II.2.2. Vibroflottation :
Le procédé de vibrocompactage consiste à
compacter dans la masse les sols grenus sous ou hors nappe à des
profondeurs variables par le biais des vibrations émises à l'aide
de vibreurs radiaux spécifiques à basses fréquences.
Les outils sont suspendus à des grues, mais peuvent aussi,
pour des faibles profondeurs, être montés sur porteur.
Figure 14: Chantier de vibrocompactage (barrage
sur l'oued -Harka- Tunisie)
L'action de ces vibrations va provoquer un réarrangement
des grains du sol grenu, réduisant ainsi l'indice des vides et
augmentant la densité relative et la compacité du sol
traité.
II.2.2.1 .Domaine d'application :
Le vibrocompactage est un procédé
d'amélioration des sols bien adapté dans les sols
pulvérulents non cohésifs (sable, gravier, cailloux, certains
remblais, ...) de compacité faible à moyenne.
II.2.2.2.Principe de l'amélioration de sol par
vibrocompactage :
Le procédé consiste à compacter dans la
masse les sols grenus sous ou hors nappe à des profondeurs variables par
le biais des vibrations émises à l'aide des vibreurs radiaux
spécifiques KELLER à basses fréquences. Le vibreur est
suspendu à un atelier approprié (grue par exemple) permettant la
pénétration de l'outil, facilitée, dans certains cas de
compactage, par un fluide de lançage qui est généralement
de l'eau sous pression.
Les opérations de vibrocompactage se font par passes
successives en remontant l'outil selon des critères géotechniques
déterminés au préalable par des essais appropriés
et pour des mailles fixées en fonction du degré de
compacité des sols à traiter et des objectifs à
atteindre.
Figure 15: Domaine d'application du
vibrocompactage (Document de Keller)
II.2.2.3. Objectifs de traitement par vibrocompactage :
Le procédé de vibrocompactage permet de :
> Diminuer, par un réarrangement optimal des grains su
sol grenu, l'indice des vides > Augmenter, par conséquent, la
densité relative du sol traité ;
> Améliorer la compacité du sol et, par
conséquent, augmenter sa capacité portante ; > Diminuer
considérablement les tassements totaux et différentiels sous
l'ouvrage ; > Réduire le coefficient de perméabilité
des matériaux, ce qui permet de diminuer les
débits d'exhaure lors de rabattement de nappe et
d'infiltration dans le sol de fondation
de digue et `ouvrage divers.
II.2.2.4. Technique de mise en oeuvre :
La pénétration de l'outil, ainsi que dans
certains cas le compactage, sont facilités par un fluide de
lançage, généralement de l'eau sous pression. Le
compactage se fait par passe en remontant l'outil, selon des critères
déterminés par des essais préalables.
La résistance du sol après traitement dépend
de la granulométrie du terrain et de l'adéquation du type de
vibreur.
Figure 16 : procédure de traitement par
vibrocompactage. II.2.2.5. Objectifs à atteindre :
Le traitement des sols par vibrocompactage consiste à
améliorer la compacité naturelle des sables, afin de garantir en
tout point des sols de fondation sableux des valeurs SPT (Standard Penetration
Test) ou CPT (Cone Penetration Test) définies après la planche
d'essai.
Ceci aura pour effet notamment :
- D'augmenter la compacité des alluvions sous l'ouvrage
pour obtenir une contrainte réglementaire (qELS) proche de la
contrainte apportée par l'ouvrage;
- De réduire les tassements;
- De diminuer le coefficient de perméabilité des
sables sous le tapis et le noyau d'argile.
II.2.2.6. Mode opératoire :
1
2
3
4
Figure 17: Phasage des travaux de
vibrocompactage.
1. Fonçage :
L'outil, dont la puissance et les caractéristiques
sont variables en fonction du terrain, est foncé jusqu'à la
profondeur finale à atteindre. Sa descente s'opère grâce
à l'effet conjugué de son poids, de la vibration et de l'eau de
lançage. Le débit d'eau est alors diminué.
2. Compactage :
Le vibrocompactage est alors réalisé par passes
successives de bas en haut. Le volume compacté est un cylindre d'un
diamètre pouvant atteindre 5m. L'augmentation progressive de
l'intensité consommée par le vibreur permet la croissance de la
compacité du sol.
3. Apport de matériaux :
Autour du vibreur apparaît un cône d'affaissement
(voir la figure II-3-3), que l'on comble au fur à mesure soit par des
matériaux d'apport (A), soit en décapant progressivement les
matériaux du site (B) (voir la figure II-3-4).
En fonction de l'état initial, on peut atteindre une
quantité de 10% de matériaux ajoutés par rapport au volume
traité.
4. Finition : Après traitement, la
plate-forme est réglée et recompactée à l'aide d'un
rouleau vibrant.
Figure 18 : Le cône d'affaissement autour
de vibreur (barrage -Harka- TUNISIE).
Figure 19 : Remplissage de l'affaissement
conique par un matériau d'apport
(Barrage -Harka- TUNISIE).
Figure 20 : Composantes du vibreur et principe
de fonctionnement de l'excentrique
(Document de Keller)
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