Le mur de pieux sécants est une technique de confinement des fouilles. Les pieux en béton armé et les pieux en béton non armé sont découpés et imbriqués, formant ainsi un mur de pieux emboîtés. L'effort tranchant est réparti entre les pieux dans une certaine mesure, et tout en retenant les terres, ce mur assure efficacement l'étanchéité. Il est particulièrement adapté aux zones à nappe phréatique élevée et aux terrains exigus.
Conception d'un mur de pieux sécants
En théorie, puisque les pieux en béton non armé et les pieux en béton armé adjacents s'imbriquent pour former la paroi, ces derniers exercent une action conjointe lorsque la paroi est soumise à des contraintes et se déforme. Pour les pieux en béton armé, la présence de pieux en béton non armé accroît leur rigidité en flexion, ce qui peut être pris en compte par la méthode de rigidité équivalente lors des calculs, en pratique.
Cependant, l'étude d'un projet concret montre que la contribution à la rigidité du pieu en béton non armé n'est que d'environ 15 % en cas de fissures au fond de l'excavation. Par conséquent, lorsque le moment de flexion est important, la rigidité du pieu en béton non armé est négligeable. En revanche, lorsque le moment de flexion est faible, la contribution de la rigidité du pieu en béton non armé peut être prise en compte lors du calcul de la déformation de la rangée de pieux, et la rigidité du pieu en béton armé peut être multipliée par un coefficient d'amélioration de rigidité de 1,1 à 1,2.
Construction d'un mur de pieux sécants
Le pieu simple est coulé au préalable avec du béton à prise retardée. La partie en béton à l'intersection avec les pieux simples adjacents est découpée à l'aide d'un foret de tubage avant la mise en place initiale de ces pieux, puis le béton de remplissage est coulé afin d'assurer l'occlusion des pieux adjacents.
Le processus de construction d'un mur de pieux sécants simples est le suivant :
(a) Foret de protection en place : Lorsque le mur de guidage de positionnement a une résistance suffisante, utilisez la grue pour déplacer le foret en place et placez le centre du support de tuyau hôte principal au centre du trou du mur de guidage.
(b) Formation d'un trou pour pieu unique : Lors de la mise en place de la première section du cylindre de protection (profondeur de 1,5 m à 2,5 m), le godet à arc prélève la terre du cylindre et la saisit tout en continuant à enfoncer la première section jusqu'à ce qu'elle soit complètement enfoncée (en laissant généralement 1 m à 2 m au-dessus du sol pour faciliter la connexion du cylindre), afin de vérifier la verticalité. Une fois le test réussi, le deuxième cylindre de protection est connecté, et ainsi de suite jusqu'à ce que la pression atteigne le niveau de fond de pieu prévu.
c) Levage de l'armature métallique : Pour le pieu B, l'armature métallique doit être mise en place une fois l'inspection du forage validée. À ce moment-là, la hauteur de l'armature métallique doit être correcte.
d) Injection de béton : S'il y a de l'eau dans le trou, il est nécessaire d'utiliser la méthode d'injection de béton sous-marine ; S'il n'y a pas d'eau dans le trou, utilisez la méthode de perfusion à sec et faites attention aux vibrations.
(e) Tirage du tambour dans le pieu : lors du coulage du béton, retirez le cylindre de protection et veillez à maintenir le fond du tambour de protection à ≥ 2,5 m sous la surface du béton.
Le processus de construction des rangées de pieux est le suivant :
Pour une rangée de pieux occlusifs, le processus de construction est A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3, et ainsi de suite.
Indicateurs clés concrets :
La détermination du temps de retardement du béton du pieu A nécessite de calculer ce temps selon la formule suivante après avoir déterminé le temps t nécessaire à la formation d'un pieu unique pour les pieux A et B :
T=3t+K
Formule : K — temps de réserve, généralement 1,5t.
Lors du forage du pieu B, le béton du pieu A, n'étant pas complètement solidifié et encore à l'état fluide, peut s'engouffrer dans le forage du pieu B à l'intersection des deux pieux, provoquant un phénomène de « refoulement vertical ». Les mesures correctives sont les suivantes :
(a) Contrôler l'affaissement du béton du pieu A ＜14cm.
(b) Le tubage doit être inséré à au moins 1,5 m sous le fond du trou.
c) Observer en temps réel si la surface supérieure en béton du pieu A s'affaisse. En cas d'affaissement, interrompre immédiatement l'excavation du pieu B et, tout en comprimant au maximum le cylindre de protection, remplir le pieu B de terre ou d'eau (afin d'équilibrer la pression du béton du pieu A) jusqu'à ce que le phénomène de « refoulement » cesse.
Autres mesures :
En cas d'obstacles souterrains, étant donné que la paroi de pieux sécants est revêtue d'un tubage en acier, l'opérateur peut remonter le forage pour retirer les obstacles une fois que l'environnement est jugé sûr.
Il est possible de récupérer l'armature métallique mise en place lors du retrait du tubage du pieu. Des mesures préventives peuvent être prises pour réduire la granulométrie du béton du poteau B ou pour souder une fine plaque d'acier, légèrement plus petite que l'armature, à sa base afin d'améliorer sa stabilité.
Lors de la construction d'une paroi de pieux sécants, il est essentiel de contrôler le temps de prise des pieux en béton non armé, de veiller à la synchronisation de la construction des pieux adjacents (béton non armé et béton armé) et de maîtriser leur verticalité. Ceci permet d'éviter l'impossibilité de construire un pieu en béton armé en raison d'une prise excessive du béton. À l'inverse, un écart important de verticalité des pieux en béton non armé une fois construits peut compromettre l'adhérence avec le pieu en béton armé, voire provoquer des infiltrations d'eau dans la fosse de fondation et entraîner des ruptures. Il convient donc d'organiser soigneusement la construction de la paroi de pieux sécants et de consigner les travaux afin de faciliter leur bon déroulement. Pour garantir la précision du forage des pieux d'obturation conformément aux exigences de conception et aux spécifications, un contrôle rigoureux de cette précision doit être mis en œuvre tout au long du processus. Deux colonnes de contrôle peuvent être installées sur la machine de formage des pieux pour vérifier la verticalité des parois extérieures des cylindres de protection nord-sud et est-ouest, et deux clinomètres peuvent être utilisés pour contrôler la verticalité du forage. Les corrections et ajustements doivent être effectués rapidement dès qu'un écart est constaté.
À l'instar de la construction d'une paroi continue souterraine, la réalisation d'une paroi moulée à tubage intégral nécessite la mise en place d'un mur de guidage avant le forage des pieux. Ce mur permet de contrôler l'horizontalité du pieu foré et sert de support aux engins de chantier, évitant ainsi l'effondrement du forage. Il garantit également la verticalité du tubage et assure le bon déroulement du forage. Les exigences de construction du mur de guidage sont détaillées dans les spécifications relatives aux parois moulées souterraines.
Date de publication : 17 novembre 2023