Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol
Comprendre l’Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol
Vous êtes ingénieur géotechnique travaillant sur le projet de construction d’un bâtiment de quatre étages destiné à des bureaux. Le site de construction est situé dans une zone où le sol est composé principalement d’argile molle et de sable fin, ce qui pose des problèmes potentiels de tassement excessif et de stabilité. Afin de renforcer le sol et réduire le risque de tassement, vous décidez d’utiliser la technique d’injection de coulis.
Pour comprendre le Tassement d’une Couche d’Argile sous Charge, cliquez sur lien.
Données Fournies:
- Profondeur de la fondation : \(2 \, \text{m}\)
- Dimensions de la fondation : \(30 \, \text{m} \times 20 \, \text{m}\)
- Poids du bâtiment (incluant les charges permanentes et variables) : \(5000 \, \text{kN}\)
- Profil du sol :
– \(0\) à \(2 \, \text{m}\) : remblai non compacté
– \(2\) à \(10 \, \text{m}\) : argile molle, \(C_u = 15 \, \text{kPa}\), \(\gamma = 16 \, \text{kN/m}^3\)
– Au-delà de \(10 \, \text{m}\) : sable fin, densité moyenne, \(\phi = 32^\circ\), \(\gamma = 18 \, \text{kN/m}^3\)
- Propriétés souhaitées après injection :
– Augmentation de la cohésion de l’argile à \(C’_u = 75 \, \text{kPa}\)
Questions:
1. Détermination de la zone à traiter:
Calculez le volume total du sol à traiter sous la fondation jusqu’à \(10 \, \text{m}\) de profondeur.
2. Estimation des besoins en coulis:
Supposons que pour augmenter la cohésion de l’argile de \(C_u = 15 \, \text{kPa}\) à \(C’_u = 75 \, \text{kPa}\), le volume de coulis requis est de \(0.15 \, \text{m}^3\) par mètre cube de sol traité. Calculez le volume total de coulis nécessaire pour traiter toute la zone identifiée.
Notes:
Considérez que l’injection se fait à travers des puits espacés de manière régulière sur toute la surface à traiter. La densité du coulis est de \(2.2 \, \text{kN/m}^3\), et il est nécessaire de prendre en compte une perte de \(5\%\) du coulis durant l’injection due à la diffusion dans les zones non ciblées.
Correction : Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol
1. Calcul de la zone à traiter
But : Déterminer le volume de sol situé sous la fondation, jusqu’à une profondeur de 10 m, où l’injection de coulis sera réalisée.
Remarque : Le profil du sol indique deux couches :
-
0 à 2 m : remblai non compacté
-
2 à 10 m : argile molle
Hypothèse de travail : L’injection est destinée à traiter l’argile (couche problématique) donc la zone concernée s’étend de 2 m à 10 m de profondeur.
Données :
- Dimensions de la fondation : 30 m \(\times\) 20 m
- Surface : \(A = 30 \times 20 = 600\, \text{m}^2\)
- Épaisseur de la couche d’argile à traiter : \(10\, \text{m} – 2\, \text{m} = 8\, \text{m}\)
Formule :
\[ \text{Volume du sol traité } (V_{sol}) = \text{Surface} \times \text{Épaisseur} \]
Calcul :
\[ V_{sol} = 600\, \text{m}^2 \times 8\, \text{m} \] \[ V_{sol} = 4800\, \text{m}^3 \]
2. Estimation des besoins en coulis
But : Calculer le volume de coulis nécessaire pour améliorer la cohésion de l’argile, en tenant compte du rendement de l’injection.
Données :
- Pour augmenter la cohésion de \(C_u = 15\, \text{kPa}\) à \(C’_u = 75\, \text{kPa}\), il faut injecter 0.15 m³ de coulis par m³ de sol traité.
- Perte de coulis durant l’injection : 5% (due à la diffusion dans des zones non ciblées).
Étapes de calcul :
1. Calcul du volume de coulis brut (sans perte) :
Formule :
\[ V_{\text{coulis brut}} = V_{sol} \times 0.15 \]
Substitution des valeurs :
\[ V_{\text{coulis brut}} = 4800\, \text{m}^3 \times 0.15 \] \[ V_{\text{coulis brut}} = 720\, \text{m}^3 \]
2. Incorporation des pertes (5%):
Pour compenser la perte de 5%, on doit augmenter le volume de coulis initial de 5%.
Formule :
\[ V_{\text{coulis total}} = V_{\text{coulis brut}} \times (1 + 0.05) \]
Calcul :
\[ V_{\text{coulis total}} = 720\, \text{m}^3 \times 1.05 \] \[ V_{\text{coulis total}} = 756\, \text{m}^3 \]
3. Conclusion
Le volume total de coulis nécessaire pour atteindre la cohésion souhaitée de l’argile, en traitant la zone de 2 m à 10 m de profondeur sous la fondation, est de 756 m³.
Notes complémentaires :
-
Densité du coulis : La densité (2.2 kN/m³) n’est pas utilisée dans le calcul du volume, mais pourrait être pertinente pour calculer le poids total du coulis injecté si nécessaire.
-
Distribution : L’injection se fera par puits répartis régulièrement sur l’aire de 600 m², assurant ainsi une diffusion homogène du coulis dans toute la zone traitée.
Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol
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