lyon - Infoterre

SOCIÉTÉ D'ÉQUIPEMENT DE L A RÉGION DE LYON
4, Boulevard Eugène-Deruelle 69 LYON 3e
/
Tél. (78) 609502
ÉTUDE GÉOTECHNIQUE SUR LE LOTISSEMENT
DE CHAMPVERT (69) LYON
IMMEUBLE PILOTE T 3
par
E. E V R A R D et R. ROIGNOT
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
B.P. 6009 — 45018 ORLÉANS CEDEX
-
Tél.
(38) 66.06.60
Service géologique régional J U R A • A L P E S
B. P. 6083 . 69604 VILLEURBANNE / Crolx-Luizet -
72
SGN
186
JAL
Tél. (78) 52.26.67
Lyon, Juin 1972
R
E
S
U
M
E
A l a demande de la Société d'Equ ipement de la Ré^ i on de [.YON
(S.E.R.L.) - 4, boulevard Eugène Deruelle (69) LYON' *iè - le B.R.T..M.,
Service Géologique Régional JURA-ALPES, a entrepris 1 'étude geiitech
sur le lotissement de CHAMPVERT (LYON 9è - quartier Gorge <ie L O U P ) d'un
terrain destiné à recevoir un immeuble comprenant
12 niveaux et 2 sous-sol.
L'immeuble sera construit en partie sur talus abrupt (30 7. de pente)
qui domine 1'accès Nord de 1'entrée du tunnel sous Fourv¡ère.
Quatre essais de pénétration au péné tro'nè tro st at ique dynami que
ANDINA, ¿talonnés sur un sondage de reconnai s s an ce séol o« i que , <">nt p e m i s
de définir le mode de fondation appropriée à la réalisation de cet immeuble.
L'ouvrage devra être const ru i t sur pieux »de 12 à 15 m de longueur,
dont les caractéristiques sont données en page 13-
Ingénieur Chef d'Opérât ion
R. ROIGNOT
Ingénieur d'Etude - Centre Scientifique
d'ORLEANS
(B. R. G . M . )
E.
EVRARD
Technicien
P.
BEAUDUC
Dessinateur
J.F.
Secrétariat
P. COI
RIEUX
- I -
T A B L E
DES
M A T I E R E S
PAGES
1 - INTRODUCTION
3
2 - CADRE GEOLOGIQUE ET GEOTECHNIQUE
3
ÇAILLOUTIS^PERIGLACIAIRE
3
3
4
S°ÇLE_ALTERE
3 - ESSAIS DE LABORATOIRE
4
7
4 - INTERPRETATION DES RESULTATS
I2
41 - FONDATION SUPERFICIELLE
J2
42 - ETUDE DES FONDATIONS SUR PIEUX
,2
5 - CONCLUSION
15
- 2 -
T A B L E
D E S
F I G U R E S
PAGES
FIGURE 1 :
PLAN DE SITUATION DU LOTISSEMENT DE CHAMPVERT
FIGURE 2 :
COUPE GEOLOGIQUE DU SONDAGE S7
RESUME
FIGURE 3a : ANALYSE GRANULOMETRIQUE SUR ECHANTILLON N° 2
FIGURE 3b : ANALYSE GRANULOMETRIQUE SUR ECHANTILLON N° 1
10
FIGURE 3c : ANALYSE GRANULOMETRIQUE SUR ECHANTILLON N° 4
1 1
o
o
T A B L E
o
D E S
A N N E X E S
ANNEXE 1 : Plan de situation des sondages - Echelle 1/200è
ANNEXE 2 : Diagramme de pénétration N° K
ANNEXE 3 : Diagramme de pénétration N° L
ANNEXE 4 : Diagramme de pénétration N° M
ANNEXE 5 : Diagramme de pénétration N° N
Fig.
PLAN
Echelle
DE SITUATION DU LOTISSEMENT DE
CHAMPVERT (LYON 9° )
1/20.OOOè
/û6.72
Z2
_
*î —
- INTRODUCTION
 la demande de la Société d'Etude de la Région Lyonnaise (S.E.R.L.) 4, boulevard Eugène Deruelle LYON 3è - le B.R.G.M., Service Géologique
Régional JURA-ALPES - Boite Postale 6083 (69604) VTLLEl'RBANXE / CROIX-Ll'IZET
a réalisé une reconnaissance générale sur le lotissement de CHAMPVERT à
LYON 9ë (Rapport 72 SGN 066 JAL de Mai 1972).
Les résultats obtenus au cours de cette reconnaissance de sol n'ont
pas permis d'extrapoler vers l'Ouest les renseignements recueillis.
C'est la raison pour laquelle une étude complémentaire a été décidée
ä l'aplomb de "l'immeuble pilote T3" prévu.
2 - CADRE GEOLOGIQUE ET GEOTECHNIQUE
Le quartier de CHAMPVERT s'étend le long de la dépression de la
Valloniêre, ancienne vallée orientée Sud-Est - Nord-Ouest, partant de la
place de Trion en direction de Nord-Ouest.
La coupe schématique des terrains ,de la surface vers la base, en est
la suivante :
ÇAILLOUTIS_PERIGLAÇIAIRE
Ce sont des éléments sablo-graveleux, propres, hétérométriques,
dont la répartition est donnée dans la coupe fig. 2.
Ils ont une épaisseur comprise entre 8 et 13 m, avec une résistance
à la pénétration variant de 80 à 100 bars.
Matériau argileux où les éléments granuleux sont repris dans une
- 4-
matrice argileuse (épaisseur moyenne 7 m ) .
Le toit de cette formation qui accuse un très léger pendage vers
l'Est, se situe aux environs de la cote NGF 231.
ARENE_DU_SpÇLE_PLUS_OU_MOTVS_ARGILEUSE
II s'agit de l'altération du socle en arène argileuse. Cette
formation dont l'épaisseur est égale ou supérieure ä 1Ü m, a des
résistances statiques moyennes de 70 a 80 bars réparties d'une
façon homogène sur toute sa hauteur.
SOCLE_ALTERE
C'est un gneiss fragmenté avec schistosité verticale traduisant une
forte perméabilité.
La séparation entre l'arène et le socle est marquée par une coupure
sur les diagrammes de pénétration. L'arëne est représentée par
un diagramme en dents de scie dont les écarts extrêmes sont peu
importants. Le socle accuse des résistances en progression permanente.
Le tableau
ci-après donne pour chaque essai, le niveau de séparation
des couches et la valeur de R .
P
Fig.
-
N° 2
106981 6NI 0091
ÉPT:69 COMMUNE: LYON (9o)
isigmtion: C h a m p v e r t
upe au:
1 200
rofond.
S7
Y =
Interprêtée par : S G R / J A L
établlepar: S G R / J A L
D e m i - c o u p e techniqu»
5 -
Nappes
et plan d'eau
Echant.
DESCRIPTION GÉOLOGIQUE
Coupe
V£ú£TJtL£
û.8Û
, ¿SAIETS
, r/tec PXûfiaeç {¿ES PU/S eßus
1.70
•
Q. O. O
Zsol =
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•
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ST P¿í/S ¿/?¿!/¿£¿/?£
PAßr/£
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6AA/S- SAI
£A/
Ûû
t
Date
Horizon capté
Niveau
piézometrique
To
Résistivité
à 20«
. Su/? -7i//?A.AÎP£S ÛS.72
M
Cote
piézometrique
dH°
Débit
en m ', heure
Résidu sec
Ca
Niveau
dynamique
Mg
Rabattement
OBSERVATIONS
TBN1UH EH MILLlCRAMMtS PAR LITRE
N«+K
Cl
S O * Ctibwiilt»
72 Sa/V /#£ 7Â1.
- 6 -
^
PEN.
PROFONDEUR /m
Rp
NATURE DU SOL
bar
Rp
moyenne
.
N
K
(
)
K
0
13
m
Cailloutis
13
20
m
20
22
m
<
(
6
à
500
Arène remaniée
argileuse
20
a
60
Arène sableuse
75
ä
125
:
80 - 100
30 - 50
)
^
80 -
)
90
REFUS
Socle ?
\
(
T
m
Cailloutis
10
10
16
m
Arène remaniée
Colluvion
16
27
m."
27
30
0
(
(
\
à
500
18
01/
10
150
27 -
Arène argileuse
30
à
150
65
m
Arène réduite en
sable grossier
29
à
60
8
m
Cailloutis
10
à 400
8
10
m
Arène remaniée
ou colluvion
27
à
10
23
m
Arène argileuse
60
à
150
23
25
m
Socle cristallin
70
à
250
0
9
m
Cailloutis
10
à 500
)
Arène remaniée
ou colluvion
12
01/
0
50
]
Arène argileuse
55
à
1 10
40
)
50
j
\
(
M
<
(
N
9
13,50 m
13,50 - 24
24,50
m
Socle ?
70 •
40 80
)
- 7 -
3 - ESSAIS DE LABORATOIRE
= = = = = = = = ===:= = ====3 = = = =
Quatre échantillons intacts ont été prélevés dans le sondage.
Ces échantillons ne sont pas homogènes, ils renferment des débris
de roche non altérée ou peu altérée et la préparation des échantillons pour
les essais est assez délicate.
Sur les parties les plus homogènes de l'arène argileuse, nous avons
réalisé des essais de cisaillement non consolidés, non drainés et des essais
de compressibilité.
Le tableau ci-après rend compte des résultats des essais, ainsi
que les figures 3A - 3B - 3C pour ce qui concerne les analyses granulométriques.
GRANULOMETRIE
LIMITES D'ATTERBERG
PROFONDEUR
+ gros
élément
8,3 -
9,0
9,0 -
9,4
2 mm à
20 mm
26 %
5 mm
1 %
80 u
à 2 mm
< 80 y
56. %
18 %
78 %
20 %
CLASSIFICATION
TENEUR DENSITE
EN EAU SECHE
L.P.C.
<0,4mm
WL %
IP %
74 %
35
14
W %
SA
Yd
15,9
1,75
15
1 ,82
23,8
1 ,44
17,6
1 ,76
CISAILLEMENT
C
bars
OEDOMETRE
Ce.
0,12
10" 6
0,18
,o" 6
•
11,5-
12,9
17,7 - 18,7
18,0 - 20,0
20 mm
18 %
61. %
21 %
1,2
32 °
0,500
35 °
K
cm/sec
i
oo
Le sol se classe dans la catégorie SA (sable argileux) de la classification U.S.C.S. Les caractéristiques mécaniques sont celles d'un sable moyennement compact.
i
B. R.G .M.
B. Ê . R . C 7
A
zyoA/ sT y¿/sr
Dossier :
Provenaru e :
1
Echantillo n n : *¿
Nature :
Sondage : # ° 7
Date de l'ess a¡
Profondeu r ; JÍ.3O - &.¿U
poids inif >a
A.S.T.M.
2¿2£
GRANULOMETRIC5UE
- A NALYSE
5"
Limites
Classif ic.
L.P.C.
T
1"
1/2"
CAILLOUX
;
A¿4/
/97'2
n°10
40
70
G R O S SABLE
GRAVIERS
1
18
- 1
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p
1
/S.
p
9
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J. 2.
1/4-
d ' A f t e r berg
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S A B L E FIN
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ARGILE
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1 7° -
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1
21
Uj
I
I
-
06.72
7ÂJL
B.R.G.M.
ANALYSE
GRANULOMETRIQUE
B.E.R.G.A.
Dossier.:
Provenance : ¿YÛA/
Echantillon n 1 :
Sondage :
Profondeur : 2.30.
5"
W
Nature :
Date de l'essai : MA/
9.00
L
W
1
P
/A. ?
P
/S)72
Poids initial sec : /072 &?
1/2'
2"
CAILLOUX
100
Limites d Atterberg
Classific.
7¿/ST
L.P.C.
4.
Af°7
A.S.T.M.
Sr
1/4-
n°10
18
40
70
GROS SABLE
GRAVIERS
200
LIMON
SABLE FIN
ARGILE
90
10
80
20
70
30
60
40
50
50
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40
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AFNOR
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I
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B.R.G.M.
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ANALYSE
GRANULOMETRIQUE
B.E.R.G.A.
Provenance : LYOA/
Dossier :
L.P.C.
Echantillon
n" :
Date de l'essai : AJA/ /072
Profondeur : /7.7O-/ß.7O
Poids initial sec: 3. 25$ Ar
A.S.T.M.
100
W
Nature :
Sondage : A/S 7
5"
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1/4'
n°10
GRAVIERS
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0
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• *
- 12 -
S
4 - INTERPRETATION DES RESULTATS
La tour T 3 comportera 2 sous-sols, le niveau de base étant à la cote
236 NGF et le premier niveau utilisable à la cote 242. Les charges réparties
sur 16 appuis ont les valeurs suivantes :
- 180 T pour les poteaux les moins chargés,
- 280 T pour les poteaux les plus chargés.
41 - FONDATION SUPERFICIELLE
Le terrassement des sous-sols va enlever en grande partie la
première couche de cailloutis. On pourrait concevoir une fondation sur
radier général béton armé, mais la conception de l'immeuble rend ce mode
de fondation peu économique.
La charge sur radier serait de 10 T/m
2
environ inférieure au
taux de charge admissible pour des fondations superficielles reposant sur les
2
arènes argileuses, qui est 20 T/m .
FONDATION_SEMI=PROFONDE
Une fondation sur puits de 4 à 5 m ancrés dans l'arène argileuse
pourrait être chargée approximativement à :
-^2_ =
6
-^L
6
4 4 bars, soit 40 T/m2
ceci sous réserve du calcul des tassements.
Il ne semble pas que cette solution présente un grand intérêt.
42 - ETUDE DES FONDATIONS SUR PIEUX
La méthode de calcul ne se présente pas comme celle des fondations
superficielles, et le choix dépend beaucoup des conditions économiques dont
- 13 -
le critère est de faire travailler les pieux au minimum à 80 % de leur
force portante minimale. La contrainte maximale dans le fût du pieu peut
atteindre 40 à 50 bars.
La solution pieu foré semble préférable à celle des pieux battus,
car l'hétérogénéité des sols d'ancrage (gros graviers, blocs de roche peu
altérée) risque de poser des problèmes (refus prématurés, déviations).
La force portante du pieu est la somme de la réaction de pointe et du
frottement latéral le long du fût.
En ce qui concerne la résistance de pointe, nous l'estimons à
la moitié de la résistance de pénétration statique, soit dans le cas
présent pour des pieux ancrés dans le socle altéré :
Rp
— —
=
70
2
=
__ ,
35 bars
2
Charge portante du pieu :
P
=
TTD2
4
Rp
—£2
+
_
F
x
D
d
x
I
3
D
=
diamètre du pieu
R
=
résistance de pointe à la base du pieu à 70 bars
F
=
frottement total au niveau de la fondation, c'est-à-dire pointe
du pieu (5 T)
d
=
diamètre de la sonde du pénétromètre
Selon la section du pieu, la force portante varie. Nous pourrons
prendre en moyenne, coefficient de sécurité inclus, les valeurs qui figurent
au tableau ci-dessous :
- 14 -
CHARGE
P„,
I
DIAMETRE / m.
FORCE
CHARGE UNITAIRE (bar)
PORTANTE
0,40
60 T
48 bars
0,60
125 T
45 bars
0,80
210 T
40 bars
FICHE DES PIEUX
PEN.
NIVEAU TN
BASE DU PIEU
NGF
LONGUEUR DU PIEU
COMPTEE DU
NIVEAU 236
K
244
224
12 m
L
240
223
13 m
M
239
224
12 m
N
. 241
221
15 m
Pour éviter les diamètres
> 0,80 des groupes de pieux devront
être mis en place pour équilibrer les descentes de charge de 280 T.
Dans ces conditions, la charge de travail doit être réduite. Le coefficient
de réduction de Feld est de 94 % pour un groupe de 2 pieux et 87 % pour
3 pieux.
- 15 -
C^RGES_P0RTANTES_DES_PIEUXwCALCULEES_A_PARTIR_DES_F0RMULES_STATT2UES
ET SUR LA BASE DES ESSAIS DE LABORATOIRE
Nous prendrons pour les caractéristiques mécaniques, les valeurs
minimales de C et
^à\i
tableau, soit :
C = S T/m"2
Y
- ™
0 =
= 2
T/m'
f(¿P = „„o
32°
longueur moyenne des pieux
h =
frottement latéral
f = 5
2
12 m
2
T/m
La résistance en pointe :
B = M R2 2 (1,3
(1,3 CN
CN ++ YYhhNq)
N
et le frottement le long du fût
F
= MD f h
La charge admissible est donnée par
P =
L'application de ces formules statiques établies par TERZAGH1,
donne pour les pieux utilisés, les charges suivantes :
Pieu de 0,40 de diamètre
=
58 Tonnes
Pieu de 0,60 de diamètre
=
110 Tonnes
Pieu de 0,80 de diamètre
185 Tonnes
5 - CONCLUSION
La construction de l'immeuble pilote T 3 , prévu sur le lotissement
de CHAMPVERT, nécessitera des fondations sur pieux dont les fiches
dans le tableau ci-après :
figurent
-
BASE DU PIEU
PEN.
NIVEAU TN
NGF
16 -
LONGUEUR DU PIEU
COMPTEE
DU NIVEAU 236
K
244
224
12 m
L
240
223
13 m
M
239
224
12 m
N
241
221
15 m