Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol

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.

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 \(C’_u = 75 \, \text{kPa}\)

Objectif:

Calculer le volume total de coulis nécessaire pour atteindre les propriétés souhaitées de l’argile sur toute la surface sous la fondation jusqu’à une profondeur de \(10 \, \text{m}\).

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. Détermination de la zone à traiter

La première étape consiste à calculer le volume du sol sous la fondation qui nécessite un traitement par injection pour atteindre les propriétés souhaitées de l’argile.

Données fournies :

  • Dimensions de la fondation : 30 m (longueur) x 20 m (largeur)
  • Profondeur de traitement : du niveau de la fondation (2 m) jusqu’à 10 m de profondeur, donc une profondeur de traitement de 8 m.

Calcul :

Le volume du sol à traiter est donné par la formule :

  • Volume du sol à traiter:

\[ = \text{Long} \times \text{Largeur} \times \text{P} \]

Substituant les valeurs données :

\[ = 30 \, m \times 20 \, m \times 8 \, m \] \[ = 4800 \, m^3 \]

2. Estimation des besoins en coulis

La seconde étape est de calculer le volume total de coulis nécessaire pour augmenter la cohésion de l’argile à la valeur souhaitée sur toute la surface sous la fondation jusqu’à une profondeur de 10 m.

Données fournies :

  • Pour augmenter la cohésion de l’argile à la valeur désirée, le volume de coulis requis est de 0.15 m³ par mètre cube de sol traité.

Calcul du volume total de coulis nécessaire avant prise en compte des pertes :

  • Volume de coulis nécessaire:

\[ = \text{V du sol à traiter} \times \text{V de coulis par m}^3 \text{de sol} \] \[ = 4800 \, m^3 \times 0.15 \, m^3/m^3 \] \[ = 720 \, m^3 \]

Prise en compte des pertes (5%) :

  • Pertes de coulis:

\[ = \text{V de coulis nécessaire} \times 5\% \] \[ = 720 \, m^3 \times 0.05 \] \[ = 36 \, m^3 \]

Volume total de coulis nécessaire avec pertes :

  • Volume total de coulis avec pertes:

\[ = \text{V de coulis nécessaire} + \text{Pertes de coulis} \] \[ = 720 \, m^3 + 36 \, m^3 \] \[ = 756 \, m^3 \]

Conclusion:

Pour atteindre les propriétés souhaitées de l’argile sous la future fondation, un volume total de 756 m³ de coulis est nécessaire, en prenant en compte une perte de 5% du coulis durant l’injection.

Cette estimation permettra de planifier adéquatement les ressources nécessaires pour le projet, y compris la quantité de matériel et le dispositif d’injection à utiliser pour assurer une distribution homogène du coulis dans le sol à traiter.

Injection de Coulis pour la Stabilisation du Sol

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