuvent être défavorablement influencées par divers facteur : d’eau contenu

dans la sol, vibration d’engins, charges à proximité des fouilles.

1.2.3 Foisonnement :

Le foisonnement est une augmentation du volume des terres dues à

l’ameublissement provoqué lors de l’exécution de la fouille

V

V'

V'>V ou V'= V(1+1M) ouV'= V(1+coef. de foisonnement)

B'

B

H

H'

Tassementdes remblais

5

Foisonnement et tassement

1.2. Fouilles

1.2.1. Fouilles en terrain ordinaire sans blindage:

C’est le cas le plus simple : Il consiste à tailler le terrain suivant les dimensions des massifs de fondation.

Poteau

Redan d'au moins0,1 m

Semelle en béton

6

Terrain quelconque

f

Banquette de sécurité

0,2 - 0,5 m

Angle deglissement

Si la pronfondeur de la fouille dépasse de 4 à 5m, il faut prévoir tous les deux à 3m un redan d’au moins 10 cm de largeur afin d’éviter tout éboulement.

Si les terrains ne sont pas assez consistant et que d’éboulements soient à craindre, on pourra avoir avantage à procéder par fouilles ouvertes en talus. L’onclinaison du talus sera déterminée par la nature du terrain.

1.2.2. Blindage de fouilles (ou Etayages) :

Lorsque la fouille est profonde, le terrain à traverser au sol d’assise est peu consistant et l’inclinaison du talus à prévoir étant grande, conduira à un prix de revient coutueux, il est nécessaire d’étayer les terres pour prévenir les éboulements et les risques d’accidents. On distingue le boisage. Les boisage peuvent être horizontaux ou verticaux, jointif ou non jointif.

Il faut boiser au fur et à mesure de l’avancement des fouilles avec le matériel en bon état et en qualité suffisante, livré à temps sur le chantier.

Blindage horizontal: Les planches constituant le blindage sont disposes horizontalement lorsque le terrain est assez consistant pour se tenir sur la hauteur d’une planche.

7

cadre ? 5cm

Etais 7x18cm

Etrésillon ? >10cm

Planches

>

f

Angle de glissement

Etais

Non - jointif

Jointif

Blindage vertical: Les planches constituant le blindage sont disposées verticalement lorsque le terrain est peu cohérent et humide.

Les planches d’environ 2m de longueur sont posées à l’avancement et doivent pénétrer d’au moins 30 cm sous le niveau du fond de la fouille.

8

40 cm

coin de calage

Etrésillon

Longrine

9

Etresillon

Suspente

Planche

Porteur

Longrine

Coin

Calage

Matériaux utilizes pour les blindages.

Le blindage se fait au moyen de planches de 3,4 à 5 cm d’espaisseur et 22 à 25 cm de larger. Elles sont maintenus par des étais verticaux d’au moins 7 x 18 cm espacés par le terrain. Les planches sont calées par un coin. Les estais peuvent eetre constitutes par de fer en I espacé de 2 à 2,5 m, enfoncés de 1 à 1,5 m au minimum sous le niveau du fond de la fouille.

e

coin cloue

Planchere=3,4 à 5 cm

1.3 Venu d’eau

1.3.1 généralites

Les constructions présentant plusieur niveaux de sous-sols ont souvent leur fondation, voire des niveaux d’infrastructure, situées dans les terrains aquifers. La fouille devra donc eetre mise hors d’eau pour permettre une resalisation correte, avec les moyens usuels, de ces ouvrages.

Cette operation peut être réalisée des plusieurs facons, la mesthode adoptée dépendant de la nature du terrain et de la quantité d’eau à évacuer.

10

Boisage vertical non jointif Boisage vertical jointif

1.3.2 Venu d’eau uniquement accidentelle due à l’intempérie ( pas de nappe aquifer )

On realize un simple drainage par des rigoles au fond de fouille qui convergent vers en puisard. L’eau s’évacue par gravité dans les vides du sol. Des rigoles en crête de fouille recueillent les eaux de ruissellement extérieures et les évacuent suffisamment loin de la fouille.

1m

1m

Terrassement

Puisard Rigole

Drainage en fond de fouilleSi est nécessaire,réaliser un épuissement direct

1.3.3 Fond de fouille sous le niveau de la nappe phréatique

Il faut donc continuellement évacuer l’eau en provenance de la nappe, en réalisant un rebattement de nappe.

a. Assèchement de la fouille a l’aide d’un fosse

l’eau recueillie dans un fossé en fond de fouille, est collectée dans un puisard sur-creuse de 0,5 à 1 m, puis evacuee par pompage.

Cette méthode simple est utilisée pour des fouilles de faibles profondeurs (3 à 4m). en effet, les parois étant saturées d’eau, les caractéristiques du sol s’en trouvent affectées.

11

PompagePosition initiale de lanappe acquifère

Position apr?sl'évacuation de l'eau

Rigole

3-4

m

Fouille en talus

Fouille en exécution


Nappe aquifère initiale

Blindage

Pompage


Il faut donc la pente des talus soit plus failble que si le terrain était sec. le fond de fouille sonstamment humide gêne le travail du personnel.

Le fonctionnement des pompes est généralement automatique, au moyen de contacteur commandé par flotteurs.

Le pompage ne doit pas entrainer les éléments fins du terrain, afin d’éviter la production de vide derrières et les blindages de la fouille et des éboulements.

12

b. Rabattement de nappe.

Il s’effectue par pompage a l’intérieur d’éléments filtrants,

Avantage

-Stabilité du fond de fouille et des talus.

-Pente plus importante qu’un terrain sec

-Fond de fouille sèche, sous entrainement de matériaux.

Domaine d’emploi

-La perméabilité horizontale du sol est comprise entre 10-2-10-6 m/s

-Le terrain est faiblement hétérogène

-Le rabattement est inférieur à 30m

-La hauteur d’eau après rabattement est de ¼-1/6 de la hauteur d’eau avant rabattement.

-Débit global jusqu’à 3m3/s

c. Résea des pointes filtrantes (Ф = 50 à 80 mm) Mise en oeuvre :

Elles sont enfoncées dans le sol par lançage , c’est-à-dire par injection d’eau sous pression à la base de la pointe munie d’un clapet. La pointe pénétrée au fur et à mesure de l’évacualation et de l’extraction du terrain par le courant de l’eau. Les pointes sont reliées entre elles par un collecteur relié a une pompe sous vide.L’eau ét aspirée en bas du tube, dans une partie de crépine (sur envion 1m à partir de la base du tube ), ce qui a pour effet de fermer la clapet. Elle chemine ensuite dans pointe. La hauteur d’aspiration est d’envion 8m et on peut alors espérer rabattement de 6,50m. Si la hauteur à rabattre est supérieure, il faut implanter les pointes plusieurs étages. Le débit unitaire est de l’ordre de 0,15 l/s pour une pointe.

13

1b

1c

Terrain peu perméable (K1)

1è rabattement

K2 > K1

Terrain très perméable (K2)

2è série de puits

1è série de puits

K1

K2

K2 < K1

15

Utilisation préconisée : Pour des sols perméables ( graviers, sables grossiers), le nombre des pointe devient très vite important. On utilise donc ce procédé pour des sols de perméabilité moyenne à faible dans lesquels le lançage est possible: sable fin ou

sableux, ayant un coeficient perméabilité compris entre → m/s.

d. Puits filtrants.

Prise de courant

Sable filtre

Tout venant

Colonne plein

Colonne d'exhaure

Colonne crépinée

Pompe

Moteur

A

A

Vue en plan Coupe A-A

Nappe avant "rabattement"

Nappe apres "rabattement"

16

Mise en oeuvre:

Une crépine est un outil de pompage sont descendus dans un puits foré au

préalable Φ400 à 600 mm). Entre le tube de crépine Φ150 à 350 mm) et le

forage, un massif filtrant (gravier) est constitué. Les puits sont espacés de quelques

mètré jusqu’à une cinquantaine de mètres et leur profondeur varie entre 10 et 50m.

les pompes, généralement immergées au-delà de 6m d’aspiration évacuent 1,5 à 110

l/s (débit d’exhaure: 5 à 400 m3/s)

Utilisation préconisée:

Cette méthode est utilisée quand on a des grands débits à évacuer, pour des

sols de forte perméabilié (Kh compris entre 10-2 à 10-4 m/s): gravier,sable.

Le pompage est interrompu dès que la construction est suffisamment avancée

pour équilibrer les poussées dues à l’eau.

e.remarque:

si les solutions précédentes sont inadaptées:

Il faut isoler la fouille en créant une barrière étanches (parois moulées…)

Les couches de faible perméabilités:jouent le rôle de couche étanches vis-

à-vis des autres (rapport des perméabilités)

-si le fond de fouille se trouve dans le sable fin, il faut prévoir un rabattement

complémentaire et indépendant. De plus, cette couche ne sera plus atteinte

qu’à l’abri d’un écran étanche.(Figure 1 c)

- dans le cas contraire, il suffit de rabattre la nappe dans les graviers pour tout

assécher.(Figure 1 b)

17

1.4. Cacul des volumes des terrains1.4.1 C alcul des trous de fondation

V1 V1

V1

V1

V3 V3

V2

V2

V4

H

a

b

c

d

Pour calculer le volume de ce prisme, on doit diviser ce prisme en 9

parties, c’est-à-dire en 9pièces différentes, entre elles,4 pièces de mêmes

volumes V1 (4 pièces), V2 (2 pièces), V3 (2 pièces), V4 (1 pièce).

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d-b2

a

H V2

d-b2

c-a2

V1

H

V4

H

V3

c-a2

b

a

a,b: Longueur et largeur de la fondation de trou respectivement

c,d: Longueur et largeur de la surface supérieure de trou respectivement

H: profonddeur de trou

Le volume total de ce prisme sera:

Ou bien (1)

1.4.2 Calcul de volume des longs ouvrages en terrain (remblais)

Le volume du mouvement de terre (terrassement) peut être calculé en

utilisant Le moyen des sections extrêmes ou par la formule du prismoide :

19

B'

c'

A'

d'

h2h1 f 1

Hm

Fm

a

c

b

d

h3 h4

b

Vnm1 m2

m2m1

f 1

m1=m2

Pente =tgφ= et

De point A (du trapèze ABCD),on applique une coupe verticale au long du

prismoide, c’est-à-dire cette coupe est parallèle avec DD’ . De même façons, on

fait l’autre coupe commençant de B. Ce prismoide est divisé en 3 parties

différentes.

Maitenant on va calculer le volume selon les méthodes suivantes.

a. Formule du moyen des sections extrêmes :

Va = (F1 + F2 ).L ( ) (2)

Vb = Fm .L (2’)

Soit : F1,F2 = les sections de bases parallèles (sections extrêmes)

Fm = la section de hauteur égale à moitie des hauteurs extrêmes

L = distance entre les deux extrêmes

b. Formule de prismoïde

20

Le volume du prismoïde sera : φ1

Vp = V1 + Vφ1 + Vφ2 (3)

Mais selon la formule (2) nous avons :

V1 = . L

Soit : F1,F2 : sections transversals extrêmes.

φ1, φ2 : surfaces de bases de pyramides 1,2 respectivement.

L : la longueur du prismoïde.

Vφ1 = φ1.L

Et Vφ2 = φ2.L

Substituent en (3) nous obtiendrons : H-H’

V = . L + φ1.L + φ2.L m(H-H’)

Vp = .L - .L

Si l’inclination de la base du prismoïde n’est pas grande et les talus sont de

meme pente, nous avons

m1 = m2

φ1 = φ2 = .m

Soit H = et H’ =

21

m = cotg φ → φ1 = = .m

φ2 = .m

et Vp = .L - [ .m.2] = .L –

Vp = [ – ]L (4)

C’est la formule de Vinkler

c. Comparaison entre les deux formules :

Les volumes calculés par la formule de la moyenne de sections transversals

extrêmes sont généralement un peu grande que les volumes obtenus par la

méthode de prismoïde.

Soit : Va = Volume donné par la formule des sections extrêmes

Vp = Volume donné par la formule de prismoïde.

Vv = Va – Vp = Correction de prismoïde

Soit : Vb = Volume donné par la section que leur hauteur est égale à moitié

des hauteurs de sections extrêmes.

Vr = Volume réel du prismoïde.

Alors que Va < Vr < Vb

Note : Les formules (2) et (2’) sont appliquées quand L < 50m et la diff érence

entre les hauteurs des sections tranversales extremes ne dépasse de 0,5m.

22

1.4.3. Calcul des sections transversales

E N M E

A B

mm

F d

b

a. Section pour la terrain horizontal

F = d(b+b+2md) = d(b+md)

Soit : b = Largeur de la base AB.d = déblai ou remblai au centre

m = talus du terrain m =cotg ( )

b. Section pour le terrain incline.

A B

D

m

E

C

m

h1

b

h2

h

B

B'

h2 - h1

B = b + m(h1 +h2)

F = b[( )] + mh1h2

Soit : b = larger de la surfaceB = larger de la base.

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Pour calculer la surface de la section donnée, on peut la diviser en deux parties: un trapèze et un triangle.

Substituant en F, nous avons :

c. Section pour la terain de talus différents :

On utilise dans les formules précédentes.

C’est-à-dire :

24

h2 -

h1

h2

B

h1

b

B

CD

A

Si ; On peut calculer

1.5. Mise en œuvre :

1.5.1. Choix du mode d’ouverture de la fouille

Les caractéristiques du sol et de l’environnement du terrassement

conditionnement le choix du mode d’ouverture de la fouille. Deux possibilités, par

fois combinées entre elles, sont retenues :

La fouille, obtenue en réalisant, au de-là de l’emprise, des parois avec des

talus naturels, ce qui implique de disposer au sol de la surface nécessaire à

l’emprise, augmentée des têtes de talus.

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La fouille ouverte verticalement, fréquement exécutée en agglomération où

la surface du chantier est tré exige, cela limite l’importance des déblais, mais

oblige à blinder les parois. Naturellement, istables afin d’une part, d’éviter

qu’elles ne s’effondrent et d’autre part, de ne pas modifier la stabilité des

constructions voisines par décompression du sol sous l’effet de l’ouverture de la

fouille.

1.5.2. Terrassements à la main

Les fouilles peuvent être réalisées à la pelle ou à la peche dans la terre

végétale, le sable, les sols vaseux. On n’effectue des fouilles à la main que

lorsqu’il s’agit de petits terassements, dé fouilles en rigoles ou en puits, non

accessibles ãu machines ou encore dans des embarras d’étais. Lorsque l’espace est

restreint, les fouilles en tranchées pour canalisations ou fondations sont exécutées

à la main. Ce travail s’effectue à la pioche par chouches successives d’environ

40cm de profondeur, la terre ameublie étant rejetée hors de la fouille par le jet de

pelle. Si la profondeur augmente, le jet de terre se fait par étape successive: C’est

le jet sur banquelles dont la hauteur ne doit pas dépasser 1,80m.

1.5.3 Terrrassements avec engins mescaniques.

Sitôt que le terrassement a une certaine importance, on utilise des engins

mécaniques. Le rendement de cette machine est variable, car il dépend de la

puissance de la machine, de sa capacité, du type de fouille, du terrain rencontré; la

débit peut varier de 20 à 400 m3 à l’heure d’excavation. Avec une machine

moyenne, travaillant dans terrain ordinaire, il courant de réaliser 400 à 500 m 3 de

fouille par jour, y compris de chargement des terres sur camion.

a. Classification des engins.

Cet ouvrage se limite à l’étude des engins de terrassement dits mobiles,

c’est-à-dire pouvant se déplacer, même à allure réduite, de manière autonome d’un

autre, sur le chantier ou sur le réseau routier national.

Les engins de production : ils sont destinés couramment à extraire et charger (plus rarement déplacer) des matériaux. On distingue:

La pelle hydraulique

26

Les chargeuses

Les chargeuses – pelleteuses

Les mini-pelle

Les mini-chargeuses

Les bouteurs

Les engins de transport: utilisé pour déplacer des matériaux, sont:

Les camions à gabarit routier

Lé tombereaux de chantier

Lé motos-basculeurs

b. Caractéristiques principales des engins

Le débit ou la capacité de production

Ils dépendent notamment du volume du godet pour les engins de

production, du volume de la benne pour les engins de transport.

Le mode de déplacement

- Les engins sur chenilles, sont relativement lents.Leur comportement est excellent

sur les sols de faible portant,détrempés ou accidentés.Ils sont capables de

pousser,tirer ou soulever de lourdes charges.Ils doivent être transportés d’un

chantier à l’autre sur des remorques porte-engins.

- Les engins sur roues sont plus rapides et donc bien adaptés aux epérations de

chargement et de transport.Ils nécessitent des pistes en bon état pout atteindre leur

meilleut rendement.

La vitesse de déplacement :Elle dépend de la puissant de la machine ,qui

doit être majorée pour tenir compte de la résistance total au roulement (liée

à portance du sol, à la pente).Ce dernier paramètre,importante pour les

terrassements généraux,n’est pratiquement pas pris en compte pour les

fouilles de bâtiments son calcul et son utilisation ne sont pas détaillés ici.

1.5.4. La niveleuse ou grader

27

C’est un engin tracté ou automoteur qui refoule et creuse par couches

minces ,il est particulièrement indiqué pour égaliser une surface de terre.La lame

est orientable dans les plans horizontaux et verticaux.Il est utilisé essentiellement

pour les travaux routies ou pour des terrassements de grandes surfaces.

1.5.5. La pelle mécanique en butte (Pelle hydraulique)

Elle est utilisée pour les travaux où le front d’attaque est situé au-dessus de la machine. Son rendement est supérieur à cellui de la pelle rétrocaveuse ;son équipement est prévu pour des sols tendres à durs.

Rmax

1m

0.8m

HcHe

Hm

ax

Rminr

Soit: Rmax = Rayon maximal d’attaque = Porté maximal (5-8 m)

Rmin = Rayon minimal d’attaque

r = Rayon de déversement (vidage)

He = Hauteur d’attaque

Hmax = Hauteur maximale de fouille

Hc = Hauteur de camion de transport

28

H = La dénivelée entre la camion et pelle mécanique

Hd = Hauteur de déversement (vidage)

Hd = Hc+H+0,8m

Domaines d’emploi

Facile à charger compte tenu de la force de pénétration importante du godet

et du bras support

Utilisé pour des sols plus durs ou sols faciles à excaver

Bien adaptées pour rependre des matériaux (stockage ,transport)

Travail dans les conditions difficiles (carrière ,sol compact , couches …)

Le rendement du travail sera déterminé par le choix correct du schéma de

placement d’engins.Pour la pelle mécanique ,la mise en place peut être

longitudinale ou transversale.Il dépend de la longueur de fouille en question.

29

schéma de déplacement de pelle mécanique dans le sens de la largeurTransport No1

Pelle mécanique No2

Transport No2

Schéma de déplacement de pelle mécanique dans le sens de la longeur

No1

Transport No2

Transport

Pelle mécanique

Note : Pour une utilisation optimale; c’est mieux la combinaison de pelle

mécanique avec les moyens de transport.C’est –à-dire la pelle creuse et dévér le

contenu dans le godet pour les camions.Ces derniers transportent au lieu prévu.

1.5.6. La pelle mécanique en rétrocaveuse (en fouille)

Elle est utilisée lorsque le niveau de fouille se trouve en contrebas de la

machine.

Domaines d’emploi:

Dans les travaux de démolition

L’excavation d’une fouille à partie du terrain naturel comme rigoles de

canalisation,fouille de fondation etc.

30

Remblayage de la fouille (Régalage et le nivellement de déblai)

Pose les tuyaux de grand diameter

B

CD

E

AFG

Soit :

A = Profondeur maximale d’excavation

B = Portée maximale au niveau de sol

C = Hauteur maximale en fin de vidage

D = Hauteur maximale de déchargement

E = Hauteur minimal de chargement

F = Profondeur maximale de la fouille pour fond plat

G = Profondeur maximale de la fouille (paroi verticale)

Schéma de déplacement de la pelle mécanique travaillant en fouille

+ Dans le sens de la longueur

31

+ Dans le sens de la largeur.

32

Avantages :

L’excavation peut atteindre la pfofondeur de 4 à 8m.

Condition de travail difficile : terrain humide avec l’eau

Ne gêne le travail de transport.

1.5.7. La pelle mécanique en dragline (Grue à beene traînante)

Une dragline est une sorte de godet qui se remplit par traînage sur le sol grâce

à une forme convenable et à des dents en acier au manganèse, facilement

remplaçables dont l’angle d’attaque facilite la pénétration dans le terrain.

Domaine d’emploi

Utilisé pour les travaux où le niveau de fouille se trouve en contre-as de l’assise

de la machine et les terres sont déposées sur les berges de l’excavation. C’est la

machine appropiée pour les fouilles inondées ou les fouilles non-accessible aux

autres machines. Le travail est moins précis qu’avec les pelles en rétrocaveuse

ou en bulle, toutefois son rayon d’action est plus éténdu.

33

Soit :

A,A’ = Les points d’attque qui correspondent aux positions de machine C,C1

respectivement.

H, H’ = Les profondeurs maximales que correspondent les points d’attaque

A,A’ respectivement.

B,B’ = Les points plus profonds des points d’attaque A,A’ respectivement.

C,C ‘ = Les positions de l’arrêt de la machine

A = Le pas de la machine

H2 = La hauteur du déversement

R1 = Le rayon maximale d’attaque

R2 = Le rayon du déversement

Pour augmenter le rendemen des draglines, on n’augmente pas seulement le

volume du godet mais aussi la portée de la flèche et qu’on resalise ainsi une

seulement l’excavation mais du transport.

1.5.8 La pelle mescanique en benne preuneus

Cette machine présente les mêmes caractéristiques que la dragline avec un

rendement moins élevé, son esquipement est prévu pour des sols tendres ou

défoncés.

34

1.5.9 Chargeuse

Une chargeuse est un engin automoteur à roues (les plus courants) ou à chenilles,

équipé d’un godet frontal,supporté par une structure et une liaison que charge ou

creuse par le mouvement de l’engin vers l’avant, soulève, transporte ou décharge

des matériaux sur de courtes distances.

Soit :

A = La portée avant maximale pour hauteur de déversement maximal (m).

B = Hauteur de desversement maximal.

C = Profondeur de cavage.

Domaine d’emploi :

Les chargeuses sur pneumatique :

Sont principalement utilisées pour les travaux qui né cessitent de nombreux desplacement, essentiellement la reprise de matériaux en vue de leur stockage ou de leur transport, par exemple à la suite de desmolition, de descapage de terre végétale… Parfois, elles peuvent excaver une fouille si le sol est facile à terrasser ou effectuer un régalage ou un nivellement de desblais.

Les chargeuses sur chenilles :

Sont appréciées pour resaliser les mêmes travaux en terrain difficile, sur des sols compacts détrempés ou glissant, sur des fortes déclivités.

35

Elles ne sont pas adaptées aux travaux nécessitant de nombreux déplacement en raison de leur vitesse de déplacement faible.

1.5.10 Chargeuses – Pelleteuse :

Ce sont les engins sur pneus, très polyvalent, elles peuvent effectuer de nombreuses tâches sur des chantiers.

Elles chargent à l’avant ( le godet être remplacé par d’autre équipement )

et portent une pelle équipée en retro à l’arrière, qui est souvent déportable par rapport à la cabine sur la largeur de la machine.

Domaine d’application :

Elles sont très utiles sur les chantiers de petites tailles, comme les pavillons. Dans les petites entreprises, elles sont couramment appelées tracto-pelles, et elles remplacement une chargeuse et une pelle hydraulique.

1.5.11 Bouteurs ( Bulldozer ) :

Cet engin est un tracteur automoteur à roues ou à chenilles, qui est utilisé principalement pour exercer une poussé par l’intermédiaire d’une lame ( nombreuses formes selon le matériau ou le travail ).

Outils d’un bouteur :

+ La lame ( bouclier )

+ Le ripper ou le scarificateur

La lame est un mécanisme placé à l’avant du bouteur qui lui permet de creuser le sol et pousser les matériaux en les rassemblant. La lame peut avoir une inclinaison ou un angle d’attaque variable.

36

5.1.12 Scarificateur :

Mécanisme possédant des dents pouvant pénétrer à faible profondeur à certains

matériaux ( terre, routes asphaltiers, routes en graves ) pour les ameublir. Il est

habituellement monté sur l’arrière de la chargeuse.

Le rippeur :

Équipement analogue au scarificateur, mais muni d’une seule dent, en général qui

sert à défoncer profondément les matériaux rocheux.

Domaine d’emploi des bouteurs :

+ Décharge, déblayage

+ Défonçage,refoulement:des matériaux traits déjà explosive peuvent

souvent être brisé, fragmentés par ces engins, qui ont de plus en plus souvent uen

très grande puissance, sans ébranlements ni projections.

+ Remorquage de grosses charges à faible vitesse, sur des terrains à fortes

pentes ou sur de faibles distances.

+ Poussage des décapeuses en cours de chargement

Les schemas de déplacement du bouteur :

+ Schema déblai à la côté :

Remblai

déblai

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+ Schema déblai en échenlon :

+ Schema en numéro 8

Augmentation du rendement des bulldozers :

+ Déblai en tranches :

+ 2 ou 3 bouteurs fonctionnant en parallèle très l’un de l’autre :ils peuvent pousser

une masse supérieure au double de celle que pousserait un seul engine

38

0.3-

0.5

m0.

3-0.

5 m

0.3-

0.5

m

0.3-

0.5

m

+ Déblai en descente :

1.5.13. Décapeuse(scrapers)

C’est un engine-automoteur à roués,possède une benne ouvert avec un bord

coupant place entre les essieux.il arase. Chargre, transporte, décharge et répand des

matériaux par les ouvrages de bâtiment.

Domaine d’emploi :

Cet engine est apprécié pour réaliser les travaux de remblais de la base de route.

- Lavitesse de décapeuse une fois charges :15-30 (km/h)

- La distance de l’utilisation intéressant:1000m,1500m ou meme 2000m

- Capacité de décapeuse :

9 …………tracteur 80-110 CV

12 …………tracteur 110-150 CV

30 …………tracteur 400 CV

Methode de l’augmentation de rendement de décapeuse

39

Il sait que le rendement de décapeuse depend du type du terrain, de la

distance transport et du schema de déplacement de lui-même.

Si le terrain à excaver est dur, on doit calculer avec le prudence en basant les

caractéristiques de la machine

Pour augmenter le rendement du travail, on peut choisir les schémas convenables à

utiliser chaque ouvrage.

Les schémas de déplacements de décapeusess sont les suivaints:

a. Ellipse:

Remblai

déblai

b. Schéma N0 – 8:

c. Schéma N0 – 8 allongé

d. Schéma de Sinus

40

e. Schéma N0 – 8 Sinus

f. Schéma de Navette

1.6.Remblayages et compactages

1.6.1. Remblayages

Le remblayage ( ou remblai) est une masse de terre rapportée et compactée

pour surélever une partie de terrain, combler un déclivité, épauler le pied d’un mur

ou constituer ine terrasse derrière un mur de soutènement. Le remblaiement désigne

plutôt une accumulation de terre et de matériaux apportés par l’eau.

Avant d’entreprendre toute action de remblayage, il faut éliminer tous les

elément d’origine végétable, les plâtras et gravats et le terrain de mauvaise qualité

tel que vases, terres fluentes, tourbes, argiles, grasses limons.

41

Les terres légères sont réservées aux parties supérieures et aux talus.

La mise en place des remblais débute par les parties basses et s’effectue par

couches horizontales successives d’environ 20cm d’épaisseur ou plus si le

compactage est réalisé par des moyen mécaniques. Au contact d’un bâtiment ou

d’un mur de soutènement, il faut utiliser exclusivement des déblais ordinaires

provenant des fouilles et particulier, des matériaux assurant le drainage au voisinage

de fondation. Le remblayage ne peut s’effectuer que lorsque les marconneries ont

acquis une résistance suffisante et que la mise en place des étanchéités et des

drainage est contrôlée.

Les principes de remblai en terrain

Les couce de remblai en terrain

Humidité

Sable gros………………………….………: 8-10%

Sable fin et moyen………………….……...: 12-15%

Argile sableuse et peu sableuse…................: 15-18%

Argile compacte……………………………: 18-25%

1.6.2. Compactage ( tassage)

Les operations de remblaiment sont généralement accompagnées des

compactages. Notablement pour les travaux de consolidation des sols substitués ou

compactes. Le compactage est l’ensemble des operations mécaniques qui

conduisent à augementer la densité en place d’un sol. Cette action augemente la

compacité du sol resserre la texture du materiau reduit les posibilites de deformation

du terrain et augement la capacite portante.

Un bon compactage permet de reduire les volume des vides (air et eau). Il

faut toutefois une quantite d’eau minimum por lunbrifier les grains et faciliter leurs

deplacements, une trop forte quantite de l’eau proche de la saturation, empeche la

diminuation des vides remplis d’eau non compressible.

a.Pour les terrassements importants

Materiaux de compactage

42

- Utilise les compacteurs vibrants a pieds dameurs( pieds de mouton) dans les

sols coherents, plastiques ou fins( argile, limon…). L’effet du compactage

commence par le fond de la couche en raison des pilons des dents.

+Vitesse maximale: 12 (km/h)

+Vitesse moyenne de travail: 3 a 5 (km/h). Ils assurent souvent en

meme temps des fonctions de regalage.

Note: - Le regalage consiste a decharger des materiaux a la partie superieure

d’une couche en cours de mise en forme et a pousser dans le talus les materiaux

excedentaires a l’aide d’un bouteur de forte puissante.

- Compacteurs tractes vibrants a un seul cylindre( lisse ou a pieds

dameurs) utilises en complements des bouteurs, ils sont remorques

par le tracteur qui dresse le terrain avec sa lame.

b.Pour les terrassements plus petitsou pour des materiaux routiers “ a surface”

- Compacteurs a pneus: pour les sols argileux, sableux, graves fines et

moyenne. Ils sont tres mobiles.

Vitesse maximale: 6 (km/h)

Vitesse moyenne de travail: 3,5 a 5 (km/h)

pneu

43

- Compacteurs mono – cylindre ou tendeur à jantes lisse. Utilisés pour les

surfaces stabilisées ou asphaltées en finition des travaux superficiels

Vitesse maximale : 2 à 3 (km/h)

Vitesse moyenne de travail : 2 (km/h)

cylindre

pneu

- Compacteurs vibrants automoteurs : utilisés pour les sols sans cohésion

Vitesse maximale : 2 à 3 ( km/h)

Vitesse moyenne de travail : 2 (km/h)

c. Pour de petites opérations près des ouvrages

Cela concerne les compactages dans de petites tranchées ou au voisinage de

murs, pour de faibles volumes ou des lieux difficiles d’accès, en complément de

compacteurs lourds.

- Petits compactages vibrants à guidage manuel : à un ou deux cylindres (5

à 10 kN= P), facilement transportable, pouvant travailler sur des pentes de

25 à 30%. Vitesse moyenne de travail : 0 à 4 km/h

- Plaque vibrantes : le cylindre est remplacé par une plaque ou des patins,

qui subissent un mouvement alternatif vertical, avec un léger mouvement

horizontal. Pour les sols pulvérulents et les sols cohérents secs. Vitesse

moyenne de travail : 0 à 2 km/h.

cylindre

44

d. Compactage en profondeur

Le compactage du sol par vibrations, connu aussi sous le nom de

vibroflotation, permet d’améliorer les qualités d’un terrain qui n’est pas à même,

dans son état de compacité naturelle, de supporter les charges des constructions

projetées. Par cette technique, on tend à obtenir les résultats suivants :

- Augmentation de la portance du terrain

- Diminution du tassement

- Réduction des venues d’eau par diminution de la perméabilité.

Le compactage est effectué à l’aider d’un vibrateur, d’une longueur de 5 m

et d’un diamètre de 30 cm, suspendu à une grue par des tubes de rallonge. Le

vibreur pénétré à l’intérieur des sols à compacter jusqu’à la profondeur désirée. La

phase de pénétration est suivie par celle de compactage réalisé en remontant

lentement le vibreur, opération qui conduit à la fondation d’un véritable cylindre

compacté. Un point de compactage étant exécuté, l’appareil est déplacé afin de

procéder aux mêmes opérations pour le point suivant : Ceci en veillant à ce que les

zones des actions se recoupent. On obtient ainsi une consolidation de l’ensemble du

terrain sur toute la hauteur désirée.

1

23

A B

C

D

5

4

45

1. Rallonge A. Pénétration

2. Vibreur B. Compactage

3. Satie de l’eau C. Sol compacté

4. Matériaux d’apport

5. Formation d’un entonnoir à la surface du terrain

6. Cylindre compacté

Chapitre 2

EXECUTION DES FONDATIONS

Dans la construction générale, la fondation a un rôle très inportant. La résolution

et le choix du type de fondation affectent directement à la qualité et la durée

d’ouvrage. Pour chaque ouvrage, on peut utiliser un type de fondation différente,

par exemple : pour bâtiment de faibles hauteurs( de 2 à 3 étages), la résolution des

fondations superficielles sera raisonnable, c’est-à-dire on peut utiliser les pieux en

bambou ou en bois pour renforcer le terrain sous la fondation mais quand la hauteur

dépasse 5 étages, la meilleure solution sera la fondation profonde, c’est-à-dire on

utilise les pieux en béton armé ou précontraint préfabriqué ou coulés en place pour

supporter la charge transmise par le bâtiment.

2.1. Fondations superficielles

Il existe 4 types de fondation superficielle :

46

- Fondations en rigoles( toujours filantes)

- Fondations rigides( isolées ou filantes)

- Fondations souples( isolées ou filantes)

- Radiers de fondation

2.1.1. Fondations en rigoles

Le rôle :

Diffuser au sol les charges des murs soutenus porteurs ou non des ouvrages petite

importance( garage, villa, constructions légères…).

Caractéristique :

- Section rectangulaire d ≤ h/2.

- Coffré en plaine fouille

- Armatures forfaitaires

- Béton faible dosé(150→250kg ciment / )

- Économique mais sensible aux tassements différentiels

B

h

d

2Ø16

2.1.2 Fondations rigides en béton armé

a'

dh

a

P

47

Réalisation d’une semelle :

- Implantation- Terrassement- Béton de propreté et tracé des axes.- Mise en place du coffrage- Mise en place des armatures- Mise en œuvre du bé tion- Décoffrage

2.1.3. Fondations souples en béton armé.

P

Barre de compression

(fixation des etriers)

acier porteuracier de

repartition

etriers

2.1.4. Fondation profondes.

Lorsque le terrain d’assie se trouve à une profondeur, on peut utiliser des pieux

qui constituent un support interposé entre le terrain d’assise et la superstructure de

l’ouvrage.

En général, on peut utiliser lorsque les charges à transmettre au terrain d’assise

sont soit concentrées, soit ré parties irrégulièrement.

Si les surcharges sont uniformément réparties, on recouvre la tête des pieux d’une

dalle de béton qui constitue un radier général.

48

construction

terrain naturelle

terrain compressible

terrain d'assie

Pieu

Dalle (semelle en beton)

2.2. Nature des pieux

2.2.1. Pieux en bambou

On utilise les pieux en bambou dans le cas dans le cas la construction n’est pas

importante et les pieux sont constamment immergés.

Caract é ristiques gé né rales :

- Bambou vieux : plus de 2 ans.

- É paisseur de bambou :

- Diamètre de bambou :

- Longueur de pieu : l = 2 à 3m

- Densité du pieu : 25 pieux/

2.2.2. Pieux en bois

49

Caractéristiques générales:Jonction des pieux en bois

- De 3e à 4e classe (on classifie en 7 classes de bois)- Diamètre : de 20 cm à 30 cm

- Longueur : de 10 m à 12 m- Le bois plus fréquemment est :sapin,pin,chêne. On peut employer aussi:

hêtre , orme, mélèze, sycomore- Qualité de bois: droit, sain, non gemmés

Conservation :

Les pieux en bambou et en bois ne se conservent que s’ils sont constamment dans l’eau

Préparation de pieu en bois :

La préparation comporte les opération suivantes :

- Lignage du pieu

- Frettage et sabotage avec l’emploi de boulon guidé ( fretter et saboter)

- Enture, c’est-à-dire: réunion de 2 pieux( 2 parties) pour en constituer un de

plus grande hauter. Elle peut s’effectuer à mi-bois, à goujon et éclisse, à

50

Eclisse

Frette

Rondelleen toole ouen zinc

Eclisse ø

>3d

Mi-bois

Sabot

boulonguide

Guide enbois durFrette

mouton àvapeur

1.5 - 2 d

d

d

30 cm

Faux pieux

Manchonen tôle

Goujon(acier rondc > 25mm)

> 2d

manchon en tôle ou en gunite armée (si la tôle est attaquée par corroisive

de l’eau)

- Pour renforcer la portante des pieux en bois, on peut assembler (joindre)

les pieux avec 2 ou 4 tronҫons de bois

Diamètre nécessaire des pieux: d’après la formule moderne:

D = 30cm + 1,5(L-6) pour L >6m

Soit : D – diamètre au milieu du pieu ( cm)

L – longgueur du pieu (m)

Résistance du pieu : P = [σ].F

Diamètre moyen du pieu (Pag.10)Longeur du Diamètre musuré Observasion

51

F2

F1

F2

Troncons de bois

F=F1+2F2

F2

F1

F2

F=F1+4F2

Troncons de bois

pieu (m) à 1m de la tête (cm)5 20 à 22 (jusqu’à 25) Charges admissibles par pieu7,5 22 à 24 (jusqu’à 27)10 22 à 25 (jusqu’à 30) À la compression: jusqu’à 45T12,5 25 à 26 (jusqu’à 35) À la traction: jusqu’à 35T15 25 à 29 (jusqu’à 40)

2.2.3. Pieux mixtes bois – béton armé

b.système simplexBéton

Chemiseen tôle

Anneaumétallique

Acier rondPieuen bois

c.système Heimba

Acier rond

Anneaumétallique

a.système RaymondGoujon acier rond

Pieu enbéton

Chemiseen tôle

Pieu en bois

En réalité, on utilise les pieux en bois combinés avec les pieux en béton

armé. La partie constamment immergée est de pieux en bois et la partie

supérieure est en béton armé afin de résister aux alternatives sécheresse et

d’immersion. Ces pieux ne peuvent pas être battus inclinés.

Jonction des pieux en bois et en béton armé.

2.2.4. Pieux en béton armé ou précontraint

Les pieux en béton armé ou précontraint sont constitués dans les

ouvrages de hauteurs assez grandes, c’est-à-dire sa longueur dépasse 10m, et

subi une forte surcharge du bâtiment. Ces pieux doivent être capables de

résisster à l’eau de mer et supporter les alternatives de sécheresse et

d’immertion.

a. Pieux pleins en béton armé ou précontraint.

Section en général carré, pentaginale, hexagonale, octogonale.

52

l

e 0,21.l0,21.l

étrier

25 ÷ 40 cm

Trigonal

e : épaisseur du béton en protection (enrobage)

Pour l’eau ordinaire: e = 3 cm Φ d’acier: l ≤ 10m Φ = 18 mm

Pour l’eau agressive: e ≥ 5 cm Φ longitudinaux: l > 10m Φ = 20 mm

b. Pieux en béton armé fretté.

Longeur jusqu’à 25m

Ces pieux sont utilisés dans les ouvrages lorqu’ils subissent une force de traction

(arrachement), par exemple, sous radier d’une cale de radoub. Les pieux tors ont

donné de bons résultats.

Dans un sol non cohérent

– A la compression jusqu’à 60T

– A la traction jusqu’à 40T

53

L

Pieux torsen béton armétravaillant àl'arrachement

c. Pas de la frette: en fonction de L:

L(m) Pas de la frette (cm) Acier longitudinaux

15 7 4Φ26

16 7 4Φ26

17 6 4Φ28

+ Caractéristique générale du pieu en plein béton armé ou précontraint.

– Les pieux peuvent être armés ou fretté ou précontraints (longueur jusqu’à 40m)

– Tête du pieu: afin de permettre le battage sans détérioration du pieu, on fette la

tête sur une longueur de 0,4m à 1,0m qui sera recepée après le battage.

– Transport des pieux: les pieux doivent être calculés à la flexion qui peut se

produit pendant le transport.

d. Pieux creux en béton armé ou précontraint.

On les utilise généralement lorsque la longueur des pieux dépasse 25m et qu’ils

ont à supporter une très forte surcharge ce qui exigerait une section importane.

+ Caractéristiques générales:

54

– Forme: Section circulaire

– Longueur: jusqu’à 60 – 70 m

– Diamètre: jusqu’à 0,5 – 1,5 m

– Epaisseur de la paroi: 8 – 15 cm

– Armatures: Constitué par une spirale intérieure et extérieure et des aciers

longitudinaux

2.3 Fabrication et mise en oeuvre

La fabrication s’effectue en général par centrifugation ou par vibration. Dans le

cas où de pieux en béton armé précontraint, centrifugés, on disposerait bout à bout

des éléments de 5 à 8m de longueur que l’on assemble par câbles. Les pieux sont

munis d’un sabot ou d’une trousse coupante.

acierlogitudinal

béton coulé aprèsenfoncement

béton coulé avantenfoncement

sabot en acier

acier logitudinal

Spirale extérieure

Spirale intérieure

2.3.1 Pieux métalliques:

55

Les pieux métalliques résistent bien aux efforts verticaux, mais leur manque de masse les rend vulnérables au diversement latéral et aux affouillements du sol. Ils sont de plus en plus remplacés par les pieux en béton mais on utilise néanmoins encore.

– Dans les installations soumises à des chocs verticaux ( Par ex. chantier naval)

– Dans certains terrains sableux, ou rocheux le battage d’autres pieux est difficile (Par ex. pieu à vis dans le sable)

– Afin d’éviter le soulèvement des pieux voisins dans le cas de terrains argileux plastiques.

Actuellement, on uitlise les pieux métalliques sous la forme de profilés avec ailes soudées à la base ou enrobés de béton dans tous les terrains.

Différents types d’ailes soudées:

-Pieux en aciers profilés – Ailes soudée à la base

+Caractéristiques

. Autrefois , les pieux métallique étaient en fonte ou fer , actuellement en acier ou mixte acier-béton. Pleins ,diamètre de 12 à 22 m , terminés en poite ou en profilés spéciaux

. Longeur de 4 à 200 m

.Charge totale de pieux métalliques : jusqu’à 200 T

56

Avantages

-Augmentation de la force portante en tous les terrains

-Diminution de la longueur de fiche nécessaire

-Énergie de battage relativement faible

-Facilité de manutention. Absence de fragilité

2.4.Battage des pieux

2.4.1.Définition

Le battage consiste à enforcer un pieu après sa mise en fiche , en frappant sur sa tête , au moyen d’une sonnette munie d’une masse ou un marteau appelé Mouton

“Mise en fiche” consister à piquer ou à présenter la pointe du pieu ,à l’emplacement fixé pour son battage et à l’attacher aux guides de la sonnette

“Fiche”: la longeur dont un pieu est enfoncé dans le terrain d’assise. Afin de ne pas détériorer la tête des pieux par le battage on la recouvre d’un “casque de battage” en bois

“Refus” du battage des pieux

On désigne par “Refus” d’un pieu , son enforcement sous un nombre déterminé de coups de mouton, appelé “Volé e”

Par exemple : le refus est de 5 cm sous une vol é e de 10 coups, ou bien de 5 mm par coup (valeur moyenne)

La formule pour déterminer de refus:

57

Soit: e- le refus d’un coup le refus:

n- coefficient

n=150 t/m2 pour pieux en béton armé avec le casque

n=100 t/m2 pour pieux en bois sans casque

n=80 t/m2 pour pieux en bois avec casque

n=500 t/m2 pour pieux en m é tallique sans casque

F: section tranversale du pieu (m2)

Q: le poids du mouton (T)

H: hauteur de chute du mouton (m)( donné dans le tableau)

q: le poids du casque (T)

q11: le poids du casque (T)

P1:la charge portante du pieu (T)

2.4.2.Matériels du battage des pieux

L’enforcement des pieux en bois ou en béton armé préfabriqué se fait au moyen de sonnette

a.Sonnette:

1.Poulie

2.Cable du mouton

3.Cable du pieu

4.Jumelle

5.Contre fiche

6.Treuil

7. Pieu

8.Chariot

Choix de la hauteur de la sonnette

58

Ho=l+H+h+z

Soit: Ho - hauteur totale de la sonnette

l - longeur du pieu

H - hauteur de la chute du mouton

Z - hauteur pour les é quipements

H - hauteur du mouton

. Choix du mouton.

On a: (1)

Soit : E : la force vive développée (kGm)

v : la vitesse du choc du mouton sur le pieu (m/s)

g : L’accélération de gravité (m/s2)

Q : le poids du mouton (T)

E doit être satisfait la condition suivante :

(2)

Soit : P : capacité supportante du pieu (T)

On doit vérifier (1) et (2) avec le coéfficient d’adaptation :

Soit : M : poids total du mouton

q1 : poids du casque du pieu

q : poids du pieu

Consulter le tableau du coéfficient de K.

Si ,ce n’est pas adaptable. C’est à dire, soit le mouton est plus

léger,ce qui peut causer la destruction de la tête du pieu, soit le mouton est très

lourd, ce qui provoque l’enfoncement excessif du pieu.

59

c. Exécution du battage des pieux.

Préparation des pieux.

- Les pieux sont disposés hors de la zone d’exécution.

- Les pieux doivent être marqués les axes.

- Pendant le transport, les pieux doivent être calés, la distance entre les calés et

les extrémités est égale à 0,2l (où l est la longueur du pieu).

Battage des pieux.

Après « la mise en fiche », on procède à vérifier et ajuster la position du pieu

à travers de théodolite. On doit vérifier la position et la stabilité de la sonnete.

- Les premiers coups, on doit frapper de manière légèrement.

- Pendant le battage, on doit observer l’enfoncement du pieu. La pénétration du

pieu ne doit pas être très vite. S’il y a une déviation ou inclination du pieu ,on

doit ajuster immédiatement. Dans le cas imposible, ce pieu doit être arraché et

rebattu de nouveau.

- Quand les pieux sont enfoncés à l’approche de la profondeur désirée, on doit

médir le refus du pieu.

Le schéma du battage

On commence souvent du centre au dehors.

E

s pace

m ent

des pieux

60

Les pieux battus doivent être espacés de la valeur la plus grande entre celle

suivantes :

(m)

Soit : D - espacement des pieux

P - charge portante d’un pieu (en tonnes)

D – diamètre des pieux

Les incidents trouvés pendant l’exécution des pieux.

- Le pieu n’est pas encore battu jusqu’à la profondeur désirée mais il est difficile

de l’enfoncer. (se trouver en obstacle)

- L’apparence de ‘faux refusù. C’est à dire le pieu n’est pas arrivé à la

profondeur calculée mais le refus est déjà atteint la valeur normalisée.

- Si il existe une déviation ou l’inclination du pieu, on doit ajuster par des treuils.

Dans le cas impossoble, on doit l’arracher et procéder à battre de nouveau.

- Quand la tête du pieu est détériorée, on doit le couvrir par casque.

- Quand le pieu est détruit pendant le battage, peut-être le poids du mouton

choisi est plus pétit que la portance du pieu, on doit donc changer le mouton.

- Pour arracher les pieux, on peut utiliser le treuil, la grue ou le vérin.

- Pour couper les pieux : La partie en béton, on peut détruire à la main, la partie

en armature, on peut détruire par la méthode de soudure.

Arrachage des pieux et des palplanches.

On doit procéder à l’arrachage des pieux ou des palplanches lorsqu’ils ont été

battus provisoirement afin de permettre l’exécution des installations de chantier ou

lorqu’ils ont été mal battus.

61

On considère un pieu ou une palplanche comme mal battu si sa déviation par

rapport à sa position correcte dépasse 15cm pour un pieu et de 5cm pour une

palplanche.

Pour procéder à l’arrachage, on commence par ébranler le pieu par quelque

coups de mouton et on ameublit si possible le terrain qui l’environne.

Ensuite, on utiliser le matériel approprié à la nature du pieu, à sa longueur, à

son emplacement : vérin à vis, vis, levier monté sur le terrain ou sur un bateau.

Pour les palplanches, on utilise une mâchoire spéciale ou des mâchoires de

fortune, consritué par deux fers en U accrochés à un treuil et une moufle ou enfin le

marteau de trépideur ayant servi à enfoncer les palplanches, que l’on retourne et qui

décolle la palplache en la soulevant.

On note que d’une manière générale, l’arrachage est plus coûteux que le

battage.

Faux pieux

Si l’un des pieux ou palplanche à battre n’est pas assez long et qu’on est

obligé de l’enfoncer sous l’extrémité inférieure des jumelles de la sonnete, si de

plus, on ne peut l’allonger, on utilise un ‘faux pieux’, généralement constitué par

une pièce de bois, frettée aux extrémités, placée sur la tête du pieu ou de la

palplanche à battre.

L’interposition du faux pieu produit une inertie et diminue par suite le

rendement du battage, aussi le prend ou le plus court possible.

62

Faux pieu Galopin defaux pieu

Sciure de boiset copeau

Boulon Ø 25

Galopin de palplanche ou pieu

Pieu en béton

Collier

Plaque de tole20 mm

1,2

à 1,

5 m

2.5. Pieux Franki

Le pieu Franki est un pieu en béton monlé dans le sol; Le béton mise en oeuvre à la consistance de terre humide et est fortement damé par un mouton de 2 à 4 tonnes.

2.5.1. Mode d’exécution du pieu Franki

Le pieu Franki est exécuté au moyen d’un tube de fonÇage par un procédé qui permet la mise en oeuvre de bé on fortement damé dans le sol.

Le mode d’exécution qui comporte des variantes pour les cas spéciaux-est le suivant:

Le tube de fonÇage est obturé hermétiquement à sa partie inférieure par un

bouchon de béton, puis enfoncé dans le sol au moyen d’un mouton -dameur de 2 à 4

tonnes tombant en chute libre de plusieurs mètres de hauteur. Ce tube est en acier

spécial de forte épaisseur et très resistant. La puissance de fonÇage du mouton est

supérieure à celle de n’importe quel mouton à vapeur. Le damage s’effectue sur le

bouchon qui entraîne le tube. Le tube atteint rapidement les couches résistantes. À

63

la profondeur désirée, le bouchon est expulsé en partie. Du béton très peu mouillé

est versé dans le tube par petites quantités et chassé dans le terrain par le monchon.

Il se forme ainsi dans le sol, comprimé jusqu’au refus presque absolu, un bulbe en

béton qui donne un pieu une très forte assise.

Lorsque la base du pieu est terminée, le fût est exécuté par damage,dans le sol

de la quantité successive de béton tandis que le tube est progressivement relevé. Le

béton est damé à raison au moins 20.000kg/m par métre cube.

Le fût terminé se présente donc comme une colonne rugueuse étroitement gainée

de terre comprimée, il est parfaitement solidaire de toute la masse du sol.

En cas de nécessité, le fût est armé de barres longitudinales reliées par des spires

en fils d’acier.

Pendant le bétonnage, une hauteur suffisante de béton est maintenue dans le tube

de faÇon à éviter toute pénétration d’eau ou de terre.

d. Caractéristique générale du pieu Franki

- Le diamètre du tube de fonÇage est choisi suivant l’importance de

charger à supporter. La charge utile en compression(varie de 35 tonnes à 125

tonnes/pieu)

-La charge utile en traction:10-25% de charge utile en compression

-La longueur est assez grande.

64

Mouton

Terre végétale

Remblai

Bétonversépourexécutiondubouchon

Bouchonde bétoncomprimé

Bouchonde bétonparfaitementétanche

Nappe aquifèreTourbé

Argile

Gravierportant

Le tube reste enplace.Le bouchon debéton est expulsé enpartie et le beston estintroduit dans le tube

Profondeur de fonÇage

Base élargie

Bé tondu fÛt

e. Le matériel Franki

La machine Franki comporte (comprend): une plate-forme mobile sur

rouleaux,galets ou chevilles,une jumelle de long de laquelle coulisse le tube de

fonÇage, un treuil plusieurs tambours, commandant toutes les mainɶuvre

nécessaires.

Il existe plusieurs types de machines Franki adaptés aux nécessités, de la machine

lourde ayant une jumelle de 25m de haut,jusqu’aux petites machine légères se

plaҫant sur camion et montées en une demi-heure. Les machine Franki peuvent

entreprendre tous les travaux de battage:Palplanches métallique en béton ou en

bois,poutrelle métallique, pilots en béton ou en bois.

2.5.2. Pieux Frankis mixtes

65

Les pieux Franki sont appliqués dans certains travaux. Il est exécuté de faҫon suivant:

- Le tube de fonҫage est enfoncé dans le sol jusqu’ à la profondeur requise;

- Une base élargie est bétonnée par damage à refus.

- Un pilot octagonal ou circulaire, en bé ton armé préparé d’avance, est descendu dans le tube et assis fortement sur la base par quelques coups de dameur.

- Le tube de foncage est retiré du sol.

Pharses d’exécution des pieux Franki mixte

Sections tranversal duPilot en béton armé

Ce mode d'exécution confère au pieux Franki mixte les suivants avantages:

La tête du pieu peut-être arasée à un niveau quelconque au-dessus du terrain,

ce qui constitue un grand avantage pour l'exécution des fondations hautes,

des fondations en terrain destiné à être remblayé par la suite etc.

Le pieu peut-être foncé dans l'eau Il convient donc pour les piles de pont, les

appontements, les piers, etc.

Le fût étant lisse et de diamètre moindre que celui du tube de fonçage, le

frottement latéral est très réduit.

66

Ce pieu conserve une grande force portante due à la puissance utilisée pour

fonçage du tube et à la base élargie en béton.

Dans les terrains chimiquement agressifs le fût peut-être recouvert d'un

enduit qui le protège contre la corrosion. Le pilot n'est pas enfoncé dans le sol

par battage; l'enduit ne peut donc être arraché comme il le serait pour un pilot

ordinaire préparé d'avance.

2.5.3. Pieux Franki décarottés

Dans certains terrain argileux, les pieux Franki doivent être foncés non par

compression, mais par extraction de couches du sous-sol, soit parce que celles-ci

sont incompressibles et qu'il importe néanmoins de les traverser pour chercher une

assise en profondeur, soit parce qu'il faut éviter toute vibration ou ébranlement du

terrain.

L'exécution de ces pieux Franki forés, dits "décarottés", s'effectue au moyen

d'une machine ordinaire et d'une cloche. Celle-ci est constituée par deux mâchoires

cylindriques, coulissant dans un tronsçon de tube, lesté d'un mouton en acier. La

cloche est descendue au fond du tube de fonçage; les deux mâchoires se remplissent

d'argile, la couche est alors retirée et vidée grâce à un mécanisme spécial. Le tube

de fonçage est introduit dans la cavité ainsi formée en utilisant le poids de la

machine au moyen de câbles passant sur des poulies de rappel. L'opération est

recommence jusqu'à ce que le tube ait attaint la profondeur prescrite. Le pieu

Franki s'exécute ensuite de la façon habituelle.

67

Terre remplie

Sortie decloche

Carotte d'argileextraite par letube-cloche

Ascention dela cloche

Fond

hautes eaux

Basses eaux

2.5.4 Pieux Franki tubé s:

Nous exécutons, pour certaines foundations spéciales des "pieux tubés"

composés d'un fourreau en tôle abandonné dans le sol et rempli du béton.

Nous utilisons les pieux tubés en rivière; dans les terrains contenant des

couches très molles, ou dans les terrains dont l'eau est agressive pour le béton etc.

Certaines fondations requièrent des pieux une partie du fût dépasse le niveau du sol.

C'est le cas, par exemple pour beaucoup d'ouvrages en rivière, appontements, murs

de quai, piles de pont, etc.

2.5.5. Pieux Franki de grand diameter

Les pieux Franki peuvent avoir un très grand diamètre: un mètre et plus, grâce à des tubes, foncés par forage.

68

Fond

Tube acierépaisseur 9 à

11mm

Frette

Bouchonen béton armé

Tube acierépaisseur 9 à11mm

Frette

Armature vertical

Ces pieux de grand diameter peuvent avoir une base élargie.

Ils sont utilisés pour les très fortes charges.

Leur mode d'exécution ne diffère pas essentiellement du procédé Franki

ordinaire.

Sur le chantier, il va procéder comme suite:

La machine fore le terrain, sans cuvelage jusqu'à argile dure, au moyen d'un

outil spécial.

Ou bien la machine Franki va foncer le tube de grand diamètre par battage

sur la tête. Après l' exécution de la base élargie, le fût sera bétonné de la manière

ordinaire. Le béton de la base et du fût sera vibré. Les pieux ainsi executes et armés

offrent une résistance particulièrement élevée.

2.6. Pieux moulés dans le sol

2.6.1. Puits et barrettes

- Grosses sections φ > 1,20 m

- Faibles profondeurs Z ≤ 8 m

a. Puits:

- La section tranversale est carré et circulaire.

- Exécutés à la tarière ou avec la benne de la pelle mécanique.

- Ils sont coulés en pleine fouille ou à l’intérieur d’une buse d’assainissement ( sol pulvérulent ).

- Ils sont non armés et realisés en gros béton.

- Un plot ( ou en dé béton vient les coiffer et assurer la liaison à la structure)

69

b. Pieur ou barrettes excavées sous boue stabilisatrice ( Bentonite)

Exécution

- Les pieux ou barrettes sont confectinonnés dans un trou réalisé par

l’extraction du sol au moyen d’outils très variés choisis en fontion du terrain.

- La protectin du trou est assurée par une boue stabilisatrice, dont le

niveau minimum dans le trou est maintenu suffisamment haut par rapport au niveau

piézométrique dans le sol , de manière à empêcher la décompression du terrain.

Dans certains cas ( terrains très mous et surcharges latérales importantes par

exemple ) , le trou est protégé sur sa partie supérieure par une protection mécanique

( tubage un exemple).

- Il est possible , si cela est nécessaire, de placer préalablement au

bétonnage une armature sur toute la longueur du pieu ou de la barrette.

- Avant bétonnage, le fond du trou doit être soigneusement nettoyé afin d’éviter un

mauvais contact sol-pieu à la base, source de tassement plus ou moins importants.

Eventuellement la suspension de bentonite chargée de sable et limon sera remplacée

par de la suspension fraiche, de manière à éviter les décantations sur le fond du trou.

Le bétonnage est fait au tube plongeura.

70

a= mise de tube d’appui e= Descente de la trémie (de tube plonguer)

b=Forage( avec bétonnite) f= Traitement du sediment

c= Nettoyage de trou g= arrivée du béton

d= Descente du cage d’acier h=Sortie du tube

c. Barrette:

- Sections:

- Protection de la tête du trou à réaliser avec moyen de murets-guids ou

d’un caisson métallique.

- Outil principal: grappin hydrolique.

Et le procédé est même pour les pieux excavés sous boue stabilitrice

Avantages de cette méthode

Exécution rapide, contrôle de qualité facile, moins polluante.

Désaventage:

Cette méthode demande des équippements spésifiques d’un cout élevé et

de main d’oeuvre de qualification.

2.6.2. Parois en pieux :

Exécution :

Les parois sont exécutées normalement en utilisant la technique des pieux

forés avec fourreau provisoire.

71

a. Parois en pieux sécants :

- Exécution de pieux impairs (1,3,5,7…) par extraction des terrères.

- Bestonnage de ces pieux par béton dosé à 200 Kg/m3 ciment à prise

lente et gravier 4/16 pour faciliter le découpage. Les pieux ne sont pas

armés.

- Lorsque le béton a fait sa prise mais avant que le durcissement , les pieux

pairs ( 2,4,6…) soient successsivement exécutés en utilisant un tube de

forage équipé d’une trousse spéciale.

- Mise en place de la Cage d’armature dans les éléments pairs.

- Bétonnage des pieux pairs au moyen de béton normal.

Dimentions: φ 800, 970,1080, et 1180 mm

Distance minimale de l’axe du pieu aux obstacles: 2,5m

Longeur: courante 20 m

Schéma d’exécution :

*Fontion: Ces parois servent essentiellement comme parois de

soutènement des terres.

b. Parois en pieux jointifs

Exécution:

- Forage du trou par extraction des terres au moyen d’outils très divers.

- La protection du trou par une suspension de bentonite.

72

- Mise en place des armatures après le nettoyage du fond et éventuellement,

remplacement de l’eau par de l’eau proper , de manière à éviter les décantations

sur le fond du trou.

-Bétonnage des pieux pairs

Dimensions : diamètre de 800mm à 1800mm.

Longueur : dépend du probleme

Fonction : Elle a une double function :

-Assurer la transmission des charges verticales à un terrain résistant

-Assurer une function de soutènement .

Distance minimale de l’axe du pieu aux obstacles : 0,25m +/2

Schéma :

1 2 3 4

2.6.3. Parois excavées sous boue stabilisatrice. a, Parois moulées dans le sol:

Exécution :

- Construction des murets-guide: Exécution de la tranché par extraction des

terres au moyen d’outils choisis en fonction des terrains rencontré .

- Nettoyage du fond de l’excavation et recyclage de la boue afin d’obtenir

un bétonnage correct.

- Mise en place de la cage d’armature.

- Bétonnage du panneau au tube plongeur descendu jusqu’au fond de

l’excavation

Dimensions : section rectangulaire o en T épaisseur 400mm à 1500mm

Profondeur : pas de limite.

Fonction : utilisés pour substituer les parois de soutenement permanents ou

temporaries ainsi que des écrans étanches .Ces parois servent également

souvent de foundation profonde portante.

Tubes jointifs:

73

1 2 1

74

b

cSuspension debentonite

Bentonitepropre

Bentonite malpropre

Plaque en acierMise en place desarmatures

d

f

Tube en plonguerBe'tonnage

Sortie du plaqueen acier

g

e

a) Murets-guides

75

f. Parois excave’ à la boue stabilisatrice préfabriqué

Exécution :

L’excavation est de même manitère pour le cas antérieur et puis on doit

substituer la boue par un coulis de scellement des panneaux préfabriques.

Descente des panneaux préfabriqués qui sont enclenchés mécaniquement par

un crochet de pied et soit maintenus suspend sur le muret-guide jusqu’a la

prise du coulis de scellement

Coulis de cellement

Un joint “Water stop” gonflable entre panneaux ou tout autre type de joint permet.

d’obtenir une très bonne étanchétité

Dimension de panneau : Variables suivants les projets ( épaisseur 300 à

600mm)

Fonction : soutènement

a) Excavation d’un élément de parois sous coulis de bentonite par benne

autoguide’

b) Mise en place du coulis de scellement par… rampe de distribution

c) Descente du premier panneau sous coulis de scellement

d) Descente du panneau adjacent Tirant TirantTirant

76

2.7. Les soutènements en palplanche

2.7.1. Généralités

Les palplanches forment une classe particulière de soutènement que l’on

réalise par des rideaux continus, formés de pièces jointives enfoncées dans le sol par

le battage, préalablement aux fouilles . On s’en sert lorque’on a à soutenir des terres

don’t la consistance est telle qu’elles ne permettent pas l’exécution économique de

fouilles légèrement blindées. Les rideaux de palplanches peuvent être étanches par

eux-mêmes ou rendus tels par un procédé quelconque; ils se prêtent alors à

l’exécution de travaux dans l’eau ou dans la terre gorgée d’eau. Les palplanches

sont emplayées soit à titre provisoire, pour réaliser des enceintes permettant

l’exécution de travaux de fondation ou de batardeaux, soit à titre définitif,

lorsqu’elles sont incorporées dans les ouvrages comme soutènement de pied de

berges ou de talus, soutènement pour murs de quais, piles et culées de ponts, petites

écluses, môles, jetées, enceinte autour de massifs de fondation à fin d’encoffrer un

terrain fluant ou boulant et de le protéger contre les affouillements et les filtrations.

2.7.2. Les palplanches en bois

Le bois a été employé depuis très longtemps pour constituer des rideaux de

retenus. L’emploi des pieux en bois jointifs, pour retenir la terre et l’eau, remonte à

la plus haute qntiquité, à l’époque des cités lacustres: on emploi d’abord des tronçs

d’arbres,puis des pièces de bois équarries, et enfin les palplanches proprement dites.

a. Caractéristiques des palplanches en bois:

- Bois utilisés: Hêtre, Sapin

- Dimensions habituelles:

- Largeur: 20 à 35 cm

- Longueur: 7 à 10 m

- Epaisseur: variable selon la longueur

Longueur(m) 3 4 5 6-7 8-9 10

Epaisseur(cm) 10 12 14 16 18 20

77

Ensuite 1 cm en plus par 1 mètre en plus+ Formule empirique: e = 0.04 + 0.02H (m)

Où: e – épaisseur de palplanche H – Hauteur entre le terrain d’assise et le niveau d’eau

+ L’autre formule:

Rb : Résistance du bois à compression(Kg/c2)b.Assemblage des palplanches en bois:

A grain d'orge

A raimureet languette

A recouvrement

Les rideaux de palplanches en bois sont souvent formés de panneaux limités

par des pieux en bois espacés de 1,5 à 2m. Ces pieux sont réunis, soit par des

moises entre lesquelles passent les palplanches, soir par des longrines boulonnées

sur les pieux et contre lesquelles sont battues et clouées les palplanchesPalplanche Longrine

Taquet Pieux en boisD=15 à 25cm

Boulon en acier

6 à 12 cm

Frette serie à chaud

épaisseur:25mm à 40mm

78

c. Battage des palplanches:

- A la tête: Afin d’éviter la fissuration de la tête des palplanches pendant leur

battage, on la coiffe d’une frette en acier forgé de 2 à 3 cm sous la tête. On en

lève la frette après le battage afin de la réuliser

- A l’extrémité inférieure des palplanches est taillée en pointe asymétrique et

munit d’un sabot en tôle

en tôle

e= 2mm

Sabot de palplanche enbois

- Equipement: On peut utiliser les outils employés dans le battage des pieux

come: Mouton à chute libre, mouton à vapeur et mouton à trépider.

- Le procédé est le même pour les pieux

2.7.3. Palplanches en béton armé

Les palplanches en béton armé sont surtout employées lorqu’elles peuvent

être incorporées dans les ouvrages à titre définitif. Elles peuvent, contrairement au

bois, émerger de l’eau sans inconvénient

a. Palplanches en béton armé préparé d’avance(Préfabriqué)

Dans ce cas, on contruit sur le chantier, préalablement aux travaux de fouilles,

des palplanches formées des pièces en béton armé, qui sont ensuite battues dans le

sol par emboîtement.

- Assemblages:

Il existe divers types d’assemblages. Les plus courants sont réalisés par grain

d’orge

- Battage des palplanches:

Lorsque le battage se fait dans un terrain consistant, les palplanches sont munies

de lardoire à leur pied. Leur partie inférieure est ,oulée en forme de biseau de

79

manière à ce qu’une buttée de terre développée sur la face oblique ainsi réalisée,

provoque pendant le battage, en serrage de la palplanche contre sa voisine.

-La tête: est protégée des coups de marteau par un chapeau formant coussin

élastique .

Dans de nombreux cas ,pour obtenir un enfoncement facile de la palplanche

dans le sol,on est obligé de désagréger préalablement le terrain par lançage d’eau

sous pression.

Les panplanches en béton armé ne peuvent pas général être arrachées en vue de

leur réemploi , on les emploie souvent pour les murs de quai ou comme para

fouille destinée à consolider des berges.

-Équipement du battage:

Le même pour les palplanches en bois.

b. Palplanches en béton armé moulées dans le sol.

De même que l’on a imaginé des pieux moulés dans le sol,on peut réaliser par un procédé analogue des panplanches moulées dans le sol.

C’est ce qu’a fait la firme Franki de la façon suivante:

- Les panplanches sont constituées par des panneaux de 1m de largeur en général , 0.20m d’épaisseur et la hauteur voulue qui se soudent un à un dans

80

le sol en cours de bétonnage pour constituer un écran continu sur une grande longueur.

- Elles sont exécutées au moyen de deux caissons en acier de section rectangulaire,sans fond.Les caissons sont enfoncés alternativement au moyen munie d`un mouton à chute libre.La même machine sert à l’arrachage et le soulèvement du caisson,par l`intermédiaire de moulages.

1er phase:Fonçage du premier caisson.

2ème phase: Le premier est foncé à la profonde voulue.

3ème phase: Le deuxième caisson est battu au côté du 1er caisson.

4ème phase: Une armature est placée dans le 1er caisson.Après la mise en place de l’armature ,le 1er caisson est rempli de béton par un goulotte, ensuite soulevé lentement par les câbles de moulages.

5ème phase: On se trouve un panneau bétonné dans le sol.

6ème phase: Le 3ème caisson enfoncé à côté du 2ème caisson.On procède alors au bétonnage du 2ème caisson,les phases se succèdent dans l’ordre qui vient d’être indiqué.

Remarque:

Le procédé a eté appliqué sur des profondeurs de 8m au maximun avec 0,3m

d’épaisseur.

À la partie inférieure,le caisson est obturé ,préalablement à l’enfoncement

dans le sol par une plaque de tôle ou de béton.

81

2.7.4. Palplanches métalliques.

a,Généralités.

Un rideau de palplanches métalliques est constitué,d’une manière générale,par

une paroi ondulée,réalisée par un profil spécialement de laminé à cet effet et ayant

une grande résistance.La paroi est formée de pièces jointives,enfoncées

successivement dans le sol.Chacune de ces pièces est la palplanche proprement dite.

Elles peuvent pénétrer dans la roche tendre. Elles servent non seulement de

batardeau,mais encore de blindage des fouilles,de soutènement définitif de murs de

quais,des consolidations de berges,etc...

b,Avantages des palplanches metalliques.

-Elles se lissent battre dans des terrains très compacts et pierreux.

-Le battage est rapide et ébranlement est relativement faible.

82

-Peut être arrachées et resservit un grand nombre de fois.

-Leur résistance très élevée au flambage et à la flexion ,ainsi que leur

étanchéité.

c,Classification des palplanches métalliques.

Panplanche U ( Larsen )

Palplanche S (terres rouges)

Palplanche Z ( Belval)

Palplanche V ( Goutière Rombas)

Palplanche à âme plate ou rectiligne

d. Accrochage des palplanches

A griffes et bourrelets. (possibilité de rotation)

Joint en queue d’aronde

83

Join à crochet

Joint composite

2.8 Battage et arrachage des palplanches

2.8.1. Battage:

a.Choix du mouton:

Il depend de la nature du terrain, des dimensions et du type de palplanches

utilisées.

On peut utiliser les moutons habituels comme: moutons à chute libre, mouton à

vapeur et mouton de trépideur. À nos jours le mouton de tr1pideur (diesel) et les

vérins hydrauliques de plus en plus remplacent les moutons à chute libre et les

moutons à vapeur.

b. Méthode de battage:

Pour obtenir un alignement convenable, il faut assurer un guidage parfait des

palplanches pendant le battage. Les guides peuvent être appliquées

directement sur le sol et calés d’une façon quelconque.

Dresser et emboîter d’abord toutes les palplanches en leur donnant une faible

fiche( 1m par exemple).

84

Une fois mise ainsi en fiche, les palplanches sont battues par passe 1m à 1,5m

maximum. Ce procédé, qui est évidemment long temps, mais donne

d’excellents résultats.

Lorsqu’il s’agit de battage dans l’eau, les guides sont fixés à l’échafaudages

de battage au niveau le plus bas que possible ( jusqu’au niveau de l’eau).

Le battage de la 1ẻme palplanche doit s’effectuer avec la plus grand soin.

On coiffe aussi un casque à la tête de palplanche.

On peut utiliser la méthode de lançage de l’eau sou pression pour enfoncer

les palplanches.

On doit dresser un graphique, donnant en abscisse le temps ou le nombre de

coups et en ordonnée, les profondeurs atteintes par le pied des palplanches.

Un tel graphique permet de constater tous les incidents du battage: rencontre

d’une grosse pierre, désemboîtement, arrivée de pied sur le terrain

résistant,etc.

85

PARTIE BTECHNOLOGIE DU BETON

86

La technologie, c’est la science des procédés auxquels les produits naturels doivent être soumis pour développer leur utilisation au profit de l’industrie, c’est la science des procédés et les moyens mécaniques des méthodes qui touche à la fabrication.

En fermes simples, la technologie du béton englobe donc toutes les connaissances qui ont trait à la confection du béton.

La connaissance de technologie du béton est pour celui qui travaille avec ce dernier beaucoup plus importance que pour les autres matériaux de construction du fait qu’il est confectionné soit dans la fabrique à béton frais sur le chantier proprement dit ou encore qu’il y est amené comme béton frais et ensuite mis en œuvre dans sa forme définitive. La qualité finale ou produite dépend de divers facteurs et sa résistance ne peut être constatée qu’ultérieurement, sa réalisation exige donc un soin particulier et un contrôle sévère. Le béton est un matériau dont la qualité appartient à l’exécutant, contrairement à l’acier par exemple dont la qualité peut être contrôle au préalable.

Le béton est en principe composé de 70 à 80% de granulats (agrégats), de 10 à 15% ciment, de 15 à 20% de l’eau et de 2 à 5% d’air (en pourcentage du volume). Les granulats adhérents lé uns aux autres aux moyens d’une matrice de ciment contenant des espaces capillaires remplis d’eau pour une part et remplis d’air pour une autre part. La matrice de ciment ou pâte de ciment durcie se forme à la suite de la réaction du ciment avec l’eau.

En raison de son faible résistance à la traction, le béton n’est pas conçu pour les poutres et les plaques. Ces poutres ou plaques travaillent en flexion, c’est - à - dire que la matériau est comprimé dans sa poutre supérieure et étiré dans sa partie inférieure. Dans ce cas, l’acier est placé dans la partie inférieure, donc destiné à travailler à flexion et maintenant l’élément constitué de béton et de l’acier appelé : ‘‘ Béton armé ’’.

87

Chapitre ICOFFRAGES

1.1 Introdution :Le béton frais est un matériau facile à mettre en œuvre et peut en principe

prendre une infinité de formes. Excepté pour un béton projeté, un coffrage est indispensable pour donner au béton la forme et la texture de surface souhaitée et le soutenir. Durant le processus de prise et de durcissement.

Le coffrage est en outre un élément dont il ne faut pa sous- estimer le coût. Celui- ci peut en fonction de l’élément à couler et du choix du système de coffrage représenter de 25 à 75% du prix de revient du béton.

1.2 Caractéristiques des terrains de terrassementLeur classement nécessaire pour organise les analyses est subjectif. On peut proposer des ranger en tirers failles suivant l’action principale qu’il subissent du béton poussée, frottement, ou poids). Dans ces familles, nous distinguerons ensuite les réponses apportées aux problèmes d’organisation des travaux.a) Coffrages pour parents verticauxb) Coffrages grimpant, auto grimpant, console de harrage, traditionnels ou

banches, poteaux, fondation, coffrage, de tunnels.c) Coffrages glissantsPour parement verticaux, ou pour parement plus ou moins obliques.d) Coffrages horizontauxCoffrages et étaiement de dalles, table, de coffrage, coffrage tunnels, coffrages de poutre et pontiers.

1.3 Les matériaux de coffrages.Les coffrages sont généralement constitués des parties suivantes :

La paroi de coffrage : C’est la partie qui se trouve directement en contact avec le béton frais. Elle est habituellement en bois, en métal, en matériaux synthétiques ou en béton.

La construction portante (l’échafaudage) généralement à base de bois, de métal ou d’une combinaison des deux, parfois de béton.

Les raidisseurs de stabilité et de flambage, les contreventements, généralement à base de bois ou de métal.

88

a) Le bois :Il est utilisé pour réaliser toutes sortes de coffrage courbes. Il est à travailler et

remettre dé assemblages simples. Enfin, c’est un bon isolant et supporte très bien les vibrations. Nombre de fois d’utilisation est limité.b) Métal :

L’acier est un matériau homogène. Il possède une résistance et une rigidité importante, grande durée, il n’absorbe pas l’humidité, divers forme. Le domaine d’utilisation de l’acier est très étendu. Nombre de fois d’utilisation est grande.

Inconvenients : Le poids spécifique élevé, des éléments lourds, difficiles af manipuler, formation des rouilles. L’acier survient pour la production de grandes séries d’éléments identiques.c) Matériaux synthériques :

Ces matériaux sont de plus en plus souvent utilisés. Ils sont résistants à la corrosion, légers, permet de réaliser toutes formes. Les matériaux synthétiques sont également utilisés comme coffrages perdus ( pour remplir les vides dans un plancher, revêtement de caractères architectoniques ou isolants) Etc…d) Béton :

Le béton (généralement armé ou précontraint) est souvent utilisé pour concevoir des éléments de coffrages perdus ou permanents.Disposition générale pour les coffrages : Chaque coffrage doit :

- Conduire à la forme souhaitée en tenant compte des tolérances admises.- Reprendre toutes les charges en présence, sans de formation ni déplacement

inadmissibles.- Être facile à déplacer, à monter ( Y compris la fixation des armature, écarteur, etc. )

et à détacher ( sans dégradation de la surface du béton).- Permettre un bétonnage et un durcissement optimum.

Coffrages et aspect extérieur du bétonAfin d’obtenir une surface de béton aussi homogène et uniforme que

possible, chaque face de coffrage en contact avec le béton doit répondre aux quatre exigences suivants :

-Les caractéristiques de surface doivent être constants ( l’absorption d’eau joue ici un rôle important).

-L’étanchéité du coffrage est indispensable.-Le coffrage doit être prope

89

1.4 Système de coffrage

1.4.1 Coffrages de fondationCoffrages de fondation, de gros mur et de grand massif.a.Coffrage de Fondation isolée

Plancher

Butée

Traverse Buton

b.Coffrage de gros mur

T?ants

écarteur ou espaceur

Poutre

Plancher

c. Coffrage de grands massifs

Calé

Tendeur

Contre fiche

< 8m

90

1.4.2. Coffrage pour parois et colonnes.épaisseur de la paroi

Longrine

Tirant

Contre - fiche

Poutre

Planche

Progressivement, les poutres et longrines en bois pour en augmenter l’efficiente: moins tirants, possibilités de l’utilisation de panneux plus grands et plus maniables.

Panneau de Coffrageen multiplix

Longrine

Poutre

91

Coffrages des colonnes.

Ouverture pourcouler le béton

Ouverture pourcouler le nettoyage

40

- 8

0m

< 2

,5m

Ouverture réservés àpoutre et poutrelle

Cadre métallique

Joue

Traverse

92

Fil à plomb

Figure 1 – Coffrage des poteux traditionnels (en bois)

Multiplix Raidisseur

Poutre deceinture

Figure 2 – Coffrage de colonnes avec ceinture et longrines en bois

Coffrages de colonnes en acier (Section rectangulaire).

Coffrages de poteux sont constitués par une caisse à 4 panneux (poteux rectangulaires) dont, l’épaisseur a été calculée ou choisie.

- Le raidisseur de panneux s’effectue par des cadres simples ou double, places tous les 80 cm en bois ou en acier ( serre – joints ).

93

- Il faut ménager une ouverture dans le bas du coffrage afin de permettre le nettoyage avant mise en place du béton. Dans le damage à main, il est préférable de monter bétonnage, afin d’obtenir un meilleur damage en tous point

Coffrage de poteau en acier (section rectangulaire. Le coffrage du poteuu en acier comporte des éléments que leurs caractéristiques sont les suivants - Plaque d’acier de 1,5 à 4mm d’épaisseur. - Longueur : 1,5 à 2,5 m - Largeur: 16,20, 30 cm. - Raidissage par cadre en fer et traverse. - Poids par m2 de coffrage: 43 à 70 kg/m - Assemblage des éléments par crochets. - Nombre de réemplois : 50 – 300. Montage de coffrage: - Coffrage formé par deux demi – coquilles de largeur constante et longugeur variable.

- Coffrage à piston: Largeur constante, longueur variable nombreuse position, intermédiaries, pas de trous dans le peau coffiante.

94

- Coffrage en aile de Moulin, largeur et longueur variables.

- Coffrage du Poteau de section polygonale.

1.4.3 Coffrage de tunnels Les coffrage de tunnels répondent tous à deux suggestions communes : pas de grue, et absence de place. Leur conception est bien sur dépendante de la function du tunnel mais aussi de son mode d’exécution : le revêtement est-il fait pendant la période de creusement ? Comment circulent le marinage, le matériel et les homes?

95

Le radier est-il execute avant les pieds droits ? Selon fa forme et les diménions de la voûte quel temps doit –t-on ? Peut-on travailler à postes ? Les analyses conduiront soit à un coffrage unique (non télescopique), soit télescopique.a. Coffrage non télescopique

Utilisés pour les tunnels de faibles longueur, des galléries très sinueuses, des section très petites ne permettant pas le télescopique, etc.

Figure 3: Coffrage non télescopique L’ordre d’exécution du coffrage:

- Dépose du masque

- Mise en place transporteur

- Mise en place des tendeurs

- Mise en contact du sommier du transporteur avec la voûte du coffrage

- Dépose du calage en bas de coffrage

- Repliement des volets des pieds droits (s’il y en a)

- Repliement des pieds droits (avec les tendeurs)

- Abaissement du coffrage (avec les vérins)

- Déplacement de l’ensemble

- Nettoyage et huilage

- Relevage du coffrage

- Dépliage des volets de pieds droits (s’il y en a)

- Réglage du coffrage (recouvrement 5cm sur l’anneau précèdent)

- Calage et bétonnage des pieds droits

- Pose du masque

Le radier du tunnel peut être exécute en avance ou à la fois de pieds droits et voûtes.

b) Coffrage télescopique

Afin de travailler en continu en “masquant” les temps de durcissement du béton,

on peut employer un jeu de deux coffrage (on plus). La longueur du coffrage

determine par “l’apprentissage” sur le chentier après une période d’exécution.

Ces coffrage doivent être repliables pour pouvoir passer avec leur transporteur

dans un coffrage identique déjà en place.

Dans le cas de galléries de diamètres assez grands, on peut faire passer deux voies

de services : la première pour du coffrage enjambant et le deuxième pour le

marinage.

96

La vitesse d’avancement du revêtement peut alors égaler celle de la perforation.

Portique

COFFRAGES TÉLESCOPIQUE

Coffrage té lescopinque pour tunel à section policentrique.Ce type de section est souvent rencontré dans les tunelssoutiers

Coffrage télescopique pour galerrie en fer chevel avec radier coulé

en deuxieme phase et transporteur à mât central.

Coffrage télescopique pour galeriecirculaire crulée entiere

c) Portique. Charpente centrale : Robuste et économique, employé généralement dans le petites

galeries du fait manqué de place. Inconvénient : elle obture le passage

Figure 4 : Charpente cetrale

Tendeur

97

Charpente en portique enjambant la voi de service permettant de conserver l’usage de celle-ci. Sa longeur devra être supérieure au coffrage pour permettre le repliement de celle-ci

Tendeur

Coffrage

Portique

Figure 5 : Charpente en portique

d) Phases pour un bestonnage discontinue. Le procédé est successivement exécuté.

C' A B

B'

C

C' A B

C'

A

B'

C

C'B

1e phase : - Bétonné

- Décoffré

- Coffrage

2e phase : - Bétonné

- Décoffré

- Coffrage

1.4.4 Coffrage grimpant

On l’appelle aussi “ Cofrage barrge ou console … tenu en tête “. Il fait appel à toutes les techniques que l’on peut rencontrer dans les différents types de coffrages pour les parements verticaux.

La plupart du temps il n’est tenu qu’en pied par un ancrage et en tête par en tirant, ce qui limite pour des raisons de poids et donc de prix. Sa hauteur de béton coffré à 3m, 3.50m environ.

Son poids avec tous ses équipements rapport à la surface coffré aviosine les 200

kg/

98

1. Les éléments de coffragea. La peau :Peut être en bois ou en métal

- Tôle 4mm d’épaisseur : 100 fois de réemplois.

- Contre –plaqué bakélisé de 20mm : 10 20 réemplois.

- Bois agglomérés bakélisé de 22mm : 5 → 10 réemplois.b. Ossature :

Peut être en bois ou en métal ou mixte.

L’ensemble de la peau et de l’ossature doit résister aux efforts de poussées exercées par le béton. Généralement ces efforts sont équilibrés par des réactions d’appuis mobilises dans les ancrages en pied du coffrege, noyés dans le béton durci de levée précédent et en tête de coffrage dans les tendeurs.

c. Pincement

La zone “pincé” doit être étanche. Or, le béton de cette zone a été moulé par la partie supérieure de la peau du coffrage pendant l’exécution de la levée précédente. On a donc un problème du à la difrérence de planéité entre le haut et le bas du coffrage. D’ou intérêt de laisseer un maximum de souplesse à la zone de coffrage effectuant pincement et étanche cette zone an la calfeutrant avec un “compribaude” ou du mortier avant bétonnage de la levée.

d. Arase du béton

L’idéal est de faire correspondre le rebord supérieur de la peau de la banche à l’arase du béton. Le chef du chantier voit ainsi aisément le moment ou il doit arrêter le coulage du béton.

e. Calage et réglage

Destiné rattraper les imprécisions de la levée, et celle de l’implantation de l’ancrage.

f. Bouton

Pour régler la verticalité et pour tenir la banche “à vide” contre les efforts du vent (pouvoir travailler en compression et en traction.

99

Ancrage

Arase du Pincement

Calage et reglage

Figure 6: coffage grimpant

Passerelle

Bouton

Ossature

Passerelle de betonnage

Tirant du tendeur

supporte decoffage

Beton

100

Remarque :

L’ouverture du coffrage peut être conditionée par une durée de protection du béton contre le froid, ou par une résistance minimale du béton de 5 MPa.

On peut constater les ruptures de charge de travail pour la main d’œuvre. Pour remédier, on doit analyser de nouveau sur le chantier.

Démarrage du coffrageL’analyse de cette phrase est à tord, trop souvent négligée. Pour un ouvrage de 30m réalise par la levée de 2,5m, le nombre de levée sera de 15m. Sur les 15 levées, 3 au moins seront particulières.

1.4.5. Coffrage auto grimpant

C’est un coffrage grimpant équipé de son système pore de levage ( vérin hydraulique, treuils ou tire-forts) lui permettant de monter de la levee n à la levée n+1 sans aides d’une grue. Le coffrage est onéreux qu’un simple grimpant du fait de son alourdissement par un système complexe de charpente, et de mécanique, mais il est particulièrement appréciable par d’autres manutentions.

1.4.6. Coffrages traditionnels de bâtiment et banches.

Ces types de coffrages ne sont pas seulement employés pour les murs des bâtiments mais aussi pour des voiles de grande hauteur.

Pour les travaux d’exécution, on doit avoir un support pour poser le coffrage, en bâtiment, c’est le plancher bas de voile par des tirants pour équilibrer les efforts de poussée du béton sur les banches en vis-à-vis. La hauteur de la levee sera alors uniquement limitée par la possibilité de bien mettre en place le béton (Problème lié à la densité des armatures et à l’épaisseur du voile).

On exécute sur la planche une “talonnette” de 10cm de hauteur environ bien implantée par legéomètre, sur laquelle on pince le coffrage. Les tyrants sont relativement aisé à placer dans le cas des voiles peu épais et peu ferraillés de bâtiments.

En revanche, dans le cas de voiles d’ouvrage d’art (voiles de culé de ponts) ou de murs haut, épais et fortement ferraillés, le passage des tirants devient difficile et source de perte de temps.

101

Figure 1 : Coffrage traditionnel

1.4.7. Le “coffrage tunnel”C’est un outil coffrant en même temps les voiles et les dales. Ils soit être

complets par de banches traditionnelles pour coffrer les faces extérieures des pignons.

Avec des “batteries” de coffrage tunnel,on peut réaliser très rapidement les étages répétitifs d’un immeuble dont les planchers portent des murs de refend à mur de refend; on coule en une seule fois les voiles puis les dalles. Il faut prévoir une charpente que l’on accroche en console sur la façade pour sortie les éléments du coffrage après le décoffrage et les passer avec la grue sur le niveau qui vient d’ être réalisé.

Figure 2 : Coffrage tunnel

102

1.4.7. Coffrages glissants

1. Généralités Le terme coffrage glissant se réfère à une construction de coffrage qui se déplace régulièrement tandis que le béton est place dans le coffrage. Un coffrage glissant n’est pas comme un coffrage habituel, dressé pour maintenie le béton en place puis dé monter lorque le béton a acquis une résistance suffisante. La méthode de travail avec un coffrage glissant ressemble plutôt au processus d’extrusion des métaux. Le béton frais est coul é à la partie supérieure du coffrage et il est dégage (en début de durcissement) de la partie supérieure du coffrage, lors de son passage dans le coffrage, le béton prend la forme souhaité. Mais à l’opposé de ce qui passe pour l’extrusion des métaux, le béton est immobile et c’est le monde qui se déplace. On utilize dès lors des coffrages glissants pour des structures dont la section ne varie pas trop sur la hauteur à réaliser. La technique du coffrage glissant peut être appliquéé entre autres pour les types de constructions suivants :

Constructions verticals pour lesquelles l’épaisseur des parois et la coupe horizontale restent constantes sur toutes la hauteur.

Constructions verticals pour lesquelles l’épaisseur des parois et la coupe horizontale change suivant la hauteur.

Constructions présentant une légère partie par rapport à la verticalité Constructions horizontals, par exemple bandes de contrebutage.

Les glissements périodique du coffrage, caractéristique du système, exige des équipes de jour et de nuit sur 24h.

Un contrôle est nécessaire pour s’assurer que le coffrage reste bien horizontal et dans la direction souhaitée.

On prévoira une planification détaillée afin d’éviter l’interruption du travail par suite d’un manqué d’approvisionnement en matériaux ou en matériel ou d’équipes insuffisantes.

1. Conditions et avantages des coffrages glissants.

a. Conditions d’utilisation d’un coffrage glissant.

On peut envisager l’utilisation d’un coffrage glissant soit lors de l’établissement du projet par l’architecte, soit lors du choix de la méthode d’exécution par

103

l’entrepreneur. Dans ce dernier cas l’entrepreneur doit faire appel à des spéchialistes ayant l’expérience de cette méthode.

L’ouvrage à réaliser doit conserver la même forme sur toute la hauteur. Un changement de forme géométrique (par exemple passage d’une section carré à une section circulaire) n’est pas possible en cours de glissement du coffrage. Certaines variations dimensionnelles sot néanmoins possibles.

L’ouvrage doit avoir une hauteur suffisante. Si la hauteur est trop faible, l’avantage du travail en construire set réduit.

Le nombre d’ouvertures doit être aussi que possible, car elles augmentent la difficulté du travail.

L’exécution doit être confiée à du personnel expérimenté aussi bien pour la direction de l’opération d’un coffrage glissant

Le délai d’exécution est court grâce à l’exécution simultanée d’un grand nombre de tâches et parce qu’on travaille jour et nuit.

Les couts de construction d’un coffrage glissant sot réduits à un minimum, puisqu’un seul coffrage doit être prévu pour toute la structure.

En outre, certains éléments des coffrages glissants sot standardisés, ce qui permet de les utiliser sur plusieurs chantiers.

Des ouvrages de très grande hauteur peuvent être réalisés dans des délais d’exécution minmum.

Les équipes sont plutôt réduites. Par contre, les salaires sont plus élevés que pour d’autres travaux puisqu’on travaille en plusieurs fois et qu’il faut donc prévoir des supplesments pour lé travaux en dehors des horaies habituels.

2. Domaines d’utilisation des coffrages glissants.

Les coffrages glissants peuvent être adaptés aussi bien aux ouvrages unitaires qu’en génie civil ou en bâtiment, par exemple :

Silos

Tours (cheminé, chaateaux d’eau …)

Noyaux d’immeubles-tour.

Piles de ponts.

3. Description d’un coffrage glissant :

a) Coupe d’un coffrage glissant

1.Poteur d’armature

104

2.Tige support de vérin ou barre de montée ou barre d’appui.

3.Vérin

4.Chevalet

5.Passerelle ou plate-forme supérieure ou de travail.

6.Passerelle ou plate-forme extérieure de circulation.

7.Raidisseur horizontal

8.Peau de coffrage

9.Fourreau des tiges supports des vérins.

10.Passerelle ou plate-forme inférieure intérieure.

11.Passerelle ou plate-forme inférieure extérieure.

12.Le béton

13.Console de couronnement

14.Poutraison

b) Dessin en perfective du coffrage glissant donné à la figure au dessus.

c) Pièces d’un coffrage glissant

Coffrage glissant :

Le proprement dit est costitué de la peau de coffrages et des raidisseurs. Il existe une paroi intérieure et une paroi extérieure, complètement indépendantes l’une de l’autre.

La peau de coffrage a en général une hauteur limitée entre 1 et 1,25m. Habituellement, on a deux raidisseurs par hauteur de peau de coffrage, parfois il y a en a trois.

Le coffrage peut être :

Entièrement en bois.

Entièrement métalique.

Mixte, c’est-à-dire avec peau de coffrage en bois et ossature métallique ou peau de coffrage en tôle et ossature en bois ou métallique.

Chevalets :

Les chavalets peuvent avoir différentes formes selon le procédé la forme d’un H.

105

Chaque chevalet a deux montants dont la distance est réglable selon l’épaisseur du mur. Des ferrures sont prévues aux montants pour la fixation des raidisseurs de coffrage.

Les chevalets doivent empêcher que les coffrages s’écartent sous l’effet de la pression du béton. L’ensemble du coffrage ainsi que tous les accessoires sont fixés à ces chevalets et cntrainés verticalement par ceux-ci. Ces chevalets sont acutellement presque toujours en acier, auparavant ils étaient en bois.

Vérins :

Les vérins sont solidaires des chevalets et montant l’ensemble du coffrage en s’agrippant aux barres d’appui au moyen de griffes.

Les vérins sont pneumatiques, hydrauliques ou électriques.

Les vérins peuvent actionnés simultanément ou indépendamment, ce qui nécessaire pour les corrections.

Les vérins de différences marques sont presque tous concus suivant le même pricipale : Une groupe de mâchoires supérieures et une groupe de mâchoires inférieures fonctionnant alternativement sous l’action de la pression de l’huile.

Le travail d’un vérin est schémaitsé sur la figure suivante :

grifffes

barred'appuis

Figure 3 : Travail du vérin

1. Les griffes inférieures du vérin sont fixées à la barre d’appui,les griffes supérieures sont libres

2. Commande de montée du vérin

106

3. Les griffes supérieures du vérin sont fixées à la barre de l’appui,et les griffes inférieures sont libres.

4. Le piston inférieure est retourné et on répète le processus.

À chaque poussée du vérin , le coffrage monte de 5mm environ.

Barres d’appui:

Les barres d’appui supportent tout le poids du coffrage glissant par l’intermédiaire des vérins qui s’appuient sur elles .Elles transmettent directement ce poids aux fondations de l’ouvrage,sans charger le béton de parois qui doivent cependant empêcher leur flambage.

Le diamètre des barres d’appui varie de 25 à 40 mm et leur longeur de 1,50 à 4m.

Les barres sont vissées l’une à l’autre.

On doit veiller à ce que les points d’assemblage soient le moins possibles dans un même plan horizontal.Pour cela , il est indiqué d’utiliser au départ des barres de longeur différentes.

Gaines pour la récupération des barres d’appui

Si on souhaite récupérer les barres d’appui,il faut éviter que le béton y adhère .Pour cela,on fixe aux chevalets une gaine dans laquelle on place des barres.Ces gaines ont un diamètre intérieur supérieur de 3 à 4 mm à celui des barres.Les gaines ne restent donc pas dans le béton mais glissent avec l’ensemble du coffrage.

Plate-forme de travail et passerelle extérieure de circulation

Tous les travaux nécessaires au coulage du béton, au ferraillage et au placement des cardres pour les ouvertures sont réalisés au départ de la plate-forme de travail.

Ce plancher sert également à la circulation des travailleurs, au stockage des armatures,des cadres….

Le groupe hydraulique qui actionne les vérins, est également placé sur cette plate-forme.

Le plancher et ses longerons d’appui sont solidaires des chevalets.

107

Le démantèlement ou la rupture d’éléments des planchers peut entraîner des accidents graves.Pour des raisons de sécurité, il est donc indispensable de construire solidement la plate-forme.

Passerelles suspendues intérieures au extérieures

Ces passerelles sont placées à 2m environ en dessous de la plate-forme de travail.

Si c’est nécessaire , on peut fixer une seconde passerelle à la première.

On s’en sert pour contrôler le béton après glissement de coffrage et aussi pour procéder à d’éventuelles réparations et au lissage du béton.

Eclairage et moyens de transport

Il faut prévoir :

Une travail d’éclairage pour le travail de nuit.

Une installation d’alimentation en eau .

Un ascenseur ou des échafaudages avec paliers et échelles.

Une grue ou un monte-charge ou un treuil pour le transport vertiacal.

4. Fonctionnement des coffrages glissants

Dans la plupart des cas , le coffrage glissant est un matériel loué par l’entrepreneur à une firme spécialisée.

Outre le matériel de coffrage, cette firme met à la disposition de entrepreneur du personnel spécialisé pour construire le coffrage et commander son glissement.

On commence par la construction du plan de coffrage de 1 à 1,25 de hauteur, suivant la forme de l’ouvrage à réaliser.Ce montage peut être exécuté soit sur les lieux même du chantier , soit à proximité (à portée de la grue) et dans ce cas on utilise un gabarit.

Le peau de coffrage est ensuite fixée aux chevalets , eux-mêmes distants d’environ 1,5 à 2,5 m.On fixe ensuite sur les mêmes chevalets des longerons d’appui (raidisseurs) qui supportent le plancher de travail.

108

Selon l’épaisseur des parois , on fixe sur chaque chevalet un ou plusieurs mécanismes de levage composé d’un vérin ,d’une barre d’appui et une gaine pour la récupération des barres.

Il est évident qu’avant de fermet le coffrage on doit placer le ferraillage .Les barres verticales peuvent être avantageusement installées en escalier,tandis que les barres horizontales ne peuvent être montées au-delà de 1,4m environ étant donné.

l’espace libre entre les chevalets et le plancher de travail (25 à 60 cm selon le type de chevalet ).

Le matériel nécessaire pour les réservations et les ouvertures doit également être placé d’avance.

Lorsque le coffrage glissant est complètement installé,on l’estime pour vérifier son fonctionnement.

Pour glisser le coffrage , on doit d’abord humidifier pendant 4 à 6 heurs la peau de coffrage pour éviter des ouvertures entre les planchers du coffrage et pour empêcher la peau de coffrage n’absorbe l’eau du béton.

Le coffrage est rempli par couches successives de 25 cm de hauteur environ.

- 1ème heur : première couche de 25 cm

- 2ème heur : deuxième couche de 25 cm

- 3ème heur : troisième couche de 25 cm

Entre la 3e et la 4e heur, on monte le coffrage de 5 à 7 cm.

On contrôle alors la prise du béton libéré ( à la partie inférieure ).Si le béton n’est pas suffisamment durci, on arrête le coulage du béton et le glissement du coffrage.

Si la prise du béton est suffisante , on coule à la 4e heur la 4e couche de 25 cm du béton et on monte le coffrage jusqu’à 15 à 20 cm de hauteur.

On contrôle le béton libéré.

À partir de la 5e heur , on coule des couches du béton de ±20 cm de hauteur et selon la dégrée du béton ,on monte le coffrage de 10 à 20 cm par heur.

Le glissement se fait en phases ,par exemple pour une vitesse de 24 cm/h ,on monte le coffrage en 3 à 4 fois de 6 à 8 cm,chaque levage est exécuté assez rapidement (2 à 3 minutes),

109

On contrôle la hauteur glissée au moyen de lattes graduées de ±30 cm qui reposent sur les chevalets et qui coulissent en même temps.

Pour contrôler la prise du béton ,on pourrait procéder comme suit:

- Par au-dessus:

On prolonge une barre de Ø12 dans le béton

+ Si la barre s’enfonce de 70 cm ou plus, on doit attendre avant de glisser le coffrage

+ Si la barre s’enfonce de 30 à 70 cm ,on peut glisser le coffrage.

1.5. Coffrages horizontaux et étaiement

En général, ils sont les coffrages de poutres, poutrelles, de planchers et des

dalles. On distingue habituellement deux é fontions : Le coffrage doonant la forme

et l’étaiement supportent le coffrage et transmettant son poids et celui du béton est

des appuis fixés.

1.5.1. Coffrages horizontaux

a. Coffrage de poutre

110

Ces coffrages sont constitués par 3 faces, cloués ou tire formés. L’épaisseur

des bois se déterminer par le calcul. Les fonds des poutres sont généralement

constitués par des planches de 35mm à 40mm. Pour les poutres de grande butée, on

donne au fond une sur-élévation ou contre—fiche déterminée par :

- Tassement prévu d’appuis pudes étais.

- Modification de la forme du coffrage sous l’effet de la surcharge qu’il reçoit

- Flexion élastique de la poutre en béton sous l’effet de la surcharge maximale.

- Suppléments imprévus

Il est préférable, poue aspect que la poutre ait une courbe légèment concave,

plutôt que convexe.

b.Coffrage de poutre-plancher

111

Afin d’augmenter l’efficacité des coffrages horizontaux, on utilise des plaques de mutiplex renforçées de grilles en aluminum pour former le coffrage de poutre de la plaque métallique est souvent raisonnable.

Des pré-dalles constituent également des coffrages performants. Ils forment

en effet la partie structurelle du plancher et le soutènement nécessaire est limité aux

sous poutres et aux supports.

Des panneaux en acier nervuré peuvent également être utilisés comme

coffrages perdus.

112

1.5.2. Sollicitations :

a) Sollicitations verticales : Le poids du béton, des armatures, divers…

γb =2,5t/m2

Le poids propre platelage . Le poids des hommes qui circulent. La surcharge du tas de béton au déchargement de la benne. Les effets éventuels de la vibration.b) Sollicitations horizontales :

L’ évaluation des poussé es latérales sur les faces du coffage serait très simple si le béton à létat plastique qui se comportait comme un liquide homogène. La pression en tous points d’un liquide est en effet proportionnelle dans toutes les directions au poids de la masse de liquide située au-dessus du point considéré. La pression hydrostatique obtient par la simple formule :

P = γh .h

113

Évolution des pressions : 1.Hydrostatique 2. Probable 3. Admissble1.5.3. Etaiements et cintres :

Les étaiements et cintres sont des ouvrages provisoies destinés à caler le coffrage

au niveau voulu, et à en reporter les charges sur des points d’appui fixes ( par

exemple sur le sol ). On parlera l’étaiement pour des échafaudages don’t les

montants verticaux descendent verticalement les charges. On parlera des cintres

pour des poutres franchissant des obstacles ( par exemple pour la construction d’un

pont, au dessus d’une rivière ).

a) Les différents types d’étaiements :

- É taiement par “tubes et raccord” .

- É taiement par tour ou par table.

- É taiement par télescopique.

- Par étai simple et isolé

Tubes et raccord :

Les tours d’é taiement à montage rapide

114

Utilisation :

Pour coffer des dallessitué es à une hauteur intermeédiaire de 3,5m à 4m.

Composants :

Les é lé ments présentés à la figure au dessus sont complétés par des échelles de

meunier, des plateaux à trappe et des garde-corps. Placés à l’int é rieurs de la tour,

ils permettent d’une part de montage de la tour en toute la sécurité , d’autre part

l’accès au fourches de tête ( montage, réglage, ou dé centrage du platelage du

coffage ).

Mise en oeuvre :

Quand le platelage coffé se situe au-del à d’une certaine hauteur ( par exemple

5,5m ), des liaisons assurant un contreventement d’ensemble doivent……..

Le platelage du coffage, des longerons, et les étais doivent être calculés selon

les Normes de flexion et flambage. Mais en réalité, on peut dimensionner

rapidement un étaiement de plancher simple selon les dimentions du même.

Les tours de grandes hauteurs :

Utilisations courantes :

Ce type d’étaiement est généralement utilisé :

- Pour établir des platelages à grande hauteur ( coffage de poutre, de dalles … )

115

- Quand les charges à supporter sont élevées.

- Pour libérer des servitudes de passages ( gabarits routiers ).

Composants :

Ils constituent un système d’étaiement préfabriqué, a finition télescopique manu portables s’autobloquant au montage, permettant ensuite un déplacement d’ensemble, à la grue par exemple ou encore par ripage, sur les galets, qui remplacement les platines de pied. La forme triangulaire des éléments crée automatiquement un contreventement de la tour. Il est possible d’aubmenter la capacité portante d’un plot en ajoutant des poteaux supplémentaires sur une ou plusieurs faces d’une tour. En tête, l’étage coulissant donne la hauteur à 30cm près. Un vérin de tête à fourche permet le réglage fin. Un télescopage ( décintrage du coffage sans démontage ) est possible si l’on incorpore un système au niveau désiré. Mise en oeuvre :

- Le platelage du coffrage supporté par des tours doit être calculé selon des normes exitantes.

- Il convient impérativement de s’assurer que la préparation et la nature du sol d’assie permettent effectivement la reprise des charges en pied.

116

75 o

u 10

0cm

charge par poteau 10 tonnescharge par poteau 7 tonnescharge par poteau 5 tonnes

fouche reglablecourse 30cm

trapere

diagonal horizontale

socle reglablecourse 30cm

raccord d'extremite

Etais simples et isolés:

L’étais simple métalique à l’opposé des tours d’étaiement où les tubes verticaux

sont contreventés par des horizontaux ou des dialogues est plus fragile du fait de sa

“solitude”. Aussi les normes définissent- elles un certaine nombre d’obligation :

- L’épaisseur minimale du tube de l’étais doit être de 2,5 mm afin quùil cabosse

pas.l’intérieur comme l’extérieur doit être protéger contre la roille.

- Le diamètre des broches ne doit pas exceeder 2,5 fois le diameter du tube, pour

limiter les risques d’excentrement de charge, et ne doit pas transmettre une pression

supérieure à Mpa au bois dùappui.

- Une note de calculs est obligatoire pour justifier la conception des étaiements

supérieurs à 6m.

117

verin a vis pour ajusterla hauteur d'etais

pied de l'etais

plantin

tube inferieur

fretti

broche prisonniere

tube superieur

Figure 4 :Etais simples et isolesb.Cintre:

la plupart de temps, ils sont constitutés de poutrelles. Elles peuvent avoir les

longueurs fixes, être extensibles (pour les petites portées) ou bien se composer

d’éléments qui se motent comme un mécano pour les grands portées.

2.2 -2.5 m 2.5 - 3 m

partie inferieure partie superieur

3 - 4.5 m

contreventements verticaux

118

Chapitre 2ARMATURES

2.1. Généralités

L’armature est un assemblage, par soudure ou par attaches, constitutes par des

ronds aciers. Les aciers utilisés dans l’ouvrage doivent répondre à la spécification

de Normes. Afin d’éviter toute confusion sur le chantier, il est intetdit d’employer

dans un même ouvrage des mêmes apparences géométriques mais caractéristiques

differérents. On recommende aussi de ne pas utikiser plus de 3 types d’acier dans

une même pièce (ou element).

Sur le chantier , le ferraillage employ souvent la main d’oeuvre le moins

qualifié. Son travail constituant essentiellent à manutentionner et ligature ou souder

des armatures. Cependant les longueur des barres tributaires des arrêts de

bétonnage, les attentes dependant du sens de coulage du béton. On doit apporter une

attention particulière aux principles qui présideront à l’élaboration des plans

d’armature.

Les armatures doivent être places de manière qu’ealles ne puissant pas se

déplacer pendant le couvelage et la peu vibration du béton, ou du fait de la

circulation des ouvriers.

2.1.1. Classification des armatures

Suivant leur diamètre, on distingue :- Acier en rouleau : < 10mm- Acier en barre : 10mm (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 32, 36, 40) Suivant les formes de leur section, ondistingue:- Acier rond lisses, ronds reliefs(acier à haute adherence HA)- Acier en profiles L,U,I,….. Suivant la résistance des aciers, on distingue:

- Acier CI: = 2100 kg/

- Acier CII: = 2700 kg/- Acier CIII: = 3600 kg/- Acier de haute résistance: utilize pour le béton précontraint : = 10000 – 18000

kg/

119

Suivant leurs roles, on distingue:

- Poteur: dans le sens de la petite portée

- De répartition: dans le sens perpendiculaire. Exemple: cas des dalle, les balcons, des murs…

Processus d’execution de l’armature

Les armatures sont realisées par des “ateliers forains” sur le chantier. Dans

les pays industriels, on leur prefere la plupart du temps des usines, spécialisees, afin

augementer le rendement de production.

Schéma de processus d’exécution:

120

2.1.3. Faconnage de l’armature

a. Polissage ( rescurage) et remise à droit et coupage

Méthode manuelle

Méthode mécanique

122

b. Façonnage de l’armature par l’effet froid

Afin d’obtenir une augmentation de la résistance de l’acier utilisé dans les constructions civiles, et industrielles, on utilise la méthode de façonnage de l’armature à effet froid. Les aciers après le façonnage, leur résistance augmente environ de 30 et leur allongement est de 3-8 de longueur initiale.

Par poli-froid

Trou de forme conique

Tambourde treuil

Rouleau à fils d'acier

Le fils d’acier passe par le trou de forme conique, leur diamètre après le

façonnage est réduit et on peut déterminer l’indice de déformation de la section

d’acier par la formule :

Soit : F0 – section d’acier avant appliqué poli-froid

F – section d’acier après appliqué poli-froid

Avec F= 10-20 , on a un allongement de plus de 20

Cette méthode est appliquée pour les aciers CI, CII de diamètre égale ou

moins de 10mm.

Frappe – froid

Roue dentée

Rouleau à fils d'acier

Lame électrique Contact de lame

Chevalet ou étagère

Section après frappe :

123

D d

Frappe en 2 faces Frappe en 4 faces

Les barres d’acier passé entre deux roues dentées et frappées, peut être en 2

faces ou 4 faces, dépendant de l’exigence de l’ouvrage.

Le coefficient de déformation sera :

Soit : D – diamètre de barre originale

d – diamètre de barre après la frappe

Avec = 10-14, on a un allongement de barre de 4-7 et

la résistance augmentera 25. L’adhérence augmentera 1,7- 2,4 fois.

Champs d’utilisation : Pour les aciers CI

Tire- froid

La barre d’acier est allongée par un outil très simple, il comporte d’un treuil

(mécanique ou manuel) et un contre – poids. Le processus sera expliqué à travers de

la figure suivante

Méthode manuelle :

4

2 1 3

5

1. Armature à tirer2. Chariot à tirer3. Chariot à fixer4. Treuil5. Contre-poids

124

Vérin hydraulique

Pompe

Armature

Allongement de la barre : 3-8 Résistance de la barre augmente de 20-30 Domaine d’emploi : Pour les aciers de 22 mm

Jointement des armatures

2.1.4. Jointement des armatures

Les armatures de béton armé et les gaines de précontrainte doivent être disposées exactement aux emplacements prévus au plan d’exécution et arrimées par ligature, soudure ou supports judicieusement disposés de solidité convenable et en nombre suffisant pour que les armatures ne puissent se déplacer pendant le bétonnage.

a. Par ligature

Le moyen le plus utilisé est la ligature à l’aide d’un fils d’acier recuit ( 1-2mm)

Ø

L

L : longueur de recouvrement

- L’armature à traction : l 250mm

- L’armature à compression : l 200mm

- Lorsque l’armature travail à traction, les barres d’aciers doivent être cintrées de

forme de crochet

Ou bien : l = 30 pour l’acier rond lisse

125

l = 40 pour l’acier H.A

L

l = 30 pour ronds lisses

l = 20 pour acier H.A

Domaine d’utilisation

- Pour les aciers d 16mm

- Pour les éléments disposés (placés horizontalement comme poutres, planchers,

dalles, etc.)

b. Par soudage

On peut joindre les aciers par différents types des joints pour obtenir

une longueur convenable de l’armature.

Joint vis à vis

Joint juxtaposition

Joint de ronds aciers

Joint chéneau

2.2. Mise en place des armatures

Les principales difficultés provienent de deux sources:

- La densité des armatures dans des nœuds qui peut être telle qu’il soit nécessaire

dans des cas extrêmes d’enquiller les barres à la masse.

- L’ordre de pose des barres qui peuvent être enchevêtrés.

On définit souvent les difficultés d’un ferraillage par le pourcentage du poids

d’armature rapporté au volume du béton (tone par ). Cette approche qui a

126

l’avantage de la simplifié est loin d’être rigoureuse. Il serait plus représentatif de

rapporter le tonnage d’armature à la surface du parement qui lui correspond, mais le

calcul s’avère plus complexe.

2.3. Organisation de la main d’œuvre

Il peut être int é ressant de donner un emploi contenu aux ferraillages (ferrailleurs)

sur un même ouvrage.

Les arrêts de ferraillage doivent être calcul é s pour que le travail soit continu et

harmonisé.

2.4. Sécurité

Un certain nombre d’accidents mortels est arrivé, suite à des chutes d’hommes sur

des armatures verticales sur lesquelles, ils se sont empalés. On recommande soit de

″crosser″ les attentes, ce qui n’est pas bon pour les armatures travaillant en

compression, soit de charpenter les attentes.

2.5. Préfabrication

La préfabrication est employée soit pour obtenir de meilleurs rendements lorsque

l’atelier de préfabrication permet un meilleur confort de travail, soit pour obtenir

une harmonisation entre les travaux de l’armature, de coffrage et de bétonnage.

On doit apporter une grande attention aux manutentions et levage des armatures

surtout les attentes.

2.6. Pose des armatures

Les armatuires doivent être mises en place conformément aux dispositions

définies dans les plans. Les armatures doivent être arrimées, entre-elle, et calées sur

le coffrage, de manière à ne subir aucun déplacement ni aucun déformation notable,

lors de la mise en œuvre du béton.

Calage des armatures

La nature des cales et leur positionnement dans le béton doivent être compatible

avec le comportement ultérieur de l’ouvrage, notamment en ce qui concerne la

protection des armatures contre la corrision et le cas échéant, la résistance au feu.

Il se fait en général par l’imtermédiraie de cales en béton ou en mortier, en

amiante-ciment, en plastique ou en métal. Les cales métalliques au contact direct

des coffrages sont interdites.

127

Cale

Coffrage de poutre

Armature porteuse

Armature de construction

Disposition des cales en ouvrage

Cale

Armature

Coffrage du poteau

Etriers

Cale en béton

Armature du plancher

Cale

Remarque :

- L’espacement (écartement) minimum des armatures doit être plus grand que la

dimension maximale des granulats.

- Pour assurer les armatures, on doit attacher tous les croisement des armatures.

128

- Avant de bétonnage, les armatures doivent être sans plaques de rouille ni

calamine non adhérente et ne doivent pas comporter des traces, de terre ni de

graisse.

- Lorsque sur le chantier manque de l’espèce et diamètre de l’acier calculés, on

peut seulement changer le diamètre ou l’espèce des aciers si on adapte les

conditions suivantes :

Soit : - section de l’armature selon projet

- section de l’armature à changer

- résictance de l’acier du projet

- résictance de l’acier à changer

129

Chapitre 3FABRICATION ET MISE EN OEUVRE DU BETON

Fabrication de bétonLa fabrication du béton comprend les phases suivantes :

- L’approvisionnement et le stockage des matières premières- La manutention et le transport des granulats- Le dosage des matières premières et le chargement du malaxeux- Le malaxage du béton frais- La vidange du malaxeux et le transport du béton frais

3.1. Généralité Le béton est fabriqué dans une petite bétonnière sur chantier ou dans une centrale à béton installée ou non sur chantier ou en usine de préfabrication De matière générale, les refgles de base suivantes doivent être respectées lors de la fabrication du béton :

- Le lieu de stockage des matières premières est aisément et rapidement accesible depuis une route et une voie d’eau

- Le lieu de stockage et l’installation de malaxage forment une toute ou sont proches l’un de l’autre de facon à réduire le desplacement des matières premières au minimum Lors de la fabrication sur chantier, il faut en outre tenir compte des espects suivants :

- L’espace disponable pour le stockage des matières premières est suffisant- L’approvisionnement des matières premières ne perturbe pas l’avancement du

chantier et vice-versa- L’installation de malaxage est située à un endroit tel que tous les emplacements de

bétonnage sont rapidement accesible avec les moyens de transport disponibles3.2. Centrales à béton Lorsque la place manque sur les chantiers pour installer la malaxage et les dépôts de matériaux (chantiers urbains), il peut être avantageux de produire de béton dans une centrale que dessert les chantiers dans un rayon de 10 à 25km.3.2.1. Classificatin

Selon la méthode de fabrication utilisée :

130

- Centrale sans malaxeur: lorsque les matières premières sont uniquement desées et

déversées dans un camion malxeur, le malaxeur a lieu dans le camion malxeur; cette

méthode moins appropriée est tres peu utilisée de nos jours.

- Centrale avec malaxeur: lorsque les matières premières ne sont pas uniquement

pesées, mais aussi mélangées dans un malxeur fixe,d’ou le béton frais est déversé

vers un mode de transport approprié

- Centrale mixte: lorsque le ciment, le sable, l’eau et les éventuels adjuvants et

additions sont dosés et pré-malaxées dans un malaxeur fixe, le malaxage du mortier

et des gros granulats s’effectue dans le camion malaxeur

Selon la configuration :

- Centrale de type vertical: lorsque les matières premières descendent depuis la partie

supérieure des tours, le long des silos et des trémies peseuses, vers le malxeur,sous

le simple effet de la gravité ; ce type de centrale est souvent utilisé lorsque la space

disponible est limitée (par exemple: en ville)

- Centrale de type horizontal: lorsque les composants sont dosés l’un coote de l’autre

et conduits par courroie transporteuse ou par benne d’alimentation vers le malaxeur.

Selon le degré de mobilité

- Centrale fixe qui ne peut être placée et dont seuls certains éléments sont

éventuellement récupérables.

- Centrale mobile équipée de roues permettant un déplacement sur route ou installé

sur bateau ou déplacement sur eau.

3.2.2. Schéma La figure illustre un schéma applicable à toute centrale à béton: Schéma d’une centrale à beton(applicable à toute centrale à béton)

131

2

1. Stockage des matières premières2. Manutention des granulats3. Alimentation des silos4. Distribution depuis les silos5. Dosage des matières premières6. Malaxage des béton frais7. Vidange du malaxeux8. Transport du béton frais

132

1

2

3

1

4

5 6

78

Exemple d’une centrale verticale

133

3

4

5

89

1010

6

2

7

5

1. Silo d'attente granulats2. Elévateur à godets3. Goulotte rotative4. Silos pour granulats5. Trémie pesense des granulats6. Silos à ciment7. Vis à ciment8. Trémis pesense du ciment9. Malaxeur10. Goulotte de distribution du béton frais

Exemple d’une centrale horizontale

134

A A

B

B

3

3

2

2

1

4

4

1

5

678

3.3 Approvisionnement et stockage des matière premières

135

3.3.1 CimentLe tableau indique la manière d’approvisionner et stocker le ciment:

Conditionnement Mode de transport

Manutention Lieu de stockage

En sacs Camion, bateau, chemin de fer

Manuelle, grue, élévateur

Abri

En vracs Camion, bateau, chemin de fer

Elévateur à godets, air comprimé

Silo

Le ciment est commercialisé en sacs de généralement 50kg ou en vrac.Les sacs sont utilisés sur les petits chantiers, sur les chantiers plus importants,

on utilise pour des qualité spéciales de de ciment (par ex. le ciment blanc). Les sacs doivent être stockés de façon telle que le ciment puisse être utilisé dans l’ordre d’arrivé.

Le ciment non conditionné est principalement utilisé dans le centrale à béton et en usine de préfabrication. Il est généralement stocké dans des grands silos d’attente d’où il est transporté vers les silos de travail.

Le ciment doit être bien protégé, tout contact à humidité doit être proscrit.3.3.2. Granulats a. Aprovisionnement

L’approvisionnement de granulats peut s’effectuer par camion, par bateau ou exceptionellement par le chemin de fer. b. Stockage

Les méthodes de stockage de granulats les plus fréquemment utilisées sont:– En tas à même sol (utilisée en petits chantiers mais est déconseillé)– En tas sur une aire aménagée. On distingue notamment: Stockage en

tas séparés, sur une surface en bois et stockage en étoile sur une aire bétonnée– En silos, totalement ou partiellement enterrés. Ces silos sont en acier

ou en béton et surtout utilisées dans les centraux fixes de type horizontal.registre donc la hauteur d’ouverture est ajustable et une petite courroie

transporteuse à vitesse réglable.

Dosage en poids.

Le dosage en poids s’efffectue différemment. Selon le type de centrale, le degré

d’automatisation et la méthode de pesage utilisé (mecanique, électronique), on

distingue :

136

- Le pesage séparé de chaque granulat.

- Le pesage cumulait, où l’on pèse successivement les différents granulats dans

une même trémie.

Pour tous les pesages entièrement ou partiellement automatique, il faut contrôler

régulièrement si la masse obtenue est exacte, et il faut toujours vérifier si les trémies

peseuses sont entièrement vidées, donc si la balance est remise à zéro.

3.4.3. Eau

La mesure du taux d’humidité des granulats permet de déterminer la quantité

d’eau présente dans les granulats.

La quantité d’eau à ajouter au mélange est celle totale de gâchage prévue,

diminué de la quantité d’eau contenue dans les granulats. Pour une mesure correcte,

les installation sont pourvues :

- Soit d’un réservoir à eau avec indicateur de niveau.

- Soit d’un réservoir à eau avec compteur volumique.

- Soit d’un réservoir à eau avec temporisateur réglé manuellement ou

automatiquement selon le taux d’humidité des granulats dosés, utilisé le plus

souvent pour des mélanges de composition uniforme et à consistance détérminée.

- Soit d’une installation de dosage complètement automatique où l’amenée

d’eau dans un malaxeur contrôlée par :

La mesure de la résistance électrique du béton frais dans le malaxeur.

La mesure de l’énergie de malaxage absorbée, qui dépend du teneur en eau effective

(consistance) du béton frais.

3.4.4. Adjuvants et additions

Leur utilisation requiert certaines précautions surtout sur les petits chantiers où

l’entrepreneur a tout intérêt à disposer de quantités emballées, dont la masse

correspond à la quantité requise par mélange. Dans les centrales à béton et usine de

préfabrication, on uitilise la plupart du temps des installations de dosage

automatique. Les adjuvants et les additions en liquides sont généralement dosés en

volume, et ceux en poudre généralement en poids.

3.5. Le malaxage du béton frais

Le malaxage du béton frais comporte les opérations suivantes :

- Le remplissage du malaxeur

137

- Le malaxage

- La vidange du malaxeur

L’objectif du malaxage est de répartir le plus uniformément possible les matières

dosées, de façon à obtenir un mélange homogène. Lors du malaxage, chaqe

particule de ciment devra être en contact avec l’eau pour pouvoir former la colle de

ciment, cette dernière, à son tour, doit enrober tous les granulats et également être

répartie uniformément dans tout le mélange.

Le malaxage des constituants doit être effectué dans une installation mécanique

de malaxage et être poursuivi jusqu’à l’obtention d’un mélange homogène.

Si des adjuvants sont ajoutés en petites quantités, ils doivent être dispersés dans

une partie de l’eau de gâchage.

Si des adjuvants hautement réducteur d’eau (adjuvants à action limités) sont

ajoutés sur chantier, le béton doit être malaxé de façon homogène avant leur

addition.Après celle-ci, le béton doit être re-mélangé jusqu’à ce que l’adjuvant en

question soit totalement dispersé dans la gâchée et soit totalement effectif.

Une fois sortie du malaxeur, la composition du béton frais ne peut plus être

modifiée.

3.5.1. Types de malaxeurs

On distingue les types de malaxeur suivant

a. Malaxeur à production discontinue.

Ces malaxeurs peuvent être classés en 2 catégories :

Malaxeur à tambour

Dans ces malaxeurs, le malaxage a lieu dans un tambour muni de palettes du

côté interieur qui soulèvent le matériel à mélanger, pendant que le tambour tourne,

jusqu’à ce qu’il redescende.

Bétonnière à tambour bacuslant.

L’orifice de ce bétonnière sert tant pour le remplissage que pour la vidange.

Le tambour tourne sur son axe et il est suspendu dans une construction qui bascule

autour d’un axe horizontal. Le malaxeur est rempli en dirigeant l’orifice du tambour

obliquement vers le haut. Après le remplissage, on procède au malaxage, durant

lequel le tambour reste en position de remplissage où est mis en position

horizontale. Lors de la vidange, l’orifice du tambour est bien entendu incliné vers le

138

bas. Les petits modèles de ce type pour le malaxeur sont souvent utilisés sur

chantier pour le malaxage du béton ou du mortier frais.

Bétonnière à tambour basculant

Le malaxeur à l’axe horizontal.

Il fontionne également selon le principe de la chute libre. Dans ce type de

malaxeur, le tambour tourne généralement sur des rouleaux d’appui horizontaux.

L’orifice de remplissage se trouve à l’arrière du tambour et l’orifice de vidange à

l’avant. Le sens de rotation pour le remplissage et le malaxage est opposé à celui de

la vidange.

Vider

Remplissage

Malaxeur à tambour à axe horizontal

Malaxeur

Le camion malaxeur

Il fait en principe esgalement partie de ce type de malaxeur,étant entendu que celui-

ci comprend un axe oblique un lieu d’horizontal et qu’il possède un seul orifice.

b. Malaxeurs – agitateur

Malaxeur – agitateur à axe horizontal

Le malaxage s’effectue dans une cuve au moyen de palettes qui se déplacent

indépendamment de cette dernière. Il existe des types de malaxeur – agitateur à

cuve fixe et à cuve rotative (malaxeur à contre -courant). La cuve est remplie d’en

139

haut et est habituellement vidée via un registre situé dans le fond ou dans la paroi

latéral de la cuve. Les matières premières sont malaxées par le mouvement rotatif

des palettes, accompagné ou non d’une rotation de la cuve,et après ouverture du

registre de vidange, le béton frais est vidé de l’orifice par les palettes. Le mlaxage

dans un malaxeur – agitateur est également appelé malaxage forcé. Les malaxeurs –

agitateurs sont souvent utilisés dans les centrales à béton et les usines de produits en

béton.

palet

registre

Malaxeur - agitateur à axe vertical

c. Malaxeur à auge Dans ce type de malaxeurs,le malaxage a lieu dans deux cuves accolées installées horizontalement, dans lesquelles deux arbres horizontaux munis de palettes tournent en sens inverses. Le malaxeur est vidé par un orifice de vidange situé dans le fond.

Malaxeur à auge

d. Malaxeurs à productiion continue

Dans les malaxeurs à production continue qui sont sililaires aux malaxeurs à

auge, le malaxage s’effectue dans une cylindrique installée horizontalement où des

140

palettes tournent sur un arbre horizontal. Le remplissage est continu à une ex

trémité du cylindre et le mélage sort de l’autre côté. En raison de la continuité du

malaxage, le contenu est souvent restreint. Les malaxeurs à production continue

sont presque exclusivement utilisés dans des processus de production spéciaux pour

agglomérés de ciment.

3.5.2. Les principes de base de malaxage

a. Ordre d’introduction des matières premières

Cette ordre joue un grand rôle. Si l’on veut obtenir un bon résultat, il est

particulèrement important de suivre les indications du constructeur du malaxeur. Le

choix d’un mauvais ordre de dosage peut empêcher la formation d’un mé lange

homogène, car des morceaux de béton, l’on n’introduira jamais le ciment en

premier lieu afin d’éviter qu’il n’adhère aux paroi. D’autre part,l’amenée simultanée

des granulats dans le malaxeur (ou dans la benne d’alimentation) constitue déjà une

sorte de pré-malaxage.

b. Degré de remplissage

Il faut bien faire distinction entre le concepts de capacité utile et de capacité totale.

La capacité totale de la cuve est son volume géométrique.

La capacité utile de la cuve correspond à la somme des volumes apparents le

chacune des matières constituantes solides qui constituent le mélage maximal

pouvant être correctement malaxés en une gâchée. La capacité utile varie selon le

type de malaxeur entre 50 et 70% de la capacité totale de la cuve.

De plus, il est bon de rappeler que la somme des volumes apparents des

constituants est largement supérieur au volume du bé ton durci (cette différence

varie en fonction du type du béton)

Le volume du béton durci est la somme des volumes absolus de tous les

constituants du béton.

Les malaxeurs ne peuvent être remplis au-delà de leur capacité utile.

c. Durée de malaxage

La durée de malaxage est le temps nécessaire à l’obtention d’un mélange

homogène de béton frais. La durée idéale de malaxage doit être déterminée pour

141

chaque malaxeur. Cette durée dépend du type de malaxeur, du mode d’introduction

des matières premières dans les malaxeurs, de la nature, du dosage et de la

granularité des granulats, de l’ouvrabili té du mélage, du degré de pollution du

malaxeur et d’usure des palettes. Un entretien régulier de malaxeur est donc de

rigueur. C’est-à-dire que non seulement il doit toujours être nettoyé après

l’utilisation, mais que l’usure des palettes doit être en outre être contrôlé

régilièrement.

Une durée de malaxage trop courte donne lieu à une répartition irrégulière des

constituants (mélange hétérogène).

Une durée de malaxage trop longue donne également lieu à un mélange

hétérogène et peut conduire à une certaine désintégration des constituants (par

ex.granulats légers)

3.5.3 Vidange du malaxeurLa vidange du malaxeur ne peut provoquer aucune ségrégation (goulotte de

distribution).Le béton frais est déversé vers un moyen de transport adéquat.

3.6 Mise en œuvre du bétonAprès la fabrication du béton vient sa mise en oeuvre. Les operations

principales sont suivantes:+ Le transport du béton de la central à béton jusqu'au point de déchargement

sur chantier.+ Le transport du béton sur chantier.+ Le contrôle du béton avant déchargement.+ La mise en place dans le coffrage, éventuellement par des techniques

spéciales.+ Le compactage du béton.

3.6.1 Transport du béton:a. Longs trajets:

Les "longs" trajets comprennent les transports de béton sur des distances allant de quelques certaines de mètres à plusieurs kilomètres.

Camion malaxeur (Camion mixer)Le camion mixer est équipé d'une bétonnière rotative qui pendant le transport et

avant le déchargement mélange convenablement les constituants du béton de manière à obtenir l'homogénéité. La vitesse de rotation du mixer peut être modifiée.

142

Pendant le transport, la vitesse de rotation doit ểtre adaptée au type de béton. Pour les bétons - faible teneur en ciment et d'une classe de consistance inférieure une vitesse de rotation lente est commandée.

Les camions-mixers sont déconseillés pour le transport de mélanges sable-ciment. Pendant le transport de béton additionné de fibres la cuve ne peut pas être tournée afin d'éviter les concentrations des fibres.

Les camions mixers peuvent parfois être équipés de dispositifs spéciaux pour le déchargement du béton tels que:

- Grue- Tapis transporteur- Pompe à béton

Camion mixer

Camion mixer - pompe avec fleche

Camion agitateur

143

Ce véhicule est équipé d'une cuve fixe pourvue d'un système de malaxage qui maintient l'homogénéité du mélange pendant le transport. Le déchargement s'effectue par le basculement de la benne ou par une vis sans fin.

Les camions agitateur ne sont pas recommandés pour les bétons très secs ou très fluides. Ils ne permettent pas l'obtention d'un mélange homogène après l'ajout d'adjuvants de fibres. Les camions agitateurs sont déconseillés pour le transport par voie publique.

Camion benneCe véhicule est équipé d'une benne sans système de malaxage ou d'agitation.

Les camions bennes sont plus particulièrement destinés au transport de béton maigre, de sables stabilisés, d'empierrements pour fondation, etc. Du béton ordinaire transporté par camion benne doit être "re-mélangé" avant sa mise en œuvre. Ceci est le cas par exemple pour les trains de bétonnage des revêtements routiers.3.6.2 Trajets courts

Les trajets courts comprennent les transports de béton sur le chantier même entre bétonnière ou le mixer et le coffrage. Les trajets et les obstacles à vaincre déterminent les moyens à mettre en œuvre.

Pour les petits chantiers et moyens chantiersa. Mouvement de translation:

On utilise: Gamattes: sortes de civière en bois porté par deux hommes. Volumes moyen est de

20 litres. Brouette: en bois ou en métallique pour le transport de petites quantités de béton sur

des distances réduites. Le volume de brouette en bois est environ de 50l et 70l pour les brouettes en métallique.

Wagonnet: V = 500l à 1000l. Chariot basculant métallique sur deux roués V = 250l à 300l. Sauterelles

b. Mouvement d'élévation et de descenteUtilisation de monte-charge, grues, derricks. En descente, la distribution du

béton ne peut faire en chute libre que pour des hauteurs < 2m, sous peine de ségrégation des éléments.

Pour les chantiers importantsa. Aérocables ou blondins

144

Ces appareils sont très pratiques pour l'exécution des ouvrages comme: ponts, viaducs, écluses, cales de radoub, etc. Les bennes de capacité de 750l à 3000l se vidant par le fond ou par basculement au lieu de mise en oeuvre ou dans des goulottes.Verticales ou légèrement inclinées de 10 à 15m

b.Tour avec tapis roulants Tour métallique, haubanée , supportant des tapis roulants orientables, horizontaux ou inclinés jusqu’à 25o , déversant le béton dans une goulotte comme précédement.

- Rayon d’action jusqu’à 45m- Débit horaire , jusqu’à 60m3

Champ d’utilisation: pour l’exécution des barrages

145

Distribution par tapis roulants ( 60 m3 à l’heure, R= 45m) c.Grues – titans Pour les gros travaux comme : barrages , pose de blocs en mer, etc. Par exemple: grue de 3 à 30m de portée et de 30m à 60m de hauteur sous crochet. Le béton peut être transporté de la bétonnière ou du mixer au coffage à l’aide d’une grue et d’un cufa. Le beston doit être sufisamment fluide pour assurer un déchargement sans pronblème. Le cufa peut être pourvu d;un manchon en caotchouc pour limiter la hauteur de chute dans le coffrage. La capacité de levage de la grue devra correspondre au poids total d’un cufa rempli de béton une capacité de levage ínuffíante ralentira le rythe de bétonnage.Pour le transport de randes quantités de béton – béton de masse, le cufa peut être remplacé par un grappin.

d. Pompe à béton : Pour le transport de plus grands volumes, debeton et sur des distances plus importantes (jusqu’à plusieurs centaines centaines de mètres) et à des niveaux defférents, les pompes à béton présentent la meilleure solution. La combinaison mixer – pompe trouve aujourd’hui un important marché de p0lace ou la rentabilité à cause du volume limité de béton à couler.

146

Les pompes mobiles Ces installations de pompage sont montées sir im châssis de camion ou sur un camion-mixer. Elles sont habituellement pourvues d;un bras de distribution ( flèche) et d;une conduite de longueur limitée . La pression de pompage se situe habituellement entre 50 à 80kg/cm2

Les pompes fixes Ces installations comprenent une pompe à béton et une tuyaux fixe, et conviennent mieux pour des pompages sur de grandes distances ou dde grandes hauteurs. Leur pression de pompage peut atteindre à 200 kg/cm2 . Les pompe à béton déversent le béton de manière pratiquement continue et facillement ainci le travail des hommes qui régularisent le remplissage de coffrage. Elles ne peuvent être utilisées que pour le transport du béton , elles supporsent donc que les engins de levage habituels du chantier. Les tuyaux peuvent avoir de 125 à 150 mm de diamètre et admettre agrégats ayant une grosseur élémentaire de l’ordre de la moitié du diamètre de la canalíation. La distance horizontale de transport maximum est de 200 m et la hauteur d’é lévation peut atteindre jusqu’à 40m. Ces deux donnés dépendent d’une de l’autre par une relation approximative , telle que: 5H + D= 250 = rayon d’action Soit: H- hauteur d’élévation D- la distance horizontale Débit: de 15 à 30 m3/h

Alimentation

Aspiration remplissage

Fonctionnement des pompes à piston

Refoulement

Remarque: Presstion au départ: P ( kg/m3)

147

P= 0,14.D.f pour le parcours horizontalP= 0,24.H pour le parcours vẻtical Soit: f : le cofficient de frottement des matériaux dans les tuyaux H: hauteur d’élévation (m) D: distance horzontal (m)

Vitesse de déplacement du béton : 10m/min Puissance nécessaire 8 à 50 CV pour distance de 1 à 30m Les tuyaux ne doivent pas être fixés d’une manière rigide au coffage et

échafaudages, afin de ne pas leur transmettre les chocs. Nécessité de nettoyer à chaque arrêt .

3.7. Contrôle du béton avant le bétonnage

3.7.1. Contrôle du béton

Avant le bétonnage ou le déchargement du camion mixer,il y a toujours lieu de

contrôler si le bétons correspond avec le béton commande’ ( contrôle du béton de

livraison)

Un contrôle visual du béton permet ensuit de juger:

- L’homogénéité du mélange

- La correspondence de la consistence ( si nécessaire faire le test au cône

d’Abranis

- La correspondence de la dimension maximale des granulats

Le contle de conformité comprend la combinaison des actions et des decisions à

prendre , selon des règles convenues à l’avance en vue de vérifier qu’un lot défine

presalablement est conforme aux spécifications .

La verification, l’échantillonnage ,les tailles des lots et les critères de conformité

sont conformes aux procedures décrites dans les Normes

3.7.2 Ajout d’adjuvants:

D’après les specifications de la norme, les adjuvants qui sont ajoutés en

petitequantités par rapport à la masse du ciment, sont ajoutés dans l’eau de gâchage

du béton, ce qui permet d’obtenir une repartition optimal dans la masse de béton . Il

est souvent preferable de les ajouer sur chantier. La règle dans ce cas pour que le

mélange soit homogène est de malaxer 1 minute par m3 de béton.

3.7.3. Ajouts de fibres

148

Avant d’introduire les fibres, le béton doit présenter une bonne homogénéité etune

consistence appropriée . Dán un camion malaxeur, seul un béton assez fluide permet

une pépartition uniforme des fibres. L’ajout de fibres dans un béton plus sec doit se

faire pendant la fabrication en centrale

3.8. Mise en place du béton

3.8.1. Desversement du béton dans un coffrage

En déversement du béton dans un coffrage,il faut veiller aux aspects suivants:

a, Limiter la chute libre du béton frais (1 mètre ) une hauteur de chute trop

importante donne au béton frais une force dynamique qui peut:

- Provoquer la segregation

- Déformer ,voire même ouvrir le coffrage

- Déplacer les écarteurs et aussi diminuer le recouvrement des armatures

- Déplacer les armatures

La hauteur de chute peut être diminuée en utilisant des goulottes. Ainsi le béton

coulera dans le coffrage au lieu d’y tomber.

a. Imposer en cas de bétonnage d’une paroi le remplissage par couches successive

sur toute sa longueur. Surtout ne pas déplacer le béton à l’aide d’une aiguille

vibrante d’un point central vers les côtés

b. Imposer également ; en cas de bétonnage de colonnes,le remplissage par couches

successive qui seront vibrées une à une afin d’assurer un bon compactage du beston

et une remontée de l’air occlus

c. En cas de bétonnage de plance, la repartition du béton doit être commenced’une

l’extrémité à l’autre afin d’éviter la circulation sur le béton frais exécuté recent

d. En tous cas de bétonnage, le béton doit être versé au coffrage de haut à bas,c’est

obligatoire. Le rendement sera augmenté considérablement.

- La segregation peut être évitée en conduisant le béton par une goulotte ouPar un

tuyau avec entonnoir dans le coffrage lorsque la hauteur de chute du béton dépasse

de 1m

149

Brouette

Entonnoir

H>1m

- En absence de goulotte ou de tuyau, e béton rebondira contre le coffrage et les

armatures ceci peut provoquer la segregation et des nids de graviers

- Bétonnage par couches successives

- Bétonnage en escalier

- Lorsque l’on verra qu’il n’est pas possible de bétonner par couches successive ,ni

même en escalier, le temps de prise ne permettant pas à la couche en cour de

realization d’être liée à la couche qui lui est inférieure on changera les hypothèses

de travail par exemple:

En augmentation les cadences de bestonnage avec du matériel Plus puissant

En mettant un retardateur de prise

3.8.2. Arrêt de bétonnage

Les arrêt du bétonnage doivent être soit préscisés sur le plan d’exécution, soit

soumise à l’avis de l’ingénieur d’étude.

Les arrêts sont placés dans des sections où les efforts sont les plus faibles.

La reprise peut être coffrée par un “grillage” qui sera ensuite retiré.

150

La laitance (pour faciliter le décofrage) devra être retirés de la surface de

reprise, et un surdosage (mortier de repise) pourra être prévu lors du démarrage de

la phase suivante:

Les arrêts dans structureDallePlancher Poutre

II

I

II

I

Fondation

I I I I

II II

III III

Les arrêts dans plancher

Lorsqu’on réalise le bétonnage du plancher, les arrêts seront installésen

dépendant de la direction d’exécution du béton.

Par exemple:

- Lorsque la direction de bétonnage sera parallèle à poutrelle les arrêts seront

installés sur les poutrelles. Dans ce cas, on divise la poutrelle en 3 parties,les arrêts

sont placés dans la partie centrale, mais en réalité, les arrêts sont placés exactement

au lieu de L2/3 (I-I, II-II)

L2

L2/3 L2/3 L2/3

L2 L2

L1L1

Poutres

PoutrellesZones des arrêts

151

- Lorsque la direction de bétonnage sera perpendiculaire à poutrelle, les arrêts

seront installés sur les poutres. On divise la poutre en 4 parties, les arrêts sont

installés en 2 parties centrales, la meilleure solution sera en I – I, II – II.

-

L2 L2 L2 L2 L2

L1

L1/

4L

1/4

L1/

4L

1/4

L1

PoutrellesZones des arrêts

- Zone d’exécution

Le plancher sera divisé en quelques zones d’exécution de bétonnage par les

arrêts. La division doit être répondue la condition suivante:

Soit: Vmax – volume du béton de la zone plus grande

Vmin – volume du béton de la zone plus petite

3.8.3. Serrage

Du béton fraîchement coulé contient entre 15 et 20% d’air occlus. Un béton

durci dans cet état serait très poreux, ce qui aurait une influence néfaste sur sa

résistance et sa durabilité.

On a établi la formule suivante:

Où: f’c = la résistance à la compressionVc = le volume absolu du cimentVe = le volume absolu d’eauVa = le volume absolu d’airk = une constante

152

On voit qu’une augementation de la teneur en air diminue donc

proportionnellement (et au carré) à la résistance à la compression.

La surface du béton après décoffrage sera par ailleurs moins uniforme. On y

observera des trous et des cavités. Le béton ne remplira pas peut-être complètement

les coins et le recouvertement des armature risquent d’être insuffisant.

Si l’on veut permette à l’aire de s’échapper et combler tous les vides, il faut

vaincre toutes les forces existantes (force de frottement aux points de contact,les

forces de cohésion entre les particules et les forces capollaires) ce qui nécessite une

énergie.

Les méthodes applicables sont classées en deux groupes:

- Suppression ou diminution du frottement par un effet dynamique: vibrer, secouer

- Par augmentation de la pression: comprimer, centrifuger, laminer

3.8.4. La vibration

a. Principe et méthode de vibration

La vibration fait perdre sa cohésion au mélange et diminue sa viscosité, elle a

pour conséquence:

- Transformer le mélange en un psedo-liquide permettant au béton de pénétrer dans

l’enchevêtrement des ferraillages et dans les recoins du coffrage, en même temps la

surface du béton va “se mettre à l’horizontal”

- Faire remonter les bulles d’air d’abord, puis le mortier et l’eau en surface,

descendre les gros cailloux par l’effet de pression d’Archimède. L’air libérant est

emplacement de mélange devient plus compact.

Béton non vibré

fin de dégagement de balles --> laitance plus mortier

apparition de laitance

Béton vibré Béton trop vibré

(Ségrégation)

b. Matériel de vibration

Aiguille vibrantes sont constituées d’un cylindre à inférieur duquel tourne un

excentrique

L’entraînement peut être:

153

Mécanique en câble métallique dans un flexible transmet la rotation impulsée par un

moteur à l’excentrique.

Pneumatique :un tuyau flexibe conduit un flux d’air comprimé d’une turbine située

dans l’aiguille

Electrique: un moteur est placé dans l’aiguille

Ces deux dernières techniques sont les plus couramment employées.

L’investissement “pneumatique” est moins cher que l’électricité,les chantiers

étant systématiquement équipés de réseau d’air comprimé,et les aiguilles

pneumatiques coûtant moins cher à l’achat que les aiguilles électriques.Cependant

l’électrique est de plus en plus répandu car plus fiable.

Caractéristiques de l’aiguille

Diamètre:de 25 mm à choisir en fonction

- De la dimension des mailles de ferraillage

- Des cadences de bétonnage

- De la dimension de plus gros grains du béton

Grains le plus gros(dimension en mm)

Diamètre de l’aiguille

Où? Quand?

Gravions petits ou moyens(16mm)

25mm éprouvettes,noeuds de ferraillage très dense

Gravillons gros(25mm),petits cailloux(31,5mm)

35-45mm Ouvrages de petites dimensions,ferraillage dense

Petits cailloux (31,5mm) 45-55mm Ouvrages courants,voiles de 20 a 50cm d’épaisseur

70 à 100 mm 60-100mm Béton de masse:fondation,voile de 60 à 80 cm d’épaisseur

100 à 200 mm 100-200mm Béton de très grande masse:barrages et de très gros massifs: voile de 1 a 1,2m d’épaisseur

Rayon d’action

154

On admet que le rayon d’action d’une aiguille est égal à 5 jusqu’à 10 fois environ

son diamètre Ф:

r0=(5÷10)D

Soit : D-diamètre de l’aiguille

r0-rayon d’action

La distance entre l’introduction successive de l’aiguilles a sera:

A=1,5. r0

C’est-à-dire: a = (7,5÷10) D

Durée de plongée:

Les durées de plongé de l’aiguille varient avec la consistance du béton,seront

données dans le tableau suivant

Ouvrabilité Type d’ouvrages

Durée de plongée de l’aiguille(minute)

Classe de consistance

Affaissement( Cône Abrams)(en cm)

Ferme 0÷4 Béton de propretéGros béton de fondation

1 a 2 minutes

Plastique 5÷8 Structure béton arméSemelle,poteaux,poutres,dalles ,voiles,dallages

20 secondes

Très plastique 10÷15 Fondation coulée à pleine fouille, pieux ,voiles de faible épaisseur

5 secondes

Fluide ≥16 Parois moulées Pas de vibration

c. L’utilisation de l’aiguille

- La longueur de l’aiguille et l’épaisseur des couches de béton à vibrer doivent

correspondre. Il faut faire descendre l’aiguille jusqu’à10cm de profondeur dans la

couche précédente.

155

Sens de vibration

Couche fraîcherment coulée

Couche antérieurecompactée

30-50cm

10cm

- Une aiguille vibrante ne sert pas à déplacer le béton horizontalement. Le

compactage du béton coulé sur un plan incliné doit se faire en commençant par le

bas.

- On laisse l’aiguille vibrante s’enfoncer verticalement ( ou presque verticalement)

dans le béton pour éviter une ségrégation,il faut limiter le temps de

vibration.L’aiguille doit être retirée quand la surface du béton commence à

réduire.La durée de remontée de l’aiguille doit être telle que le trou laissé par

l’aiguille puisse se refermer complètement.

- Le béton peut être vibré tant que ,par son poids propre,l’aiguille descend dans le

béton et tant qu’en sortant l’aiguille,le trou se referme aisément.

- Les armatures ou autres éléments noyés ne peuvent être touchés par l’aiguille .En

cas de contact ,les armatures vont propager les vibrations vers les bétons déjà

compactés,éventuellement visibles dans la surface décoffrée.Autre

conséquence,l’adhérence béton-acier peut être perturbé.

- On doit laisser une distance suffisante entre aiguille et le coffrage afin

d’éviter ,autant que possible,une éventuelle vibration du coffrage.

- Le mélange du béton frais avec le béton précédemment coulé doit éviter autant

que possible les joints de reprise (la ligne de séparation entre les deux couches est

appelée “joint de reprise”)

d. Vibrateurs de coffrage

Les vibrateurs de coffrage sont installés à l’intérieur de coffrage.Les vibrations

sont transmises successivement au coffrage et au béton.Cette méthode n’est

intéressante que dans les cas où la somme des sphères d’influence des parois mises

156

en vibration est plus grand que l’épaisseur de la couches de béton frais se truant

entre ces parois.Ce procédé est donc adapté au serrage d’élément de constructions

hautes et à parois fines (parois,colonnes,poutres) qui sont difficiles à vibrer

autrement.

Le moteur vibrant à utiliser et les distances à respecter dépendent du matériau

de coffrage,de sa construction et de la consitance du béton:ces paramètres doivent

donc être déterminés expérimentalement.

Les coffrages en bas sont mieux vibrés à basse fréquence car l’amortissement

interne augmente fortement avec les fréquences croissantes.Les coffrages en

acier,par contre peuvent être vibrés à haute fréquence.Les vibrateurs doivent être

fermement arrimés au coffrage de préférence aux raidisseurs.Les vibrateurs

disponibles sur le marché sont aussi bien électriques,pneumatiques ou mécaniques.

e. Tables vibrantes

La table vibrante est principalement utilisée dans l’industrie des produits en

béton.Les coffrages sont fixés à la table vibrante(une plaque horizontale rigide)qui

est mise en vibration par un moteur vibrant.Cette méthode de serage permet la mise

en oeuvre de béton très sec,surtout si la vibration est complétée par une

compresstion.

f.Vibreur de surface

Ces vibreurs sont intéressants pour le serrage de construction mince et

horizontale telles les dalles de béton,les routes,etc.L’amblitude doit être suffisante

pour garantir une efficacité en profondeur.Le poids de la poutre (ou de la plaque)

vibrante,le moteur vibrant et le nombre de vibration à appoter par unité de longueur

au béton à serrer son autant d’autres paramètres déterminants.

3.8.5.Serrage par compression

La compression introduit l’énergie de serrage à la surface du béton

frais.Delà,elle va propager progressivement dans l’ensemble de la mise du béton.

Cette méthode va souvent de par avec une mise en vibration préalable ou

simultanée.Le béton frais doit contenir suffisamment d’éléments fins pour faciliter

le mouvement des granulats dans la masse.

157

Les granulats ne peuvent être poreux car l’eau s’introduit dans les pores lors de

la compression et les quittes lors de la diminution de pression en formant autour des

grains un film qui nuit à l’adhérence du mortier.

3.8.6.Serrage par laminage(aplatissement)

Le laminage est une variante du serrage par pression.Contrairement à cette

dernière méthode où la machine et le béton bougent à peine l’un par rapport à

l’autre, il y a,lors des laninages un déplacement du béton par rapport à l’engin de

serrage ou viceversa.

La pression peut aussi bien s’exercer à l’intérieur du béton, par un rouleau ou

un piston par exemple qu’à l’intérieur même de la masse, par une vis hélicoïdale.

Cette méthode de serrage est utilisée pour la production d’éléments ronds et

creux tels les tuyaux,de petits élements peu épais tells les tuiles, des hourdis en

béton précontraint,etc.

3.8.7.Centrifugation.

La centrifugation est une des méthodes dans lesquelles l’énergie de serrage de

extérieur sur la masse de béton. La force centrifuge remplit un double rôle:

-Le serrage du béton.

-L’expulsion de l’eau excédentaire.

Prenons un moule donné(par exemple circulaire) rempli partiellement de béton.

Si on impose une rotation au moule,le mélange va se comprimer et se compacter le

long de la paroi sous l’effet de la force centrifuge. Il est clair que ce procédé de

serrage n’est utilisable qu’en usine. Il est surtout adapté à la fabrication de longs

éléments creux à section circulaire ou polygonale tells les tuyaux,les poteaux

d’éclairage,etc.

3.9. Cure et protection du béton.

Pour que le béton obtienne les propriétés escomptées,une bonne cure et

protection du béton frais sont nécessaires.Cette cure et protection doivent débuter

aussi rapidement que possible après le serrage du béton frais.

La cure du béton frais est une mesure de protection contre le dessèchement

prématuré du béton jeune. La cure est indispensable, en particulier, par temps

chaud et venteux.

158

La protection après bétonage du béton frais est une mesure de précaution pour

prévenir les dégâts du béton. Durant la pris, le béton doit être protégé contre

délavement par la pluie et un ruissellement d’eau. Durant la phase de durcissement,

il est nécessaire que le béton soit à l’abri des basses températures.

3.9.1.Protection du béton jeune contre le dessèchement

a. Evaporation de l’eau à la surface du béton.

La vitesse d’évaporation de l’eau à la surface du béton est principalement

dépendante des conditions environnementales mais aussi de la température du béton

frais. Ces facteurs différent agissent des manières suivantes:

L’humidité relative de l’air: plus l’air est sec, plus le dessèchement est rapide.

La température de l’air: la température de l’air est étroitement liée à son humidité,

une augmentation de température de 100C correspond à une baisse de 50 % de

l’humidité relative.

L’ensoleillement: l’ensoleillement conduit à un échauffement de la surface du béton

et à une augmentation de la tension vapeur de la couche d’air juste à la surface du

béton, ce qui entraine une augmentation de la vitesse d’évaporation.

Le vent: le vent intervient dans le processus de dessèchement en ce sens qu’il

amène aconstamment de l’air nouveau et plus sec à la surface humide du béton.

Plus le vent est fort, plus de dessèchement est dont rapide.

La température: plus élevée la température du béton, plus haute est tension de

vapeur de la couche d’air juste à la surface du béton et plus grande par conséquent

est à vitesse d’évaporation.

b.Infuence néfaste du dessèchement du béton

Le dessèchement conduit à deux sortes de pertubations :

– La pulvérulence de surface due à l’arrêt de l’hydralation à la surface

– La formation de fissures causées par le retrait plastique et le retrait

hydraulique précise.

3.9.2 Méthodes de cure

Pour empêcher l’eau de s’évaporer hors du béton prématurément, une cure

efficace doit être exécutée. Le principe de la cure est l’isolement du béton des

facteurs atmostphériques.

Les méthodes pricipales de cure sont :

159

- Laisser le coffrage en place

- Recouvrir par des bâches plastique ou des panneaux de recouvrement

- Mettre en place des couches humides(sables, jute..)

- Pulvériser l’eau ou placer sous eau.

- Appliquer des produits de cure formant des membranes de protection

Ces méthodes peuvent être appliquées iso ément ou en combinaison, En tout cas,

la cure doit débuter aussi tôt que possible. Il est aussi nécessaire de décider la

méthode de cure avant le début du travail sur chantier.

a.Laisser le coffrage en plac.

Laisser le coffrage en place est en général une méthode de cure suiffisante.

Comme matériaux, on rencontre le bois, l’acier, les plastiques.

Les éléments en bois et les panneaux sans recouvrement doivent être humidifiés

avant la coulée du béton et doivent être maintenus humides dans des conditions

fortement desséchantes.

b.Recouvrir par des bâches plastique ou des panneaux de recouvrement

En utilisant des bâches plastiques et des panneaux de recouvrement, il est

possible de recouvrir toute la surface. Il faut toutefois veiller à ce qu’il n’y ait pas

de courrants d’air entre le béton et la bâche.À cause de cet effet dénommé ‘effet

cheminée’, on peut avoir un dessèchement accéléré. Les bordes des bandes des

bâches doivent se superposer complétement de sorte que l’air peut passer sous ce

matériau.

c.Mettre en place des couches humides

Toute la surface est recouverte de matériaux conservant l’humidité, maintenus

humides en continue par pulvérisation. Il faut éviter que les matériaux ne puissent

s’envoler. Comme matériaux on utilise le sable, le jute et des nattes. Un

recouvrement avec du sable doit avoir une épaisseur d’au moins 25mm. Les

matériaux ne peuvent contenir aucune matière qui attaque la surface du béton ou qui

a une influence négative sur le durcissement de la surface du béton.

d. Cure avec de l’eau.

La cure avec de l’eau peut être effectuée par la pulvérisation constante d’eau à la

surface ou au moyen de la mise sous eau de surfaces horizontales. On doit veiller à

160

ce que la surface du béton soit compèletement et en permanence humide. Pour la

pulvérisation, on doit faire attention que les gouttes d’eau ne soient pas trop grosses

pour éviter qu’elles marquent des revêtements lors de leur chute sur la surface du

béton frais.

En général, des processus de cure ou l’eau est ajoutée conduisent à une stucture

du béton plus fermée que celles où empêche de dessèchement du béton. On doit

éviter que les surfaces de béton chaudes soient brusquement refroidies par la

pulvérisation d’eau lors de la pulvérisation d’eau à la surface, on doit surtout éviter

durant la phase de prise que la surface soit endommagée.

e.Application des produits de cure.

Ceux-ci sont des résines répandues par pulvérisation à la surface du béton et

qui forment un film continu d’une épaisseur suiffisante pour empêcher

l’évaporation de l’eau. Le produit doit être réparti très finement et former une

brume qui se pose sur la surface du béton frais sans pénétrer. Les produits de cure

ne peuvent pas former de tâche ou exérocher le saleté dur la surface du béron.

3.9.3. Durée de la cure

La durée de cure requise dépend du temps nécessaire pour atteindre une

certaine perméabilité. Ceci est également en rapport avec le dévelopempent de la

résistance du béton et les exigences de durabilité posée. La durée de la cure est aussi

dépendante d’un grand nombre de facteurs : la sorte de ciment utilisé et sa classe, le

facteur eau-ciment, la température du béton, les conditions climatiques de

durcissement, l’exposition ultérieure du béton

En général, la durée de cure varie de 5 à 10 jours.

3.9.4. Protection du béton frais contre la pluie

Le danger de dégât dû à la pluie existe dans les premières heures jusqu’à un

jour après le bétonnage. Le ciment à la surface supérieure est délavé par forte pluie.

Ceci a pour conséquence que la surface est riche en graviers et peu plane.

Des recouvrements simples sans moyens d’isolation supplémentaire suiffisent

pour prévenir les dommages de surface par la pluie. Les recouvrements doivent se

superposer afin que l’eau ne puisse s’écouler sous ceux-ci. Avec des haussés, il ne

peut apparaître de ventilation sous le recouvrement.

161

Certains produits de cure peuvent former également une protection suiffisante

contre la pluie. Les films secs de ces produits de cure peuvent résister à la chute de

grosses gouttes de pluie.

3.10. Le décoffrage- Le moment du décoffrage

3.10.1.Généralité

Le moment où le coffrage et les appuis peuvent être enlevés est défini en

fonction des critères suivants :

- Les constraintes qui seront produits lors du décoffrage ou dudécintrement

- La résistance du béton lors du décoffrage

- La nécessité de laisser certaines étançons pour réduire les déformations

dues au fluage ou d’assurer la stabilité pendant la phase de construction.

- Les conditions climatiques de l’environnement et les mesures qui seront

prises pour protéger le béton après le décoffrage.

Pour les contraites lors du décoffrage, on doit faire spécialement attention :

- Au poids du béton, puisqu’il constitue la partie principale de la charge

- À la charge suite à l’étançonnement sur des étages supérieures

- Aux charges suite aux éventuels appuis momentanés lors du décoffrage

Pour déterminer le moment de décoffrage, la résistance du béton durci peut être

mesurée ou on peut prendre garde durant un certain temps d’attente.La mesure de la

résistance en compression du béton dans un élément de construction est un

problème séparé. Pour juger de cette résistance, on peut entre autres avoir recours

à :

- La méthode de la maturité pondérée

- La détermination de la résistance en compression des cubes de chantier

- Des essais non destructifs

3.10.2. Recommandation

En l’absence de données plus détaillées, les périodes minimales suivantes

sont recommandées :

- Pour coffrages d’elément non porteur : 2jours

- Pour dalles de portée de moins de 2 mètres: 5 jours (quand )

- Pour poutres de portée inférieure à 8 mètres : 8jours (quand )

162

- Pour dalles de portée comprise entre 2÷6 mètres: 8jours (quand )

- Pour les dalles et les poutres de portée supérieure à 8 mètres : 21 jours

Cas particulier

L’enlèvement du coffrage et le décintrement sont effectués sans chocs et par des

efforts statiques. L’attention est attirée sur l’incidence de l’âge du béton au moment

de la mise en charge sur les déformations initiales et différées (fluage)

de la construction. L’influence de l’âge du béton au moment de sa mise en charge

sur les déformations ne peut en effet pas être négligé. Plus la mise en charge est

différée, plus c’est favorable pour le fluage.

C’est principal pour les éléments non porteurs qu’il peut arriver que déjà tôt

dans la phase de durcissement, on peut décoffrer. La résistance en compression

est.Il est vrai, suiffisante au point de la stabilité et des déformations, mais un

traitement brutal pendant le décoffrage peut conduire à des dégâts dans le béton.

Si le décoffrage présente des coins saillants tournés vers l’intérieure, ces

parties doivent être enlevées aussi tôt que possible, en tenant compte d’autres

critères liés au décoffrage.

3.10.3. Remarques

a. Pour des ouvrages spéciaux, nécessité de faire des essais de résistance du

béton

b. Au cas de gel, prolonger le délai de décoffrage

c. Dans le cas de poutres ou d’élément de grande portées, le délai peut être

doublé

d. Pendant le décoffrage ,il est prudent de conserver quelques étais de

secours sous les poutres et les hourdis.

On disposera ces étais comme suite:

Poutres : des étais au milieu de la portée

Hourdis: des étais tous les 6m ( si leur portée est supérieure que 3 m)

e. Après le décoffrage et avant de réemploi , le coffrage doit être nettoyé

soigneusement et remis en état et sera classé par longueurs et categories.

163

technologie de construction i

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