L’ÉTUDE GÉOTECHNIQUE EN GÉNÉRAL

ESSAIS GÉOTECHNIQUES EN LABORATOIRE DANS LE CADRE DE L’ÉTUDE GÉOTECHNIQUE

La connaissance des conditions du sol constitue une base importante pour la planification et la construction de projets de bâtiments et d’infrastructures (comprenant différents types de structures telles que les fondations, les puits d’excavation, la récupération des terres, le rechargement des plages, etc. ) est la connaissance des conditions du sol. À cette fin, l’étude géotechnique, avec ses services respectifs, est réalisée. Leur nature et leur étendue dépendent du type d’ouvrage, de la difficulté de l’ouvrage et des conditions de sol attendues.

SAFE CONSTRUCTION fournit les services suivants pour accomplir l’investigation géotechnique sur mesure pour chaque projet :

> Collecte de données
> Programme d’investigation géotechnique
> Investigation sur le terrain et échantillonnage
> Essais en laboratoire
> Rapport d’étude géotechnique

Les services d’étude géotechnique seront fournis et mis en œuvre dans le strict respect des normes et directives internationales afin de garantir et d’assurer le plus haut niveau de qualité pour votre projet.

COLLECTE DE DONNÉES

Notre équipe possède une vaste expérience régionale, des connaissances et des données collectées disponibles, en particulier dans les pays d’Asie du Sud-Est comme le Cambodge et le Vietnam, et peut donc aider le client à collecter les éléments suivants :
> Cartes topographiques.
> Cartes géologiques et évaluation des conditions géologiques régionales telles que les tremblements de terre, les failles, la formation des sols.
> Données climatiques et météorologiques.

PROGRAMME D’ÉTUDE GÉOTECHNIQUE

SAFE CONSTRUCTION consulte et établit le programme d’investigation géotechnique par rapport aux spécifications du projet (type de structure, difficulté de la structure, conditions de sol attendues, collecte de données), y compris mais sans s’y limiter :

> Liste des normes techniques à appliquer (investigation géotechnique du site, méthodes de forage dans le sol / la roche, échantillonnage du sol / de la roche / des eaux souterraines, essais sur le terrain, essais géotechniques en laboratoire des caractéristiques du sol / de la roche / des eaux souterraines).
> Nombre, cartographie / localisation, profondeur des forages
> Méthodes de forage et d’échantillonnage du sol et de la roche (études du sol)
> Nombre d’essais de pénétration standard (SPT)
> Nombre d’essais de cisaillement à la girouette sur le terrain
> Nombre d’échantillons de sol perturbé et non perturbé
> Nombre d’échantillons de roche non perturbés
> Échantillonnage des eaux souterraines
> Programme d’essais géotechniques en laboratoire

ENQUÊTE SUR LE TERRAIN ET ÉCHANTILLONNAGE

Préparation des travaux d’investigation sur le terrain
>Planification des travaux sur la main-d’œuvre et l’équipement par rapport au programme
> Mobilisation et démobilisation de l’équipe de forage géotechnique, du personnel de supervision et de l’équipement
> Relevé et établissement des coordonnées des forages
Manipulation, entreposage et transport appropriés des échantillons au laboratoire géotechnique

Travaux de forage
Les travaux de forage seront réalisés à l’aide d’appareils de forage ayant la capacité de forer dans les dimensions et jusqu’aux exigences de terminaison ou aux profondeurs indiquées. Nous pouvons fournir des méthodes de forage rotatif dans les strates de sol et de roche en appliquant différents types de médias de rinçage (en fonction des conditions de sol existantes / rencontrées). Dans le cas particulier de la rencontre de couches rocheuses, la méthode de forage/carottage appropriée doit être basée sur un carottier à tube unique ou un carottier à double tube capable de récupérer des carottes de roche.

Échantillonnage du sol et investigations du sol
Les échantillons non perturbés seront prélevés à certains intervalles jusqu’à la fin de la profondeur du forage et au changement de strates dans le forage en appliquant diverses méthodes d’échantillonnage et les normes techniques respectives. Les échantillons perturbés peuvent être dérivés de carottes sélectionnées récupérées lors de tests de pénétration standard (SPT). Pour des conseils détaillés sur l’adéquation de diverses techniques d’échantillonnage du sol dans différents types de sol, notre expert en géotechnique fournira des conseils professionnels. L’échantillonnage, la manipulation, l’étiquetage et le transport des échantillons seront exécutés dans le strict respect des normes et directives internationales.
L’échantillonnage non perturbé à l’aide d’un tube ouvert, d’un tube à paroi mince ou d’un tube à paroi épaisse peut être utilisé en fonction des conditions de sol rencontrées, tandis que le tube à paroi épaisse est utilisé pour les sols rigides et denses et pour les sols contenant des particules grossières. Pour les types de sol difficiles à échantillonner, il est nécessaire d’utiliser des dispositifs de maintien ou de fermeture de l’échantillon.
L’échantillonnage non perturbé à l’aide de l’échantillonneur à piston peut être appliqué aux sols fins peu résistants tels que le limon et l’argile, y compris les argiles sensibles. Il peut être utilisé dans des trous de forage ou être poussé directement dans le sol.

Carottage rotatif et échantillonnage de la roche
Dans l’échantillonnage par carottage rotatif, un système de tube équipé d’une mèche à son extrémité inférieure est mis en rotation et introduit dans la masse rocheuse par la foreuse via le train de tiges. Cette action produit un échantillon de carotte à l’intérieur du système de tube. Un agent de rinçage est normalement utilisé. L’outil d’échantillonnage, c’est-à-dire le carottier, peut être un tube simple, double ou triple avec un diamètre de forage de 70 mm à 200 mm. Le carottage doit être effectué à au moins 5 m dans la roche.
Pour obtenir des conseils détaillés sur la pertinence des diverses techniques de carottage et d’échantillonnage dans différents types de sols et de roches, notre expert en géotechnique fournira des conseils professionnels.
Les échantillons peuvent être obtenus par cette méthode sous forme de carottes/coupures. Le carottier monotube ne permet de récupérer des carottes que dans des formations consolidées, alors que les carottiers à double et triple tubes peuvent être utilisés dans toutes les formations rocheuses.
La qualité de la récupération de la roche obtenue est déterminée en appliquant les paramètres suivants : désignation de la qualité de la roche (RQD), récupération totale de la carotte (TCR) et récupération de la carotte solide (SCR), qui doivent être enregistrés et rapportés pour chaque carottage.

Essai de pénétration standard (SPT)
Des essais de pénétration standard (SPT) seront effectués dans des trous de forage afin d’estimer la consistance, la densité relative et les paramètres de résistance-déformation des sols. En plus de cela, les échantillons de sol
obtenus à partir des essais SPT sont utilisés à des fins de classification. Les essais SPT peuvent également être réalisés dans des roches faiblement altérées. Les essais SPT doivent être effectués à un certain nombre de coups et à des intervalles respectifs (il est courant d’appliquer un intervalle de 1,5 m/essai) par rapport à la fin de la profondeur du forage pour tous les forages. Le nombre de coups nécessaires pour atteindre 15 cm de pénétration ou une fraction de celle-ci doit être enregistré. Les 15 premiers centimètres doivent être considérés comme un enfoncement d’assise. Le nombre de coups requis pour la deuxième et la troisième pénétration de 15 cm est appelé “résistance à la pénétration standard” ou “valeur N” brute.

Essai de cisaillement des aubes sur le terrain (VST)
Le Vane Shear Test (VST) est un essai de cisaillement en place dans lequel une tige munie de fines ailettes radiales à son extrémité est enfoncée dans le sol et la résistance à la rotation de la tige est déterminée. Le VST concerne les essais sur le terrain et les essais dans les trous de forage ou par des méthodes d’auto-forage ou de poussée continue depuis la surface du sol. La VST fournit une indication de la résistance au cisaillement non drainée in situ des argiles et des limons à grain fin ou d’autres géomatériaux fins tels que les résidus miniers, la boue organique et les substances pour lesquelles la détermination de la résistance non drainée est nécessaire. La connaissance de la nature du sol dans lequel chaque essai à la palette doit être effectué est nécessaire pour évaluer l’applicabilité et l’interprétation de l’essai. L’essai n’est pas applicable aux sols sableux qui peuvent se drainer pendant l’essai. Le test est couramment effectué en conjonction avec d’autres tests de terrain et de laboratoire.

Essai de pénétration au cône (CPT)
L’essai de pénétration au cône (CPT) peut être effectué pour évaluer efficacement la caractérisation du site. Il s’agit d’une méthode précieuse pour évaluer la stratigraphie de la subsurface associée aux matériaux mous, aux lentilles discontinues, aux sols organiques, aux matériaux potentiellement liquéfiables (limon, sables et gravier granuleux), excluant généralement le substratum rocheux, les remblais granulaires très denses et les strates contenant des galets et des rochers. Le CPT est réalisé à l’aide d’un pénétromètre cylindrique à pointe conique (cône) pénétrant dans le sol à une vitesse constante. Pendant la pénétration, les forces sur le cône et le manchon de friction sont mesurées. Le CPT et les données mesurées peuvent être utilisés pour évaluer les conditions et les paramètres du sol comme suit :
> Détermination des variations des strates du sol et caractérisation des types de sol.
> L’évaluation des propriétés d’ingénierie du sol (résistance au cisaillement non drainée, densité relative, valeurs d’essai de pénétration standard équivalentes) peut être dérivée des données mesurées comme mentionné ci-dessus.
> Piézocônes (CPTu) peuvent être utilisés pour mesurer la pression de l’eau interstitielle et pour évaluer la charge hydrostatique, la consolidation et les caractéristiques de perméabilité.
> Les données peuvent être utilisées pour analyser la capacité de charge des pieux, la capacité de charge des fondations, le tassement des fondations et le potentiel de liquéfaction.
> Le test de pénétration du cône (CPT) fournit un enregistrement continu (bien qu’indirect) des conditions du sol, évitant la perturbation du sol associée au forage et à l’échantillonnage.
> Remarque : L’interprétation des résultats du CPT peut être améliorée par l’utilisation de corrélations spécifiques au site. De telles corrélations sont obtenues en effectuant des tests de laboratoire sur des échantillons de sol prélevés à l’emplacement des tests CPT.

ESSAIS GÉOTECHNIQUES EN LABORATOIRE DANS LE CADRE DE L’ÉTUDE GÉOTECHNIQUE

Essais d’indice de propriété (détermination de la classification des sols)
> Teneur en eau – détermination de la teneur en eau d’un sol en pourcentage de son poids séché au four.
> Poids unitaire – détermination des densités totale/humide et sèche – poids unitaire – des échantillons de sol.
> Gravité spécifique – détermination de la gravité spécifique des solides du sol passant au tamis de 4,75 mm (no 4) au moyen d’un pycnomètre à eau.
> Limites d’Attenberg – détermination de la limite liquide, de la limite plastique et de l’indice de plasticité des sols.
> Distribution granulométrique – détermination quantitative de la distribution des tailles de particules dans les sols, la distribution des tailles de particules supérieures à 75 μm – retenues sur le tamis n° 200 – est déterminée par tamisage, tandis que la distribution des tailles de particules inférieures à 75 μm est déterminée par un processus de sédimentation, à l’aide d’un hydromètre.

Tests des propriétés techniques (détermination des paramètres de résistance et de déformation)
> Résistance à la compression non confinée – détermination de la résistance à la compression non confinée du sol cohésif de la charge axiale.
> Essai de consolidation (propriétés de consolidation unidimensionnelle) – détermination de l’ampleur et de la vitesse de consolidation du sol lorsqu’il est retenu latéralement et drainé axialement alors qu’il est soumis à une charge de contrainte contrôlée appliquée de manière incrémentielle. Les données de l’essai de consolidation sont utilisées pour estimer l’ampleur et la vitesse du tassement différentiel et total d’une structure ou d’un remblai. Les estimations de ce type sont d’une importance capitale dans la conception des structures d’ingénierie et l’évaluation de leurs performances.
> Essai de compression triaxiale non drainée consolidée – détermination de la résistance et des relations contrainte-déformation d’un sol cohésif lorsque les spécimens sont consolidés de façon isotrope et cisaillés en compression sans drainage à un taux constant de déformation axiale. Les données de l’essai de compression triaxiale sans drainage sont utilisées dans les analyses d’ingénierie géotechnique pour prédire comment le matériau se comportera dans des applications d’ingénierie géotechnique à plus grande échelle. Un exemple serait de prédire la stabilité du sol sur une pente, si la pente va s’effondrer ou si le sol va supporter les contraintes de cisaillement de la pente et rester en place. Les essais de compression triaxiale non drainée sont utilisés avec d’autres essais pour faire de telles prévisions d’ingénierie.

Tests des propriétés de résistance des roches
> Essai de charge ponctuelle – détermination de l’indice de résistance de la roche à la charge ponctuelle. Il s’agit d’un test d’indice et il est destiné à être utilisé pour classer la résistance de la roche.
>  Essai de résistance à la compression uniaxiale – détermination de la résistance à la compression non confinée d’échantillons de carottes de roche intacte. Il s’agit d’une méthode d’essai permettant de déterminer la résistance à la compression et les modules élastiques d’éprouvettes de carottes de roche intactes dans des conditions de contrainte et de température variables. La résistance à la compression non confinée de la roche est utilisée dans de nombreuses formules de conception et est parfois utilisée comme propriété d’indice pour sélectionner la technique d’excavation appropriée.

Analyse chimique des eaux souterraines
> Tests de la valeur pH, de la teneur en sulfate et de la teneur en chlorure – détermination de l’agressivité des eaux souterraines pour les structures en béton et en acier.

RAPPORT D’ÉTUDE GÉOTECHNIQUE

Le rapport détaillé sera fourni et préparé sur mesure pour chaque projet, en fonction de l’étendue du service. La table des matières suivante est une table des matières standard qui sera adaptée en fonction de l’étendue des services du projet :
Sommaire
> Description du projet
> Description des travaux réalisés dans le cadre du programme d’investigation géotechnique
> Normes techniques
> Conditions du site
Investigation géotechnique sur le terrain
> Forage de trous de sonde
> Échantillonnage du sol
> Carottage et échantillonnage de la roche
> Essais de pénétration standard
> Essais de cisaillement à la girouette sur le terrain
> Essais de pénétration au cône
> Rapport quantitatif final sur les travaux d’investigation sur le terrain

Essais en laboratoire géotechnique
> Tests de propriétés indicielles (tests de teneur en humidité, tests de poids unitaire, tests de gravité spécifique, tests de limites d’atterberg, tests de distribution granulométrique)
> Essais sur les propriétés techniques (essais de résistance à la compression non confinée, essais de consolidation / oedomètre, essais de compression triaxiale non drainée consolidée)
> Essais de résistance des roches (essais de charge ponctuelle, essais de résistance à la compression uniaxiale)
> Analyse chimique des eaux souterraines
> Rapport quantitatif final sur les tests de laboratoire
Évaluation des conditions et des paramètres du sol
> Profil du sol
> Propriétés de déformation des couches d’argile molle (pression de préconsolidation et rapport de surconsolidation, compression, coefficient d’indice de consolidation primaire, consolidation secondaire).
> Paramètres de résistance (résistance au cisaillement non drainé, paramètres de résistance des essais CIU, valeurs SPT-N)

Eaux souterraines
> Mesure du niveau des eaux souterraines
> Résultats de l’analyse chimique des eaux souterraines et évaluation du niveau d’agressivité pour les structures
Conclusions et recommandations
> Conditions géotechniques du sol du site du projet
> Recommandation pour les méthodes de fondation des bâtiments, les méthodes d’amélioration du sol … (selon la portée du projet)
Annexes
> Résumé des résultats des essais de laboratoire sur l’indice et les propriétés d’ingénierie
> Diagrammes de forage et résultats des essais de pénétration standards
> Résultats des essais de cisaillement à la girouette
> Résultats des essais en laboratoire
> Rapports d’avancement des travaux et documentation photographique
> Rapport quotidien du chantier
> Dessins

LISTE DES NORMES POUR L’INVESTIGATION GÉOTECHNIQUE

Programme de planification géotechnique et d’investigation géotechnique
> Code de pratique pour l’investigation des sites | BS 5930:1999 |
> Code de pratique camerounais pour les forages exploratoires en géologie d’ingénierie | 22TCN 259-2000 |
> Norme camerounais d’étude géotechnique des structures marines | 22TCN 260-2000 |

Travaux d’investigation géotechnique sur le terrain
> Standard Guide for Use of Direct Rotary Drilling with Water-Based Drilling Fluid for Geoenvironmental Exploration and the Installation of Subsurface Water-Quality Monitoring Devices | ASTM D5783 |
> Échantillonnage des sols par tubes à paroi mince à des fins géotechniques | ASTM D1587 |
> Standard Practice for Rock Core Drilling and Sampling of Rock for Site Investigation | ASTM D2113-99 |
> Test Method for Penetration Test and Split-Barrel Sampling of Soils | ASTM D1586 | Standard Penetration Test (essai de pénétration standard)
> Standard Test Method for Electronic Friction Cone and Piezocone Penetration Testing of Soil | ASTM D5778 | Cone Penetration Test
> Standard Test Method for Field Vane Shear Test in Saturated Fine-Grained Soils | ASTM D2573 | Field Vane Shear Test (en anglais seulement)
> Pratique standard pour la description et l’identification des sols | ASTM D2488 |.

Essais en laboratoire géotechnique
> Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purpose | ASTM D2487 |
> Pratique standard pour la préparation à sec d’échantillons de sol pour l’analyse granulométrique et la détermination des constantes du sol | ASTM D421 |
> Standard Practice for Particle-Size Analysis of Soils | ASTM D422 | Analyse par tamisage / hydrométrie
> Standard Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils | ASTM D4318 | Limites Attenberg
> Méthode d’essai standard pour la gravité spécifique des solides du sol par pycnomètre à eau | ASTM D854 | Gravité spécifique
> Standard Test Methods for Laboratory Determination of Density (Unit Weight) of Soil Specimens | ASTM D7263 | Densité apparente
> Standard Test Method for Laboratory Determination of Water Content of Soil and Rock by Mass | ASTM D2216 | Natural Moisture Content (teneur en eau naturelle)
> Standard Test Methods for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils Using Incremental Loading | ASTM D2435 | Oedometer Test
> Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soils (Méthode d’essai standard pour la résistance à la compression non confinée des sols cohésifs) – ASTM D2166
> Méthode d’essai standard pour l’essai de compression triaxiale non drainée consolidée pour les sols cohésifs | ASTM D4767 |
> Méthode d’essai standard pour la détermination de l’indice de résistance à la charge ponctuelle de la roche et application aux classifications de résistance de la roche | ASTM D5731 |
> Méthode d’essai standard pour la résistance à la compression non confinée d’échantillons de carottes de roche intacts | ASTM D2938 |
> Méthode d’essai standard pour l’essai chimique des eaux souterraines – Valeur pH | ASTM D4972 |
> Méthode d’essai standard pour l’essai chimique des eaux souterraines – teneur en chlorure | ASTM D512 |
> Méthode d’essai standard pour l’essai chimique des eaux souterraines – teneur en sulfates | ASTM D516 |