Injection profonde vs. pose d'un pilier

Injection profonde vs. pose d'un pilier

Mécanisme d'injection des polymères

1. Processus d'injection : Le polymère est injecté par de petits trous forés dans le sol. La profondeur et l'emplacement des points d'injection sont soigneusement planifiés en fonction de l'état du sol et des exigences de charge.
2. Détermination de la profondeur d'injection à l'aide de l'essai DCP : L'essai au pénétromètre dynamique à cône (DCP) peut être utilisé pour déterminer la profondeur à laquelle les polymères doivent être injectés. L'essai DCP consiste à enfoncer une tige à pointe conique dans le sol et à mesurer la résistance à la pénétration. Ce test fournit un profil de la résistance du sol en fonction de la profondeur, mettant en évidence les couches faibles qui nécessitent une stabilisation. En analysant les résultats du DCP, les ingénieurs peuvent déterminer les profondeurs exactes où le sol est le plus faible et où l'injection de polymères sera la plus efficace.
3. Expansion du polymère : Une fois injecté, le polymère se dilate et durcit. Ce processus d'expansion compacte les particules de sol environnantes, remplit les vides et déplace le sol faible ou meuble. Le polymère durci agit comme une inclusion solide dans le sol, améliorant sa résistance et sa stabilité globales.
4. Augmentation de la densité et de la capacité de charge : L'augmentation de la densité du sol due à l'injection de polymères améliore la capacité de charge du sol. Ce processus peut être particulièrement efficace dans les sols meubles, granuleux ou présentant de mauvaises caractéristiques de compactage.

Relation avec la théorie de Boussinesq

La théorie de Boussinesq nous aide à comprendre comment les charges sont réparties dans le sol. Cette théorie décrit la distribution des contraintes sous une charge ponctuelle appliquée à un demi-espace homogène, isotrope et élastique, ce qui est souvent approximé pour les sols. Selon Boussinesq, une charge appliquée à la surface du sol s'étend de façon conique, répartissant la contrainte sur une plus grande surface à mesure que la profondeur augmente.

Lorsque des polymères sont injectés dans des sols fragiles :

• Répartition de la charge : L'injection de polymères crée un matériau composite (sol et polymère) aux propriétés mécaniques améliorées. Ce matériau composite peut répartir les charges appliquées plus efficacement que le sol faible seul. La contrainte exercée par les charges de surface se répartit plus uniformément, ce qui réduit la concentration de la contrainte en un seul endroit et empêche un tassement excessif ou une défaillance.

Piering et répartition des charges

Le pilonnage, ou reprise en sous-œuvre, consiste à enfoncer ou à forer des piliers (colonnes) dans le sol pour soutenir une structure. Ces piliers s'étendent jusqu'au sol plus stable ou à la roche mère. Cependant, le soutènement a ses limites :

• Support de charge ponctuel : Les piliers fournissent un soutien directement sous leur emplacement. La charge de la structure est transférée par les piliers au sol stable ou à la roche en dessous. Cette méthode est efficace pour supporter des charges ponctuelles, mais ne permet pas de répartir la charge sur une plus grande surface.
• Absence de répartition des charges : Contrairement au sol injecté de polymères, qui améliore l'ensemble de la masse du sol, les piliers ne supportent que la charge directement au-dessus de chaque pilier. Cela signifie que toute charge ne se trouvant pas directement au-dessus d'un pilier doit encore être supportée par le sol plus faible, ce qui peut entraîner un tassement différentiel ou d'autres problèmes.

Comparaison

• Injection de polymère : Améliore l'ensemble de la structure du sol, ce qui permet une répartition plus uniforme des charges et une meilleure stabilité générale. Cette méthode traite à la fois les charges ponctuelles et les charges réparties, ce qui la rend adaptée à diverses applications, y compris les sols expansifs et les sols meubles et granulaires.
• Le soutènement : Il fournit un soutien localisé et est efficace pour des points spécifiques fortement chargés tels que les colonnes d'un bâtiment ou d'autres charges concentrées. Il n'améliore pas les propriétés du sol entre les piliers.

En résumé, l'injection en profondeur de polymères stabilise les sols fragiles en augmentant leur densité et leur capacité de charge grâce à l'expansion et au durcissement du matériau injecté. L'utilisation de tests DCP peut aider à déterminer les profondeurs précises d'injection, assurant ainsi une stabilisation ciblée. Ce processus, associé aux principes de la théorie de Boussinesq, permet de mieux répartir les charges appliquées sur une plus grande surface, améliorant ainsi la stabilité globale du sol. En revanche, les piliers ne supportent que les charges situées directement au-dessus des piliers, sans répartir la charge sur l'ensemble de la zone, ce qui limite leur efficacité pour une stabilisation plus large.