Fiches d`exécution pour les pieux à refoulement (catégorie I).

Infofiche 67.5.1.2.1.2
Fiches d'exécution pour les pieux à refoulement (catégorie I). Pieux vissés avec un fût en
béton plastique. Pieux Atlas
Parution: avril 2014
Cette Infofiche se penche sur la mise en œuvre des pieux Atlas. Dans un premier
temps, cette technique de fondation sera brièvement décrite. Ensuite, l'Infofiche
s'attardera sur les matériaux utilisés, le système de pénétration et les dimensions
nominales. Enfin, il sera également question de la capacité portante et du
comportement en déformation des pieux, de leur domaine d'utilisation ainsi que des
points importants liés au contrôle de la qualité.
1. Description du système
Un pieu Atlas est un pieu en béton, à refoulement, moulé dans le sol, avec un fût hélicoïdal
réalisé à l'aide d'un tube de forage provisoire vissé. Ce tube est en acier.
Ce type de pieu peut être classé comme présenté au tableau A.
A | Classification d'un pieu Atlas.
TYPE DE PIEU
Catégorie I: PIEUX À REFOULEMENT
B. PIEUX VISSES (¹)
1. Fût en béton plastique
(¹)Uniquement pour les pieux vissés avec des hélices de maximum 10 cm (36/56, p. ex.).
Pour un aperçu général des différents types de pieux existants, on consultera l'Infofiche 67.1.
2. Exécution : description générale
On peut distinguer les phases suivantes (cf. figure 1) lors de l'exécution d'un pieu Atlas:
 un tube de forage en acier, muni d'un corps de refoulement avec une hélice et une pointe
perdue, est positionné à la surface du sol
 ce tube est vissé dans le sol à l'aide d'une table de forage fixe sous l'action combinée d'un
couple de forage et d'une charge axiale
 une fois la profondeur de pointe souhaitée atteinte, l'armature est placée dans le tube, qui
sera rempli de béton et ensuite retiré par rotation. L'espace de forme hélicoïdale ainsi créé
est rempli de béton frais qui s'écoule via le tube de forage
 si nécessaire, une armature supplémentaire peut être introduite en tête.
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1 | Exécution d'un pieu Atlas.
3. Matériaux
Pour plus d'informations concernant les spécifications et les normes applicables aux
matériaux utilisés pour ce type de pieu (béton, armature), on consultera l'Infofiche 67.4.1.1.
4. Système de pénétration
4.1. Exigences minimales
Le tube est vissé dans le sol sous l'action combinée d'un couple de forage de 300 kNm
minimum et d'une charge axiale en compression de 400 kN. Ensuite, il est retiré par rotation
avec une charge axiale en traction de 400 kN.
4.2. Niveau de vibrations
Les pieux Atlas sont exécutés sans vibration.
4.3. Niveau sonore
L'exécution de pieux Atlas entraîne peu de nuisances sonores. La seule nuisance sonore à
noter est celle provenant du moteur de l'engin de forage.
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5. Dimensions nominales
Conformément aux définitions du CSTC–Rapport n° 12 [4], les dimensions nominales du pieu
pour les calculs géotechniques sont déterminées comme suit :
 le niveau de la pointe du pieu est défini comme étant le niveau le plus bas, où se
situe l'entièreté de la section de la base du pieu. Il s'agit donc du niveau où se trouve
le sommet de l'hélice à la fin du forage. Nous tenons à souligner que ce niveau se
trouve environs 0,15 m plus haut que le niveau supérieur 'réel' (physique) de la pointe
perdue
 le diamètre de la base du pieu (Db) est égal au diamètre maximal de l'hélice
 le diamètre du fût du pieu (Ds) est équivalent au diamètre maximal de l'hélice.
2 | Géométrie du pieu et définition du niveau de la pointe du pieu
5.1. Dimensions types et valeurs nominales
Les dimensions types d'usage et les valeurs nominales correspondantes pour le diamètre de
la base du pieu (Db) et le diamètre du fût du pieu (Ds) sont reprises dans le tableau B. Ce
dernier indique également les valeurs dérivées pour le diamètre équivalent de la base du pieu
(Db,eq), la surface de la base du pieu (Ab) et le périmètre du fût du pieu (χs).
Pour d'autres mesures, il y a lieu de prendre contact avec le fabricant
.
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B | Dimensions types et valeurs nominales correspondantes pour le diamètre de la base du
pieu (Db) et le diamètre du fût du pieu (Ds).
Dimension
s types
(m/m)
Diamètre
nominal de
la base du
pieu Db (m)
Diamètre
équivalent
de la base
du pieu
Db,eq (m)
0,31/0,46
0,36/0,51
0,41/0,56
0,46/0,61
0,51/0,66
0,56/0,71
0,61/0,76
0,31/0,46
0,46
0,51
0,56
0,61
0,66
0,71
0,76
0,46
0,46
0,51
0,56
0,61
0,66
0,71
0,76
0,46
Diamètre nominal du fût
du pieu Ds (m)
Pour le
Pour le calcul
calcul
géotechnique structurel
(*)
0,46
0,31 (0,29)
0,51
0,36 (0,34)
0,56
0,41 (0,39)
0,61
0,46 (0,44)
0,66
0,51 (0,48)
0,71
0,56 (0,53)
0,76
0,61 (0,58)
0,46
0,31 (0,29)
Surface de
la base du
pieu Ab (m²)
Périmètre
du fût du
pieu χs (m)
0,1662
0,2043
0,2463
0,2922
0,3421
0,3959
0,4536
0,1662
1,4451
1,6022
1,7593
1,9164
2,0735
2,2305
2,3876
1,4451
(*) L'Eurocode 2 recommande de réduire le diamètre nominal pour le calcul structurel de
pieux en béton moulés dans le sol (cf. § 2.3.4.2 de la norme NBN EN 1992–1–1 [1]). La
valeur réduite est indiquée entre parenthèses.
5.2. Longueurs de pieu maximales
L'utilisation d'engins de forage standards implique une longueur de pieu maximale de 24 m.
La longueur du pieu peut aller jusqu'à 32 m grâce à l'utilisation d'outils de forage adaptés.
6. Capacité portante et comportement en déformation
En Belgique, le calcul de la capacité portante du pieu selon la norme NBN EN 1997–1 [2] se
fait conformément aux règles du CSTC–Rapport n° 12 [4]. Les valeurs des facteurs à
appliquer (αb, αs, λ, β, ƔRd, Ɣb et Ɣs) sont mentionnées dans le tableau C.
C | Facteurs à appliquer lors du calcul de la capacité portante du pieu selon la norme
NBN EN 1997–1 [2] et le CSTC–Rapport n° 12 [4].
Facteurs d'installation
αb
αs
Argile tertiaire
0,80
0,90
Autres types de sol
0,70
1,00
Facteurs de forme
λ
b
Dans tous les cas
1,00
1,00
Facteur de modèle
ƔRd
Sans agrément technique (¹)
1,25
Avec agrément technique
1,00
Facteurs de sécurité partiels
Ɣb
Ɣs
Combinaison 1
1,00
1,00
Combinaison 2 - sans certification du processus (²)
1,45
1,35
Combinaison 2 - avec certification du processus (²)
1,35
1,35
(¹) Il s'agit d'un agrément technique délivré par l'UBAtc (ou équivalent). Dans l'attente de la
procédure pour l'obtention d'un Agrément UBAtc, le facteur réduit peut être appliqué, à
condition de disposer d'un accord entre les parties concernées et après la présentation
des résultats d'essais de chargement statique instrumentés comme décrit dans le CSTC–
Rapport n° 12 [4].
(²) Dans l'attente de la procédure pour l'obtention d'une certification du processus, la valeur
réduite peut être appliquée, à condition de disposer d'un accord entre les parties
concernées et après la présentation d'un plan de monitoring comme décrit dans le CSTC–
Rapport n° 12 [4].
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7. Domaine d'application
7.1. Conditions de terrain
Les pieux Atlas sont applicables en présence d'une grande variation des conditions de terrain
(longueurs de pieu variables, données calendrier, ...). La longueur de pieu individuelle est
alors facilement adaptable.
7.2. Inclinaisons maximales
Les angles α et β des pieux Atlas ne peuvent excéder 11° (1/5) par rapport à la verticale
(cf. figure 3). Dans la norme d'exécution NBN EN 12699 [3], l'angle Θ définit par contre
l'inclinaison par rapport à l'horizontale.
3 | Inclinaisons maximales des pieux Atlas.
7.3. Hauteur de travail minimale
La hauteur de travail minimale des pieux Atlas est équivalente à la longueur du pieu,
augmentée de 7 m. La hauteur de travail peut être limitée à la longueur du pieu, augmentée
de 5 m à condition d'utiliser une pompe à béton.
7.4. Distance minimale d'axe en axe des pieux
Pour plus d'informations concernant la distance d'axe en axe des pieux, on consultera
l'Infofiche 67.2.1. Nous tenons à souligner que les directives données ne concernent que
l'ordre d'exécution de pieux voisins fraîchement coulés et non leur conception.
7.5. Distance entre l'axe du pieu et les constructions existantes
Pour les pieux Atlas, la distance entre l'axe du pieu et les constructions existantes (cf. figure
4) doit au moins respecter les valeurs suivantes:
 a = 1,0 m
 b = 1,4 m.
Cette distance minimale dépend toujours de la situation locale et des possibilités de
configuration de la machine de forage. Si les constructions existantes présentent des parties
en surplomb, cette distance peut être augmentée.
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4 | Distance minimale entre l'axe d'un pieu Atlas et les constructions existantes
8. Points importants
Lors de l'exécution de pieux Atlas proches de constructions souterraines (caves, fondations
peu profondes, ...), il peut être recommandé de prévoir des puits de décompression.
Il sera parfois nécessaire d'utiliser une composition de béton adaptée dans les couches
meubles à très meubles.
Le pieu est de préférence armé sur toute sa longueur. Pour plus d'informations sur ce sujet,
on consultera l'Infofiche 67.4.1.1.
9. Contrôle de la qualité
L'exécution de pieux Atlas doit être réalisée conformément aux normes NBN EN 12699 [3] et
NBN EN 1997 [2].
Les tolérances d'exécution pour ce type de pieu sont reprises dans l'Infofiche 67.3.1.
Les paramètres suivants sont contrôlés pendant l'installation du pieu:
 la profondeur durant le forage et la remontée du tube de forage
 le début et la fin de l'installation (chronologie)
 la pression hydraulique de forage en fonction de la profondeur de forage
 la vitesse de rotation en fonction de la profondeur de forage
 la consommation totale de béton.
Ce suivi se fait généralement manuellement et visuellement.
Le rapport du pieu mentionne au moins les paramètres d'exécution suivants:
 la profondeur de forage atteinte
 la durée d'exécution totale
 la pression de forage sur les 0,45 derniers mètres (0,45 m juste au-dessus de la pointe)
 la consommation totale de béton.
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Si demandé explicitement, les paramètres d'exécution peuvent être mesurés et enregistrés
continuellement grâce à un système de collecte des données (monitoring) approprié installé
sur l'engin de forage.
10. Lien vers la base de données TechCom
Bibliographie
1. Bureau de Normalisation
NBN EN 1992–1–1 (+ ANB) Eurocode 2 : Calcul des structures en béton. Partie 1-1 :
Règles générales et règles pour les bâtiments. Bruxelles, NBN, 2010.
2. Bureau de Normalisation
NBN EN 1997–1 Eurocode 7 : Calcul géotechnique. Partie 1 : Règles générales (+ AC :
2009). Bruxelles, NBN, 2005.
3. Bureau de Normalisation
NBN EN 12699 Exécution des travaux géotechniques spéciaux. Pieux avec refoulement
de sol. Bruxelles, NBN, 2001.
4. Centre scientifique et technique de la construction
Directives pour l'application de l'Eurocode 7 en Belgique. Partie 1 : Dimensionnement
géotechnique à l'état limite ultime de pieux sous charge axiale de compression. Bruxelles,
CSTC, CSTC–Rapport n° 12, 2009.
N. Huybrechts, ir., chef de la division 'Géotechnique', CSTC
M. De Vos, ir., chef adjoint de la division ‘'Géotechnique'’, CSTC
F. De Cock, ir., chef d'entreprise GEO.be (mandaté par l'ABEF)
Cette Infofiche a été conçue, en étroite collaboration avec l'Association belge des
entrepreneurs de fondation (ABEF), dans le cadre du projet TIS-SFT (subsidié par l'IWT)
consacré aux techniques spéciales de fondation.
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