18 Janvier 2022
Markov V.O. — Chef du centre d'ingénierie GEXA
Les matériaux de la marque commerciale Geospan sont utilisés dans les constructions routières pour renforcer le fondement. 500 objets régionaux et municipaux et plus de 60 objets fédéraux ont déjà été construits dans la pratique du groupe de sociétés Hexa, et dans un certain nombre de régions de telles constructions routières sont acceptées comme typiques qui en dix années de fonctionnement ont prouvé leur efficacité.
Pour relever les défis de la construction de remblais sur des sols faibles et justifier la structure de renforcement, nos ingénieurs effectuent des calculs de stabilité du remblai, calculent le resserrement et les déformations du remblai et la période de consolidation, y compris le remplacement complet et partiel des sols faibles. Les calculs sont utilisés pour déterminer la meilleure variante pour le renforcement et la technologie à utiliser, par exemple:
Remplacement d'un sol faible qui n'a pas une capacité portante suffisante;
Renforcement de la base du remblai sous forme de l'enveloppe de renforcement ou de géotextile;
Chargement pour empêcher le resserrement ultérieur du remblai;
Drainage vertical (pour enfoncer des éléments de drainage vertical dans le sol trop humide);
Remblais sur pieux avec une platée hollandaise géosynthétique flexible;
Renforcement des pentes supérieures à 1:1, structures de renforcement, murs de soutènement.
Cette approche d'ingénierie donne confiance dans l'application correcte des géomatériaux de renforcement et l'avantage économique de réduire l'utilisation des matériaux traditionnels de construction routière et d'augmenter la fiabilité opérationnelle et la durée de vie de la structure routière.
Examinons des exemples réussis d'utilisation de géomatériaux de renforcement dans des conditions géotechniques difficiles.
L'institut de conception la SA "Soyuzdorproekt" envisage l'utilisation d'une géoplateforme de sol renforcé sur le site problématique avec des sols faibles (limon gris argileux et fluide sous la forme d'une lentille de profondeur variable 5-15m, E=0.45MPa).
La géoplateforme est composée de la géogrille volumétrique Geospan 30/20 dans une enveloppe de géotextile tissé haute résistance Geospan TN-80. L'analyse computationnelle de la zone problématique et de la viabilité technique et économique de la plateforme géomorphologique a été réalisée par des ingénieurs utilisant le programme de calcul géotechnique PLAXIS (modélisation des structures de remblais en sol renforcé sur des fondations faibles par la méthode des éléments finis).
Les résultats du calcul du remblai de renforcement ont montré:
réduction des valeurs de resserrement par rapport au resserrement du remblai sans renforcement de 56 cm (54%) et réduction de la non-uniformité de la déformation;
Augmentation du coefficient de stabilité (Cs) de la pente avec le Cs=1,18 au Cs=1,72 avec la valeur requise du coefficient — 1,3. La stabilité du remblai de renforcement avec les matériaux Geospan est assurée avec une marge de 35%;
une réduction de 44% du temps de consolidation.
Une zone problématique a été identifiée par l'institut Geo-Project lors de l'élaboration des documents de travail du projet. À la base du site, on a trouvé une tourbe de 3,0 à 4,1 m, légèrement et fortement décomposée, humide et saturée d'eau, qui ne convient pas comme base de remblai routier et une couche sous-jacente de limon plastique mou dont le module de déformation est égal à E=4 MPa.
L'analyse du calcul de la zone problématique (CD (couverture-dalle) 77 — CD 87) a été réalisée par les ingénieurs d'Hexa en collaboration avec le bureau d'études de la SA VAD. Sur la base de l'analyse des calculs du tassement du remblai et du temps de consolidation, il a été décidé de renforcer la fondation du remblai avec du géotextile tissé Geospan TN-80, en posant les tissus dans le sens transversal comme une enveloppe de 1m de haut et en remplaçant complètement la tourbe (jusqu'à 4m).
Grâce à cette solution de conception, la rigidité de la partie inférieure du remblai a augmenté, l'inégalité de la déformation associée aux conditions géotechniques hétérogènes a été réduite et la période de consolidation a été raccourcie.
Le projet de reconstruction prévoit la construction de la couche de forme sur des sites problématiques avec une sous-fondation faible (sols avec un module de déformation inférieur à 5 MPa), qui est représentée par des limons plastiques et des limons plastiques mous et fluides de différentes épaisseurs avec un module de déformation à l'état saturé d'eau E=1,4 MPa. Tout avec cela les conditions techniques et géologiques sont compliquées par un niveau élevé de l'eau souterraine et un mauvais drainage — l'inondation du remblai par les eaux de surface et les eaux souterraines. En outre, la stabilité du talus devait être assurée, en tenant compte de la zone d'affaiblissement au contact de la couche de forme existante et de la couche de forme à construire ; renforcement de l'interface en raison des déformations possibles sur une couche de forme faible.
Selon le paragraphe 7.44 SP (ensemble des règles) 34.113330.2012, lorsque des remblais sont construits sur des fondations faibles, des mesures spéciales doivent être prescrites, justifiées par des calculs, afin de garantir que les sols faibles puissent être utilisés dans les fondations - renforcement des remblais avec des géosynthétiques tissés. Pour chaque section, des calculs ont été effectués pour la stabilité générale du remblai, le tassement et la déformation du remblai et le temps de consolidation, y compris le remplacement partiel des sols faibles et la surcharge pour empêcher tout tassement supplémentaire du remblai. Les calculs ont été effectués à la fois par des méthodes analytiques dans les programmes Credo Pente, Tassement et GEO-5 et par une analyse numérique utilisant la méthode des éléments finis dans le programme Plaxis. La marque et le type de matériau géosynthétique pour les structures de renforcement ont été sélectionnés en fonction du calcul de la résistance requise, en tenant compte de l'influence des facteurs individuels sur la détérioration des propriétés (endommageabilité, fluage, résistance au gel, résistance aux UV et aux produits chimiques).
Les calculs ont permis de sélectionner les méthodes de renforcement optimales, les propriétés de résistance du géomatériau et la technologie pour l'exécution des travaux:
Renforcement de la base du talus sans remplacement du sol faible par un type d'enveloppe de renforcement en géotextile tissé en polypropylène Geospan TN-80 ayant une fonction combinée de renforcement et de séparation (R+S). Cela a augmenté la rigidité de la partie inférieure du remblai et réduit la différence de tassement le long de l'axe et au bord de la section transversale du remblai, ce qui a réduit le temps de consolidation (la période de consolidation du remblai à un degré de 0,9xUTP était de 6 mois);
Renforcement du corps du talus dans les zones où la pente est comprise entre 1:1,5 et 1:1, afin d'obtenir le Cs requis = 1,3, avec des couches intermédiaires de géotextile polyester haute résistance TNPE-300 de Geospan ayant une résistance à la traction de 300 kN/m dans le sens longitudinal.
Dans cette section de l'excavation où les fondations sont faibles, une déformation de la plateforme existante a été observée. Cela a entraîné des fissures dans la chaussée et une défaillance prématurée de la chaussée. L'organisation du projet ZAO, entreprise multisectorielle Indore ( Irkoutsk) prévoit le remplacement du sol et la construction d'une couche de travail dans la zone d'excavation avec des terrains faibles. Le remplacement a été effectué avec un sol rocheux jusqu'à une profondeur de 1 m à partir du fond de la couche de travail de type "couche de fond en enveloppe". Le géotextile tissé de renforcement Geospan TN-80 a été adopté comme matériau géosynthétique de l'enveloppe de renforcement. Les travaux de construction sur ce site sont menés par la ZAO (société anonyme de type fermé) Bratskdorstroy en juin 2014.
L'utilisation de l'enveloppe de renforcement a augmenté la résistance de la structure, ce qui devrait augmenter la durée de vie entre les réparations à l'avenir.
L'institut de projets de la branche de Voronezh de la SA Giprodornii fournit une couche de protection et de renforcement en géotextile polypropylène tissé Geospan TN-40 ou similaire à la limite du macadam et de la couche sableuse dans la construction de la chaussée. La structure de la chaussée (béton bitumineux — 5+6+12 cm, 40 cm de la base de support en mélange C-6, couche d'armature protectrice Geospan TN-40 (TN-50), 50 cm de couche supplémentaire de base en sable moyen, sable fin de la sous-couche) avec les données de conception acceptées répond aux critères ODN 218.046.-01, ce qui est confirmé par les calculs effectués sur la chaussée dans le programme Credo Radon.
Le géotextile tissé TN-50 de Geospan a été utilisé comme couche combinée de renforcement et de séparation (R+S) entre la couche de sable sous-jacente et la couche de base du mélange gravier-sable (GMS) pour augmenter la capacité portante de la route. Les travaux de construction ont été réalisés par la SA VAD.
L'un des projets mémorables de 2011 a été la reconstruction de la route Saïanogorsk — la centrale hydroélectrique de Mainskaya — Tcheremouchki, qui a assuré un transport fluide et fiable de charges lourdes (jusqu'à 300 tonnes) pour la récupération de l'équipement de traitement de la centrale de Saïano-Chouchensk après l'accident. Le concepteur a envisagé des dizaines d'options de conception de chaussée utilisant des matériaux innovants.
À la suite de la discussion, une couche de protection et de renforcement en géotextile Geospan TN-50 a été appliquée pour augmenter la capacité portante à la limite entre la plateforme et la couche de mélange de pierre concassée. Après le démarrage de la centrale hydroélectrique de Saïano-Chouchensk et trois ans d'exploitation de la route, l'état de la chaussée a confirmé la justesse de la solution choisie.
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