Mise en oeuvre

Matériel polyvalent

L’utilisation de matériel compact et léger diminue fortement les exigences en termes d’accès, de plateforme de travail et d’emprise chantier. Le matériel standard se compose généralement d’une pelle sur chenille et d’un marteau brise-roche hydraulique. Très rapidement disponible et facilement déplaçable, il diminue les coûts d’investissement et d’installation en réduisant considérablement les délais d’intervention.

Battage et injection simultanée
PIEUX BE (battus enrobés classe 4 catégorie 10)

Les pieux en fonte ductile représentent la combinaison du battage et de l’injection simultanée. Le premier tube est muni d’un sabot fortement élargi et ouvert vers le haut, mais pointu vers le bas. Simultanément avec l’enfoncement du pieu par battage, le sol refoulé par le sabot est remplacé par l’injection de mortier ou de coulis de ciment. Suivant la nature du sol et la pression d’injection, ce mortier pénètre plus ou moins profondément dans le sol environnant. Même dans une nappe d’eau souterraine sous pression, l’eau n’entrave en aucune façon l’exécution du pieu. La liaison avec le sol environnant, consécutive au durcissement du mortier ou coulis de ciment injecté, permet d’atteindre une grande résistance au frottement en plus du terme de pointe. Le mortier ou coulis de ciment crée en outre une excellente gaine protectrice pour le corps du pieu.

La longueur du pieu peut être prolongée à volonté par adjonction d’éléments supplémentaires (système d’enture Plug&Drive©). Des pieux de plus de 50 m de longueur ont déjà été réalisés de la sorte.

Les pieux BE sont privilégiés pour être fichés d’une longueur généralement prédéfinie dans les couches frottantes de milieux homogènes ou multicouches. L’enrobage permet de mobiliser un frottement latéral élevé et un effort de pointe important grâce à la création d’une interface rainurée sol/pieu et le refoulement latéral du sol.

Refoulement du sol

La mise en œuvre par refoulement du sol élimine les frais d’évacuation de déblais et réduit d’autant le trafic sur chantier. Dans le cas de terrains contaminés, elle supprime en outre les coûts de traitement et de mise en décharge. L’effet de compactage exercé par la pénétration du sabot dans le sol augmente considérablement les caractéristiques mécaniques du terrain et donc la résistance mobilisable par le pieu en pointe et au frottement.

La mesure de la résistance du sol à l’enfoncement donne lieu à une vérification immédiate de la capacité portante des pieux lors de l’exécution. Le contrôle individuel des pieux par corrélation des temps de battage permet de relever localement les hétérogénéités du terrain et d’agir en conséquence, éliminant ainsi les incertitudes dues aux variations du sol.

Force de pénétration élevée

Indépendamment de la longueur du pieu, toute l’énergie de battage reste concentrée sur le sabot. Cela explique la force de pénétration remarquable du pieu ainsi que l’influence négligeable des vibrations. Les ébranlements dus au battage se limitent généralement à l’entourage immédiat du pieu.

Les vitesses particulaires sont très inférieures au seuil critique pour constructions très sensibles. La réalisation des pieux en fonte ductile est possible à proximité immédiate de structures mitoyennes et jusqu’à 40 cm des existants.

Les marteaux de type brise-roche hydraulique couramment utilisés pour le battage des pieux en fonte ductile (1,7 - 2,5 t) possèdent une fréquence de frappe élevée (300 - 800 coups/minute) et une énergie par coup de l’ordre de 3.000 à 5.000 Joules. Cette technique garantit une capacité portante supérieure à la mise en œuvre par vibrofonçage.

Rapidité d’exécution

La cadence de travail est élevée : le rendement journalier peut atteindre jusqu’à 200 - 400 mètres linéaires selon la technique de mise en œuvre. Une équipe se compose de deux personnes. Un opérateur supplémentaire est nécessaire à l’injection si les pieux sont enrobés. L’arasage immédiat à la cote de projet élimine les coûts et délais dus au recépage traditionnel, et autorise la planification directe du gros-œuvre.

Pieux battus acier fermés
PIEUX BAF (battus acier fermés classe 4 catégorie 12)

Sous leur forme la plus simple, les pieux en fonte ductile sont battus au refus et sans injection. Ils sont généralement privilégiés dans les terrains médiocres offrant la possibilité d’un ancrage solide en profondeur, grâce à la présence d’un substratum rocheux ou d’une couche de sol cohésive très ferme. Les pieux peuvent être immédiatement bétonnés après battage par remplissage gravitaire de l’âme du tube, afin d’augmenter leur résistance intrinsèque.

Les pieux BAF sont retenus quand des reliefs de qualité géotechnique médiocre et d’épaisseur souvent forte et variable doivent être traversés, et qu’un ancrage en profondeur dans le substratum rocheux est possible. Ils sont battus au refus. C’est la résistance structurale du tube rempli ultérieurement de mortier qui est alors dimensionnante.

Béton, mortier et coulis

Les pieux battus en fonte ductile peuvent être mis en œuvre seuls et ne nécessitent alors aucun complément de béton (pieux de pointe type battus acier fermés ancrés dans le rocher). Toutefois dans la plupart des cas, les pieux battus en fonte sont utilisés en combinaison avec un enrobage et/ou un remplissage du fût au béton, mortier ou coulis.

L’agrégation d’un béton, mortier ou coulis de ciment à l’armature métallique permet d’augmenter la résistance intrinsèque du pieu par formation d’une structure composite fonte-béton, la capacité portante du pieu en améliorant par injection l’interface sol/pieu, et la durabilité du pieu grâce à la création d’une protection efficace contre la corrosion.

Vérification de la capacité portante

La capacité portante des pieux en fonte ductile peut être vérifiée lors de leur exécution par contrôle de la résistance exercée par le terrain pendant l’enfoncement. Le relevé de battage donne lieu à une corrélation immédiate entre la vitesse de pénétration et les valeurs de frottement latéral et de résistance de pointe.

Cette méthode efficace permet d’augmenter la sécurité structurale de l’ouvrage et de diminuer les coûts des fondations en adaptant les longueurs de pieux aux profils de sol réellement rencontrés. Elle signifie en outre un contrôle qualité systématique de la mise en œuvre soignée des pieux et une vérification de l’homogénéité des terrains rencontrés.