Modélisation physique de pieux hélicoïdaux mis en place dans du sable

Physical modelling of helical pile anchors installed in sand

¹ Department of Geotechnics São Carlos School of Engineering University of São Paulo Av. Trabalhador Saocarlense, 400 São Carlos – SP – CEP 13566-590 Brazil crishc@terra.com.br nelson, aoki@uol.com.br.
² Section mécanique des sols et centrifugeuse Laboratoire Central des Ponts et Chaussées BP 4129 44341 Bouguenais Cedex France Gerard.Rault@lcpc.fr Luc.Thorel@lcpc.fr.
³ Division reconnaissance et mécanique des sols Laboratoire Central des Ponts et Chaussées BP 4129 44341 Bouguenais Cedex France Jacques.Garnier@lcpc.fr, France.

Résumé

Une relation théorique entre la charge d’arrachement et le couple nécessaire à la mise en place de pieux hélicoïdaux dans un massif de sable a été vérifiée expérimentalement en centrifugeuse. Des pieux modèles avec plusieurs configurations d’hélices (nombre et diamètre) ont été installés puis arrachés dans des massifs de sable reconstitués. Des essais de cisaillement d’interface ont été effectués afin de compléter cette recherche. La comparaison entre les résultats théoriques et les résultats expérimentaux est détaillée et montre un bon accord. On a aussi comparé les résultats obtenus par cette modélisation en centrifugeuse avec des résultats d’essais sur pieux en vraie grandeur mis en place dans un silt sableux, et les deux sont du même ordre de grandeur. En plus, pour identifier le mécanisme de rupture de ce type de fondation dans du sable, on a réalisé des essais d’arrachement sur des pieux modèles installés à 1 g dans un massif préparé avec des couches de sable colorées.

Abstract

A theoretical relationship between the uplift capacity and the installation torque of helical piles anchors in sand was verified using centrifuge modelling. Model piles with different dimensions (number of helices and diameter) were tested (pile installation and pull-out tests) in reconstituted sand samples. Direct shear interface tests were conducted to complement this research. A comparison between theoretical and experimental results is presented, and the results show good agreement. Also, the results of this centrifuge modelling were compared to the test results on full-scale piles installed in sandy silt, and both have the same order of magnitude. In addition, pull-out tests on piles installed at 1 g in container prepared with layers of colored sand were conducted to identify the mechanism of rupture of this type of foundation in sand.