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Thierry Hermges Serge Lambert Karim Boudersa 1 Keller Fondations Spéciales SAS

Thierry Hermges Serge Lambert Karim Boudersa 1 Keller Fondations Spéciales SAS www.keller-france.com Améliorations et renforcements de sol à l’arrière des quais 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 2 SOMMAIRE 2 INTRODUCTION Les différents types de quai, Réalisation du terre-plein en remblai hydrauliques, Caractéristiques générales des zones portuaires et problématiques, Procédés d’amélioration et de renforcement de sol • Exemples d’extension portuaire • Exemples de réhabilitation de quais sinistrés CONCLUSION 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 3 Introduction Pour répondre à l’augmentation du trafic de transport maritime par containers et offrir une alternative multimodale, les ports aménagent à travers le monde des nouveaux terminaux à conteneurs. Ils se composent souvent de quais avec de forts tirants d’eau, adossés à une surface aménagée directement connectée aux réseaux routier, ferroviaire ou fluvial. A l’arrière du mur de quai constitué de caissons, palplanches, paroi moulée ou Combiwall, le terreplein est habituellement remblayé par des matériaux issus du dragage effectué en mer sur une zone proche du port. Ces remblais sableux doivent être au préalable compactés ou consolidés en présence d’eau, afin d’éviter des tassements qui peuvent être très importants sous les surcharges d’exploitation pouvant atteindre 100 kPa ou sous la charges des portiques de conteneurs ou tout simplement sous leur propre poids. Les solutions d’amélioration ou de renforcement de sol habituellement envisagées pour des quais neufs ne sont pas forcément les mêmes que pour la réhabilitation de quais existants. 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 4 Les différents types de quais PORTANCE TASSEMENT des sables hydrauliques et parfois du sol en place 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 5 AVANT APRES Réalisation des terre- pleins remblais hydrauliques 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 6 Dragage au large Réalisation d’une digue en matériaux de carrière Remblaiement à l’arrière de la digue Zone remblayée Réalisation des terre- pleins remblais hydrauliques 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 7 CARACTERISTIQUES GENERALES DES PORTS Surcharges: -Trafic voitures et PL: 2 t/m² - Stockage containers: 4 à 10 t/m² - stockage en vrac Tolérances de tassement des ports: -De l’ordre de 1 à 2 cm sous l’effet des surcharges, - tassements supplémentaires de qq cm à long terme provenant des couches compressibles en profondeur 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 8 Remblais hydrauliques nécessitent un compactage sous le niveau de la nappe, Sol d’assise parfois de mauvaise qualité sur de forte hauteur, Poussée des terres sur la paroi du quai élevées liée à la surcharge d’exploitation et appontage des bateaux, Travaux d’amélioration parfois en off-shore, En zone sismique problème de liquéfaction et de latéral spreading . PROBLEMATIQUES 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 9 - réduire la compressibilité des sols du terre plein - réduire la poussée des terres sur le quai - augmenter la portance des caissons et des blocs béton - réduire le potentiel de liquéfaction PROCEDES D’AMELIORATION DE SOL OBJECTIFS Vibro-compactage, Colonnes ballastées Colonne de Deep Soil Mixing Injection solide, Compactage dynamique Préchargement / drains Jet-grouting Avec éventuelle- ment purge préalable AMELIORATION DES SOL RENFORCEMENT DE SOL Conditions de réalisation en off-shore ou en on shore pour les sols en place, en on shore pour les remblais hydrauliques, 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 10 PROCEDES D’AMELIORATION DE SOL Procédés off-shore LIQUEFACTION L’efficacité de l’amélioration de sol sera d’autant plus efficace que le sable est propre 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 11 EXEMPLES Port de la Condamine MONACO Futur mur de quai Projet: extension du quai par réalisation d’un terre-plein gagné de plus de 30 m sur la mer Quai existant 30 m Sable limoneux Pl= 0.2 MPa - démolition du quai, - mise en œuvre d’un remblai 10/150 mm - nouveau mur poids, longrines d’appui des loges VIP du circuit de Monaco - surcharge de 2t/m² sur le quai Colonnes on-shore 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 12 12 Nouveau mur de quai Sable limoneux Pl= 0.2 MPa - renforcement de sol par colonnes ballastées du sol en place par une maille triangulaire de 1.6 m (9 000 ml) - vibrocompactage du remblai graveleux 10-150 mm (61 000 m3 de sol compacté) CB CB CB CB CB CB Vibrocompactage 2 t/m² Solution retenue: Ancien mur de quai EXEMPLES Port de la Condamine MONACO Colonnes off-shore 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 13 13 EXEMPLE: Port de Valence Espagne 2006-2007 - Agrandissement de la Digue Est, - Nouveau terre-plein de 520.000 m2 . 24.000 ml de colonnes ballastées Longueur maxi: 30 m sous le niveau de la mer,Longueur moyenne: 15 m. Type de quai: caissons Sol: limons et argiles compressibles, Hauteur d’eau: 12-13 m Colonnes ballastées off-shore 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 14 14 EXEMPLE: Port de Valence Espagne 2006-2007 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 15 15 Gravier/ballast Sédiments Sable Cette méthode nécessite la mise en place au niveau du fond marin d’un tapis de gravier qui est alors traversé par un vibreur classique. Les colonnes sont alors réalisées de la même façon que des colonnes ballastées voie humide (top feed wet method). Le tapis de gravier doit être suffisamment épais afin de fournir assez de matériaux pour assurer la continuité de la colonne. Ainsi il reste toujours une quantité non négligeable de gravier qui reste inutilisé. La méthode classique écartée EXEMPLE: Port de Valence Espagne 2006-2007 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 16 16 Avec la méthode S-Alpha, le gravier est mis en place à partir du bas du vibreur et il n’y a plus de matériau excédentaire. Il existe deux versions : soit le gravier est apporté par une excavatrice à long bras dans une trémie située directement sur le vibreur ; soit le gravier est inséré dans une pompe spéciale qui assure le transport du gravier au vibreur. La méthode S-Alpha (bottom feed) EXEMPLE: Port de Valence Espagne 2006-2007 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 17 17 Référence en Europe: le Port de Valencia 2006-2007 EXEMPLE: Port de Valence Espagne 2006-2007 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 18 Principales problématiques inclinaison, bombement, dégraphage des palplanches perte de l’étanchéité de la paroi, affaissement du quai REFECTION DE QUAI REFECTION DE QUAI Pour assurer à nouveau une étanchéité du rideau: Injection de coulis, Injection de mortier (injection solide) Pour réduire la poussée sur la paroi: clouage vertical du sol par colonnes ou barrettes DSM/Jet réalisation d’une nouvelle paroi en DSM ou Jet Pour compacter le sol décomprimé (+réduction poussée+réduction du potentiel de liquéfaction) : Injection solide, Vibro-compactage, Colonnes ballastées 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 19 Terminal de conteneurs -Tassements de la grue fondée sur semelle superficielle - Affaissements au niveau du terre-plein quais C2 et C3 Problème d’étanchéité du quai: entrainement de fines Contexte : quai en activité EXEMPLE: REFECTION DE QUAI Port de Toamasina à Madagascar 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 20 20 Solution retenue EXEMPLE: REFECTION DE QUAI Port de Toamasina à Madagascar 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 21 21 Colonnes de Jet Grouting + CHS Colonnes Ballastées + CHS Injection solide type CHS® Injection de comblement sous la dalle Jet Grouting D 0.80 m EXEMPLE: REFECTION DE QUAI Port de Toamasina à Madagascar Colonnes ballastées 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 22 22 EXEMPLE: REFECTION DE QUAI Port de Toamasina à Madagascar 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 23 Augmentation du tirant d’eau au moyen de Jet-Grouting 2006 - augmentation du tirant d’eau de 1,20 m pour des porte-containers de 14 m - consolidation du sol support du caisson actuel par jet-grouting vis-à-vis du déchaussement du caisson, -Draguage de la cote 14,00 existante jusqu’à la cote 15,20, Les caissons reposent sur une banquette d’enrochement, de sables propres et lentilles de conglomérats. En dessous, le sol est constitué d’argiles compactes et graves polygéniques. EXEMPLE: EXEMPLE: REFECTION DE QUAI LEVANTE REFECTION DE QUAI LEVANTE à à Valence Valence ESPAGNE ESPAGNE 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 24 EXEMPLE: REFECTION DE QUAI LEVANTE à Valence ESPAGNE 120 colonnes de Jet- Grouting de diamètre 3,5 m et longueur 6,5 m tout au long des 309 m de quai. Ces injections se sont réalisées à travers les caissons jusqu’à la banquette existante avant les opérations de dragage. Colonne de jet-grouting - 1,20 m 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 25 EXEMPLE: REFECTION DE QUAI LEVANTE à Valence ESPAGNE 3ème Conférence Magrébine en Ingénierie Géotechnique CMIG’2013 26 CONCLUSION CONCLUSION Les aménagements portuaires consistent souvent à réaliser des terre-pleins constitués de remblais hydrauliques à l’arrière de mur de quai constitué de caissons, palplanches, paroi moulée ou Combiwall. TERRE TERRE- -PLEIN: PLEIN: Les remblais hydrauliques doivent être sableux et comporter le moins de fines possibles: • Pour des sables passants à 80 µm < 10-12 % le vibrocompactage est en général réalisé (compactage dynamique possible mais limité en profondeur), • pour des sables limoneux, un renforcement de sol par colonnes ballastées souvent réalisés associées dans certain cas à un préchargement Caissons / blocs uploads/Geographie/ cimg-2013-ameliorations-et-renforcement-de-sol-a-l-x27-arriere-des-quais.pdf