Essais géotechniques sur le terrain

Préparer les sites de forage avant l'arrivée de l'équipe de forage. Notez que le kelly et le mât de la foreuse sont fixés au lit du camion et ne peuvent pas osciller.

Nivelez le lit du camion de forage pour percer un trou vertical. Le camion est souvent équipé de vérins hydrauliques qui soulèvent le camion du sol pour s'adapter aux terrains accidentés. Si le site de forage proposé a une pente supérieure à 1 pied, préparez une plate-forme de travail de 16 pieds de large sur 70 pieds de long pour niveler la plate-forme et fournir un espace de travail sûr pour l'équipage.

Pour des raisons de sécurité, l'équipage n'est pas autorisé à utiliser des blocs sous les vérins pour s'adapter à des angles de pente plus importants. Le bac à boue doit être de niveau ou légèrement en pente.

Avant des travaux importants sur le site, consultez l'équipe de forage effectuant les travaux pour obtenir des instructions spécifiques. La figure ci-dessous détaille les exigences du site de forage.

Les frais généraux doivent être dégagés de tout obstacle, y compris ce qui suit :

Vous devez connaître l'emplacement exact des services publics souterrains, notamment :

Avant le forage, l'équipe doit effectuer une reconnaissance du site pour inspecter les emplacements proposés, reconnaître les services publics marqués et faire des recommandations sur le site, si nécessaire. Il est souvent possible de forer des sondages faciles tout en préparant des emplacements plus difficiles. Aviser l'ingénieur contractuel si le déplacement d'un forage est important.

Obtenir la permission d'entrer dans une propriété privée avant de forer.

Lorsqu'un pont proposé traverse de grandes étendues d'eau, des appareils de forage sur des barges sont utilisés pour obtenir des informations sur le sous-sol pour la conception des fondations. Le travail sur chaland étant complexe et coûteux, la coordination avec l'équipe de forage et l'entrepreneur doit commencer bien avant le début des travaux sur le terrain.

Utilisez l'échantillonneur à baril sec (à paroi simple) pour obtenir des échantillons de carottes pour la classification et l'enregistrement visuels du sol et du substratum rocheux. L'échantillon de carotte obtenu est généralement dans un état perturbé en raison de la pression appliquée lors de la découpe de la carotte et de son emballage dans le canon pour la récupération. La carotte est extraite du fût par la pression de l'eau.

Lorsqu'il est utilisé pour l'échantillonnage dans pratiquement tous les matériaux de fondation, à l'exception de l'argile très molle (terre noire) et du sable sans cohésion, l'échantillonneur à baril sec obtient un échantillon contenant tous les composants de la formation d'origine. La quantité et le degré de perturbation dépendent de la consistance et de la densité du matériau.

Bien que cette méthode s'appelle la méthode du baril sec, l'eau en circulation est souvent utilisée. Dans les formations dures, un plus petit volume d'eau circule lors de la coupe du noyau.

Utilisez des carottiers en diamant pour obtenir des échantillons de roche intacts pour des tests et une classification sur le terrain ou en laboratoire. L'échantillonneur à baril de diamant a un baril intérieur et extérieur. Le canon intérieur est légèrement surdimensionné avec un dispositif de retenue de noyau à ressort en bas.

Utilisez l'échantillonneur à cylindre poussoir (c'est-à-dire l'échantillonneur à tube Shelby) pour obtenir des échantillons de sol relativement intacts pour les essais sur le terrain et en laboratoire et la classification des sols. Le dispositif se compose d'un tube à paroi mince de 24 à 36 pouces de long avec une extrémité affûtée à un bord tranchant et l'autre extrémité renforcée et conçue pour une fixation facile au couplage de tige de forage.

Le tube à paroi mince est régulièrement poussé dans la formation avec le tirage hydraulique de la foreuse. Cet échantillonneur récupère de bons échantillons non perturbés là où il est adaptable, mais son utilité est limitée aux matériaux dans lesquels il peut être forcé et qui ont une cohésion suffisante pour rester dans le canon pendant que l'échantillonneur est retiré du trou.

Utilisez l'appareil comme suit dans les étapes ci-dessous :

Pour les échantillons de sol meuble, la perturbation de l'échantillon peut être un problème pendant le transport vers le lieu d'essai. Pour assurer une perturbation minimale, maintenez les échantillons mous dans leurs cartons. Du sable fin et sec versé autour de l'échantillon dans le carton offre un excellent support pendant le transport.

Stockez les échantillons qui ne sont pas immédiatement testés à l'intérieur, de préférence dans une pièce humide à température ambiante.

Parmi les nombreuses méthodes de pénétration des morts-terrains, ne considérez que celles qui offrent la possibilité d'échantillonner et de tester les matériaux de fondation sans perturbation excessive.

N'utilisez pas d'échantillonnage de lavage ou de forage en queue de poisson à moins que cela ne soit absolument nécessaire. Les tentatives de classification des matériaux du sol en observant l'eau de lavage peuvent conduire à des conclusions erronées sur la pénétration du sol souterrain.

Voir Tex-132-E dans le manuel 100-E, Soils, & Aggregates Test Procedures.

Le SPT utilise un échantillonneur à cuillère fendue de 2 pouces de diamètre entraîné avec un marteau de 140 livres à une chute de 30 pouces. Le test est décrit dans la procédure ASTM D 1586. Si le poids du marteau TCP (170 livres) et la hauteur de chute (24 pouces) doivent être utilisés pour un SPT modifié, indiquez-les dans les notes et les journaux de forage.

Ce test SPT est recommandé principalement pour les sols granulaires mais a été utilisé dans les sols cohésifs très durs. Il ne peut pas être utilisé dans la roche.

Il correspond approximativement au test TCP comme suit :

Les corrélations de test présentées ici sont uniquement destinées à une évaluation approximative de l'adéquation de la conception à partir de sources extérieures et non aux travaux de conception de fondation normaux.

Des puits d'observation et des piézomètres sont utilisés pour mesurer le niveau des eaux souterraines. Les puits d'observation sont essentiellement des puits d'eau et sont parfois pompés pour déterminer la perméabilité du sol afin de prévoir les volumes d'infiltration dans les excavations. Les piézomètres peuvent être des instruments qui mesurent l'élévation des eaux souterraines.

Pour les observations à court terme des niveaux d'eau, laissez les carottages d'exploration ouverts pendant plusieurs heures à plusieurs jours pour surveiller le niveau de la nappe phréatique et noter la profondeur d'eau dans le trou. Couvrir le trou pour protéger les personnes ou le bétail contre les blessures. Notez que les trous de carotte ouverts seront sensibles à l'intrusion du ruissellement de surface.

Pour les observations à long terme, installez soit des puits d'observation, soit des piézomètres. Les puits d'observation sont plus utiles lorsque les conditions des eaux souterraines sont assez stables et dans des sols ou des roches relativement poreux. Ils sont simples à installer et à lire, cependant ils doivent être placés dans un endroit où le haut du puits est accessible. Les piézomètres sont utiles là où l'accès est difficile, car ils peuvent être lus à distance. Les piézomètres sont également plus sensibles aux variations des eaux souterraines dans les sols à grains fins. De nombreux types de piézomètres sont disponibles, chacun ayant des avantages et des inconvénients. Consulter le concepteur concernant la sélection et l'installation des piézomètres.

En règle générale, les piézomètres sont utilisés pour évaluer les niveaux d'eau souterraine dans les futures sections de route en dépression et mesurer les effets de l'eau souterraine sur la stabilité des pentes :

Pas:

Prenez une lecture immédiatement et chaque semaine par la suite jusqu'à ce que le niveau d'eau se stabilise. Les lectures mensuelles par la suite sont normalement suffisantes à moins que le site ne présente de grandes fluctuations dans les lectures.

Les inclinomètres mesurent les mouvements horizontaux dans une masse de sol au fil du temps. L'inclinomètre est un appareil sensible qui mesure les écarts par rapport à la verticale. Enregistrez ces déviations à intervalles périodiques le long d'un tubage spécial cimenté dans un trou de forage pour déterminer la déviation horizontale du tubage du bas du tubage vers le haut.

L'application la plus courante consiste à surveiller les pentes ou les ruptures de murs de soutènement afin de déterminer la profondeur du plan de rupture et le mouvement ultérieur. Installez le boîtier de l'inclinomètre à plusieurs points dans et à proximité de la défaillance, et utilisez les informations des inclinomètres dans les analyses de stabilité. Le fond du boîtier de l'inclinomètre doit s'étendre bien en dessous du plan de rupture pour plus d'efficacité.

Prenez une première série de lectures immédiatement après l'installation du tubage pour établir la lecture de référence. Comparez toutes les lectures ultérieures à la ligne de base pour déterminer la direction et la quantité de mouvement. Basez la fréquence des lectures sur le taux de rupture de la pente ou du mur de soutènement.

L'installation du tubage, le fonctionnement de l'inclinomètre et la réduction des données sont assez compliqués. Consultez les ingénieurs géotechniques de la division des ponts de TxDOT si des mesures d'inclinomètres sont nécessaires.