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www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi

www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 PAROI MOULÉE EN BÉTON ARMÉ AVEC UN NIVEAU DE TIRANTS Programme : GEO5 2020 – Vérification des Soutènement Fichiers : NFP94-282-Ex2-ELS.gp2 ; NFP94-282-Ex2-ELU1.gp2 ; NFP94-282-Ex2-ELU2.gp2 Contexte L'application de l'Eurocode 7 se complète par une annexe nationale. En France, le choix a été fait de rédiger une norme d'application pour chacun des types d'ouvrages géotechniques. Pour les écrans, la norme NF P94-282 est applicable. Un comité d'expert sous l'égide du CEREMA a rédigé un guide d'application. Nous nous basons ici sur l'exemple 2 de ce guide pour appliquer le programme GEO5 – Vérification des soutènements. Dans la suite, il sera cité comme "Référence". Table des matières 1 HYPOTHESES...................................................................................................................................2 1.1 Géométrie...............................................................................................................................2 1.2 Données géotechniques.........................................................................................................2 1.3 Démarche de calcul................................................................................................................3 2 CALCUL MISS..................................................................................................................................4 2.1 Définition du modèle..............................................................................................................4 2.2 Première phase : Etat de contraintes initiales........................................................................8 2.3 Seconde phase – Excavation à -2 m......................................................................................10 2.4 Troisième phase – Mise en place des tirants........................................................................11 2.5 Quatrième phase – Excavation à -4 m..................................................................................12 2.6 Passage des calculs...............................................................................................................12 2.7 Résultats de la phase 4.........................................................................................................13 3 CALCUL ELU 1...............................................................................................................................14 3.1 Item "Paramètres"................................................................................................................14 3.2 Passage des calculs...............................................................................................................15 3.3 Résultats de la phase 4.........................................................................................................15 4 CALCUL ELU 2...............................................................................................................................16 4.1 Item "Paramètres"................................................................................................................16 4.2 Passage des calculs...............................................................................................................16 4.3 Résultats de la phase 4.........................................................................................................17 5 SYNTHESE.....................................................................................................................................18 5.1 Efforts dans l'écran et dans le tirant.....................................................................................18 5.2 Vérification du rapport butée mobilisée / butée mobilisable (GEO).....................................18 5.3 Justification du tirant (STR)...................................................................................................19 www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 2 1 HYPOTHESES 1.1 Géométrie - Soutènement : paroi moulée en béton armé de 0,8 m d'épaisseur. - Tirants : horizontaux à 2 m du sommet de l'écran ; acier de construction, HA de diamètre 32 mm, diamètre de forage de 120 mm ; longueur totale de 20 m dont 10 m de longueur libre (pas de précontrainte). H = 4 m 2 m Remblais argileux Limons f ? Sables Marne compacte 1.2 Données géotechniques Epaisseur (m) Poids volumique  (kN/m3) Angle de frottement ' (°) Cohésion c' (kPa) Module pressiométrique EM (MPa) Coefficient rhéologique  Remblais argileux 2 18 18 0 2,5 0,5 Limons 1 19 25 5 5 0,5 Sable 4 20 30 0 20 0,33 Marne compacte >10 20 30 30 50 0,66 www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 3 1.3 Démarche de calcul On fait le choix d'un modèle de calcul aux états limites (MEL) ou d'un modèle d'interaction sol- structure (MISS) et d'une distribution de coefficients partiels. Le modèle MEL est adapté aux écrans en consoles (on utiliserait alors le programme GEO5 – Conception des soutènements). Ce n'est pas le cas présent, on va ici utiliser le programme GEO5- Vérification des soutènements qui peut traiter les deux approches. On va réaliser : - Un calcul MISS avec vérification du rapport de 1.89 entre butée mobilisable et butée mobilisée. - Un calcul MEL avec pondération des actions par 1.35 et des résistances par 1.4 - Un calcul MEL avec pondérations des résistances par 1.4 x 1.35 = 1.89. www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 4 2 CALCUL MISS 2.1 Définition du modèle 2.1.1 Item "Paramètres" Cliquer sur "Edition" pour régler les paramètres : en situation permanente tous les coefficients sont 1.0. On n'oubliera pas de vérifier les réglages suivants : - utiliser les coefficients partiels pour les calculs de pression, - considérer une pression dimensionnante minimale. www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 5 2.1.2 Item "Profil" La cote de surface est établie à la cote de 0 m. On ajoute 4 couches d'épaisseurs : t1 = 2 m t2 = 1 m t3 = 4 m t4 = 12 m 2.1.3 Item "Module Kh" On règle ici la méthode de calcul sur "NF P94-282", et le module sera défini comme un paramètre de sol plutôt que d'être interpréter un essai pressiométrique. 2.1.4 Item "Sols" On définit ici les 4 types de sol qui constitue le massif. On intègre les valeurs de frottement actif (2/3) et passif (-1/2). Poids volumique  (kN/m3) Angle de frottement ' (°) a (°) p (°) Cohésion c' (kPa) Module pressiométrique EM (MPa) Coefficient rhéologique  Remblais argileux 18 18 12 9 0 2,5 0,5 Limons 19 25 16.67 12.5 5 5 0,5 Sable 20 30 20 15 0 20 0,33 Marne compacte 20 30 20 15 30 50 0,66 www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 6 Boite de dialogue pour saisie des paramètres du remblais argileux Boite de dialogue pour saisie des paramètres des limons www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 7 Boite de dialogue pour saisie des paramètres des sables Boite de dialogue pour saisie des paramètres des marnes compactes www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 8 2.1.5 Item Géométrie La paroi en béton armé de 0.8m d'épaisseur et de 7.65 m de profondeur est ici définie. 2.1.6 Item Matériau Un béton C20/25 est choisi. 2.1.7 Item "Assignation" On associe ici chaque couche du profil avec un des sols renseignés. 2.2 Première phase : Etat de contraintes initiales. On reproduit le phasage de construction en supposant la paroi en place. Aussi, on commence avec un état de contraintes initiales. 2.2.1 Item "Excavation" Pour cette étape l'excavation est donc nulle. www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 9 2.2.2 Item "Eau" On définit la nappe à la surface. On choisit le cas permettant de définit les paramètres de la nappe devant et derrière la paroi. www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 2.3 Seconde phase – Excavation à -2 m On ajoute une nouvelle phase de construction. 2.3.1 Item "Excavation" On établit la profondeur de fouille à 2m. 2.3.2 Item "Eau" On rabat la nappe au niveau du fond de fouille, donc à 2 m. www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 2.4 Troisième phase – Mise en place des tirants On ajoute une nouvelle phase de construction. 2.4.1 Item "Ancrages" Le fenêtre d'édition des ancrages est détaillée pour renseigner tout type de tirant. On choisit la barre précontrainte pour pouvoir définir une longueur libre et une longueur scellée. On laisse la force de précontrainte nulle. On notera que les résistances à la rupture et à l'arrachement sont des données précalculées pour pouvoir mener la vérification STR de l'ancrage (voir chapitre "Synthèse). www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 2.5 Quatrième phase – Excavation à -4 m On ajoute une nouvelle phase de construction. 2.5.1 Item "Excavation" On établit la profondeur de fouille à 4m. 2.5.2 Item "Eau" On rabat la nappe au niveau du fond de fouille. Donc à 4 m. 2.6 Passage des calculs En cliquant sur "Calculs", les quatre phases sont calculées. Leur affichage en vert signifie que le calcul s'est correctement déroulé (aucune instabilité rencontrée par exemple). www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 2.7 Résultats de la phase 4 Le cadre du bas affiche si le calcul a été réalisé et les principaux résultats à analyser. 2.7.1 Affichage "Efforts internes" www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 3 CALCUL ELU 1 Par rapport au calcul précédent, il suffit de définir un nouveau jeu de paramètres. 3.1 Item "Paramètres" Cliquer sur "Edition" pour régler les paramètres : pondération des actions par 1.35 et des résistances par 1.4. www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 3.2 Passage des calculs En cliquant sur "Calculs", les quatre phases sont calculées. Leur affichage en vert signifie que le calcul s'est correctement déroulé (aucune instabilité rencontrée par exemple). 3.3 Résultats de la phase 4 Le cadre du bas affiche si le calcul a été réalisé et les principaux résultats à analyser. Ici les résultats en déformation n'ont pas de signification. 3.3.1 Affichage "Efforts internes" www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 4 CALCUL ELU 2 Par rapport au calcul précédent, il suffit de définir un nouveau jeu de paramètres. 4.1 Item "Paramètres" Cliquer sur "Edition" pour régler les paramètres : pondérations des résistances par 1.4 x 1.35 = 1.89. 4.2 Passage des calculs En cliquant sur "Calculs", les quatre phases sont calculées. Leur affichage en vert signifie que le calcul s'est correctement déroulé (aucune instabilité rencontrée par exemple). www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 4.3 Résultats de la phase 4 Le cadre du bas affiche si le calcul a été réalisé et les principaux résultats à analyser. Ici les résultats en déformation n'ont pas de signification. 4.3.1 Affichage "Efforts internes" www.itech-soft.com Manuel d'ingénierie – Vérification des soutènements – Paroi moulée 1 5 SYNTHESE 5.1 Efforts dans l'écran et dans le tirant Moment (kN.m/ml) Effort tranchant (kN/ml) Effort de traction dans le tirant (kN/ml) ELU 1 132 117 154 Référence 134 123 164 ELU2 97 87 117 Référence 99 90 121 ELS (Ek) GEO 50.5 64.5 92 Référence 51.1 66 97 EELU = 1.35 x EK STR uploads/Ingenierie_Lourd/ geo5-nfp94-282-ex2.pdf