corinne chaussidon - infoterre.brgm.frinfoterre.brgm.fr/rapports/rr-30635-fr.pdf ·
TRANSCRIPT
Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54)
Services Techniques
Construction d'un C. A. T.
sur la zone de "La Croisette"
Etude de sols
Corinne CHAUSSIDON
Mars 1990
R 30635 LOR 4S 90
Document non public
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES Service Géologique Régional Lorraine
Rue du Parc de Brabois - 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy • Tél. 83 51 43 51
- 2 -
Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54) - Services Techniques
Construction d'un C. A. T. sur la zone de "La Croisette"
Etude de sols
Corinne CHAUSSIDON
R 30635 LOR 4S 90
R E S U M E
Les Services Techniques de la Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT ont chargé
le BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERS (BRGM) - Service Géologique
Régional Lorraine d'effectuer une reconnaissance de sols par tranchées à la
pelle mécanique en vue de la construction d'un Centre d'Aide au Travail pour
personnes handicapées sur la zone d'activités de "La Croisette".
Les sondages réalisés (4) ont montré la présence de limons de surface
généralement peu compacts sur une épaisseur de 1,00 à 1,50 m. Sous ces limons
se trouvent soit des argiles grises devenant compactes et légèrement feuil
letées en profondeur, soit une alternance de bancs décimétriques de marnes et
de calcaires. Il n'a pas été rencontré d'eau lors des forages. Les caracté
ristiques mécaniques et les contraintes appliquées conduisent à préconiser un
niveau de fondation dans les argiles compactes vers 2,50 m de profondeur où
la contrainte admissible est de l'ordre de 0,2 MPa.
Les tassements ont été estimés à 1,25 cm environ.
- 3 -
Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54) - Services Techniques
Construction d'un C. A. T. sur la zone de "La Croisette"
Etude de sols
Corinne CHAUSSIDON
R 30635 LOR 4S 90
S O M M A I R E
Page
1 - INTRODUCTION 5
1.1. Mission du BRGM 5
1.2. Moyens mis en oeuvre 5
2 - RESULTATS OBTENUS 5
2.1. Géologie 5
2.2. Hydrogéologie 6
2.3. Caractéristiques mécaniques 6
2.4. Résultats des essais de laboratoire 6
3 - ETUDE DES FONDATIONS 6
3.1. Description du projet 6
3.2. Choix des fondations 7
3.3. Estimation des tassements 7
3.4. Précautions d'exécution 8
4 - CONCLUSION 9
- 4 -
Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54) - Services Techniques
Construction d'un C. A. T. sur la zone de "La Croisette"
Etude de sols
Corinne CHAUSSIDON
R 30635 LOR 4S 90
LISTE DES FIGURES. DES TABLEAUX ET DES ANNEXES
Figure 1 - Plan de situation.
Figure 2 - Plan de position des sondages de reconnaissance,
Figure 3 - Classification de laboratoire des sols fins.
Tableau 1 - Limites d'Atterberg.
Annexe 1 - Coupes géologiques et résultats des essais.
- 5 -
1 - INTRODUCTION
1.1. Mission du BRGM
La commune de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54) devant réaliser la construction
d'un Centre d'Aide au Travail pour personnes handicapées sur la zone d'activités
de "La Croisette" (cf. figure 1), les Services Techniques de la Mairie ont
demandé au BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES (BRGM) - Service
Géologique Régional Lorraine d'effectuer une étude de sols et des fondations
du futur bâtiment.
1.2. Moyens mis en oeuvre
Il a été réalisé 4 sondages à la pelle mécanique, d'une profondeur
moyenne de 4,0 m. Des essais au pénétromètre statique de 1.500 N ont été
effectués à l'avancement dans ces sondages ainsi que des prélèvements pour
mesures des caractéristiques des terrains traversés (teneur en eau naturelle,
limites d'Atterberg).
Les résultats des sondages et des essais sont regroupés en annexe 1. Le
plan de position des sondages de reconnaissance est donné en figure 2.
2 - RESULTATS OBTENUS
2.1. Géologie
Sous une couverture de terre végétale d'une épaisseur de 0,2 à 0,4 m, il
a été rencontré :
- des limons de surface gris-beige, généralement mous, d'une épaisseur
moyenne de 0,50 m.;
- des argiles grises compactes, devenant feuilletées vers la base. Ce
sont les argiles à Promicroceras du Lotharingien. L'épaisseur de ces
argiles varie de 1,00 à plus de 3,00 m ;
- une alternance de marnes sableuses beiges et de bancs de calcaires
coquilliers décimétriques. Ce sont les mamo-calcaires de l'Hettangien.
Ces mamo-calcaires ont été rencontrés sur les sondages SI et S3 et ont
été atteints vers 1,50 m (sondage SI) et 2,50 m (sondage S3) de profon
deur par rapport au terrain naturel.
FIGURE 2 - PLAN DE POSITION DES SONDAGES DE RECONNAISSANCE
PIAN DE RESEAUX Plan de Masse
9 10
ufc.JrH»
MAUDECHT MrFOeeET
VQGftaaxo flao DBBKtMTO
0.*» ©•44. ©•M. 0.5.. ©•44. 0 ••»•<•
©••«•
© © © © © © ©
• 4 4 .
• 44.
• 44.
• W .
• Ml
• W . •
• M .
. 50m
9 Sondage
Département de Meurthe et Moselle
.Commune de SAINT NICOLAS Section Zn*74 P el91 PleudlXa Crolsette'St NICOLAS
Construction d'un C A T
A . E . I . M ' D SOLOREM
PLAN DE MASSE PLAN OE RESEAUX
Mdh»d»n>Mope»
Malrtedt Saint Nicolas
i«i:M4et5ij
matlwitfOwm»
41 n * ! « • • • • • • • • > • • » • • » »
BRGM N
*f" s l'Embanie ' / /
[oratlïj tTEnfer
.^^SuSf l !^ *V
v JT fr*J é*l£&-4*?- • -.1 . . . r i
C M / . <T*JI/'
Aux NeuViïïertet^}C jS'^Wrî-i
Jû£S „_... B S H 8 T
VPV»HIK ' • - 1 W A V ! • ' • • • • ' V O S J Ï v^**^»!^ yÇ ' ^ />» '«> \ iS> ' x J* ic*f/f » ic(l3rl\v\ v""\ •••-i?^"'/J(A(C
£»"
W .
^
. . . ^ H . -
FIGURE: l
PLAN DE SITUATION
Extrait des cartes IGN de Nancy n° 3415 Ouest et St Nicolas-de-Port n° 3415 Est
4 secteur étudié
ECHELLE: 1/25 ooo
- 6 -
2.2. Hydrogéologie
Il n'a pas été rencontré d'eau au cours des forages.
2.3. Caractéristiques mécaniques
Les limons de surface présentent des résistances de pointe généralement
faibles : de l'ordre de 0,6 MPa.
Les argiles grises sous-jacentes présentent généralement des résistances
de pointe du même ordre de grandeur en tête de la formation et ces résis
tances augmentent rapidement avec la profondeur et deviennent supérieures à
2,0 MPa vers 2,00 m de profondeur.
Quant aux marno-calcaires, les résistances de pointe mesurées sont
homogènes et toujours supérieures à 2,5 MPa.
2.4. Résultats des essais de laboratoire
Deux limites d'Atterberg ont été réalisés sur les argiles grises à 1,20
m (sondage SN1) et vers 2,00 m (sondage SN4) de profondeur. Ce sont des
argiles à forte plasticité qui constituent un sol de fondation médiocre à
passable.
Les résultats obtenus permettent de classer (cf. figure 3) les argiles
en classe A3 (classification LCPC). Ce sont des sols présentant des risques
de tassement ou de gonflement élevés, pratiquement imperméables et
moyennement gélifs.
3 - ETUDE DES FONDATIONS
3.1. Description du bâtiment
La surface au sol du bâtiment représente environ 25,00 x 48,00 m pour
une hauteur maximum au faîtage de 6,00 m.
La contrainte appliquée au sol est de 0,15 MPa.
SO-
40-
'ÎO-
20-
10-
0 -
a,
«
1
..
t
•
0 , J
f ....
—
I I I
0
I i
. ^y.
i
i ! : i »
i i 1 T I 1
1 t
1 !
î
i
•
31
— /
y
0.
•
—
1
* %
< *
40
t
- - - y — i —
£
'tf )
]
s>
5
; 1 1 i 1 y
"1 >' V/
' \ • m
0
•
' •
i 1
y <4>
V ^
S \ \
• :
.i
; I
i
;
6
•
A-t 3N1
- S 1 4 -W
é<* v
0
m
f\
,
J
S vr
/
Lt
Ot
70 80 9
^
w L
•
0 100
Ip indice de plasticité A D Argiles peu plasti- L p Limons peu plastiques Q p soin organiques peu plas-
W T .limite de liquidité At Argiles très plas- Lt Limons très plastiques Ot s o l s organiques très plns-" tiques • tiques
FIGURE- 3 - CLASSIFICATION DE LABORATOIRE DES SOLS FINS. DIAGRAMME DE PLASTICITE
S N 1 1 , 2 0 m
Poids total humide (1) Poids total sec (1) Poids tare (1) Poids total humide (2) Poids total sec (2) Poids tare (2) T E N E U R EN E A U (1) T E N E U R EN E A U (2) Nombre de coups Moyenne (W%)
Wl WI moyen
Limite de liquic ité
21,91 18,89 14,74 21,68 18,78 14,8
7 2 , 7 7 7 2 , 8 6
15 7 2 , 8 2
68,5
21,8 18,73 14,24 23.68 19.79 14,14
6 8 , 3 7 6 8 , 8 5
21 6 8 , 6 1
67,2 67,85 ID 39,83
Limite de plasticité
5.6272 5,3567 4,4122 5.3178 5.0836 4,2491 2 8 , 6 4 28 ,06
2 8 , 3 5 Wp
4,9713 4,7042 3,777
4,5861 4,4359 3,8707 28 ,81 26 ,57
27 ,69 28,02
SN4 2,00 m
Poids total humide (1) Poids total sec (1) Poids tare (1) Poids total humide (2) Poids total sec (2) Poids tare (2) T E N E U R EN E A U (1) T E N E U R EN E A U (2) Nombre de coups Moyenne (W%)
Wl Wl moyen
Limite de liquidité
25,3 i 21,66 16,06 23.92 21,51 17,86
6 5 , 1 8 6 6 , 0 3
18 6 5 , 6 1
63.1
25,8 22,83 18,25 23,38 20,87 17,03
6 4 , 8 5 6 5 , 3 6
24 65 ,11
64,8 63,95 ÏP 35,045
Limite de plasticité 5.4591 5.2842 4.6805 4,9353 4,7303 4,0251 28 ,97 29 ,07
29 ,02 Wp
5,2383 5,0234 4,2834
5.32 5,0893 4,2806 29 ,04 28 ,53
28,79 28,905
TABLEAU 1 - LIMITES D'ATTERBERG
- 7 -
Il est prévu de fonder le bâtiment sur des semelles en béton armé
descendues à la cote hors gel, soit à -0,90 m par rapport au terrain naturel.
L'étude ci-après a été réalisée à partir de ces données. Si des modifi
cations survenaient dans l'implantation, la conception ou l'importance des
constructions par rapport à ces données, celles-ci devraient être portées à
la connaissance du BRGM afin que ce dernier puisse adapter les prescriptions
et les conclusions de ce rapport.
3.2. Choix des fondations
Le taux de travail admissible est donné par la formule de L'HERMINIER :
Rp
qad = — 10
A 1,00 m de profondeur, le taux de travail admissible est de 0,06 MPa,
ce qui est très inférieur à la contrainte appliquée.
Etant donné les caractéristiques des formations superficielles, les
fondations devront donc être descendues dans les argiles grises compactes
vers 2,50 m de profondeur par rapport au terrain naturel.
La contrainte admissible sera alors de 0,20 MPa.
3.3. Estimation des tassements
Dans le cas de semelles soumises à une charge verticale centrée, les
tassements peuvent être estimés à partir de la méthode simplifiée de
SCHMERTMAMM :
w = Cl
3B (T.Hz) dz
D( Rp(z) Jo
où Cl est un coefficient correctif lié à la répartition des contraintes et
qui tient compte de l'encastrement de la fondation
B largeur de la fondation
<xfcoefficient empirique défini par SANGLERAT. Dans le cas d'argiles
compactes tf = 4 (Rp > 10 bars).
- 8 -
La fonction i(z) représentant la dissipation en profondeur de la
contrainte apportée par la fondation peut être approchée par la courbe
ci-dessous : — B
* i n <** x
W(Z) * c(V
Le coefficient Cl est donné par la relation
Cl = 1 - 0,5 ( Sb )
C o'.contrainte effective due au poids des terres au niveau de la fondation
avant excavation =0,45 bar = 0,045 MPa
CT: contrainte exercée par la fondation = 1,5 bar =0,15 MPa.
Pour une semelle de l.OOi de largeur, le tassement moyen est de 1,25 cm
et le tassement différentiel de l'ordre de 0,15 cm pour une structure souple
et de 0,10 cm pour une structure rigide.
Les fondations qui seront ancrées dans les marao-calcaires (cas du
sondage SI) ne tasseront pratiquement pas.
Si la structure ne peut absorber ces différences de tassements, il
faudra, d'une part, augmenter la largeur des semelles et, d'autre part,
augmenter la rigidité de la structure.
3.5. Précautions d'exécution
Le terrain de fondation étant sensible à très sensible aux variations de
teneurs en eau, il conviendra de terrasser les fouilles en-dehors des périodes
pluvieuses et de bétonner immédiatement les massifs après le terrassement.
- 9 -
Afin d'éviter des remontées capillaires, une coupure étanche par film
plastique ou enduit hydrofuge devra être mise en place entre les fondations
et les murs et planchers.
Compte-tenu des tassements prévisibles, le bâtiment devra être convena
blement armé et chaîné.
4 - CONCLUSION
La reconnaissance de sols sur la zone d'activités de "La Croisette" à
SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54), en vue de la construction d'un Centre d'Aide au
Travail pour personnes handicapées, a mis en évidence la présence de limons
de surface généralement mous sur une profondeur de 1,00 à 1,50 m environ par
rapport au terrain naturel.
Sous ces limons se trouvent :
- soit des argiles grises lâches en tête et devenant compactes à très
compactes à la base et légèrement feuilletées,
- soit des marnes calcaires avec une alternance de bancs de marnes
sableuses et des calcaires coquilliers.
Etant donné la contrainte appliquée (0,15 MPa), les fondations ne
pourront pas être descendues à la cote hors gel mais devront s'ancrer dans
les argiles compactes vers 2,50 m de profondeur sous le terrain naturel.
Les tassements prévisibles, pour des semelles d'une largeur de 1,00 m,
sont de l'ordre de 1,25 cm. Afin de limiter les tassements différentiels, une
rigidification de la structure sera à prévoir.
La sensibilité de ces argiles aux variations de teneurs en eau impli
quera le bétonnage immédiat des fondations après terrassement.
Mairie de SAINT-NICOLAS-DE-PORT (54)
Services Techniques
Construction d'un C. A. T.
sur la zone de "La Croisette"
Etude de sols
ANNEXES
Mars 1990
R 30635 LOR AS 90
COUPE DES SONDAGES ET RESULTATS DES ESSAIS
BRGM Chantier : Saint-Nicolas-de-Port
Date : 16/02/90
Sondage : Si
Profondeur
(m)
0.4
0,8 _
1 7
Coupe
1 1 — — 1 1 — 1 1
1 1
1 1
1 1
1 1 i |
| l
Description des échantillons
Terre végétale limoneuse sablo-graveleuse
Argile gris beige légèrement silteuse molle
Argile grise compacte feuilletée à la base
Alternance marno-calcaire marnes beige orangé sableuses et bancs de calcaire gris coquillier (3 à 7 cm épaisseur)
Prédominance des bancs calcaires (15-20 c m ) , interbancs marneux (l0-20m
•
N.E
)
W %
LIMITES
Wl
37,
Wp
35 28, (
IP
39, 2
p e'nc ^
l
romé tre s\ a ti 2 f Ê g, 10 12 U 1
-
Î;
—
—
_
—
:
—~
—
—
I I
I I
I I
I M
I
I I- I
I
-
3
—
/
-
-
—
~,
•»-
-
=
3 &4
—
-
—
-
—
£
—
_
—
• " "
-
—
,
—
—
—
-
—
—
—
""-
—
—
-
—
-
—
— „
_
^
q ue 1500 N
5 18 20 22 2A 105 Pa
-
-
-
—
—
—
—
_
—
—
—
-
-
— -
-
-
—
—
—
—
-
—
—
—
—
—
y
i
—
-
—
—
^ w BRGM
rrofondeir
(m)
* & & >
Coupe Description des échantillons
0,2
0,6 _
Terre végétale argileuse
Argile silteuse gris beige
Argile grise compacte au sommet, finement feuilletée et raide à la base
Chantier : Saint-Nicolas-de-Port . Sondage : S2
Date : 16/02/90
N.E W %
41,9
28,3
21,3
LIMITES Pe'nétromètre statique 1500 N
Wl Wp ip 2 4- 6 8 10 12 H 16 18 20 22 2A 105 Pa V i * i\ - - . .. _ . ,
/
JC,_ N.
S pj f
*"
'
J^ V . — . . _ . _ . , - • _ _ _ , _
_ 1 5 S _ S I L irrir
^ _
5 C ^ 3 T
__ _
" 3f-^ '
•
.
i
BRGM Chantier : Saint-Nicolas-de-Port . Sondage : S3
Date : 16/02/90
rrofondeur
(m)
0,8 —
0 7
.,,,-_ A .
Coupe
$ & $ ,
• i
^^m^^» ^ _ ^ H
1 1 1 1
1 1
. 1 1
1 1
Description des échantillons
Terre végétale + limoneuse
Argile silteuse beige
Argile grise compacte, raide devenant feuilletée (1 à 3 mm) vers 1,7m
Alternance marno-calcaire : marnes sableuses beige et bancs calcaires gri coquilliers (10 à 15 cm)
•
N.E
y
W %
31,5
26,5
L6,9
LIMITES
Wl Wp Ip
P e'ne H-'
"!
ro mètre
2 f 6 |
-
—
—
_
F
-
—
-
^
—
-
-
—
—
l
—
—
—
_
-
=
—
; 7~
si a tî q ue 1500 N
, 10 12 H 16 .18 20 22 U 105 Pa K~
-
_
Î\
v s .
-
—
-—
—
- • *
„
-
—
—
—
—
—
1 Z
_
—
-
—
—
—
—
•ç*
\
,/ i
—
-
—
—
z :
V \
-
—
-
__
—
—
—
—
-
—
K£
—
—
-
—
—
-
—
—
—
—
in v
-
—
—
—
\v
-
•
—
—
—
BRGM Clianticr : Saint-iJicolas-de-Port
Date : 16/02/90
Sondage : s4
Profond eir
(m)
1,2 -
H
Coupe
KXXX^
=szr
Description des échantillons
Terre végétale l imoneuse + sable et graviers
Argile grise beige mol le
Argile' grise compacte
passage à 2 , 2 0 m à une argile grise finement feuilletée (1 à 3 m m ) raide
•
N.E W %
LIMITES
Wl Wp
53, )5 •
!8,S
Ip
35.,
P e'ne t rométre
, 2 { 6 |
— -
yt-
— -
— -
—
- —
—
-
u-
—
—
—
—
z
—
—
—
—
statique
, 10 12 H 16
F -\7
—
' \
—
-
i-
-
-
—
-
-
^
-
—
t
^ -
-
^
—
1500 N .18 20 22 24 105 Pa
- '—
- —
" —"
- —
- —
-
—~
-
—
—
—
—
î
—
—
/ h
-
-A ^
—
—
—
-
-
IT
—
—
—
r
—
—
? n
i
—
-~
—
^
—
—
—
—
-
— _