extension et construction sur le campus de fouillole - Infoterre

BRGM
L'ENTREPRISE A U SERVICE DE LA TERRE
!
C 3 . C C , 1991 !
Bi C
. i ».. i i
Ministère d e l'Education Nationale
Université d e s Antilles-Guyane
DDE de la Guadeloupe
Extension et construction sur le
Campus de Fouillole-Pointe à Pitre
Etude géotechnique de fondation
Rapport R 32407 4S ANT 91
Par C. PERRIN
Sous la direction technique
de JL. FOUCHER
Février 1991
BRGM - GUADELOUPE
Villa d'Huy - Morne Notre-Dame - 97139 Abymes cedex, Guadeloupe
Tél.: 19 (590) 82.75.40 - Télécopieur : 19 (590) 91.51.66
Extension et construction sur le
Campus de Fouillole
Etude géotechnique de fondation
Rapport R 32407 4S ANT 91
Février
1991
RESUME
Sur le campus de Fouillole, au Sud de Pointe-A-Pitre,
l'Université des Antilles-Guyane envisage la construction de
cinq ouvrages :
- deux bâtiments pour l'extension de l'UER de Droit (dont
l'un, le bâtiment VI, jouxtant l'ouvrage existant)
- services centraux
- bibliothèque
- institut pluridisciplinaire
Afin de compléter le programme de travaux remis aux
participants
du
concours
d'architecture,
une
étude
géotechnique préliminaire pour les fondations de ces bâtiments
a été confiée au BRGM-Antilles.
La campagne de reconnaissance est composé de dix sept
puits à la pelle mécanique et de quatre
sondages
au
pénétromètre dynamique mi-lourd ou statique lourd.
Deux cas sont à distinguer :
- bâtiment VI
existante)
(immédiatement
à l'est de l'UER de Droit
Au Sud-Ouest du projet, le marno-calcaire est quasiment
affleurant.
Au
Nord-Est
du
projet,
des
matériaux
meubles
et
compressibles (tourbe et argile molle) ont été enfermés par un
remblai pollué
(argile vasarde organique et plastique à
rognons calcaires). Les risques de tassements différentiels
entre ces deux pôles restreignent
la capacité portante de
calcul à 0,3 bar. Ces contraintes impliquent de recourir à des
fondations mixtes pieux et semelles, ou d'envisager de riper
le bâtiment vers le Sud.
Une étude géotechnique complémentaire est requise.
Autres bâtiments
calcaire altéré dur.
La
formation
de
fondation
est
le
La construction sur semelles filantes, ancrées à -1 m/TN
environ (variable), y est possible avec une capacité portante
de calcul de 4 bar.
Des anomalies ponctuelles
(poche argileuse, lentille
argileuse sous-jacente de bancs calcaires) sont possibles et
doivent être considérées avec précaution. La terre végétale
argilo sableuse doit être décapée.
Nous rappelons que le contexte
stricte conformité du projet aux
révisées 82) et paracycloniques
prônons aussi l'application
des
parasismiques AFPS 90.
de la Guadeloupe impose la
normes parasismiques (PS69
(NV65 révisées 87). Nous
nouvelles
recommandations
Par C. PERRIN
sous la direction technique de
JL. FOUCHER
TABLE D E S MATIERES
1 - INTRODUCTION
2 - CONTEXTE
3 - R E C O N N A I S S A N C E S ET RESULTATS
3.1 Puits à la pelle mécanique
3.2 Sondages au pénétromètre
3.3 Résultats des essais de laboratoire
4 - INTERPRETATION
4.1
4.2
4.3
4.4
Formulaire
Bâtiment V1
Autres bâtiments
Recommandations
5 - CONCLUSION
FIGURES DANS LE TEXTE
Figure 1 : plan de situation (échelle 1/25000)
Figure 2 : plan de masse et d'implantation des reconnaissances, bâtiment VI (échelle 1/500)
Figure 3 : plan de masse et d'implantation des reconnaissances, bâtiments V2 et N
Figure 4 : plan de masse et d'implantation des reconnaissances, bâtiments 0 et P
Figure 5 : interprétation des faciès, bâtiment VI
Figure 6 : coupe selon l'axe SW/NE (bâtiment VI)
ANNEXES
Annexe 1 : coupes géologiques des puits à la pelle
(Tl à T17)
Annexe 2 : graphes des sondages penetrómetriques
Annexe 3 : sondages des campagnes précédentes,
bâtiment VI (S2, S4, S7)
Annexe 4 : résultats des essais de laboratoire
1 - INTRODUCTION
Dans le cadre des futures extensions du Campus de
Fouillole à Pointe-à-Pitre (Guadeloupe), cinq bâtiments sont
envisagés : faculté de droit (création de deux bâtiments)
services centraux, bibliothèque et institut pluridisciplinaire
Afin de compléter le programme de travaux remis aux
participants
du
concours
d'architecture,
une
étude
géotechnique préliminaire pour les fondations de ces bâtiments
a été confiée au BRGM-Antilles, par la DDE de Saint-Claude
(cellule des constructions publiques), pour le compte de
l'Université
des
Antilles-Guyane
et
du
Ministère
de
l'Education Nationale.
Ce rapport est basé sur les résultats de la présente étude
et est complété, le cas échéant, par les conclusions des
rapports BRGM 70 ANT 26 et 76 ANT 5, relatifs à d'antécédentes
constructions sur le campus de Fouillole.
2 - CONTEXTE
Le campus de l'Université des Antilles-Guyane s'étend sur
la Pointe Fouillole, à 1,5 Km au sud de Pointe-à-Pitre
(Cf figure 1 ) .
Cette pointe est constituée
calcaires et de remplissages,
dépressions (zones inondables).
d'une succession de mornes
argileux ou tourbeux, de
Les interventions anthropiques dans cet environnement sont
nombreuses. Le site a en effet été successivement occupé par
la DDE (division Phares et Balises), un ensemble de cuves de
stockage d'hydrocarbures et enfin l'Université.
Ces diverses occupations du terrain ont à chaque fois
impliqué des travaux de terrassement sur les mornes et de
remblaiement des zones inondables.
Les horizons géologiques naturels prévisibles (marnocalcaire du plio-pléistocène, d'après la carte géologique au
1/50000 de la Grande-Terre par MM. GARRABE et ANDREIEFF, BRGM,
1988) sont donc quelquefois remaniés.
1
Figure 1 : plan de situation, échelle
1/25000
3 - RECONNAISSANCES ET RESULTATS
3.1 Puits à la pelle mécanique
Sur l'emprise des bâtiments projetés, au total dix sept
puits, notés Tl à T17, ont été excaves à l'aide d'une pelle
mécanique type tractopelle JCB.
Ces fouilles ont donné lieu au levé de la coupe géologique
des terrains et au prélèvement de deux échantillons (puits T2
et puits T8) pour essais
de
laboratoire. Les
niveaux
phréatiques, détectés uniquement dans le secteur du bâtiment
VI, y ont été relevés.
Les implantations
figures 2 à 4.
des
puits
sont
indiquées
sur
les
Les coupes géologiques des puits Tl à T17 sont présentées
en annexe 1, avec les niveaux phréatiques et les profondeurs
de prélèvement des échantillons.
Le substratum est d'origine sédimentaire. C'est un itiarnocalcaire, constitué par un assemblage de blocs et de rognons
de calcaire dur, d'origine madréporique, emballés dans une
marne blanchâtre à crème, sableuse avec des granules de
calcaire.
Les bancs de calcaire dur ayant provoqué la butée de la
pelle ne constituent pas un socle mais, en réalité, des
lentilles dures au sein de la formation de marno-calcaire
(ayant pour composante principale le calcaire altéré).
Ces relevés permettent de distinguer deux cas :
- zone du bâtiment VI (puits Tl, T2, Til, T17)
Les
terrains
rencontrés
présentent
une
grande
hétérogénéité entre Tl (calcaire altéré dès -0,70 m/TN), Tll
(rognons de calcaires altérés nappés par une argile vasarde
molle) et les puits T2 et T17 (argile vasarde gris verdâtre
molle plastique et organique à rognons, tourbe sous-jacente).
- autres bâtiments
Le calcaire altéré est atteint, dans le cas général, dans
le premier mètre subsurfacique.
Cependant, deux cas particuliers
l'existence d'anomalies ponctuelles :
2
mettent
en
évidence
Figure 2'
\
Plan de m a s s è ^ ^ d ' implantation
des reconnaissances - triment VI
r
(échelle 1/500)N , /
X
V',
l
«s
C
-*,
^
>
t
^
%
• •••••
•••:*
PS2
•
>>
Puits à la pelle mécanique Ti
Sondage carotté Si (campagne de 1976)
0
Sondage au pénétromètre dynamique mi-lourd Pfii
Sondage au pénétromètre statique lourd PSi
\
Figure 4 : plan de masse et d ^ B m 'a n t a t i o n
des reconna issances ( écrnelle 1/500)
bâtiments 0 et P
^
* le puits T8 ne présente le calcaire altéré qu'à partir
de -2,40 m/TN.
La poche argileuse sus-jacente peut être décomposée en
différents niveaux : argile marron à rognons (0,90 m)
passe de calcaire assez sain (0,10 m ) , argile moyenne
marron (1,40 m ) .
Cette succession appelle plusieurs remarques, d'ordre
général :
- il existe sur le site des poches d'argiles
résultant des phénomènes de dissolution des
marno-calcaires et ensuite de remplissage de ces
karts par une argile de décalcification.
La répartition de ces poches n'est évidemment
régie par aucune loi.
en particulier de telles poches argileuses
peuvent être sous-jacentes de l'horizon calcaire
et non détectables. Dans de tels cas, des tassements, imprévisibles et inquantifiables, seraient néanmoins induits.
* le puits T15 est occupé sur une partie de la fouille par
un niveau volcano-sédimentaire, constitué de cendres et
de lapillis assez argilisés (horizon repère sur la
Grande Terre, intercalé entre les séries carbonatées).
Ce niveau a une épaisseur de 2 m, surmonté par environ
0,90 m d'argile d'altération marron à ocre kaki.
Le calcaire altéré est ainsi détecté, sur une partie de
la fouille à -2,90 m/TN.
3.2 Sondages au pénétromètre
Quatre sondages au pénétromètre dynamique mi-lourd étaient
prévus sur l'emprise du bâtiment VI.
Les sondages au pénétromètre dynamique mi-lourd consistent
à faire chuter une masse de 30 Kg, appelée mouton, d'une
hauteur de 0,75 m, sur une enclume vissée au train de tiges ;
l'opérateur compte le nombre de coups nécessaires à un
enfoncement de 20 cm du train de tiges.
Connaissant
la
section
de la pointe conique perdue
(19,6 cm ) reliée au train de tiges, le nombre de coups est
directement lié à la résistance de pointe, pression exprimée
en bar. Ce type d'appareil permet de mesurer des résistances
de pointe jusqu'à 150 bar.
3
Le sondage PD1, dont l'implantation a été repérée sur la
figure 2 et le graphe présenté en annexe 2, n'a pu, malgré des
tentatives répétées sur des implantations proches, dépasser la
deuxième
mesure
(-0,40
m/TN).
Les
rognons
calcaires
décimétriques compactées empêchent en effet le fonçage du
train de tiges (résistances de pointe trop élevées).
Le BRGM a alors mis en oeuvre, pour les trois sondages
suivants, un matériel plus puissant (et adapté de surcroît aux
matériaux meubles mis en évidence dans la zone nord-ouest du
terrain à l'ouverture des fouilles), à savoir, le pénétromètre
statique lourd Gouda 10 T.
Le pénétromètre statique lourd de marque Gouda, permet de
foncer une pointe de mesure avec un maximum de 10T de poussée.
La résistance de pointe qc des formations traversées est
mesurée tous les 20 cm, avec une vitesse
d'enfoncement
constante de 2 cm/s. Les sondages sont menés au refus de
l'appareil, soit par butée (sur une formation dure ou un bloc
rocheux), soit par atteinte des limites de l'appareillage
(frottement latéral sur le train de tiges trop important).
Les implantations des reconnaissances au pénétromètre
statique lourd, (PS2 à PS4) sont respectivement (Cf figure 2 ) :
PS2 : au coin NW du bâtiment projeté
PS3 : à proximité du puits T17
PS4 : à proximité du puits Tll
Les sondages PS3 et PS4 ont atteint des profondeurs
respectives de 12,8 m et 2 m. Le sondage PS2, stoppé à -15
m/TN, suite au frottement latéral trop important, n'a pas
rencontré, en profondeur, d'horizon résistant ou de blocs de
calcaire durs.
Le sondage PS4 peut être considéré comme intermédiaire
entre le secteur où le marno-calcaire affleure dans le premier
mètre subsurf acique (Tl) et le secteur
où une épaisseur de
remblai
a
enfermé
des matériaux
compressibles
(argiles
vasardes, tourbe).
Les sondages PS2 et
(matériaux décrits d'après
surface :
PS3 font apparaître successivement
les puits à la pelle) depuis la
- environ 1,20 m de remblais divers compactés
(résistance de pointe q c > 100 bar)
- argile vasarde plastique, peu consistante à molle
(20 < q c < 80 bar, en moyenne q c ~ 40 bar)
- argiles vasardes molles et tourbes (qc < 10 bar
formation meuble et très compressible)
4
Au delà de ces horizons connus à partir des fouilles se
trouve
une
(ou
plusieurs)
formation,
non
caractérisée
géologiquement, de résistance de pointe très variable, de 20 à
200 bar (argile vasarde à rognons ? marno-calcaire ? ) .
Ces
sondages
mettent
simultanément
en
évidence
l'hétérogénéité des sols sur le site et le plongement du
calcaire altéré vers le nord-ouest (trouvé vers -1 m/TN sur
Tl, vers -2 m/TN sur PS4, vers -12 m/TN sur PS3, au delà de
-15 m/TN sur PS2).
La formation compressible (argile vasarde molle à rognons
puis tourbe) n'est détectée que sur PS2 (de -1,3 à -8,9 m/TN)
et PS3 (de -1,1 à - 4,9 m/TN).
3.3 Résultats des essais de laboratoire
Deux échantillons, prélevés dans les puits T2 et T8, ont
subi une série d'essais en laboratoire.
L'ensemble
des
résultats
est
fourni
en
annexe
3.
L'échantillon issu de T2 est caractérisé comme une tourbe
marron à noire fibreuse, consolidée sous l'effet des remblais
sus-jacents. Elle reste cependant très compressible au vu des
résultats de l'essai de compressibilité à l'oedomètre (indice
des vides initial e Q = 8 ; coefficient de compression C c = 8 ) .
Les caractéristiques physiques du matériau confirment sa
nature tourbeuse, avec une forte teneur en eau (W = 330% L et
des poids spécifiques faibles ( h ~ 1,1 t/m3 ; ^ r. 0,25 t/m^).
L'argile marron prélevée dans la poche d'altération de T8
(remplissage de karst) est compacte. La détermination des
limites d'Atterberg permet de classer cette argile en Lt
(limons très plastiques).
5
4 - INTERPRETATION
4.1 Formulaire
* La capacité portante est évaluée à partir des sondages
au pénétromètre statique lourd.
Les calculs de portance sont menés, à partir des résultats
des sondages pénétrométriques, conformément au DTU 13 - 12,
concernant les fondations superficielles.
Pour une semelle soumise à une charge centrée, de largeur
B, de longueur L et d'encastrement D, la capacité portante
ultime s'exprime :
%
= k
c See Is
+
*
D
Kc
= facteur de portance dépendant de la nature du sol et
des dimensions de la semelle
= résistance de pointe équivalente calculée à partir du
ice
sondage pénétrométrique sur une profondeur de 1,5 B à
partir de la base de la semelle
I s = coefficient minorateur tenant compte de l'inclinaison
de la charge
*
= masse volumique du sol
D
= encastrement de la semelle par rapport au terrain
naturel
La capacité
hypothèses :
portante
ultime
est
calculée
avec
les
- encastrement égal à l'épaisseur de la semelle
- inclinaison de la charge nulle
- sol de type III (remblai calcaire et matériaux en place
marno-calcaire)
- semelle superficielle
- largeur 1 m encastrée de son épaisseur, semelle filante
d'où K c = 0,1
et q u = K c .q c e
La capacité portante de calcul est alors la valeur
minimale entre qu/2 et la valeur de portance qui dispense de
tenir compte des tassements différentiels dans la structure.
NB : La contrainte de calcul utilisée pour les vérifications
aux ELU (Etats Limites Ultimes) ne doit pas être confondue
avec la contrainte admissible utilisée antérieurement avec les
règles dites aux "contraintes admissibles", par exemple le
CCBA 68. Cette contrainte admissible (# qu/3) est plus faible
que la contrainte de calcul.
6
* Les tassements primaires absolus sont évalués à partir
des essais de compressibilité à l'oedomètre.
La formule est la suivante, pour une couche élémentaire
d'épaisseur j\ z :
C
4z . c
1 + e
log(^zATp)
r
avec s : tassement de la tranche considérée
z : épaisseur de la tranche considérée (au plus égale à
B/2 avec B : largeur de la semelle)
Cc
eQ
p
z
:
:
:
:
indice de compression
indice des vides initial
pression de préconsolidation
constante verticale apportée par la fondation en son
axe à mi-hauteur de la tranche considérée (déduite
des tables de Boussinesq par semelles) augmentée du
poids des terres sus-jacentes (déjaugées le cas
échéant)
e.p : indice des vides correspondant à <X
Le tassement total S„ a pour valeur la somme arithmétique
des tassements de toutes les couches.
4.2 Bâtiment V1
Les sondages concernant cette zone sont
T17, PD1, PS2, PS3, PS4.
: Tl, T2, Tll,
Trois sondages d'une précédente campagne (ponctuée par le
rapport 76 ANT 5) viennent compléter ces informations.
Il s'agit des sondages :
* S2 (coin nord-ouest du bâtiment projeté)
* S4 (coin sud-ouest du bâtiment projeté)
* S7 (approximativement au centre du bâtiment
projeté)
Les terrains rencontrés lors de la foration de S2 (marnocalcaire à -2 m/TN recouvert par un remblai sain dès -0,90
m/TN et peu compressible entre -0,30 et -0,90 m/TN) et de S4
(marno-calcaire en place depuis la surface) avaient permis la
construction du bâtiment existant sur semelles filantes,
ancrées à -0,75 m/TN et chargées à 2 bar
(tassements
négligeables).
7
Des disparités importantes ont été mises en évidence sur
le terrain ; T2, T17, PS2 et PS3 révèlent l'existence, dans le
secteur nord-est
(voire sud-est, PD1 n'ayant pas fourni
d'indications
suffisantes),
de
formations
molles
et
compressibles,
composées
d'argile
vasarde,
sableuse,
organique, gris verdâtre, à rognons, et de tourbe. Les
épaisseurs très variables de ces formations d'un sondage à
l'autre (voir tableau) confirment le plongement assez prononcé
du marno-calcaire vers le nord-est.
Les calculs de portance pour des semelles
filantes
encastrées de leur épaisseur, sont menés sur les sondages au
pénétromètre statique lourd PS2 à PS4 (PS2 et PS3 étant
représentatifs de la zone meuble remblayée au Nord-Est).
Les résultats figurent dans le tableau suivant :
Profondeur
atteinte (m)
Demi capacité
portante ultime
(bar) qu/2
PS2
15
5,3
PS3
12,8
4,65
PS4
2
6,35
Ces valeurs de portance, calculées d'après le DTU-13-12
sur une profondeur de 1,5 m sous la semelle (de largeur 1 m ) ,
sont dues à la compaction des remblais en surface et ne
prennent pas en compte le caractère meuble et compressible des
formations naturelles.
Pour le calcul des tassements, nous limitons la capacité
portante de calcul q à 1,5 bar.
Les tassements primaires absolus sous q sont estimés à
partir de l'essai oedométrique effectué sur l'échantillon de
tourbe issu de T2 ; les calculs sont menés pour les points PS2
et PS3, où les profondeurs de la formation meuble sont
précisément connues :
8
Tassements absolus
S c sous qu/2
Formation compressible
(tourbe et argile
vasarde)
PS2
-3,7 à -8,9 m/TN
10,1 cm
PS 3
-1,9 à -4,9 m/TN
8,7 cm
L'expérience a montré qu'en S4, une capacité portante
admissible de 2 bar pour semelles superficielles filantes
convient
et
engendre
des
tassements
négligeables
(très
inférieurs au cm). Les tassements absolus évalués en PS2 et
PS3 représentent donc l'ordre de grandeur des tassements
différentiels sur l'emprise du bâtiment.
De tels tassements différentiels (de l'ordre de 10 cm sous
une charge de calcul de 1,5 bar), sont excessifs pour la
structure du bâtiment R + 1 envisagé.
La capacité portante de calcul est dès lors régie par
l'amplitude maximale des tassements différentiels. Si nous
nous référons à une valeur couramment admise de 2 cm, la
capacité portante de calcul vaut 0,3 bar.
NB : la capacité portante admissible est alors d'environ
= 0 , 2 bar (soit 2 t/m 2 ).
Çladm
La capacité portante de calcul de 0,3 bar n'autorise pas
la construction du bâtiment R + 1 sur semelles filantes.
Une charge plus importante sur les semelles induirait des
tassements primaires absolus et différentiels préjudiciables à
la structure.
La construction sur radier général n'est pas non plus
recommandée pour un bâtiment R + 1 avec q = 0,3 bar. L'hétérogénéité de fondation est trop marquée.
Nous préconisons donc la réalisation de l'ouvrage
fondations mixtes comportant des fondations de type pieux.
sur
Les techniques de pieux envisageables en Guadeloupe sont :
•
•
•
•
pieux battus
pieux forés
micropieux
puits de forte section
9
Il est possible d'utiliser un mode de fondations mixtes
pieux/semelles afin de profiter des conditions de fondation
favorables au sud-ouest du terrain (S4, T l ) , sous réserve de
reconnaissances complémentaires.
Une étude géotechnique complémentaire est requise afin :
- de dimensionner les fondations profondes
- de délimiter, par un maillage serré des
reconnaissances, la (ou les) limite(s) entre
les domaines sains en place, remblayés sur
terrains en place assez sains, remblayés avec
formations compressibles.
Une tentative de délimitation de ces zones est donnée en
figure 5.
La figure 6 représente une coupe suivant l'axe SW NE du
bâtiment (interprétation).
Remarque :
La réalisation de quatre puits à la pelle répartis sur le
terrain d'assiette, a permis de noter la pollution importante
des matériaux (et de la nappe vraisemblablement) par des
subsistances d'hydrocarbure (poches ? niveau particulier ? ) .
Ces hydrocarbures proviennent certainement de l'occupation
antérieure des lieux, à savoir cuves de stockage.
L'action agressive, polluante et prolongée dans le temps
de ces hydrocarbures sur les matériaux est certaine et
importante.
4.3 Autres bâtiments
Exceptés le puits T15 (niveau volcano sédimentaire de 2 m)
et le puits T8 (poche argileuse de 2,40 m ) , les puits
présentent tous le calcaire altéré (altération très variable,
du banc localement dur à un calcaire jaunâtre se débitant en
granules et rognons centimétriques) dans le premier mètre
subsurfacique.
Les formations sus-jacentes sont des argiles sèches
sableuses et des argiles de consistance, faible à moyenne,
marron à rognons calcaires centimétriques à décimétriques,
jaunâtre ou blanchâtre suivant le degré d'altération. Ce
niveau correspond à des argiles d'altération des produits
carbonates.
10
J
i!
\
Figure 5 : Interprétation des faciès
\
v.
V
v<
"
' : ! . .
r:
Remblai •
•
PS2
sur for-®
mations ®
meubles *
(tourbe •
et argi-*"
le molli
Calcaire en
place
\
\ Remblai sur'
Zone à préciser^
formations
moyennes (argile à rognons)
J
ü.
[
Figure 6 : COupe selon l'axe SW-NE (de S4 à PS2)
NE
S4
PS2
1
T2
r
S7
Remblais divers compactés
Remblais divers compactés
.?_
^'ñ.rgile vasarde à •
rognons
Marno-calcaire
- -7Tourbe
\
\
Marno-calcaire
Marno-calcaire
\
très pollué
\
Echelle des longueurs : 1/200
Echelle des profondeurs: 1/100
Topographie subhorizontale
7
\
\
\
\
La formation de fondation retenue est le calcaire altéré.
La capacité portante de calcul y est fixée à 4 bar, pour des
semelles filantes ancrées au calcaire dur.
Les tassements, autant différentiels qu'absolus, sont
négligeables sous cette charge, sauf cas particulier (tout à
fait possible d'après les reconnaissances) tel que :
- lentille d'argile de décalcification
sous-jacente d'un banc calcaire peu altéré
zone localement très argilisée ("poche argileuse",CfT8)
4.4 Recommandations
- Les recommandations concernent surtout les bâtiments autres
que le bâtiment VI. Cet ouvrage a en effet fait l'objet d'un
paragraphe spécifique, où toutes les remarques nécessaires ont
été formulées.
- La présente étude a été effectuée en l'absence de plan de
terrassement (et de descentes de charge prévisionnelles). Les
futurs
niveaux
de
service
des
bâtiments,
l'utilisation
éventuelle des dénivellées des mornes, ... ne sont donc pas
intégrés dans ce rapport.
- La formation de fondation à atteindre pour les bâtiments V2,
N, 0, P est le calcaire altéré. Cette couche permet la
construction
des
ouvrages
projetés
sur
fondations
superficielles de type semelle filante. Pour un ancrage de ces
semelles à -1 m/TN, la capacité portante de calcul est fixée à
4 bar (soit une capacité portante admissible de 2,7 bar).
Nous insistons
telles que :
sur
l'existence
d'anomalies
ponctuelles
* lentille d'argile de décalcification (remplisse un vide
karstique) sous-jacente d'un banc de calcaire peu altéré.
* zone localement très argilisée
d'argilisation) .
(poche d'altération
et
*
Si le premier cas est quasiment indétectable, le second
cas en revanche, est visible lors de l'ouverture des fouilles
pour l'élaboration des semelles. Les poches argileuses doivent
alors être purgées, puis comblées avec un remblai sain (par
exemple, tuf calcaire) compacté ou un gros béton, afin
d'uniformiser la répartition de contraintes sous les semelles
filantes.
11
Nous recommandons le décapage systématique de la terre
végétale, argilo-sableuse, présentant fréquemment des granulés
de calcaire, (épaisseur de 10 à 20 cm)
- Un délai d'ouverture minimal des fouilles est nécessaire
afin de ne pas modifier les teneurs en eau des secteurs en
travaux. Les
argiles
peuvent
présenter
des
risques
de
gonflement.
L'intégralité
du
projet
doit
répondre
aux
normes
parasismiques (règles PS69 révisées 82) et paracycIoniques (NV
65 révisées 87).
Nous prônons l'application de recommandations AFPS 90.
Le bâtiment VI est particulièrement exposé aux risques
naturels marins (marée cyclonique ou raz-de-marée sismique).
Du point de vue sismique, la présence de couches argileuses
saturée
et
tourbeuses
peut,
localement,
amplifier
l'accélération due à un séisme.
12
5 - CONCLUSION
Les reconnaissances mises en oeuvre (puits à la pelle,
sondages pénétromètriques) et les compléments
apportés par
les campagnes précédentes ont permis de distinguer, dans cette
étude de fondation pour cinq bâtiments en projet, deux cas de
figure :
- bâtiment VI : Sur le
quart
nord-est (voire même sur la
moitié est) du projet, des matériaux meubles et compressibles
(tourbe et argile molle) ont été enfermés par un remblai
pollué (argile vasarde
organique et plastique à rognons
calcaires). Les risques de tassements différentiels entre les
coins Sud Ouest et Nord Est diminuent la capacité portante de
calcul à 0,3 bar. Ces contraintes impliquent de recourir à des
fondations mixtes pieux et semelles ou d'envisager de riper le
bâtiment vers le Sud.
Dans tous les cas, une étude géotechnique complémentaire
est requise.
- bâtiment V2, N, 0 et P (plans de terrassement inconnus)
La formation de fondation à atteindre est le calcaire
altéré. Cette formation permet la construction sur fondations
superficielles de type semelles filantes, ancrées ( -1 m /TN
environ, variable) avec une capacité portante de calcul de
4
bar,
(tassements
induits
inférieurs
au
centimètre
généralement) .
Des anomalies ponctuelles sont possibles et doivent être
considérées avec précaution :
* poches argileuses ( à purger et combler avec un remblai
sain ou gros béton)
* lentilles argileuses sous-jacentes de banc calcaires
durs (tassements supplémentaires générés)
La terre végétale argilo-sableuse doit être décapée.
Nous rappelons que le contexte de la Guadeloupe pour les
risques naturels impose la stricte conformité du projet global
aux règles parasismiques et paracycloniques.
13
ANNEXES
ANNEXE 1
Coupes géologiques des puits à la pelle
(Tl à T17)
Puits Tl (Niveau d'eau à -1,20 m/TN : profondeur 1,80 m)
0
à -0,25 m/TN : terre végétale argileuse brune
-0,25 à -0,45 m/TN : rognons calcaires jaunes et beiges
altérés, emballés dans une matrice
d'argile sableuse marron clair assez
consistante et friable avec racines.
-0,45 à -0,50 m/TN : passe assez consistante de déchets de
combustion et de charbon
-0,50 à -0,70 m/TN : calcaire très altéré, pollué par de
l'argile sableuse remaniée et par des
restes d'hydrocarbure (forte odeur de
fuel)
A partir de - 0,70 m/TN : calcaire assez à peu altéré aux
caractéristiques mécaniques
satisfaisantes, pollué cependant par
des hydrocarbures.
Observation (valable aussi par les puits
T2. T U , et T17ï :
subsistance d'hydrocarbures (ancienne zone de
stokage) détectée par une forte odeur de fuel à
l'ouverture des fouilles et la non-miscibilité des
hydrocarbures avec l'eau de fond de fouille.
Les hydrocarbures induisent une pollution des
matériaux et, vraisemblablement, de la nappe.
Puits T2 (Niveau d'eau -1,40 m/TN ; profondeur 2,70 m ;
échantillon entre -2,50 et -2,80 m/TN)
0
-0,10
-0,25
-0,60
-0,80
à
à
à
à
à
-0,10
-0,25
-0,60
-0,80
-2,50
m/TN
m/TN
m/TN
m/TN
m/TN
pavés autobloquants
sable grossier et graviers noirs
remblai de "tuf" calcaire
stérile de combustion et charbon
argile vasarde sableuse gris verdâtre
molle, plastique, légèrement organique à
rognons calcaires altérés décimétriques à
centimétriques
-2,50 à -2,80 m/TN : tourbe brune
Puits T3 (butée de la pelle à -1,10 m/TN ;
pas de niveau d'eau)
0
à -0,30 m/TN : argile sèche brune à grise, sableuse avec
quelques rognons calcaire centimétriques
et racines
-0,30 à -0,60 m/TN : rognons calcaires peu altéré dans une
matrice sèche argilo-sableuse gris noir
-0,60 à -1,10 m/TN : calcaire peu altéré à sain
Puits T4 (profondeur 1,80 m : pas de niveau d'eau)
0
à -0,20 m/TN : argile sèche sableuse grise avec tuf
calcaire naturel
-0,20 à -0,70 m/TN : calcaire très altéré avec remplissage des
cavités par de l'argile marron d'altération
-0,70 a -1,80 m/TN : calcaire altéré beige ou jaune, se
débitant en rognons centimétriques voir
décimétriques
Puits T5 (butée de la pelle à -1 m/TN ; pas de niveau d'eau)
0
à -0,40 m/TN : tuf calcaire sableux naturel grisâtre à
beige
-0,40 à -0,90 m/TN : rognons calcaires altérés emballés dans
une matrice argileuse d'altération marron
sèche et peu consistante
-0,90 à -1,00 m/TN : calcaire altéré
Puits T6 (butée de la pelle à -0,30 m/TN :
pas de niveau d'eau)
0
à -0,20 m/TN : argile marron moyenne d'altération
sableuse avec quelques rognons calcaires
centimétriques à décimétriques
-0,20 à -0,30 m/TN : calcaire peu altéré
Puits T7 (butée de la pelle à -0.80 m/TN ;
pas de niveau d'eau)
0
à -0,10 m/TN : argile sèche brune sableuse peu consistante avec rognons calcaires altérés
centimétriques -0,10 à -0,40 m/TN :
calcaire très altéré jaunâtre se débitant
en rognons décimétriques, voir centimétriques
0,40 à -0,80 m/TN : calcaire peu à pas altéré beige à blanchâtre avec localement, traces d'altération plus poussée (argilisation en
lentilles ou coloration jaunâtre)
Puits T8 (profondeur 2,50 m ; pas de niveau d'eau ;
échantillon entre -2,00 et -2,40 m/TN)
0
à -0,10 m/TN : argile marron peu consistante avec
racines et rognons calcaires centimétrique sableuse, sèche et friable
-0,10 a -0,90 m/TN : rognons millimétriques à centimétriques
très altérés beiges à jaunes, emballés
dans une matrice d'argile marron peu
consistante.
-0,90 à -1,00 m/TN : passe de calcaire beige, assez sain, non
pollué par l'argile
-1,00 à -2,40 m/TN : argile marron à rares rognons, de consistance moyenne, présence de racines
A partir de -2,40 m/TN : calcaire peu altéré
Puits T9 (butée de la pelle à -1,50 m/TN ; pas de niveau
d'eau)
0
à -0,20 m/TN
: argile marron à noirâtre, issue de
l'altération de rognons calcaires (restes
de rognons très altérés, centimétriques à
décimétriques) sèche, friable et peu
consistante.
-0,20 à-1,50 m/TN : calcaire peu altéré, beige à blanchâtre
Puits TÍO (profondeur 1.50 m : pas de niveau d'eau)
0
à -0,20 m/TN
: argile marron noirâtre, sèche sableuse
avec petits cailloux et rognons calcaires
centimetriques
A partir de -0,20 m/TN : calcaire assez à peu altéré
Puits Tll (profondeur 2,50 m ; niveau d'eau à -1,40 m/TN)
0 à
-0,10 m/TN
-0,10 à -0,25 m/TN
-0,25 à -0,90 m/TN
-0,90 à -2,50 m/TN
pavés autobloquants
sable grossier et graviers noirs (fond
de forme du parking)
rognons de calcaire altérés beiges, nappés par une matrice argileuse marron à
noirâtre peu consistante
rognons calcaire beiges à jaunes,
altérés dans une matrice argilo sableuse
molle, légèrement vasarde et organique
Puits T12 (profondeur 1,50 m : pas de niveau d'eau)
0
à -0,40 m/TN
•0,40 à -0,90 m/TN
argile marron assez consistante avec
racines et rares rognons calcaires
calcaire très altéré jaune à beige, dans
une matrice d'argile sableuse marron à
grisâtre
A partir de -0,90 m/TN : calcaire altéré beige se débitant en
blocs centimétriques (localement, poche argileuse marron à
noirâtre peu consistante de puissance 0,5 m)
Puits T13 (butée de la pelle à -1,40 m/TN ; pas de niveau
d'eau)
à -0,10 m/TN
-0,10 à -1,00 m/TN
-1,00 à -1,40 m/TN
argile brune terreuse et sableuse, avec
rognons décimétriques et racines
argile marron plastique moyennement
consistante avec racines et rares
rognons calcaires
rognons calcaires décimétriques, voire
centimétriques, beiges à blanchâtres,
peu altérés, dans une matrice d'argile
marron moyenne.
Puits T14 (butée de la pelle à -0,50 m/TN ; pas de niveau
d'eau)
0
à -0,05 m/TN : revêtement du parking en tuf calcaire
(couche de roulement)
-0,05 à -0,20 m/TN : argile marron sèche assez consistante à
rognons calcaires centimétriques à
décimétriques et racines
-0,20 à -0,50 m/TN : calcaire assez à peu altéré, jaune à
beige
Puits T15 (profondeur 2,90 m ; pas de niveau d'eau)
0
à -0,10 m/TN : argile noirâtre terreuse à rognons calcaires centimétriques et racines
-0,10 à -0,90 m/TN : argile marron à ocre kaki peu consistante
très plastique
-0,90 à -2,90 m/TN : niveau volcano sédimentaire
A partir de -2,90 m/TN : calcaire altéré
Puits T16 (profondeur 3 m ; pas de niveau d'eau)
0
à -0,10 m/TN : argile brune terreuse à petits rognons
calcaires (centimétriques voir millimétriques) et racines
-0,10 à -1,00 m/TN : calcaire assez altéré blanc beige, peu
argilisé, se débitant en rognons
centimétriques à décimétriques
-1,00 à -3,00 m/TN : calcaire jaune beige assez altéré donnant
des rognons centimétriques à décimétriques (quelques lentilles argilisées)
Puits T17 (profondeur 3,20 m ; niveau d'eau à -1,40 m/TN)
0
à -0,10 m/TN : pavés autobloquants
-0,10 à -0,30 m/TN : gravillons et sable grossier noir
grisâtre
-0,30 à -0,50 m/TN
"tuf" calcaire de remblai
-0,50 à -0,80 m/TN
stérile de combustion et charbon
-0,80 à -1,00 m/TN
"tuf" calcaire très altéré et pollué
-1,00 à -2,50 m/TN
argile gris verdâtre vasarde et sableuse,
organique très plastique avec rognons
calcaires beiges décimétriques (voire
centimétriques) altérés
-2,50 à -3,20 m/TN : tourbe marron à racines
ANNEXE 2
Graphes des sondages pénétrométriques
BRGM-ANTILLES
PENETRQMETRE DYNAMIQUE MI-LOURD
Un ivers ite Ant i 1 les-Guyane
CHANTIER
21/02/91
ESSAI N°:
PD1
DATE
19, 65 cm2
Niv. eau:
TYPE POINTE
Chute 0.75 m ; Mouton 31 kg
COORDONNEES
OBSERVAT IONS
Resistance de pointe Rp
(Bar)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 120
*
*
130
Rp
4| -*—+
6 —
1
1
12 —
3 —
14 —
15 —
16 —
17 —
ANNEXE
140
150
160
BRGM-ANTILLES
PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100 KN
Université Ant i 1 1es-Guyane
CHANTIER
21/02/91
ESSAI N': PS2
DATE
co ne
N i v . eau:
TYPE POINTE
COORDONNEES
OBSERVAT IONS
Resistance de pointe qc (MPa)
c)
1
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0
10
20
30
1
40
i
1
50
Frottement total Qst(kN)
60
70
ANNEXE
80
BRGM-ANTILIES
PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100 KN
Université Ant i 1 les-Guyane
CHANTIER
21/02/91
ESSAI N°: PS3
DATE
c one
N i v . eau:
TYPE POINTE
COORDONNEES
OBSERVAT IONS
Resistance de pointe qc (MPa)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20
16 —
20
30
40
Frottement total Qst(kN)
ANNEXE
30
40
BRGM-ANTILLES
PENETROMETRE STATIQUE GOUDA 100 KN
Un ivers ite Ant i 1 les-Guyane
CHANTIER
21/02/91
ESSAI N°: PS4
DATE
c one
N i v . eau:
TYPE POINTE
COORDONNEES
OBSERVAT IONS
Resistance de pointe qc (MPa)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
20
30
40
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Q_ 14 —
15 —
16
17
18
19 —
20
10
20
30
40
50
Frottement total Qst(kN)
60
70
ANNEXE
80
ANNEXE 3
Sondages de campagnes précédentes
(S2, S4, S7)
E||»: 971 C O M M U N E :
jjjnahon'. Fouillole jupe au .
1/100
Demi coupe
te< hnique
ABYMES
U . E . R . DROIT
indice d e
classement
-
S.2
Profond
interprétée par
we
Tub.
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'Terre noirâtre' " oYgânîquë' ~
0.9O
UST
90 V .
For. < UO
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sol =
DESCRIPTION GEOLOGIQUE
Coupe
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1.00
657,320
B.R.G.M.
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établie par: B . R . G . M .
Nappes &
plan d'eau lecup
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U5T
1794,800
'+ 1
Strati
graphie
HE
argile marron, compacte s plastique, renfer- ^
mant des granules et des rognons calcaires^60 à 80 % de granules et rognons calcaires
dans une argile grise ou marron, remaniée R*P
2.00
Sara
3.00
75V.
4.00
4.00
f-
80 V .
i
75 V .
/
i
Marno-calcaire blanchâtre : 80 % de granuH
les, rognons et petits blocs de calcaire ;
madréporique (0 maxi 2 dn) dans une marne .
beige ou blanchâtre, sableuse. Passage
d'argile beige, plastique, enrobant des i
rognons calcaires, de 5,20 à 5,50 m.
j
8.00
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75 V .
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pemi coupe
[technique
indice de
classement
ABYMES
U . E i R . DROIT
établie por:
S.4
B.R.G.M.
Nappes &
TJb"
plan d'eau fépup Profond
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interprêtée par .
¿j C o u p e
32
Y=
Z sol=
B.R.G.'M.
DESCRIPTION
1153
.i,'47
657,320
1794,768
1 ,50
GEOLOGIQUE
Marno^calcaire jaunâtre avec un peu d'argile marron.
1.30
1.204—
100V.
For, y 140
3.00
90 V .
Marno-calcaire blanc : 80 % de granules
4.00
3.50
m?-
70V.
/
For. ^ 1 1 6
o -«•
et rognons calcaires (0 maxi 1 drr) dans
une marne blanchâtre, sableuse. Passage
5.00
d'argile verte, enrobant des rognons cal-
80 V .
caires, de 8,90 à 9,20 m.
6.50
/
90V.
UâM
10.00
!!
1 1
•
Foré le 29 janvier 1976.
Strati
graphie
\
*:
s
nation.
,lupe
upe
971 C O M M U N E
au:
Fouillole
ABYMES
U . E . R . DROIT -
indice d e
classement
S.7
nterprêtee
l/lOO
par
x= 657,342
B.R.G.M.
1147
I
I-
sol.
I 1156
1794,784
0,90
DESCRIPTION GEOLOGIQUE
t
Strati 1
qraph.e
remblai argileux : rognons et petits blocfe
de calcaire et roches éruptives, dans une!
argile beige et grise.
argile grise, vasarde, nolle, à débris
végétaux en décomposition, renfer-ant des
Am*R
rognons calcaires.
calcaire en rognons et blocs (0 naxi 2 dm)
avec un peu d'argile grise, sableuse.
argile brun-jaunâtre, moyennement consistante, enrobant des rognons calcaires.
/
/
/
/
/
/
/
/
/\
Marno-calcaire blanc : 80 % de granules
et rognons calcaires (0 naxi 8 c.) dans
une marne blanchâtre, sableuse, avec petites veines d'argile grise ou verdâtre.
For. /116
5.50
I ¡
80 V .
8.50
Foré le 28 janvier 1976.
ANNEXE 4
Résultats des essais de laboratoire
ESSAI DE COMPRESSIBILITÉ
PERMÉABILITÉ
B. R. G. M .
e géologique des Antilles
Etude
U - h - & . Po»AlUta
Sondage
RESULTATS
Date A S - ^ - M
Indice des vides Initial
: e0
Pression de consolidation
: O o (bars) = 0 i V Lv
T 2 - '
Profondeur
2 . To ^ ^ ^
Indice
Nature
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l
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l
III
ij iiiiiii
1IIllll llll
Service géologique des Antilles
Etude
UAG Fouinoie
Date
13 mars 1991
RESULTATS
REPERE D U S O N D A G E
T2
2,50
P R O F O N D E U R DE P R E L E V E M E N T ( m )
DESCRIPTION
T8
- 2,80
2,00
Tourbe
Nature
Marron
Couleur
Argile
à noir Marron
Consistance
Consolidée
Qualificatif
fibreuse
CARACTERISTIQUES PHYSIQUES
Teneur en eau naturelle
W %
Poids spécifique apparent humide
Y
Poids spécifique apparent sec
Yd
Poids spécifique des grains
Ys
Teneur en eau de saturation
- 2,40
Hde
-
à gris
raide
Compacte
327,41
48,55
1 ,08
1,64
0.25
1.10
W s %
Granulométrie (%< 0 , 0 8 m m )
O /
ir) CE ( Limite de liquidité
LL
1 20
LU LU 1
y. ai )
— gj S Limite d e plasticité
J
ïj | Indice de plasticité
CLASSIFICATION
LP
57
IP
63
LPC
CARACTERISTIQUES MECANIQUES
Résistance au cisaillement
(bars) Cuu
Frottement interne (degrés)
$uu
-
Résistance à la compression (bars) Rc
COMPRESSIBILITE
PERMEABILITE
Indice des vides initial
e0
Pression de consolidation (bars)
0O
Coefficient de compression
Ce
Perméabilité pour e 0 (cm/s)
K
VITESSE DE C O N S O L I D A T I O N ( ç m V s ) Cv
8,02
0.54
4,35
•
DES ESSAIS
EN LABORATOIRE