Annexe A (normative)  Classification des matériaux - Caractéristiques du support de dallage

La présente Annexe concerne le titulaire du lot terrassement. Elle fournit au titulaire du lot terrassement les éléments relatifs à la classification des matériaux et aux caractéristiques du support de dallage.

NOTE

Les modalités de coordination avec le titulaire du lot dallage sont précisées dans le NF DTU 13.3 P2.

A.1  Classification des matériaux

La classification des matériaux est établie par référence à la NF P 11-300 (Septembre 1992).

NOTE

Pour la classification, il est possible de se référer au guide technique de réalisation des remblais et des couches de forme dit « Guide des Terrassements Routiers » (GTR) dans son édition de 2000 de la Direction des Routes du Ministère de l'Équipement (SETRA / LCPC).

A.2  Caractéristiques du support du dallage

Le support du dallage est constitué par l'interface, la couche de forme ou remblai éventuels et le sol support.

NOTE 1

Pour illustration, voir la Figure 2 présentée en 3.2.

NOTE 2

Le sol support est constitué par le sol naturel en place complété éventuellement par une amélioration ou par un remblai.

A.2.1  Sol Support

La réalisation de dallages sur les supports suivants est à proscrire, sauf études et/ou traitements spécifiques :

  • les sols organiques (teneur en matières organiques > 3 % selon la NF P 94-055) ;

  • les sols et/ou roches gonflants (argiles plastiques surconsolidées, craies ou marnes à gypse ou à pyrite, schistes carton) ;

  • les sols sensibles aux phénomènes de retrait-gonflement ;

  • les sols affaissables (dépôts éoliens, loess) ;

  • les sols liquéfiables ;

  • les sols et/ou roches solubles (roches salines en particulier gypse) ;

  • la plupart des sous-produits industriels (déchets de fonderie, produits de démolition, produits de déconstruction, stériles de mines de charbon, scories, mâchefers, laitiers d'aciérie de conversion et/ou de convertisseur) ;

  • les autres déchets (anciennes décharges, remblais "poubelliens", les matériaux F72 et F73, etc.) ;

  • les matériaux exclus dans la couche de forme listés en A.2.2.

Pour ces situations, les paramètres pressiométriques ne sont pas suffisants pour appréhender leur comportement et leur stabilité dans le temps. Ils doivent notamment être complétés par :

  • leur classification ou leur identification comme sols et roches particuliers ;

    NOTE 1

    La classification au sens du GTR.

  • leur état hydrique par rapport à la situation de saturation par le biais du couple teneur en eau/ densité sèche, en gardant à l'esprit que la teneur en eau mesurée en laboratoire n'est pas la teneur en eau in situ, mais celle que l'échantillon a gardé au travers des manipulations et par rétention ;

  • la caractérisation de la compressibilité du support ;

  • la caractérisation du potentiel de gonflement (voir A.2.5 pour les dosages limites) ;

  • les critères d'acceptabilité environnementale, de qualité de fabrication et/ou de livraison pour les matériaux d'apport ;

  • les critères de mise en oeuvre et de réception ;

    NOTE 2

    Des précisions relatives au dallage sur remblai technique sont indiquées au F.2.5.

  • une étude hydrogéologique des nappes et de l'évolution de leurs surfaces piézométriques ;

  • les dégagements gazeux (méthane, radon, etc.).

NOTE 3

La nature et les techniques de reconnaissance et de caractérisation des sols sont précisées en F.1.

A.2.2  Couche de Forme

La mise en oeuvre de la couche de forme doit permettre, en absorbant des variabilités du support, d'homogénéiser (et généralement d'améliorer) sa portance.

Les caractéristiques géotechniques minimales de portance de la couche de forme (et du support) sont précisées en 5.1.2. Pour qu'un matériau puisse être employé en couche de forme, il faut qu'il satisfasse aux critères suivants :

  • acceptabilité environnementale ;

  • insensibilité à l'eau ;

    NOTE 1

    Au sens du GTR.

  • dimension des plus gros éléments compatibles avec les tolérances de réglage et l'épaisseur des couches mises en oeuvre ;

  • insensibilité au gel dans certains cas, notamment en zone périphérique au dallage ;

  • aptitude à drainer l'eau (arrivées d'eau zénithales pendant le chantier, interaction avec arrivées d'eau sous- jacentes), le cas échéant ;

  • stabilité volumique, selon les critères fixés au A.2.5.

Les matériaux à exclure, sauf action sur la granularité sont :

  • A1, C1A1, C2A1, A2, C1A2, C2A2 (sols fins plastiques avec éventuellement de gros éléments) ;

  • A2, C1A2, C2A2 (sols fins plastiques) ;

  • B12, C1B12, C2B12, B2, C1B2, C2B2 (sables silteux ou argileux avec éventuellement de gros éléments) ;

  • B32, C1B32, C2B32, B4, C1B4, C2B4 (graves silteuses avec éventuellement de gros éléments) ;

  • B5, C1B5, C2B5 (sables et graves très silteux avec éventuellement de gros éléments) ;

  • B6, C1B6, C2B6 (sables et graves argileux avec éventuellement de gros éléments) ;

  • D1 (sables alluvionnaires) ;

  • D22, D32 (graves de dureté moyenne) ;

  • F3 (schistes houillers) ;

  • R12 (craies de densité moyenne) ;

  • R22, R23 (calcaires de densité moyenne ou fragmentables) ;

  • R33 (roches argileuses peu fragmentables, peu dégradables) ;

  • R34, R43, R63 (roches argileuses ou siliceuses fragmentables et roches magmatiques et métamorphiques fragmentables ou altérées, potentiellement réutilisables selon leur reclassement, selon la NF P 11-300 (Septembre 1992) après extraction et compactage) ;

  • R42 (roches siliceuses de dureté moyenne) ;

  • R62 (roches magmatiques et métamorphiques de dureté moyenne).

NOTE 2

En référence au GTR.

NOTE 3

L'action de la granularité porte notamment sur l'élimination de la fraction 0/d et/ou traitement, voir F.2.2.

NOTE 4

L'emploi des matériaux D1 est acceptable, dès lors que l'épaisseur ne dépasse pas 5 mm.

Les matériaux à exclure sont :

  • A3, C1A3, C2A3, A4, C1A4, C2A4 (sols fins peu à très plastiques avec éventuellement de gros éléments) ;

  • A4, C1A4, C2A4 (sols fins plastiques) ;

  • R13 (craies peu denses) ;

  • R31, R32 (roches argileuses peu fragmentables mais dégradables) ;

  • R5 (roches évolutives et/ou salines) ;

  • parmi les sous-produits industriels :

    • F1 (sols renfermants des matières organiques) ;

    • F2 (cendres volantes silico alumineuses) ;

    • F4 (schistes des mines de potasse) ;

    • F5 (phosphogypses) ;

    • F6 (mâchefers d'incinération des déchets non dangereux) ;

    • F7 (matériaux de déconstruction et matériaux de démolition) ;

    • F8 (laitiers de hauts-fourneaux, sauf les laitiers des hauts-fourneaux cristallisés (LHFc) au sens de la NF P 18-302) ;

    • F9 (autres déchets et sous-produits industriels notamment les mâchefers (autres que F6), les scories, les laitiers d'aciérie de conversion et/ou de convertisseur, sauf les laitiers d'aciérie de four électrique (LAFE) dont le dosage en chaux libre (NF EN 1744-1) est inférieur à 0,5 %).

A.2.3  Déformabilité du support du dallage

La déformabilité du support du dallage est mesurée par 3 essais in situ, plus 1 point tous les 1 000 m2, au moyen d'essais à la plaque (chargements concentrés de courte durée). Deux types d'essais à la plaque sont distingués :

  • essai à la plaque, selon la NF P 94-117-1. Il s'agit d'un essai de chargement avec une plaque circulaire rigide de 0,60 m de diamètre. Sous une pression de 0,25 MPa, un premier module EV1 est déterminé (EV1 = π/4 · (1-ν2) · p · B/déflexion). Après déchargement, sous une pression de 0,20 MPa, un second module EV2 est déterminé ;

    NOTE 1

    Le calcul EV1 se fait en référence au protocole LCPC (1973, Ed. DUNOD).

  • essai à la dynaplaque de diamètre 0,60 m. Il s'agit d'un essai de mesure du rebond d'une masse sur une plaque posée sur le sol, selon la NF P 94-117-2.

En cas d'essai à la dynaplaque, l'interprétation du résultat, sous la forme d'un module EV2 équivalent, est du ressort du géotechnicien. Il est nécessaire de prévoir un calage entre la dynaplaque et la plaque.

NOTE 2

Du fait du diamètre des plaques (0,60 m), les modules mesurés sont représentatifs de la déformabilité de l'ensemble support et de couche de forme, sur une épaisseur de l'ordre d'un mètre.

NOTE 3

Les cas, pour lesquels la mission géotechnique G4 est exigée, sont précisés au 5.1.2.1.4.

A.2.4  Compacité du support du dallage

La compacité du support du dallage est mesurée par 3 essais in situ, plus 1 point tous les 1 000 m2, au moyen d'un des essais suivants :

  • essai au pénétromètre dynamique à énergie constante (NF P 94-063) ;

  • essai au pénétromètre dynamique à énergie variable (panda) (NF P 94-105).

Il est permis de ne pas mesurer la compacité, par l'intermédiaire d'essais au pénétromètre dynamique, lorsque les trois conditions suivantes sont respectées :

  • le support est constitué de matériaux granulaires avec D ≤ 100 mm ;

  • EV2 ≥ 50 MPa ;

  • EV2/EV1 ≤ 2,2.

Dans ce cas, les résultats des essais à la plaque permettent de vérifier la compacité du support du dallage, sur une épaisseur de l'ordre d'un mètre.

Les besoins de compacité du support du dallage sont à minima de niveau q3, dans la couche de forme et de niveau q4, dans l'éventuel remblai.

NOTE 1

Lors des essais au pénétromètre dynamique, un contrôle régulier est effectué lors de la mise en oeuvre du support du dallage. La profondeur de contrôle est généralement limitée à 2 mètres.

NOTE 2

Un objectif de densification de niveau q3 impose une compacité représentant 98,5 % de l'Optimum Proctor Normal (OPN) en moyenne, pour chaque couche et une compacité représentant 96 % OPN, au fond de chaque couche.

NOTE 3

Un objectif de densification de niveau q4 impose une compacité représentant 95 % de l'Optimum Proctor Normal (OPN) en moyenne, pour chaque couche et une compacité représentant 92 % OPN, au fond de chaque couche.

NOTE 4

Il existe 4 types de contrôle de la compacité :

  • essais de masse volumique in situ (gammadensimètre, carottage, remplacement par un liquide ou du sable) ;

  • mesures mécaniques (pénétromètres dynamiques ou statiques) ;

  • méthodes indirectes (Q/S, compacteurs équipés de GPS, contrôle continu de compactage) ;

  • mesure de la déformation (pour sols grossiers de granulométrie ne permettant pas les contrôles courants, le rapport EV2/EV1).

NOTE 5

L'analyse du rapport de module EV2/EV1 n'est pas pertinente dans les cas suivants :

  • matériaux graveleux, avec D > 100 mm ou granulométrie discontinue d/D ;

  • sols fins secs (car le rapport varie en fonction de la teneur en eau des sols fins) ;

  • sols traités à la chaux et/ou aux liants hydrauliques ;

  • déflexion au chargement maximal (W1) > 2 mm ;

  • EV2 < 25 MPa, pour sols fins et EV2 < 45 MPa, pour sols granulaires.

NOTE 6

Les cas, pour lesquels la mission géotechnique G4 est exigée, sont précisés au 5.1.2.1.4.

A.2.5  Non-gonflement du support du dallage

Afin d'éviter le gonflement du support du dallage, les essais suivants doivent être réalisés :

  • dosage des sulfates solubles dans l'eau ou dans l'acide (NF EN 1744-1). 3 essais, plus 1 tous les 3 000 m2. Pour chaque essai, le dosage est inférieur ou égal à 0,5 % (SO4) dans l'eau ou inférieur ou égal à 0,2 % (SO3) dans l'acide. Il est nécessaire de prévoir des prélèvements, à minima, à 0,2 m, à 0,5 m et à 0,8 m de profondeur sous le dallage. Dans le cadre de l'étude spécifique (voir A.2.1) pour l'emploi des matériaux F71, ce dosage est inférieur ou égal à 0,2 % (SO4) dans l'eau ;

    NOTE 1

    Voir le NF DTU 13.3 P2 pour les modalités.

  • essais CBRi (NF P 94-078), pour quantifier le gonflement à l'eau au bout de 4 jours d'immersion, pour les matériaux non traités. 1 essai tous les 3 000 m2, avec des prélèvements à 0,2 m et à 0,8 m de profondeur sous le dallage. Pour chaque essai, le gonflement linéaire G doit être inférieur à 1 %.

    Il est permis de ne pas réaliser d'essais CBRi, dès lors que les matériaux ont été reclassifiés en référence à la NF P 11-300 (Septembre 1992).

    NOTE 2

    Voir le NF DTU 13.3 P2 pour les modalités.

    NOTE 3

    Par exemple pour un dallage de 800 m2, 9 dosages en sulfates solubles et 2 essais de type CBRi sont à réaliser.

    NOTE 4

    Les cas, pour lesquels la mission géotechnique G4 est exigée, sont précisés au 5.1.2.1.4.

Les prélèvements se font en cours de mise en oeuvre ou uniquement par carottage depuis le niveau sous dallage.

A.2.6  Approches géotechniques distinctes pour des charges réparties et des charges ponctuelles

Il faut différencier l'approche géotechnique en fonction du cas de charges ponctuelles ou réparties. La distinction est fonction des bulbes des contraintes respectifs (voir Figure A.1).

Les bulbes sont plus petits sous une charge isolée, mais tendent à se combiner sous des groupes de charges ponctuelles. C'est notamment le cas des rayonnages, qui peuvent être assimilés en profondeur, du point de vue du sol support, à une bande uniformément chargée. L'amplitude des déformations associées est aussi différente entre les deux cas de charges.

Pour une coupe de sol donnée, il peut donc y avoir plusieurs profils de modules de déformation Es, chacun, adapté à l'un des cas de charge (charge ponctuelle isolée ou groupe de charges ponctuelles).

Dans un cas de charge roulante, les modules de déformations sont également plus élevés que sous charge statique, puisqu'il convient de les estimer dans le domaine des petites déformations.

Lorsque des charges de type statique et de type roulante coexistent, il est sécuritaire d'adopter les valeurs de module des cas de charge statique.

Figure A.1  Représentation de bulbes de contraintes pour des charges ponctuelles