Amélioration des sols pour les fondations spéciales

Les méthodes d'amélioration des sols visent à augmenter la portance du sous-sol et à prévenir le tassement des futures structures. En outre, elles peuvent réduire le potentiel de liquéfaction du sol (par exemple, protection sismique). Les méthodes de vibration en profondeur constituent souvent une option rapide et économique pour améliorer les caractéristiques techniques du sol de construction. Outre le vibrocompactage et le vibro-remplacement, la technique VCC (Vibro Concrete Columns) est également utilisée à cette fin.

Vibrocompactage (VC)

Cette méthode est utilisée pour l'autocompactage des sols dont la densité apparente est insuffisante, par exemple les sols sans cohésion, naturellement non remaniés ou les matériaux sablo-graveleux incorporés artificiellement. Grâce aux vibrations, les particules de sol sont réparties de manière plus compacte. Une fois la profondeur finale atteinte à l'aide du lançage à l'eau, la remontée progressive du vibreur de silo crée une zone densifiée d'un diamètre de 2 à 4 m. La réduction du volume des pores est visible en surface par la formation d'un entonnoir de tassement qui doit être comblé.

Vibro-remplacement

Cette méthode est utilisée pour les sols contenant plus de 10 % de particules cohésives. Cependant, pour le vibro-remplacement avec la technique « Bottom Feed » (alimentation par le bas), le vibreur guidé par mât est amené à la profondeur finale en utilisant le lançage d'air et la force de poussée active. Le matériau d'installation est transporté directement vers la sortie de la pointe du vibreur à l'aide d'une unité d'alimentation et d'un tube de chargement, puis déplacé radialement et compacté par des étapes de bourrage. Le modèle de bourrage (quantité, pression) est défini et contrôlé individuellement.

Les sols contenant plus de 10 % de particules cohésives ne peuvent plus être déplacés et compactés par vibration. L'amélioration des sols qui peut être obtenue ici provient de la construction de colonnes ballastées porteuses. Pour le vibro-remplacement avec la technique dite « Top Feed » (alimentaiton par le haut), le vibreur est amené à la profondeur finale à l'aide d'eau ou d'un mélange eau/air. Le matériau d'installation ajouté à la surface atteint la pointe du vibreur à travers le espace annulaire ainsi créé. Par des mouvements de bourrage continus, le matériau est déplacé radialement et compacté jusqu'à ce qu'un facteur d'arrêt prédéfini (pression hydraulique, volume de gravier) soit atteint.

La méthode Vipac peut être utilisée pour construire des colonnes de sable et de gravier d'une manière relativement facile et rentable. La méthode repose sur les passes successives de bas en haut dans le tube. Le matériau peut être rempli à l'aide d'un chargeur télescopique, même en cas de vibration.

Vibro Concrete Columns (VCC)

Cette technique est utilisée lorsque les sols à faible granularité ne sont pas en mesure de former une liaison portante avec les colonnes de déplacement ou si les forces de soutien latérales sont trop faibles. Le terrain environnant n'est pas compact. Des éléments de support rigides sont utilisés pour relier les couches de sol non porteuses. Après avoir atteint un niveau de fondation porteur, le vibreur est retiré et la cavité créée est remplie de béton sous pression constante. Les pieux VCC sont calculés comme des pieux non renforcés.

Compactage dynamique des sols (BDC)

La technique de compactage dynamique des sols (Bauer Dynamic Compaction, BDC) est particulièrement adaptée pour augmenter la densité apparente des sols sans cohésion, friables, ainsi que des sols mixtes meubles ayant une faible teneur en granulats fins. Cette méthode repose sur l'utilisation répétée de chocs par masse tombante depuis une grande hauteur. L'énergie cinétique émise lors de l'impact pénètre dans les couches de sol plus profondes et entraîne un compactage par reconditionnement forcé des grains. Le degré de compactage dépend de la masse du poids de chute, de la hauteur de chute et de l'espacement entre les points d'impact. La méthode est généralement utilisée pour les remblais, les matériaux de démolition, les débris de construction et les strates de sol présentant de grandes cavités (karst).