Comportement d’un massif renforcé par inclusions rigides verticales à inertie variable

Behavior of a pile-supported embankment using rigid inclusions with variable inertia

¹ Université Joseph-Fourier LTHE, Grenoble, France.
² Franki Fondation 11, rue du Dôme 69630 Chaponost, France.

Résumé

Le développement de réseaux routiers, autoroutiers, ou ferroviaires, ainsi que de grandes installations industrielles sur des sols de fondation de mauvaise qualité nécessite l’utilisation de techniques de renforcement visant à améliorer la performance globale de ces sols à la fois en termes de réduction de tassement et d’augmentation de la capacité portante. Parmi les différentes techniques disponibles, l’amélioration des sols de fondation en incorporant des inclusions rigides verticales semble être une solution particulièrement appropriée, car elle est facile à mettre en œuvre et ne nécessite pas de substitution d’importants volumes de sol compressible.

La technique consiste à réaliser un groupe d’inclusions régulièrement espacées à travers une couche de sol compressible jusqu’à un substratum sous-jacent de capacité portante plus importante. La charge de surface étant ainsi transférée vers le sol compressible par l’intermédiaire d’un matelas de transfert de charge réalisé sur ces inclusions. Les tassements différentiels à la base du matelas entre le sol compressible et les inclusions rigides conduisent à un « effet de voûte » en raison de mécanismes de cisaillement induits.

Une technique de fabrication d’inclusions rigides a été mise au point pour réaliser en une seule opération une inclusion verticale rigide de forme circulaire associée à une tête en forme de cône inversé.

Dans cet article, une étude numérique basée sur le cas concret d’un chantier à proximité de Bourgoin-Jallieu (France) est proposée afin de mettre en évidence le mode de fonctionnement de cette nouvelle technique dans le cas de dallages industriels.

Abstract

The increasing lack of good quality foundation soils allowing the development of roadway, motorway, or railway networks, as well as large scale industrial facilities, necessitates the use of reinforcement techniques aimed at improving the global performance of such soils, both in terms of settlement reduction and increasing load bearing capacity. Among the various available techniques, the improvement of foundation soils by incorporating vertical stiff inclusions appears to be a particularly appropriate solution, since it is easy to implement and does not require any substitution of significant volumes of soft soil.

The technique consists in driving a group of regularly spaced inclusions through the soft soil layer down to an underlying competent substratum, the surface load being thus transferred to this substratum by means of those reinforcing inclusions, which illustrates the case of a piled embankment. The differential settlements at the base of the embankment between the soft soil and the stiff inclusions lead to an “arching effect” in the embankment due to shearing mechanisms in the fill.

A technique for producing rigid inclusions has been developed to achieve in a single operation a rigid circular pile associated with a cone shaped head reversed on the place of a rigid circular pile with a distribution armed slab. In this article, a numerical study based on a real case (a pile-supported road near Bourgoin-Jallieu (France)) is proposed to highlight the functioning mode of this new technique in the case of industrial slabs.