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RECOMMANDATIONS SUR LA CONCEPTION, LE CALCUL, L’EXECUTION ET LE CONTROLE DES COLONNES BALLASTEES SOUS BATIMENTS ET OUVRAGES SENSIBLES AU TASSEMENT Résumé : Le présent document vise à modifier et à compléter le chapitre 8 de la norme NFP 11-212 (référence DTU 13,2 Fondations profondes pour le bâtiment). Il est établi le sous dou- ble patronage du COPREC et du SOFFONS. Il s’articule autour des chapitres suivants : le domaine d’application, les dispositions constructives, les modes

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  RECOMMANDATIONS SUR LA CONCEPTION, LE CALCUL, L’EXECUTION ET LE CONTROLE DES COLONNES BALLASTEES SOUS BATIMENTS ET OUVRAGES SENSIBLES AU TASSEMENT Version du 15/10/04 Page 1 sur 30 Résumé :  Le présent document vise à modifier et à compléter le chapitre 8 de la norme NFP 11-212 (référence DTU 13,2 Fondations profondes pour le bâtiment). Il est établi le sous dou- ble patronage du COPREC et du SOFFONS. Il s’articule autour des chapitres suivants : le domaine d’application, les dispositions constructives, les modes opératoires, les principes de dimensionnement, et les éléments de contrôle qu’il convient d’associer au procédé de renfor-cement de sols par colonnes ballastées. Ont finalisé la rédaction du présent document : P. BERTHELOT (BUREAU VERITAS) C. BESSON (INTRAFOR, Président du SOFFONS) M. BOUCHERIE (SOCOTEC) L. CARPINTEIRO (SOCOTEC)  N. DERYCKERE (KELLER FONDATIONS SPECIALES) A. FROSSARD (SOLETANCHE BACHY PIEUX) M. GLANDY (SOLETANCHE BACHY PIEUX) B. PEZOT (MENARD SOLTRAITEMENT) C. POILPRE (GTS) J.P. VOLCKE (FRANKI FONDATION) Ont également participé aux discussions : Mme ALTMAYER (BUREAU VERITAS), MM. AVOINE et A. BLONDEAU (APAVE), M. BURBAN (SOLETANCHE BACHY PIEUX), M. STOEHR, M. GEORGET et M. DHOUIB (KELLER FONDATIONS SPECIALES), M. PIGNEROL (INTRAFOR), M. TOUQUET (SPIE FONDATIONS) Ce document a reçu l’aval du Comité Français de Mécanique des Sols.  RECOMMANDATIONS SUR LA CONCEPTION, LE CALCUL, L’EXECUTION ET LE CONTROLE DES COLONNES BALLASTEES SOUS BATIMENTS ET OUVRAGES SENSIBLES AU TASSEMENT Version du 15/10/04 Page 2 sur 30 S O M M A I R E 1/   PREAMBULE .....................................................................................................page 4 2/    DOMAINE D’APPLICATION .........................................................................page 5 2.1 - Par type d’ouvrage............................................................................................page 5 2.2 - Utilisation en zone sismique.............................................................................page 5 2.3 - Limites d’utilisation..........................................................................................page 5 3/    MODE OPERATOIRE ......................................................................................page 6 3.1 - Méthodes et matériel.........................................................................................page 6 3.2 - Préforage...........................................................................................................page 6 3.3 - Matériaux d’apport............................................................................................page 6 4/    DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES ...............................................................page 7 4.1 - Diamètre des colonnes ballastées......................................................................page 7 4.2 - Interface sol traité/structure..............................................................................page 7 4.3 - Exécution des semelles et radiers.....................................................................page 7 4.4 - Exécution du matelas de répartition..................................................................page 7 4.5 - Disposition des colonnes ballastées..................................................................page 8 4.6 - Maille de référence maximale...........................................................................page 9 4.7 - Maille de référence minimale...........................................................................page 10 4.8 - Colonnes ballastées sous un remblai support de fondations.............................page 10 4.9 - Tolérance d’exécution.......................................................................................page 10 4.10 - Coefficient réducteur sur les volumes de matériaux incorporés.....................page 11  RECOMMANDATIONS SUR LA CONCEPTION, LE CALCUL, L’EXECUTION ET LE CONTROLE DES COLONNES BALLASTEES SOUS BATIMENTS ET OUVRAGES SENSIBLES AU TASSEMENT Version du 15/10/04 Page 3 sur 30 5/    DIMENSIONNEMENT .....................................................................................page 11 5.1 - -Préalable : éléments d’information nécessaires au calcul...............................page 11 5.2 - Critères de dimensionnement............................................................................page 12 5.3 - Hypothèses........................................................................................................page 12 5.4 - Contraintes maximales admissibles dans les colonnes.....................................page 13 5.5 - Evaluation des contraintes dans les colonnes et des tassements.......................page 15 5.6 - Sollicitations autres que les efforts verticaux centrés.......................................page 18 5.7 - Cas particulier des ouvrages en terre................................................................page 20 5.8 - Autres méthodes d’évaluation...........................................................................page 21 6/    CONTROLES ET RECEPTION ......................................................................page 22 6.1 - Contrôles en cours d’exécution.........................................................................page 22 6.2 - Essais de réception............................................................................................page 22 LEXIQUE ................................................................................................................page 26  ANNEXE I – COLONNES BALLASTEES EN ZONE SISMIQUE ..................page 27 ANNEXE II – DISPOSITIONS TYPES DE COLONNES BALLASTEES ......page 29  RECOMMANDATIONS SUR LA CONCEPTION, LE CALCUL, L’EXECUTION ET LE CONTROLE DES COLONNES BALLASTEES SOUS BATIMENTS ET OUVRAGES SENSIBLES AU TASSEMENT Version du 15/10/04 Page 4 sur 30 1/. PREAMBULE Les colonnes concernées par les présentes recommandations professionnelles sont constituées de matériaux granulaires, sans cohésion, mis en place par refoulement dans le sol et compac-tés par passes successives. Commentaires : Ces colonnes ne comportent en particulier aucun liant sur leur hauteur.  Dans la suite du texte, l’expression « colonne ballastée » s’entend pour la seule définition ci-dessus. Les colonnes peuvent être réalisées en maillages réguliers ou variables, en lignes ou en grou- pes ou même de manière isolée. Leur dimensionnement tient compte du type d’ouvrage à réaliser, de la nature des charges, des tolérances ou prescriptions relatives aux tassements absolus et différentiels, ainsi que de la na-ture du sol à traiter. Le but de toute réalisation de colonnes ballastées est de conférer au sol de nouvelles caracté-ristiques, générales et/ou locales sous l’ouvrage à construire, afin que les différents éléments d’infrastructure de celui-ci (semelles isolées ou filantes, radiers, dallages, ouvrages en terre,…) aient un comportement prévisible, justifiable et compatible avec les règlements et to-lérances s’appliquant à la structure de l’ouvrage et à son exploitation. Le traitement d’un sol par colonnes ballastées conjugue les actions suivantes, dont une seule ou plusieurs peuvent être recherchées :   amélioration de la portance,   réduction des tassements,   homogénéisation des caractéristiques géotechniques,   augmentation de la vitesse de consolidation par la création d’éléments drainants,   augmentation des caractéristiques équivalentes du massif de sol traité (la résistance au cisaillement horizontal, l’angle de frottement interne et les paramètres de défor-mation). Une colonne ballastée est un procédé d’amélioration de sol : ce n’est ni un élément de fonda-tion, ni une fondation profonde. La fondation d’un ouvrage reposant sur un sol traité par colonnes ballastées est toujours de type superficiel : semelle filante ou isolée, radier, dallage. Il peut aussi s’agir de la « fonda-tion » d’un ouvrage en terre. C’est la maîtrise du comportement de la fondation superficielle qui est recherchée. La faisabilité du traitement de sol doit faire l’objet d’une analyse par le géotechnicien de l’opération qui, par ailleurs, fournira ou avalisera les hypothèses de calcul ; selon sa mission, il peut être amené à effectuer un prédimensionnement de l’opération. Commentaire : Il est rappelé que l’étude géotechnique pour des colonnes ballastées doit comprendre la reconnaissance des terrains à traiter mais aussi de ceux susceptibles de tasser  sous l’épaisseur traitée. Commentaire : Il est souhaitable que le maître d’ouvrage associe le géotechnicien au projet dans le cadre des missions successives définies par la norme NFP 94-500.
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