Minipalo GEOSYSTEM®
Consolidation à l’aide de résines et/ou de ciments expansifs
Il existe différents types de tassement de terrain : tassement immédiat ou à long terme, tassement différentiel, rotation-translation rigide du bâtiment. Dans tous ces cas, il est possible d’intervenir en consolidant les fondations de manière directe et indirecte.
Minipalo GEOSYSTEM®: utilisation pour l’adaptation au risque sismique des constructions
Les fissures et les déséquilibres qui apparaissent sur les bâtiments en maçonnerie et sur les structures en général sont habituellement dus à des tassements de terrain. Toutefois, étant donné la complexité du système terrain/fondations et les difficultés liées à l’inspection et au relevé des fondations existantes, il n’est pas toujours possible d’en établir la cause.
Il existe différents types de tassement de terrain : tassement immédiat ou à long terme, tassement différentiel, rotation-translation rigide du bâtiment.
Cette différence est due aux charges qui reposent sur la structure (permanentes et accidentelles), à des phénomènes de subsidence, à des variations du niveau des nappes phréatiques, à une augmentation des charges, aux vibrations, et peut également être générée par des événements sismiques.
Dans tous ces cas, il est possible d’intervenir en consolidant les fondations de manière directe et indirecte.
Interventions directes
Les interventions directes sont celles qui agissent directement sur la structure de fondation par renforcement et raidissement.
Nous pouvons citer par exemple la reprise en sous-œuvre, l’élargissement de la base des fondations, des sous-fondations profondes à l’aide de pieux forés de gros diamètre ou de micropieux forés de petit diamètre, etc.
Interventions indirectes
Les interventions indirectes sont celles qui n’agissent pas directement sur la structure de fondation mais qui visent à réduire les tassements différentiels en agissant autour des ouvrages de fondation, comme des injections à base d’un mélange de ciment, de bentonite et d’additifs, ou des injections de résines expansives par exemple, dans le but d’améliorer la stabilité du terrain qui entoure les fondations. Il est également possible d’intervenir à l’aide d’un mélange eau-ciment en profondeur ou de procéder à la consolidation du terrain à l’aide d’un système de drainage vertical.
Les avantages de la technologie Minipalo GEOSYSTEM®
Ces dernières années, Edilsystem srl a réussi à imaginer et à tester une solution innovante et révolutionnaire : le nouveau système breveté « minipalo GEO-SYSTEM® », qui associe le système direct de consolidation des fondations au système indirect, en tirant profit des avantages de chaque technologie. Il s’agit en effet d’effectuer une intervention qui combine l’injection d’un mélange expansif à des pieux de petit diamètre, ce qui permet d’atteindre les couches de terrain les plus profondes.
L’utilisation de « minipalo GEO-SYSTEM® » est idéale pour consolider les fondations dans le cadre de l’adaptation au risque sismique, y compris grâce à sa facilité de pose au moyen de machines à encombrement réduit pouvant être utilisées à l’intérieur des bâtiments et dans des espaces très limités, permettant ainsi d’obtenir des résultats impossibles à obtenir au moyen d’autres techniques.
« Minipalo GEO-SYSTEM® » est un système composé de pieux armés de petit diamètre, posés par forage direct, en utilisant comme tige de forage des barres creuses reliées entre elles par des manchons équipés de clapet anti-retour. Munies d’une pointe de forage « à perdre » (choisie en fonction du type de terrain), ces barres constitueront l’armature.
Ensuite, l’injection est réalisée à l’aide de résines polyuréthane expansives haute résistance ou d’un mélange à base de ciment expansif spécialement conçu et formulé pour ce système (« Geo-Xp »).
Ce système permet de tirer profit des avantages de chaque technique, en effectuant une intervention qui combine des résines polyuréthane ou des mortiers-ciments expansifs à des pieux en acier de petit diamètre, permettant de transférer la charge et les sollicitations du système superficiel de fondations à des couches de terrain plus profondes, tout en consolidant le terrain sous les fondations existantes.
L’injection de résines polyuréthane peut être remplacée en injectant à travers la partie creuse de la barre et les trous de la pointe de forage une suspension à base d’eau et de ciment normal ou une suspension à base d’eau et de ciment expansif « Geo-Xp », ou encore en utilisant un mélange contenant un liant bicomposant, sans ciment, à base de matériaux composites minéraux inorganiques, spécifiquement conçu pour la consolidation de terrains à faible et très faible perméabilité.
Le produit à injecter varie en fonction de la typologie du terrain et du seuil de résistance que l’on souhaite obtenir.
Disponibles dans les diamètres 32/38/55 mm, les barres d’armature peuvent être de différentes longueurs en fonction des exigences. Elles sont reliées entre elles au moyen de manchons de jonction équipés de clapets anti-retour spécialement conçus pour ce système.
I valori di aderenza laterale tra il corpo d’iniezione ed il terreno, per i “minipali GEO-SYSTEM®”, grazie alle particolarità della loro realizzazione che avviene in una unica fase – realizzazione del foro di perforazione con contestuale inserimento dell’armatura e successiva iniezione-, sono superiori a quelli dei micropali e dei pali non iniettati.
La technique de pose présente les atouts suivants:
– Améliorer les propriétés mécaniques du terrain en correspondance de l’interface minipieu-terrain;
– Obtenir une résistance de coupe élevée entre le bulbe d’injection et le terrain;
– Réduire les tassements au niveau de la tête du minipieu et obtenir une augmentation de la rigidité du système de fondation;
– Augmenter la vitesse d’exécution;
– Éviter d’utiliser un tuyau de revêtement (chemise) en cas de forages dans des terrains instables.
La figure à côté illustre « minipalo GEO-SYSTEM® » injecté à l’aide de mousses polyuréthane, équipé d’une pointe de forage, d’un tube de centrage et d’un manchon de jonction. La tête du minipieu au niveau du passage de la fondation a été réalisée à l’aide d’une coulée de micro-mortier rhéoplastique antiretrait à durcissement rapide : MICROGROUT INJECTION ANCHOR, spécifique pour la construction des minipieux.
« Minipalo GEO-SYSTEM® » a été testé lors d’épreuves de chargement en grandeur réelle par le Département de Génie civil de l’Università degli Studi de l’Aquila. Les essais effectués, de type axial, ont été réalisés pour définir les courbes de charge/tassement à la tête des minipieux et identifier la portée maximale de l’ensemble pieu-terrain.
1. Axe minipieu
2. Terrain environnant/trottoir
3. Armature
4. Forage à rotopercussion au moyen d’une machine spéciale
5. Injection de ciments expansifs ou résines polyuréthane
La consolidation des fondations à l’aide de pieux autoforants en acier de petit diamètre associés à l’injection de résines polyuréthane ou de mortiers-ciments expansifs dans le terrain environnant permet de réduire les risques de tassements/mouvements de terrain et, par conséquent, les risques d’endommagement des bâtiments et des structures construites sur celui-ci.
Il est possible d’améliorer le comportement de ces bâtiments en matière de risque sismique en réduisant les « faiblesses » en matière de continuité/raccordement des fondations existantes.
Associée à la réalisation d’éléments structurels horizontaux (comme chaînages, profilés en acier ancrés à la maçonnerie et poutres armées structurellement reliées avec les panneaux de maçonnerie), la technologie « minipalo GEO-SYSTEM® » permet d’augmenter la rigidité des structures en maçonnerie des fondations, en leur permettant de résister aux sollicitations, y compris en traction.
Les tests effectués ont permis de confirmer que cette technologie peut être employée avec succès aussi bien pour consolider les fondations et les sous-fondations que pour réaliser des ancrages de structures de support pour la consolidation de talus et de pentes, pour les clouages de terrains, pour la construction et l’assainissement de tunnels, pour la réalisation de tirants (passifs au lieu de tirants actifs), ainsi qu’en association avec des isolateurs sismiques et des dissipateurs d’énergie sismique.
D’importantes adaptations au risque sismique ont déjà été effectuées sur l’ensemble du territoire italien dans des bâtiments de différentes tailles et présentant différentes caractéristiques structurelles.
L’interaction sol-minipieu-structure est un aspect important qu’il faut prendre en compte lors de l’élaboration du projet, spécialement en cas de sollicitations sismiques ; en effet, l’accélération transmise à la structure peut induire des forces d’inertie telles qu’elles risquent d’endommager la tête du minipieu.
Grâce à la technique de pose spéciale de « minipalo GEO-SYSTEM® », on obtient une forte adhérence latérale et, suite au remplissage complet du volume foré, on obtient une excellente liaison minipieu-terrain qui permet de donner au minipieu une forte capacité d’absorption des sollicitations, ainsi que de contenir les sollicitations de flexion et les déflexions au niveau des têtes d’ancrage, qui tendent habituellement à s’amplifier en cas de séparation entre le corps d’injection et le terrain environnant.
Par conséquent, la tête du minipieu représente une zone critique qui doit être correctement dimensionnée en fonction des charges situées au-dessus et de la typologie des fondations.
Utilisation de Minipalo GEOSYSTEM® dans des terrains soumis à liquéfaction
La technique « minipalo GEO-SYSTEM® » peut être utilisée avec succès y compris pour l’adaptation au risque sismique de constructions réalisées sur des terrains à risques de liquéfaction (comme cela s’est produit pendant le séisme de 2012 en Émilie).
« Minipalo GEO-SYSTEM® », y compris sur ces types de terrains, constitue une armature solide permettant d’en améliorer les propriétés mécaniques, en créant un confinement tel qu’il permet de limiter le risque de liquéfaction.
En effet, la technologie « minipalo GEO-SYSTEM® » permet également de consolider ces types de terrains en augmentant leur cohésion et en transférant dans le même temps la charge à des couches de terrain qui ne présentent pas de risques de liquéfaction. Cela permet de réduire ce risque, conformément à la réglementation NTC-2008.
En résumé, on peut affirmer que la technique « minipalo GEO-SYSTEM® » constitue la solution idéale pour l’adaptation au risque sismique des constructions existantes, ainsi que pour la réalisation de nouvelles fondations.
