Auscultation Sonique Des Pieux

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  • 7/21/2019 Auscultation Sonique Des Pieux

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    techniques et mthodesdes laboratoires des ponts et chausses

    Guide technique

    Contrle de l'intgrit

    des lments de fondations profondes

    de structures de gnie civil et de btiment

    Pieux fors, barrettes et parois moules

    Mthodes d'auscultation

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    Guide technique

    Avril 2006

    Laboratoire Central des Ponts et Chausses58, bd Lefebvre, F 75732 Paris Cedex 15

    Contrle de lintgrit

    des lments de fondations profondesde structures de gnie civil

    et de btiment

    Pieux fors, barretteset parois moulesMthodes dauscultation

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    Ce document a t labor par un groupe de travailcompos de spcialistes :

    Jacques Aubry (LRPC de Clermont-Ferrand),

    Dominique Batista (LRPC dAix-en-Provence),

    Michael Dierkens (LRPC de Lyon),

    Grard Kittel (LRPC de Lille),

    Alain Lelivre (LRPC de Rouen),

    Bernard Naquin (LRPC de Lyon),

    Jacques Prost (LRPC de Lyon), animateur

    Bruno Saintot (LRPC de Nancy),

    Jrme Saliba (LRPC dAix-en-Provence).

    Pour commander cet ouvrage :

    Laboratoire Central des Ponts et ChaussesDISTC-Diffusion des ditions

    58, boulevard LefebvreF-75732 PARIS CEDEX 15

    Tlphone : 01 40 43 50 20

    Tlcopie : 01 40 43 54 95Internet : http://www.lcpc.fr

    Prix : 30 Euros HT

    En couverture : Le contrle de lintgrit des fondations profondes simpose tous les ouvrages,

    quelles que soient leurs dimensions et leur importance stratgique.

    Ce document est proprit du Laboratoire Central des Ponts et Chausseset ne peut tre reproduit, mme partiellement, sans lautorisation de son Directeur gnral

    (ou de ses reprsentants autoriss)

    2006 - LCPCISSN 1151-1516

    ISBN 2-7208-2444-5

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    5 INTRODUCTION

    7 1. RALISATION DES FONDATIONS PROFONDES8 1.1 Forage-excavation

    8 1.2 Dispositions pralables au btonnage

    8 1.3 Btonnage

    10 1.4 Recpage des lments de fondations profondes

    11 2. MTHODES D'AUSCULTATION DES LMENTSDE FONDATIONS PROFONDES

    12 2.1 Mthodes d'auscultation et normes associes

    12 2.1.1 Mthode sonique par transparence

    14 2.1.2 Mthodes par rflexion et par impdance

    15 2.1.2.1 Mthode par rflexion

    17 2.1.2.2 Mthode par impdance

    18 2.2 Autres mthodes

    18 2.2.1 Mthode sismique parallle19 2.2.2 Mthode par diffusion nuclaire monosonde gamma

    19 2.2.3 Mthode par diffusion nuclaire monosonde neutrons

    20 2.2.4 Mthode visuelle par camra

    20 2.2.5 Mthodes destructives

    23 3. DOMAINE DEMPLOI DES MTHODES DAUSCULTATIONSELON LE TYPE DE FONDATION

    25 4. AVANTAGES ET INCONVNIENTS DES MTHODESLES PLUS UTILISEES

    26 4.1 Mthode sonique par transparence

    26 4.1.1 Avantages

    26 4.1.2 Inconvnients

    29 4.2 Mthodes par rflexion et par impdance

    29 4.2.1 Avantages

    29 4.2.2 Inconvnients

    31 4.3 Tableau rcapitulatif des avantages et des inconvnientsdes mthodes d'auscultation les plus utilises

    3

    Somm

    aire

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    33 5. CONTRLE DE L'INTGRIT DES LMENTSDE FONDATIONS PROFONDES

    34 5.1 Dispositions communes toutes les mthodes

    35 5.2 Dispositions concernant la mthode sonique par transparence

    35 5.2.1 Gnralits

    37 5.2.2 Mise en place et disposition des tubes de rservation

    38 5.2.3 Programmation

    39 5.3 Dispositions concernant les mthodes par rflexion et parimpdance

    39 5.3.1 Gnralits

    39 5.3.2 Programmation

    41 6. EXECUTION DU CONTRLEET INTERPRETATION DES RSULTATS42 6.1 Mthode sonique par transparence

    42 6.1.1 Trajets auscults

    42 6.1.2 Conduite tenir en cas de dtection d'une singularit

    45 6.2 Mthodes par rflexion et par impdance

    45 6.2.1 Mesures ralises

    45 6.2.2 Conduite tenir en cas de dtection de singularit

    47 7. RPARTITION DES CONTRLES48 7.1 Cas o le matre d'uvre prend la totalit des contrles

    sa charge (contrle extrieur)

    48 7.2 Cas o les contrles sont la charge de l'entreprise(contrle intrieur)

    50 BIBLIOGRAPHIE

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    Ce guide concerne les pieux fors, les barrettes et les parois moules dans lesol. Il a pour but de dfinir les dispositions prendre, pralablement etpendant l'excution des fondations profondes et de prciser les mthodesd'auscultation adaptes, permettant de vrifier l'intgrit du bton deslments de fondations profondes.

    Il prcise les informations recueillir pour raliser le contrle de l'intgritdu bton dans les meilleures conditions possibles.

    Il apporte galement quelques informations concernant l'interprtation desrsultats des auscultations.

    Pour cela, le guide aborde les diffrents points suivants :

    le forage ou l'excavation du sol,

    la phase pralable au btonnage et le btonnage,

    les diffrentes mthodes d'auscultation,

    le choix de la mthode dauscultation en fonction du type de fondation et

    de la gologie du sol, les dispositions gnrales prendre pour la mise en uvre des mthodesd'auscultation,

    les dispositions particulires relatives chacune de ces mthodes.

    Introduction

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    CHAPITRE

    Ralisation des

    fondations profondes

    1

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    1.1 FORAGE-EXCAVATIONLes informations suivantes sont ncessaires pour interprter lesrsultats obtenus lors des auscultations :

    analyse gotechnique comparative entre la nature du terrain et cellede l'tude gotechnique, mettant notamment en vidence lesdiffrences essentielles. La tenue d'une fiche de forage ou d'excavationavec le relev des diffrentes couches de terrain rencontres doit treprvue dans le march ;

    mode de forage : machines, outils, tube de travail..., ;

    profondeur du forage aprs curage, ou de l'excavation ;

    efficacit du curage en fond de forage pour les pieux fors, celui-ciconditionne en effet la qualit du contact sol/pieu en pointe.

    1.2 DISPOSITIONS PRALABLES AU BTONNAGEElles portent sur :

    la rception des tubes d'auscultation ou tubes de rservation : lesprconisations cites l'article 5-2 du prsent document doivent trerespectes ;

    la prparation du btonnage : la longueur du ou des tubes plongeursdoit tre compatible avec la profondeur du forage ou de l'excavation.Le tube doit reposer au fond du forage ou de l'excavation avant de leremplir de bton ;

    l'amorage du tube plongeur : cette opration est trs importante

    vis--vis de la qualit du bton au contact du sol. L'amorage doitpermettre d'vacuer les rsidus de terrain restant au fond du forage oude l'excavation par effet de chasse , lorsque le tube plongeur estremont d'une dizaine de centimtres, comme le montre la figure 1a. Ilconvient galement de limiter les risques de sgrgation et de pollutionen ralentissant la chute du bton (cf. par exemple les dispositionsindiques sur la Fig.1b) ;

    l'extrmit infrieure des tubes de rservation : celle-ci doit trepositionne au maximum 10 cm du fond de fouille.

    1.3 BTONNAGEL'attention doit notamment porter sur les points suivants :

    respect de la consistance du bton dfinie dans le march passentre le matre d'uvre et l'entrepreneur, soit par une classed'affaissement, gnralement S4, ou une classe d'talement, soit parune valeur cible pour l'une ou l'autre de ces caractristiques (cf. NF EN206-1 articles 4.2.1 et 5.4, notamment NA.5.4.1). Le contrle delaffaissement, est effectu selon la norme NF EN 12350-2 - Essai pourbton frais - Essai daffaissement, pour une valeur au cne infrieureou gale 210 mm. Au-del, la consistance doit tre value selon la

    norme NF EN 12350-5 - Essai pour bton frais - Essai dtalement latable chocs ;

    maintien des cages darmatures en position ;

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    CHAPITRE 1 - RALISATION DES FONDATIONS PROFONDES

    Tube plongeur

    Tube sonique 50-60 mm

    Fond de fouille

    Terrainnaturel

    Remonte fluide du bton sous l'effet de chassed'un bon amorage du tube plongeur

    Btondvers

    Trmie dedversement

    Tube plongeur

    Bouchon de ralentissement(type polystyrne dconseill)

    Figures 1a et 1b -Amorage du tube plongeur.

    maintien du tube plongeur dans le bton frais lors de sa remonte, afin d'viter toutdsamorage ;

    rgularit des cadences d'approvisionnement du bton pour chaque lment de fondation ;

    limination du bton pollu par dbordement en fin de btonnage ;

    respect de la cote thorique de la tte des lments de fondations ;

    tablissement de la courbe de btonnage (Fig. 2, donne titre dexemple) pour chaquelment de fondation et comparaison des quantits relles de bton mises en uvre. Lacourbe de btonnage doit indiquer les incidents de chantier, pour chaque lment defondation ;

    confection d'prouvettes de bton destines dterminer la rsistance mcanique 28 jours.

    b. Bouchon damorage

    a. Principe

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    1.4 RECPAGE DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDESIl existe plusieurs techniques de recpage :

    marteau piqueur,

    clateur hydraulique,

    mthodes chimiques.

    Ces mthodes permettent d'effectuer un recpage radial et d'viter ainsi une micro-fissuration, voire une fissuration du bton, en tte des lments de fondations.

    Dans le cas de gros volumes, on peut utiliser un brise roche. Toutefois, les vingt dernierscentimtres seront recps au marteau piqueur dans le but de s'affranchir de la fissuration dubton engendre par le brise roche.

    Un exemple de recpage avec clateur hydraulique est donn ci-dessous (Fig. 3).

    Figure 2 - Exemple dune courbe de btonnage.

    Figure 3 - Recpage avec clateur hydraulique.

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    Mthodes dauscultation

    des lments

    de fondations profondes

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    2.1 MTHODES D'AUSCULTATIONET NORMES ASSOCIES

    Mthode sonique par transparence NF P 94-160-1.

    Mthode par rflexion NF P 94-160-2. Mthode par impdance NF P 94-160-4.

    D'autres mthodes peuvent tre utilises :

    Mthode sismique parallle NF P 94-160-3.

    Mthodes par diffusion nuclaire rayonnement gamma XP P 94-160-5.

    Cette norme englobe deux mthodes :

    monosonde gamma : elle fait l'objet de la section 5-1 de la norme ;

    double sonde gamma : elle fait l'objet de la section 5-2 de la norme.

    Cette mthode est comparable la mthode sonique par transparence,

    l'metteur d'ultrasons tant remplac par une source de Csium 137 etle rcepteur par un dtecteur de photons gamma. La masse volumiqueentre tubes peut ainsi tre dtermine. Cette mthode, peu utilise,nest donc que trs sommairement dcrite dans le prsent document.

    Mthode par diffusion nuclaire monosonde neutrons.

    Mthode visuelle par camra.

    Mthodes destructives : forage au wagon drill et/ou carottage.

    2.1.1 Mthode sonique par transparence

    Principe

    Deux sondes sont disposes un mme niveau dans deux tubes derservation, l'une comme metteur d'une onde ultrasonore, l'autrecomme rcepteur tel que l'indique la figure 4.

    Il s'agit de mesurer, au niveau du rcepteur, le temps de propagation del'onde dans le bton et la variation de l'amplitude du signal acoustiquereu.

    Le matriel est constitu d'une chane de mesure et de treuilspermettant le dplacement des sondes dans les tubes de rservation(Fig. 5, 6 et 7).

    Ces matriels possdent, quelques variantes prs, les mmes dispo-sitifs, savoir :

    une chane d'acquisition et de traitement du signal,

    un moyen de visualisation et de stockage des informations,

    un ou plusieurs treuils permettant la descente des sondes dans lestubes de rservation.

    Ces appareillages permettent de dterminer le temps de parcours etl'amplitude de l'onde ultrasonore sur toute la hauteur ausculte, etrpondent aux exigences de la norme NF P 94-160-1.

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    CHAPITRE 2 - MTHODES DAUSCULTATION DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

    Matrielde mesure

    Tubesd'auscultation

    metteur Rcepteur

    Figure 4 - Schma de principe.

    Figure 6 -Matriel RINCENT BTP. Figure 7 -Matriel CEBTP.

    Figure 5 -Matriel du rseau des LPC

    AVSP 2000.

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    Le temps de parcours de l'onde est fonction la fois de la distance entre tubes et de laqualit du bton. L'amplitude est peu affecte par les variations de distance mais elle l'estconsidrablement en prsence d'une singularit.

    Une singularit est caractrise par sa position dans le ft en profondeur et en plan parrapport aux tubes. Sa nature est apprhende partir des informations cites au chapitre 5.

    Les exemples de la figure 8 montrent l'volution du temps et de l'amplitude sur la hauteur dupieu.

    Figure 8a et 8b - Exemples denregistrement de lamplitude et du temps sur un pieu.

    Les variations d'amplitude sont traduites sur la figure 8a par des variations de densit de griset sur la figure 8b par des variations minimes dans le profil de la courbe.

    Sur la figure 8a, on observe 2 mtres une trs lgre singularit qui nest pas due uncartement de tubes. En effet, un cartement de tubes est peu probable sur une si faiblehauteur et par ailleurs, les traces restent bien visibles.

    Sur la figure 8b, la trace temps accuse une lgre pente sur la droite : il sagit dunallongement de la distance entre les tubes et non dune singularit puisque la trace amplitude reste stable.

    2.1.2 Mthodes par rflexion et par impdance

    Principe

    Les deux mthodes s'appliquent essentiellement aux pieux. Elles reposent sur la gnration

    d'une onde mcanique en tte des pieux, obtenue en provoquant un choc avec un marteau.L'onde mcanique donne naissance une onde rflchie au droit des discontinuits dans le ftet des zones de variation du frottement latral, ainsi qu'en fond de pieu.

    a b

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    CHAPITRE 2 - MTHODES DAUSCULTATION DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

    Un acclromtre, plac en tte de l'lment de fondation, capte les rflexions de l'onde de chocgnre dans le ft par le coup de marteau (cf. Figures 10 et 13). La vitesse particulaire* mesure entte de pieu est obtenue aprs intgration du signal dans le temps. Avec la mthode par impdance, onmesure galement la force applique avec un marteau instrument. Un acclromtre est plac dansle marteau. Connaissant la masse du marteau, il est alors possible de calculer la force applique.La figure 9 montre le matriel commun aux deux mthodes.

    Figure 9 -Matriel dauscultation par rflexionet impdance : enregistrements graphiques surmicro-ordinateur.

    Il s'agit de mthodes comparatives qui prennent en compte la fois les caractristiques du sol

    et la qualit du bton. Il est donc ncessaire d'ausculter au moins cinq pieux dans un milieuhomogne pour dissocier la signature du sol** de celle du bton.

    L'cho du fond de pieu est d'autant plus visible que la diffrence d'impdance*** entre terrainet base du pieu est importante.

    2.1.2.1 Mthode par rflexion

    Cette mthode, dont le principe est donn sur la figure 10, donne l'volution de la vitesseparticulaire de l'onde rflchie en fonction du temps.

    La dtermination de la clrit de l'onde dans le bton, gnralement comprise entre 3500 et4500 m/s, permet d'tablir la courbe de la vitesse particulaire en fonction de l'estimation de

    la longueur du pieu et de l'cho de fond de pieu.L'essai consiste gnrer trois impacts successifs en tte de pieu. L'interprtation s'appuiesur la visualisation de la signature du sol (Fig. 11 et Fig. 12).

    * La vitesse particulaire est la vitesse de dplacement des particules constituant le bton aprs impact

    du marteau en tte de pieu.

    ** La signature du sol reflte l'incidence des caractristiques mcaniques du sol sur la courbe de

    rponse.

    *** L'impdance (exprime en newton seconde par mtre) est dtermine par le rapport entre la forcegnre par le choc exerc en tte de pieu et la vitesse particulaire du matriau. L'impdance estfonction des caractristiques mcaniques, gomtriques et physiques du bton.

    Le diagnostic est ralis partir du calcul de la fonction inverse appele admittance. Celle-cireprsente la mobilit du pieu sous contrainte verticale.

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    Figure 10 - Schma de principe de la mthode

    par rflexion.

    Figure 12 -Analyse de la courbe obtenue par rflexion.

    Figure 11 - Photo dcran.

    Matrielde mesure

    Vitesse particulaire

    Capteur de vitesse

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    CHAPITRE 2 - DESCRIPTION DES MTHODES DAUSCULTATION DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

    2.1.2.2 Mthode par impdance

    Cette mthode, dont le principe est donn sur la figure 13, est comparable la mthode parrflexion. Elle consiste tudier le spectre de frquence de l'admittance. Elle associe lamesure de la force applique au marteau, lors du choc en tte de pieu, un traitementmathmatique du signal rflchi (cf. dfinition de limpdance*** page 15).

    Figure 13 - Schma de principe

    de la mthode par impdance.

    Matrielde mesure

    Vitesse particulaire

    Capteur de vitesse

    Force F

    Capteurde force

    Figure 14 - Exempledune courbe dadmittanceobtenue avec la mthode

    par impdance.

    Units : Ordonne en10-9 m/s/N, abscisse enHertz.

    Les pics d'admittance correspondent aux temps d'arrive de l'onde rflchie, caractristiquesdes singularits ventuelles et du fond de pieu.

    Cependant, contrairement la mthode par rflexion, la relation temps/profondeur ne peuttre dtermine puisque dans la quasi-totalit des cas, la signature du sol n'est pasidentifiable du fait de la reprsentation dans le domaine frquentiel. La longueur est calculepour des clrits de 3500 m/s et 4000 m/s qui sont choisies arbitrairement.

    La pente l'origine est relie la raideur statique pour de trs faibles charges, paramtreque l'on peut comparer avec la valeur thorique comme l'indique la figure 14. Notons quecette valeur de raideur est diffrente de celle obtenue sous forte charge.

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    2.2 AUTRES MTHODESLorsqu'un doute subsiste quant la nature des singularits constates, il est possible de faireappel d'autres mthodes.

    2.2.1 Mthode sismique parallle

    Cette mthode concerne essentiellement les lments de fondations, non pourvus de tubesde rservation. Elle consiste raliser un forage proximit de l'lment et dplacer unesonde rceptrice l'intrieur de ce forage. Ce forage tub doit dpasser de 5 mtresl'extrmit infrieure de l'lment de fondation. L'auscultation est ralise depuis le fond detube jusqu'au sommet, l'mission tant gnre par une succession de chocs produits avec unmarteau sur la tte de l'lment de fondation.

    On mesure, selon un pas dtermin, le temps de parcours de l'onde entre metteur etrcepteur sur toute la hauteur de l'lment de fondation.

    La figure 15 traduit les variations de temps dues la distance parcourue par l'onde et aux

    discontinuits observes sur le parcours de londe.

    Profondeur Z (m)

    Tube enplastique

    Pieu

    Choc Temps de propagation t (ms)O

    Courbe t(Z)

    b

    Pente V1

    Pente V'2

    Systme de dclenchementet d'enregistrement

    Rcepteursismique(positionssuccessives)

    t0

    V1 est la vitesse de propagation de l'onde dans le pieuV'2 est la vitesse de propagation de l'onde dans le terrain

    Pente V2

    Figure 15 - Graphe obtenu par la mthode sismique parallle.

    Lexemple ci-contre montre une courbe

    de temps de propagation de londeobtenue par la mthode sismique

    parallle.

    Une singularit serait caractrise parune discontinuit des valeurs de tempssur la droite V1.

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    2.2.2 Mthode par diffusion nuclaire monosonde gamma

    Cette mthode (Fig. 16a) peut tre utilise en complment de la mthode sonique partransparence. Elle indique la variation de la masse volumique du bton sur le trajet auscult.

    2.2.3 Mthode par diffusion nuclaire monosonde neutrons

    Cette mthode (Fig. 16b) met en uvre une monosonde neutrons. Sa particularit rside dansle fait qu'elle contient la fois la source d'mission neutrons et le dtecteur. Cette mthodepermet d'obtenir la concentration en atomes d'hydrogne. Aprs talonnage on obtient alorsla teneur en eau du matriau auscult.

    Le volume d'auscultation est celui d'un cylindre de 300 mm de diamtre environ pour chaquetube d'auscultation. Les tubes sont sensiblement identiques aux tubes de rservation utilissavec les mthodes soniques en transparence et la mthode par diffusion nuclaire rayonnement gamma double sonde.

    CHAPITRE 2 - DESCRIPTION DES MTHODES DAUSCULTATION DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5

    Masse sche/volume total h(g/cm3)

    Profondeur (m)

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    5 10152025303540

    Volume d'eau/volume total Wv (%)

    Profondeur (m)

    Figures 16 -Mthodes par diffusion nuclaire.

    a. Monosonde gamma.

    b. Monosonde neutrons.

    a b

    Les profils de mesures obtenus permettent de localiser des singularits dues la prsence deterrain naturel dans le pieu et des discontinuits comme le montrent les figures 16a et 16b.

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    Contrle de lintgrit des lments de fondations profondes de structures de gnie civil et de btiment.

    Pieux fors, barettes et parois moules. Mthodes dauscultation

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    2.2.4 Mthode visuelle par camra

    Il s'agit d'une imagerie vido. La mthode consiste descendre une camra l'intrieur d'unforage ralis dans l'lment de fondation ou au fond d'un tube de rservation, aprs avoirperc le bouchon.

    Cette mthode donne une image relle de la zone du dfaut. En absence de tubage, elle

    donne une information sur toute la hauteur de llment de fondation.

    2.2.5 Mthodes destructives

    Il existe deux mthodes : l'une destructrice (wagon-drill), lautre non destructive (carottage).Ces mthodes sont utilises en reconnaissance ou en confirmation d'une singularit.Le carottage a l'avantage de fournir un chantillon de bton ou de terrain naturel, sur lequelil est possible de faire un examen visuel et des essais (essais mcaniques sur le btonnotamment). Ces prlvements permettent entre autre de dterminer la nature de lasingularit observe par dautres mthodes.

    Le carottage ou le forage au wagon-drill pouvant dvier de leur trajectoire, il convient d'tre

    vigilant sur la verticalit de l'outil.Ces mthodes ne prsentent donc pas toutes les garanties de rencontrer une singularitdcele par les mthodes non destructives.

    La figure 17 montre un exemple de dfaut de pointe dcel par la mthode sonique partransparence et confirm par carottage.

    Mthode de reconnaissance du contact sol/pieu par carottage

    Lorsque lon souhaite prlever un chantillon de bton dans le but dobtenir des informationsvisuelles et qualitatives une profondeur donne, on ralise un carottage depuis la tte dupieu.

    Lorsque lon dsire effectuer uniquement un carottage en fond de pieu, il est plusconomique de prvoir la pose dun tube supplmentaire de diamtre 102/114 mm dans lacage darmatures. Ce tube, mentionn dans le document LCPC-SETRA Les pieux fors -recueil des rgles de lart , natteint pas le fond de pieu : son extrmit infrieure estpositionne 50 cm du fond de forage. Il est alors possible de vrifier la qualit du contactpointe-substratum sans devoir carotter le pieu sur toute sa longueur.

    Dans la pratique, cette vrification est rarement faite et le tube sert de tube dauscultation

    alors quil nest pas adapt cet usage. Cette habitude est fort prjudiciable au contrlesonique car il est alors impossible dausculter la totalit des trajets sur les 50 dernierscentimtres du pieu.

    Figure 17 - Carotte extraite dun fond de pieu.

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    Pour ces raisons, l'utilisation d'un tube de carottage de diamtre 102/114 mm ne doit treenvisage que pour des pieux d'un diamtre suprieur ou gal 1200 mm.

    Remarques

    Pour les pieux de diamtre infrieur 1200 mm, la qualit de la pointe peut toujours trevrifie partir d'un carottage excut l'intrieur d'un tube 50/60 mm.

    La prsence du tube 102/114 mm sera donc envisage uniquement lorsqu'une reconnaissancede la qualit du contact pointe-substratum est ncessaire.

    Le tube de carottage 102/114 mm ne doit en aucun cas se substituer un tube derservation destin lauscultation sonique.

    CHAPITRE 2 - MTHODES DAUSCULTATION DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

    Figure 18 - Dsordres occasionns par le tube dediamtre 102/114 mm.

    Tube de carottage Tube plongeur

    Tube de rservation50-60 mm

    Fond de fouilleTerrainnaturel

    Btonpollu

    La figure 18 montre quil subsiste, sous la base du tube de carottage, un risque dinclusiondlments polluants en provenance du fond de fouille lors de la remonte du bton.

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    CHAPITRE

    Domaine demploi

    des mthodes

    dauscultation selonle type de fondation

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    Contrle de lintgrit des lments de fondations profondes de structures de gnie civil et de btiment.

    Pieux fors, barettes et parois moules. Mthodes dauscultation

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    Le choix de la mthode dauscultation dpend du type de fondation :pieux fors, barrettes, parois moules, comme l'indique letableau suivant.

    Longueur L (m)

    Diamtre D (mm)

    D 800

    800 < D 1000

    D > 1000 ***

    L < 25 m

    toutes* + **

    sonique

    sonique

    L 25 m

    sonique

    sonique

    sonique

    Pieux fors

    Barrettes et parois moules :

    Sonique par transparence dans tous les cas

    * Lorsque le frottement latral est prpondrant et quel que soit le diamtre du pieu, seule la

    mthode sonique est applicable. Il en est de mme pour les pieux visss mouls.

    ** Lutilisation des mthodes par rflexion et par impdance ncessite obligatoirement de

    connatre les rsultats de lexamen pralable du dossier gotechnique (cf. paragraphe

    1.1 Forage-Excavation).

    *** La norme NF P 94-160-2 fixe dans le cas gnral la limite de Dmax 1000 mm et un

    lancement compris entre 10 et 30 fois le diamtre.

    Choix des mthodes selon le typeet les caractristiques des lments de fondation

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    CHAPITRE

    Avantages

    et inconvnients

    des mthodesles plus utilises

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    4.1 MTHODE SONIQUE PAR TRANSPARENCE

    4.1.1 Avantages

    Simplicit du diagnostic

    La mthode sonique par transparence n'est tributaire d'aucunecontrainte lie la nature du sol.

    La dfinition dune singularit est donne dans la norme NF P 94-160-1,ce qui n'engendre aucune ambigut.

    Longueur de pieu ausculte

    La mthode par transparence permet d'ausculter un pieu fractur sous

    la partie endommage.

    Corrlation possible avec les autres mthodes

    part les mthodes destructives applicables n'importe quel type defondation (forage au wagon drill, carottage), l'auscultation sonique partransparence est la seule qui autorise la mise en uvre des mthodescomplmentaires suivantes : diffusion nuclaire, carottage l'intrieurdes tubes.

    Rparation possible de certains dfauts

    Possibilit de rparer un dfaut en pointe en procdant une injectionde coulis par les tubes de rservation, ce qui vite parfois un carottagedlicat et coteux du pieu.

    Contrle de pieux recps

    La norme impose que les pieux ne soient pas recps, contrairementaux mthodes par rflexion et par impdance. Il n'est donc pasncessaire d'attendre la phase de recpage pour ausculter un pieu. Cecivite de gnrer un retard d'excution dans le planning de l'entreprise.

    4.1.2 Inconvnients

    Fracture du ft

    La mthode par transparence ne permet pas de dtecter directementdes fractures horizontales, sauf recommencer lauscultation endcalant les sondes en cas dexpertise.

    Auscultation partielle de la section du ft

    Le signal recueilli est reprsentatif du bton situ entre deux tubes.

    Dans le cas d'un pieu quip de trois tubes, une singularit de faiblevolume situe en partie centrale du ft risque de ne pas produire

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    d'allongement de temps sur les trajets directs. Cet inconvnient doit tre cependantminimis, car les dfauts de ralisation des lments de fondations se produisent rarementdans la partie centrale du ft, et si c'tait le cas (cf. Fig.36), l'amplitude du signalpermettrait de dtecter cette singularit, car elle est globalement sensible toutes lesmodifications du milieu auscult, mme situes en dehors dun trajet direct.

    En effet, quelle que soit sa position dans le plan, un dfaut cre une zone d'influenceidentifiable par la variation d'amplitude, mme lorsqu'il n'est pas situ sur le trajet direct del'onde, comme le montre l'exemple de la figure 19, donn titre indicatif.

    CHAPITRE 4 - AVANTAGES ET INCONVNIENTS DES MTHODES LES PLUS UTILISES

    Remarque

    Dans le cas d'un quipement de quatre tubes, la partie centrale du pieu est directement

    ausculte en temps et en amplitude puisque les trajets diagonaux sont galement auscults.

    Dans tous les cas, l'exploitation des variations d'amplitude apporte donc un complmentd'information apprciable. L'exploitation conjointe de l'amplitude et du temps de

    propagation doit donc tre applique tous les trajets.

    Auscultation de llment de fondation limite la longueur des tubes

    La mthode sonique ncessite la mise en place pralable de tubes de rservation pour lepassage des sondes. L'extrmit infrieure de llment de fondation ne pourra pas treausculte correctement si l'un des tubes est obstru au-dessus du fond de forage. Il faut

    notamment s'assurer que les extrmits des tubes sont le plus prs possible du fond duforage.

    La figure 20 montre la position des tubes de rservation sur la cage d'armatures. On observeun dfaut de montage puisque les extrmits des tubes ne sont pas au niveau de la base de lacage.

    La figure 21 donne un exemple d'une bonne disposition de l'extrmit infrieure des tubes derservation.

    Mise en place du matriel

    La mthode sonique en transparence ncessite l'installation d'un matriel plus important que

    celui des mthodes par rflexion et par impdance. Ceci peut avoir une incidence sur ladure du contrle, notamment si la prparation de lintervention a mal t ralise. Danstous les cas, il est souhaitable d'intgrer le temps des essais dans le planning des travaux.

    Zone de dtection

    En tempsEn amplitude

    Zone d'influenceEn amplitude

    metteur

    Rcepteur

    Dfaut

    Figure 19 - Propagation de londe dans la section dun pieu

    (sur un trajet).

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    Figure 20 - Tubes de rservation mal positionns.

    Figure 22 -Matriel dauscultation :

    poste de travail.

    Le poste de travail comprend tous les systmes de

    commande, de visualisation et denregistrement du

    signal.

    Figure 23 -Matriel dauscultation :

    treuils et cbles.

    Les treuils sont tlcommands depuis le

    poste de travail qui peut tre loign

    dune dizaine de mtres.

    Figure 21 - Exemple dune bonne

    disposition relative des tubes et de la

    cage darmature.

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    4.2 MTHODES PAR RFLEXION ET PAR IMPDANCE

    4.2.1 Avantages

    Rapidit et simplicit de l'essai

    La mise en oeuvre de ces mthodes est rapide (Fig. 24).

    Le contrle d'un lment de fondation ne comportant pas de singularit ncessite moins decinq minutes.

    CHAPITRE 4 - AVANTAGES ET INCONVNIENTS DES MTHODES LES PLUS UTILISES

    Figure 24 -Matriel dauscultation parrflexion et par impdance - matriel de premiregnration.

    Totalit de la section ausculte

    Les mthodes par rflexion et par impdance donnent une image globale de la fondation surla totalit de sa section.

    L'analyse des courbes obtenues par les mthodes par rflexion et par impdance (cf. figures12 et 14) permet d'apprcier rapidement l'intgrit du pieu dans son environnement :frottement latral, contact sol-pieu, variation des caractristiques du ft.

    Rupture du ft

    Une rupture de l'lment de fondation sera dcele aisment par ces mthodes.

    4.2.2 Inconvnients

    Longueur de pieu ausculte

    Dans le cas d'un pieu prsentant une rupture, les mthodes par rflexion et par impdance nepermettent pas d'ausculter le reste du ft, moins de dmolir la partie suprieure du pieu,car l'onde est alors entirement rflchie par ce premier obstacle.

    Dans le cadre des applications des mthodes par rflexion et par impdance, lamconnaissance de la clrit relle de l'onde implique une incertitude de l'ordre de 12 % surla longueur relle du pieu.

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    Localisation dune singularit dans la section de pieu

    Il n'est pas possible de localiser la position d'une singularit dans la section du pieu.

    Signaux parasites

    Le ft a trs rarement la forme cylindrique sous laquelle on le reprsente. En ralit, chaquesection prsente des variations de diamtre ou de forme qui vont perturber le signal visualiset gnrer un bruit de fond . Ce bruit tant un phnomne alatoire, lorsque lerapport signal sur bruit est trop faible, il devient alors impossible d'interprter la courbe.Ces perturbations sont d'autant plus rdhibitoires qu'elles sont proches de la tte du pieu.

    Attnuation du signal dans des couches compactes

    Lorsque les impdances du sol et du pieu sont suffisamment distinctes, l'cho de fondapparat nettement sur le signal (cf. Fig. 12). Lorsque les pieux sont fors plus profondmentque la premire couche de terrain compacte rencontre, ceci perturbe fortement le signalmesur et rend l'interprtation difficile. L'ancrage du pieu est interprt comme s'il s'agissaitde son extrmit.

    Vrification impossible avec les autres mthodes

    Dans le cadre de lapplication des mthodes par rflexion et par impdance, les tubes derservation ne sont gnralement pas prvus. Dans ce cas, il est alors impossible, en cas dedoute, de confirmer les rsultats par la mthode sonique en transparence.

    Rparation difficile de certains dfauts

    En prsence d'un dfaut de pointe, il est frquent de rparer le pieu en procdant uneinjection de coulis. Ce mode de rparation, lorsque ces mthodes ont t choisies, ncessitede raliser des forages dans le pieu, ce qui est toujours techniquement difficile et trscoteux.

    Importance de la qualit du recpage

    Le principe de base des mthodes par rflexion et par impdance est un choc en tte de pieuprovoqu par un coup de marteau. L'interprtation des mesures n'est possible que si la ttede pieu est recpe suivant les recommandations donnes au paragraphe 1.4 (absence defissuration en tte et planit de la surface d'appui du capteur, comme le montre la figure25).

    dfaut, il est possible de meuler le bton de manire assurer la planit des zonesd'impact et d'application de l'acclromtre.

    Figure 25 - Prparationde la mesure.

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    4.3 TABLEAU RCAPITULATIF DES AVANTAGES ET DESINCONVNIENTS DES MTHODES D'AUSCULTATION LES PLUS UTILISES

    CHAPITRE 4 - AVANTAGES ET INCONVNIENTS DES MTHODES LES PLUS UTILISES

    Contrle sonique en transparence Contrle par rflexion

    La nature du terrain ninfluence pas lafaisabilit de la mthode.

    Assez lourde. Cette mthode ncessiteun systme de treuils et un systmedacquisition de signal.

    Sans incidence. Il est possible

    dintervenir pour un lment defondation unique.

    Non. Bien que des dfauts rels aienttoujours une zone dinfluence visible enamplitude en dehors du trajet le plusdirect de londe, il ny aura pas singu-larit au sens de la norme.Lauscultation sonique par transparencepermet de caractriser la qualit du btonsitu entre les tubes de rservation.

    Oui. Mais lauscultation se limite lalongueur des tubes de rservation. Siceux-ci, malgr les recommandationsdusage, ne descendent pas en fond depieu, la partie situe sous les tubes nepeut tre ausculte.

    Possible. Lauscultation de la totalit duft est possible sans problme.Cependant la prsence dune fissureou dune fracture horizontale ne peut sedtecter quen dcalant les sondes.

    Sans incidence puisque linterventionest ralise avant recpage.

    Oui. Il est possible dappliquer toutes lesautres mthodes pourvu que lesconditions dutilisation soient respectes.

    Oui. La prsence des tubes facilite lesrparations par injection en pointe.

    Relativement facile. Le dpouillementdes mesures est rgi par une mthode

    danalyse prcise et fiable.

    Parfois impossible. Lorsque le fttraverse des couches de terraincompactes, une partie importante delnergie de londe est absorbe parces couches. Linterprtation descourbes est alors difficile.

    Lgre. Le matriel ncessaire est trsrduit et le contrle dun nombreimportant de pieux est possible dansune journe.

    Nombre de pieux minimum

    recommand. Pour une prestation decontrle, il est vivement recommanddintervenir sur un minimum de cinqpieux dans des conditionsgotechniques identiques.

    Oui. Les chos engendrs par unesingularit du pieu sont directement lis la qualit du recpage de la tte depieu et aux caractristiques du btondune section du pieu mais ne peuventpas tre localiss dans la section dupieu, comme le fait lauscultationsonique par transparence.

    Oui. En labsence de singularit, londese propage dans le ft, mais lorsque lafondation traverse une couchecompacte ou lorsque la pointe estencastre dans le rocher, lcho defond peut tre altr ou masqu.

    Possible. Toutefois, si la discontinuitest trop importante, lauscultation dellment ne sera plus possible au-delde la fracture.

    Paramtre important. La qualit durecpage est primordiale.

    Difficile et coteux. Il ny a pas detube, on ne peut donc pas utiliser unemthode classique en transparence,sauf raliser des forages dans lepieu.

    Difficile et coteuse. Comme il ny apas de tube, toutes les rparations parinjection de coulis ncessitent unforage.

    Parfois trs difficile. Prise en comptede plusieurs paramtres dans

    lanalyse, dont la signature du sol.Dans certains cas, le rapport signal surbruit est tellement faible que touteexploitation devient irraliste.

    Caractristiques

    Mthodes

    Faisabilit de la mthode en fonction dela nature des terrains traverss parllment de fondation.

    Mise en uvre des mesures.

    Taille minimum du chantier.

    Auscultation de la totalit dune sectionde llment de fondations.

    Auscultation de llment de fondationsur toute sa longueur.

    Cas des fractures.

    Recpage.

    Confirmation des singularits pardautres mthodes.

    Possibilit de rparation.

    Exploitation des mesures.

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    CHAPITRE

    Contrle de lintgrit

    des lments

    de fondations profondes

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    Avant la rdaction dfinitive des documents Qualit des entreprises, ilest indispensable de prvoir une runion entre le matre d'uvre,l'entreprise titulaire du march, l'entreprise titulaire du marchfondations et les organismes chargs du contrle intrieur et ducontrle extrieur.

    Cette runion a pour but de dfinir l'objectif du contrle, les phasesd'intervention et les contraintes de chantier afin de runir les moyensde raliser le contrle dans les meilleures conditions.

    5.1 DISPOSITIONS COMMUNES TOUTES LES MTHODES

    Planification des essais

    Tous les lments de fondations doivent tre prpars pour le contrle.L'auscultation est ralise sur un bton g d'au moins sept jours (cf.normes NF P 94-160- XX) car une auscultation sur un bton trop jeunepeut entraner des perturbations de la mesure, susceptibles d'treinterprtes comme des singularits.

    Nanmoins, pour des raisons lies au droulement du chantier, lesmesures peuvent, en drogation exceptionnelle aux normes, treralises sur des lments de fondations gs de moins de sept jours.Dans l'hypothse, o une singularit serait dtecte, une secondeintervention sera effectue lorsque les lments de fondations aurontatteint l'chance normative de sept jours d'ge. Cet essai

    complmentaire permet de confirmer ou d'infirmer les premiers rsultats.

    Informations fournir aux organismes chargs du contrle

    La connaissance des informations suivantes est indispensable pourmener bien une campagne d'auscultation. Elles doivent tre obtenuespour partie pralablement aux interventions et pour partie sur lechantier.

    pralablement :

    l'implantation et la longueur thorique des lments de fondationssur un plan d'excution jour, fourni par l'entreprise ou la matrised'uvre ainsi que le nombre de tubes, la technique de construction employe (mthode et moyens deforage ou d'excavation), la date de btonnage de chaque lment de fondation, la cote altimtrique thorique de la base des lments defondations, la cote altimtrique thorique aprs recpage, la coupe gotechnique, les sujtions particulires lies au chantier (horaires, accessibilit,etc.),

    sur chantier :

    la cote altimtrique du sommet des tubes de rservation pour chaquelment de fondation. Pour des raisons pratiques il est souhaitable quetous les tubes de rservation soient recoups la mme hauteur,

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    la courbe de btonnage de chaque lment de fondation,

    la liste des ventuels incidents survenus en cours d'excution (forage et btonnage),

    la cote altimtrique relle aprs recpage,

    l'assurance que les tubes de rservation ont bien t lavs, qu'ils sont tanches et remplisd'eau claire.

    Les cotes altimtriques permettent de dterminer la longueur des lments de fondations etleur position dans le contexte gologique. Elles permettent notamment de situer les cotes defond de pieu et aprs recpage ainsi que les ventuelles singularits dtectes au cours ducontrle.

    La connaissance de la technique de ralisation ainsi que la coupe gologique sontindispensables pour interprter les rsultats des essais et expliciter la nature d'ventuellessingularits, particulirement pour les mthodes par rflexion et par impdance.

    5.2 DISPOSITIONS CONCERNANT LA MTHODE SONIQUEPAR TRANSPARENCE

    5.2.1 Gnralits

    La mthode sonique par transparence est mise en uvre avant recpage.

    Cette mthode ncessite, selon la norme NF P 94-160-1, la prsence de tubes mtalliquesd'auscultation dont l'entraxe est gnralement compris entre 0,30 m et 1,50 m.

    Il est recommand, pour des raisons de rigidit, d'utiliser des tubes en acier dun diamtre de50 mm intrieur et 60 mm extrieur.

    Il est fortement recommand que les lments de tubes de rservation soient raccords entreeux avec des manchons visss permettant d'assurer une bonne tanchit (Fig. 26).Le tulipage (Fig. 27), s'il est tolr, doit tre tanche afin d'viter les fuites d'eau et lapntration de laitance. Cette technique n'est cependant pas souhaitable car elle ne garantitpas l'tanchit entre les lments de tubes. Or, toute perte d'tanchit entrane desdifficults pour maintenir le niveau d'eau assurant le couplage entre les sondes et le bton.De mme, elle peut favoriser des inclusions dans les tubes, ce qui peut tre prjudiciable laqualit des contrles et prsenter des risques d'accrochage pour les sondes.

    Pour les mmes raisons, les tubes de rservation doivent tre hermtiquement ferms leursdeux extrmits par des bouchons en PVC. Un double bouchon est recommand commelindique lexemple (Fig. 28).

    Les systmes de fixation des tubes sur la cage d'armatures doivent tre solides pour rsister la pousse du bton pendant le btonnage et suffisamment proches les uns des autres(environ 3 m) pour limiter les dformations des tubes, tant au cours de la manutention de lacage d'armatures que pendant le btonnage. Dans le cas o les tubes seraient souds surles cerces de montage par pointage, il y a lieu de faire attention ne pas les percer et nepas crer de boule de soudure l'intrieur.

    CHAPITRE 5 - CONTRLE DE LINTGRIT DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

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    Bouchon extrieur

    Bouchon Intrieur

    Figure 26 - Raccord viss.

    Le raccord par manchon filet

    garantit ltanchit et la rigidit

    des tubes.

    Figure 28 - Extrmits des tubes.

    (double obturateur PVC).

    Figure 29 - Les tubes ne doivent pas dpasser

    la tte de pieu de plus de 0,50 m.

    Figure 27 - Raccord tulipe.

    Ce procd est dconseill (manque

    dtanchit et risque de rupture

    de la liaison entre les lments de

    tubes).

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    37

    Les tubes doivent tre verticaux et fixs paralllement entre eux.

    Ils doivent tre le plus proche possible du fond du forage (cf. Fig. 21) et dpasser de la ttedes lments de fondations d'environ 50 cm afin qu'une partie de l'eau dans les tubesncessaire au couplage ne soit pas chasse par l'introduction de l'ensemble cble-sonde etd'viter l'obturation des tubes par des chutes de gravats.

    Toutefois, ils ne doivent pas dpasser exagrment le sommet des lments, afin de ne pasgner le travail des oprateurs (Fig. 29 : exemple d'un chantier sur lequel ces dispositions nesont pas respectes).

    Un soin particulier doit tre apport la pose des tubes de rservation et leur destinationdusage :

    ils doivent tre propres et exempts de souillures susceptibles de nuire l'adhrencetube/bton. Pour cela, les cages darmatures ne doivent pas tre en contact direct avec le solau cours de leur stockage,

    ils doivent tre lavs et remplis deau claire par l'entreprise, juste avant les mesures,

    la partie des tubes dpassant de la tte des pieux doit tre intacte. En cas de dformationempchant le passage des sondes, l'entreprise devra couper les tubes sous la zone dtriore,

    les cages d'armatures ne doivent pas tre empiles sur une trop grande hauteur afind'viter leur dformation (Fig. 30).

    CHAPITRE 5 - CONTRLE DE LINTGRIT DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

    Figure 30 - Stockage des cages darmatures.

    Figure 31 - Implantation des tubes de rservation pour des pieux quips de 3 et 4 tubes.

    5.2.2 Mise en place et disposition des tubes de rservation

    Cas des pieux

    Le nombre de tubes prvoir est fonction du diamtre du pieu (Fig. 31) :

    600 mm : 2 tubes diamtralement opposs, 600 mm < 1200 mm : 3 tubes,

    > 1200 mm : 4 tubes au moins, avec un entraxe maximal de 1,5 m.

    Cette photo donne un exemple deprparation soigne : les tubes derservation dpassent de 0,50 m de

    lextrmit suprieure de la cagedarmatures. Les cages darmatures,stockes sur des madriers, sont

    isoles de la boue et des lmentspolluants.

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    Figure 32 - Exemple dimplantationdes tubes de rservation pour une barrettequipe de 6 tubes.

    Figure 33 - Exemple de mauvaises conditionsdintervention sur le chantier.

    Tubes tordus et dpassant exagrment la tte des pieux,recpage en cours, pieux recps, fouille de lappui ralise(mauvaise accessibilit).

    Cas des barrettes et des parois moules

    Les singularits les plus frquentes et les plus importantes se situent dans les angles et enpriphrie.

    Il faut donc implanter des tubes de rservation dans ces zones. On peut retenir la dispositionprconise sur la figure 32, en respectant l'entraxe maximal des tubes qui doit aussi tre de1,50 m.

    5.2.3 Programmation

    La programmation des campagnes d'auscultation doit tre prvue dans le planning duchantier. Il est souhaitable que les interventions de l'organisme de contrle puissent trefaites appui par appui.

    titre indicatif, dans des conditions normales de chantier, il est possible de raliser lecontrle de 600 mtres linaires de trajet de mesure par jour, sans changer dappui et enlabsence de difficult particulire ou de singularit du signal, ce qui reprsente environ dixpieux de 20 mtres quips de trois tubes. Inversement, le temps de mesure peut tre

    srieusement allong lorsque les conditions dintervention sur chantier ne sont pasrespectes, comme le montre lexemple de la figure 33 ci-dessous.

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    CHAPITRE 5 - CONTRLE DE LINTGRIT DES LMENTS DE FONDATIONS PROFONDES

    5.3 DISPOSITIONS CONCERNANT LES MTHODES PAR RFLEXIONET PAR IMPDANCE

    5.3.1 GnralitsLa tte des pieux doit tre obligatoirement hors d'eau et accessible.

    La fiabilit des mesures dpend de la qualit du recpage ralis avant l'intervention.Le bton de la tte de pieu, aprs recpage, doit donc tre d'excellente qualit et homogne,en particulier, il ne doit pas prsenter de fissures qui auraient pour effet de perturber lapropagation de l'onde.

    5.3.2 Programmation

    La programmation des essais doit tre prvue dans le planning du chantier. Il est souhaitable

    que les interventions de lorganisme puissent tre faites appui par appui. titre indicatif, dans des conditions normales de chantier (tte de pieux prpares etfacilement accessibles), on peut raliser le contrle dune cinquantaine de pieux dans lajourne.

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    CHAPITRE

    Excution du contrle

    et interprtation

    des rsultats

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    6.1MTHODE SONIQUE PAR TRANSPARENCE

    6.1.1 Trajets auscults

    Lauscultation doit tre ralise sur lensemble des trajets disponiblestels que dfinis dans la norme NF P 94-160-1 (cf. Fig. 34 et 35).

    Figure 34 - Cas des pieux.

    Distance maximale entre tubes : 1,50 m.

    Figure 35 - Cas des barrettes.

    Distance maximale entre tubes : 1,50 m.

    Il est possible dausculter 11 trajets.

    si 600 mm. : 2 trajets

    si 600 mm. < 1200 mm. :

    3 trajets

    6.1.2 Conduite tenir en cas de dtection dune singularit

    Dans tous les cas, le temps de propagation et lamplitude du signal sontmesurs.

    Une singularit au sens de la norme se traduit par une altration dusignal entranant simultanment sur le graphe :

    une augmentation relative du temps suprieure 20 %, exprime en(delta T/T), T tant le temps de propagation des ondes exprim en s,

    si > 1200 mm. : 6 trajets

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    CHAPITRE 6 - EXCUTION DU CONTRLE ET INTERPRTATION DES RSULTATS

    une chute damplitude suprieure 80 % lorsquelle est exprime en mV sur une chellelinaire, ou bien suprieure 14 dB lorsquelle est exprime sur une chelle logarithmique.

    La variation dun seul des deux paramtres ne peut en aucun cas suffire caractriser unesingularit.

    Rappel

    Une singularit est caractrise par sa position dans le ft, en profondeur et en plan parrapport aux tubes ainsi que par sa nature. Cette caractrisation est rendue possible si londispose des informations cites au paragraphe 5.1 Dispositions communes toutes lesmthodes .

    Les figures 36, 37, 38 et 39 montrent des exemples de singularits confirmes et desexemples daltration de signal.

    Figure 36 - Cavit importante en tte de pieu.

    La figure 36 montre une cavit importante en tte de pieu, qui engendre une incidence surles traces temps et amplitude (Fig. 37, graphique 4).

    Points darrt

    Lauscultation constitue un point darrt. La dtection dune singularit constitue un autrepoint darrt, jusqu ce quil soit dmontr quelle nentrane pas de risque pour lafondation. En cas de singularit susceptible dentraner un risque pour la fondation,lentreprise consultera le bureau dtudes aprs valuation des caractristiques de lasingularit, afin den analyser lincidence sur le comportement et la prennit de la

    fondation. Elle remettra un avis au matre duvre, lequel pourra demander le cas chantdes investigations complmentaires, pour complter le diagnostic.

    Lorsquune rparation est ncessaire, elle doit tre valide par de nouvelles mesuresdauscultation sonique, voire ventuellement par des investigations complmentaires (autresmthodes dauscultation, carottages de reconnaissance, essais de laboratoire, etc.).

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    GRAPHIQUE 4

    FIN DE BTONNAGE NON CONVENTIONNELLE

    Allongement de temps important et chute d'amplitude en partie

    suprieure d'un lment de fondation. La trace temps, situe droite du graphique, s'allonge tandis que la trace amplitude, situe gauche, accuse une chute progressive correspondant au btonpollu. Le retour la normale de l'amplitude et du temps estsignificatif d'une fin de btonnage effectu la goulotte, aprsextraction du tube plongeur. Le bton pollu est emprisonn sousla zone recper (cf. poche de sable, Fig. 36).

    GRAPHIQUE 5

    INCLUSION DE TERRAIN NATUREL

    Les traces temps et amplitude voluent dans des proportionsrespectives, en relation avec la gravit et la taille de la singularit.

    Une rupture du ft ou un dsamorage du tube plongeur auraientproduit une chute de signal avec un allongement de temps et unechute d'amplitude plus marqus en cas de venue d'eau ou lorsquel'attente de lapprovisionnement du bton a t longue.

    GRAPHIQUE 6

    PARALLLISME DES TUBES

    La trace temps traduit un allongement du temps progressif et lent.L'amplitude reste stable : il n'y a aucune singularit dans le pieu,mais les tubes, mal fixs en tte, s'cartent et le temps augmente.

    Toutefois, une chute de l'amplitude, avec un allongement detemps modr, peut tre aussi le signe d'un dcollement de tubesen tte de pieu ou d'un bton sgrg qui n'adhre pas auxarmatures.

    Figure 37 - Exemple de graphesissus du matriel de premire gnration.

    A = chute d'amplitude, T = allongement du temps.

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    6.2 MTHODES PAR RFLEXION ET PAR IMPDANCE

    6.2.1 Mesures ralises

    Chaque pieu fait lobjet de trois essais successifs. Pour que la mesure soit valide, troisenregistrements graphiques du signal doivent tre similaires.

    6.2.2 Conduite tenir en cas de dtection de singularit

    La singularit est caractrise par lapparition dune inflexion de la courbe du signalenregistr, comme lindiquent les exemples suivants (Fig. 40, 41 et 42). Il est ainsi possiblede comparer, pour chacun des graphiques, la courbe du haut (rfrence) avec les deuxsuivantes (singularits diverses).

    CHAPITRE 6 - EXCUTION DU CONTRLE ET INTERPRTATION DES RSULTATS

    Figure 38

    Mauvais enrobage des aciers constatpar auscultation sonique sur une barrette,consquence de difficults de mise en uvredu bton entre le terrain et la cage d'arma-tures (bton vraisemblablement trop sec et/oudistance de btonnage trop longue). Les tubesde rservation sont galement mal enrobs.

    L'examen aprs terrassement confirmele diagnostic.

    Figure 39

    Mesure transversale sur un trajet long : unepartie de l'onde contourne le dfaut. Sur unegrande distance, on remarque sur la trace dedroite un allongement modr du temps de

    propagation, alors que l'nergie reue estconsidrablement affecte (diminution notablede l'amplitude sur la trace situe gauche dela figure).Un mauvais enrobage des tubes de rservationse traduit galement par une variationmodre de la trace temps.

    D T = allongement du temps,

    D A = chute d'amplitude.

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    Pieu exempt de singularit

    Survolume 3 m

    Retour au diamtre nominal 3,5 m

    Pieu exempt de singularit

    Striction 1,60 m

    Striction 3,40 m

    Pieu exempt de singularit

    Accroissement de la raction du sol 1,60 m

    Diminution de la raction du sol partirde 2,60 m

    EXEMPLES DEXPLOITATION DE COURBES OBTENUES AVEC LA MTHODE PAR RFLEXION

    Profondeur en mtres

    Profondeur en mtres

    Profondeur en mtres

    Figure 42 - Incidence de la raction du sol sur la propagation du signal

    (inflexion de la courbe vers le haut suivie dune inflexion durable vers le bas jusquau fond de pieu).

    Figure 40 - Survolume dans la section du ft : inflexion de la courbe vers le haut.

    Figure 41 - Striction dans la section du ft : inflexion de la courbe vers le bas.

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    CHAPITRE

    Rpartition

    des contrles

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    Dans tous les cas, une runion prparatoire entre le matre d'uvre, lesentreprises et les organismes chargs du contrle intrieur et ducontrle extrieur doit tre programme avant le dmarrage destravaux. Cette runion vise informer les intervenants sur ledroulement des contrles et les sujtions qui en dcoulent.

    7.1 CAS O LE MATRE D'OEUVRE PRENDLA TOTALIT DES CONTRLES SA CHARGE

    (CONTRLE EXTRIEUR)

    Le matre d'uvre confie la ralisation des mesures et l'interprtationdes rsultats un organisme de contrle de son choix. Il veille auxpoints suivants :

    examen critique des documents qualit et des procdures de

    l'entreprise excutant les lments de fondations profondes, ainsi queceux et celles de l'organisme de contrle choisi, vrification sur chantier de l'application de ces documents qualit etde ces procdures.

    la fin de chaque journe, l'organisme de contrle doit transmettre aumatre d'uvre un avis verbal sur les rsultats de son contrle. Cetavis, auquel seront joints les graphes en cas de singularit, doit treconfirm par tlcopie dans les plus brefs dlais. En effet, lessingularits engendrent un point d'arrt qui ne peut tre lev que par lematre d'uvre.

    7.2 CAS O LES CONTRLES SONT LA CHARGEDE L'ENTREPRISE (CONTRLE INTRIEUR)

    L'entreprise dsigne un organisme de contrle spcialis pour effectuerles mesures et interprter les rsultats.

    Le matre d'uvre fait appel, dans le cadre du contrle extrieur, sonpropre organisme de contrle pour vrifier la bonne excution desmesures et l'interprtation des rsultats de l'entreprise. Il veille auxpoints suivants :

    examen critique des documents qualit et des procdures de

    l'entreprise excutant les pieux et de l'organisme de contrle, vrification sur chantier de l'application de ces documents qualit etde ces procdures, validation des rsultats obtenus par l'organisme du contrle intrieur partir d'essais croiss effectus conjointement avec lorganisme decontrle du matre duvre. Ce point, trs important, est prcis dansle paragraphe ci-aprs intitul essais croiss , examen des rsultats produits par l'organisme de contrle delentreprise (procs-verbaux et graphes) au fur et mesure del'excution des lments de fondations (soit individuellement, soit parlot).

    la fin de chaque journe, l'entreprise doit transmettre au matre

    d'uvre un avis verbal sur les rsultats du contrle. Cet avis, auquelseront joints les graphes en cas de singularit, doit tre confirm par

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    tlcopie dans les plus brefs dlais. En effet, les singularits engendrent un point d'arrt quine peut tre lev que par le matre d'uvre, aprs avis de son organisme de contrle et dubureau d'tudes.

    Essais croiss

    Il s'agit d'un contrle ralis le mme jour, sur le mme lment de fondation, par l'organismede contrle dsign par l'entreprise et l'organisme de contrle du matre d'uvre. Les essaiscroiss sont indispensables car ils permettent :

    de s'assurer de la bonne excution des contrles de l'entreprise et d'apprhender, le caschant, l'incidence sur les rsultats des drives opratoires, par rapport la norme, de valider les rsultats du contrle intrieur.

    CHAPITRE 7 - RPARTITION DES CONTRLES

    Le rseau des Laboratoires des Ponts et Chausses (LCPC) dispose d'une station de pieuxd'essais situe Mittersheim (Moselle). Sept pieux sont disponibles, un pieu ne comportepas de dfaut (pieu tmoin), les six autres comportent des dfauts telles que des variationsde section (rtrcissement, excroissance), des inclusions de terrain, une rupture, etc.

    Cette station permet de raliser la mise au point du matriel d'auscultation et de lequalifier. Elle est galement utilise dans le cadre de la formation permanente dispense ausein du rseau des LPC pralablement la qualification du personnel charg desauscultations.

    La station de pieux d'essais est gre par le Laboratoire Rgional des Ponts et Chausses deNancy.

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    BIBLIOGRAPHIE

    1 - Auscultation d'un lment de fondation : mthode par transparenceNF P 94-160-1.

    2 - Auscultation d'un lment de fondation : mthode par rflexionNF P 94-160-2.

    3 - Auscultation d'un lment de fondation : mthode sismiqueparallle NF P 94-160-3.

    4 - Auscultation d'un lment de fondation : mthode par impdanceNF P 94-160-4.

    5 - Les pieux fors - Recueil des rgles de l'art - LCPC et SETRA -dcembre 1978.

    6 - Fondations profondes pour le btiment P 11-212 RfrenceDTU 13 2.

    7 - Excution des travaux de fondations des ouvrages en gnie civil -Fascicule 68 du CCTG.

    8 - Norme NF EN 1536 : Excution des travaux gotechniques spciaux -Pieux fors.

    9 - Norme NF EN 1538 : Excution des travaux gotechniques spciaux -Parois moules.

    10 - Fiches MEMOAR diffuses par le SETRA :

    Fiche n II-2 Les parois moules et les barrettes . Fiche n II-4 Les pieux fors .

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    Document publi par le LCPC sous le numro C1502444

    Conception et ralisation LCPC-DISTC, Marie-Christine Pautr

    Dessins LCPC-DISTC, Philippe Caquelard

    Impression JOUVE - N

    Dpt lgal 2e trimestre 2006

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    Ce document, conu initialement comme un guide destin aux matres d'uvre, s'adresse galementaux matres d'ouvrage, aux entreprises et d'une manire gnrale tous les acteurs participant laralisation de fondations profondes, soucieux du contrle de leur bonne excution.

    Il rappelle tout d'abord les rgles de l'art qui s'appliquent en la matire et les prcautions prendrelors de la ralisation des fondations profondes pour en permettre le contrle. Ce guide comporteensuite une synthse exhaustive de toutes les mthodes d'auscultation couramment pratiques. Ilpermet galement de choisir la mthode la plus adapte aux types de sols et de fondations rencontrset donne des conseils prcis pour l'interprtation des rsultats du contrle. Afin de rendre le contenudu guide plus accessible, une attention particulire a t porte la prsentation de nombreuxexemples graphiques de dfauts et de singularits.

    Cet ouvrage sera ainsi d'une trs grande utilit aux concepteurs, aux constructeurs et aux organismesde contrle ayant la charge des auscultations.

    This document, designed initially as a guide for the project superintendents, is also intended for thebuilding owners, the companies and generally all the actors taking part in the realization of deepfoundations, concerned with the assessment of their quality.

    It first of all recalls the code of practice which applies and the precautions to take during the executionof deep foundations to allow an efficient quality control. This guide includes an exhaustive synthesisof all the usual methods of sounding. It gives also precise advices for the choice of the method bestsuited to the types of grounds and foundations encountered and for the interpretation of the results.In order to make the content of the guide more accessible, a detailed attention was paid to thepresentation of many graphic examples of defects and singularities.This book thus seems essential as well for the designers and the constructors as for the organismsin charge of the assessment of the foundations.