Références

Gautrain

AFRIQUE DU SUD, 2008-2009

Pieux de grand diamètre dans de la roche dolomitique pour les fondations d’un viaduc ferroviaire

Gautrain est un projet de train à grande vitesse (80 kilomètres dont 15 en sous-sol) entre Johannesburg et Pretoria. Dura Solétanche Bachy a acquis en sous-traitance de la Joint Venture Bombela Civil Works le contrat de fondations de 13 piles d’un viaduc situé au nord de Centurion. Il s’agissait de 76 pieux de grand diamètre ancrés dans une zone dolomitique.

Géologie
Dans le secteur dolomitique situé au nord de Centurion, les conditions du sol sont très hétérogènes et la dolomie peut, par endroit, atteindre une résistance de 600 MPa. Le toit du substratum dolomitique présente une morphologie de pinacles : ce sont des colonnes très irrégulières pouvant dépasser 50 m de hauteur. Ce toit est recouvert de terrains très altérés comportant des blocs et des cavités. Le risque karstique est très présent, pouvant provoquer des fontis importants.

Sondages de reconnaissance
Une campagne de reconnaissance a été menée entre octobre 2006 et mai 2007. Jusqu’à 5 foreuses ont été mobilisées pour réaliser près de 450 sondages (jusqu’à 5 sondages pour un même pieu). L’objectif des campagnes de reconnaissance était d’optimiser pour chaque pile le type de fondation à réaliser, et pour celles fondées sur pieux la position et la longueur des pieux.

Pieux ancrés au rocher
Les piles reposent sur une semelle fondée sur des pieux de diamètre 900 à 1 300 mm, réalisés en rotation et ancrés dans le rocher sain. La profondeur des pieux varie de 20 à 50 m, avec des longueurs d’ancrage différentes sur une même pile. Tous les pieux sont équipés de tubes soniques et de carottage. Ils permettent de vérifier la qualité du pieu et par la suite de contrôler le bon contact entre le pied bétonné du pieu et le rocher sain.


Forage
Le matériel utilisé comprend une foreuse BG 36 capable d’exercer un appui de 40 tonnes et d’atteindre un couple de rotation de 36 tonnes-mètres. La foreuse de pieux est équipée de plusieurs types d’outils de forage utilisés selon les situations (tarière progressive rocher, carottiers classiques, buckets divers). Pour la roche dure jusqu’à 600 MPa, un trépan carottier à molettes est utilisé. Il s’agit d’un trépan à pointe de tungstène pourvu de molettes et de roulements se déplaçant sur la surface rocheuse et la découpant par broyage et pulvérisation sur le périmètre du pieu. Le forage du pieu est effectué à l’abri d’un casing mis en place grâce à un oscillateur (1,5 m de diamètre). Une fois le casing en place et le forage complété, la cage d’armature est descendue et le pieu est bétonné.

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Techniques

Pieux Micropieux

Un pieu est défini comme un élément structurel placé dans le sol pour transférer des actions et limiter des déformations, et dont le rapport d’élancement n’est pas limité.
Les fûts des pieux peuvent être rectiligne uniforme, télescopique, élargi et à base élargie.
Les pieux sont soit isolés, soit groupés. Ils peuvent aussi former un mur de soutènement de type rideau mixte, pieux jointifs, pieux sécants, rideau composite comme les berlinoises et similaires. Les pieux sont utilisés aussi comme poteaux préfondés pour être intégrés à la structure du bâtiment qu’ils supportent.

Ouvrages

Ouvrages ferroviaires

De nombreux ouvrages ferroviaires font appel aux techniques développées par Soletanche Bachy : tunnels, tranchées couvertes, gares souterraines, viaducs, ...


Voyage au coeur de l'ingénierie de pointe

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