Les bétons spéciaux : Béton pour fondations profondes

11 Juillet 2019
 

Introduction

paroi realisee avec des pieux fores secants
Fig 3.7.1 Paroi réalisée avec des pieux forés sécants
Les pieux forés et parois moulées appartiennent aux éléments de construction les plus importants dans les fondations et ouvrages géotechniques. Les pieux permettent le transfert des charges des structures vers des horizons porteurs plus profonds du terrain. Les pieux forés et parois moulées servent aussi au soutènement de grandes fouilles. Ils peuvent être préfabriqués ou réalisés en béton coulé en place. Les pieux préfabriqués sont mis en oeuvre comme pieux foncés par battage dans le sol.
 
Pieux forés
Pour la réalisation des pieux forés en béton coulé en place (fig 3.7.1), un forage est réalisé dans le sol jusque dans les couches de terrain suffisamment porteuses. En règle générale, les parois du forage sont blindées par  un tube, afin d’éviter que les couches environnantes se relâchent et s’effondrent. La cage d’armature est placée dans le forage qui sera rempli avec le béton et dont le tubage sera le cas échéant enlevé à la fin (fig 3.7.2).
 
Alternativement, l'armature peut être introduite dans le béton frais immédiatement après le bétonnage.
 
realisation dun pieu fore avec un tube provisoire
Fig 3.7.2 Réalisation d'un pieu foré avec un tube provisoire
 
Parois moulées
Les parois moulées en béton sont réalisées en deux phases (fig 3.7.3).
Dans une première étape, la tranchée est excavée et soutenue par un fluide d’excavation (p. ex. suspension de bentonite). La deuxième étape consiste à la mise en place de la cage d’armature et au coulage du béton. Le béton refoule le fluide d’excavation qui est récupéré pour être traité et réutilisé.
 
realisation dune paroi moulee en deux phases
Fig 3.7.3 Réalisation d'une paroi moulée en deux phases
 

Exigences normatives

coulage dun panneau de paroi moulee
Fig 3.7.4 Coulage d'un panneau de paroi moulée
Les exigences relatives aux bétons pour pieux forés et parois moulées sont définies dans l'annexe D de la norme NBN EN 206, afin de tenir compte du fait que le béton doit : 
  • présenter une grande résistance à la ségrégation
  • posséder une bonne aptitude à l’écoulement pour s’écouler facilement sous l’effet de la gravité
  • être apte à se serrer de manière adéquate sans vibration 
  • être suffisamment maniable pendant toute la durée de bétonnage pour la mise en place et le cas échéant l’enlèvement des colonnes de bétonnage.
     
Les règles relatives à la teneur en ciment, à la teneur minimale en fines, à la consistance et au maintien de celle-ci dans le temps sont plus contraignantes dans cette annexe D que les dispositions classiques et relatives à d’autres ouvrages. Elles permettent d’assurer l’enrobage de l’armature et la formation d’une structure dense de béton même en absence de compactage.
 
Les normes NBN EN 1536 "Exécution des travaux géotechniques spéciaux – Pieux forés" et NBN EN 1538 "Exécution des travaux géotechniques spéciaux – Parois moulées" s’appliquent également.
 
Les bétons pour pieux forés et parois moulées sont confectionnés habituellement dans la classe de résistance C25/30. Les exigences de durabilité, p. ex. la résistance à la réaction alcali-silice (RAS) ou aux agents agressifs, doivent être spécifiées en fonction des particularités du projet.
 

Formulation du béton

Ciment
Pour les bétons pour pieux forés et parois moulées tous les ciments courants sont admis. Les ciments au laitier CEM III/A et CEM III/B sont particulièrement bien adaptés aux longs bétonnages, leur début de prise lent se prêtant bien aux travaux, parfois imprévisibles, de mise en place lente. Ils permettent en outre une bonne résistance à la réaction alcali-silice et aux agents agressifs éventuellement présents dans l’eau ou les sols environnants.
 
Granulat
Les exigences de la norme NBN EN 12620 s’appliquent aux granulats. Pour obtenir la teneur élevée en fines nécessaire, une courbe granulométrique riche en sable, comparable à celle recommandée pour le béton pompé est à avantager. La teneur en sable (d ≤ 4 mm) devrait dépasser une proportion de 40% de la masse totale des granulats. Une granularité discontinue n’est pas admissible. Le diamètre maximal du granulat ne peut être supérieur à 32 mm, et doit respecter des conditions en fonction de l’espacement des barres longitudinales et du diamètre du tube plongeur ou tube d’alimentation du béton le cas échéant.
 
Adjuvants
Les bétons pour pieux forés et parois moulées sont habituellement produits avec des superplastifiants afin de conférer au béton frais la cohésion et la fluidité désirées. Il faut veiller à ce que le superplastifiant employé soit non seulement suffisamment efficace, mais qu’il offre également un temps d’ouvrabilité aussi long que possible. On peut avoir recours à des retardateurs de prise pour garantir le temps d’ouvrabilité souhaité et comme mesure de précaution en cas d’interruption du bétonnage.
 
Consistance
Le béton pour pieux forés et parois moulées doit, en règle générale, être mis en place gravitairement au travers d’une colonne de bétonnage. Leur consistance sera donc fluide à très fluide, dans la majorité des cas, l’étalement sera compris entre 570 et 630 mm correspondant à un affaissement entre 180 et 230 mm.
La durée de maintien d’ouvrabilité du béton est généralement de plusieurs heures (typiquement 3 heures).
 
Ressuage
Les bétons étant coulés sur de grandes hauteur, une attention particulière sera apportée à la stabilité du béton et à l’absence de ressuage. Ceci sera mesuré à l’aide de tests spécifiques : détermination de la quantité d’eau de res suage du béton selon NBN EN 480-4 ou détermination du ressuage statique selon ASTM C232 voire également selon l'essai "Bauer" de filtration sous pression.