L’effet des eaux souterraines sur les flux des pressions hydrostatiques et de la terre

Si la base du mur de palplanche est pas intégré dans une strate imperméable, l’eau souterraine peut circuler sous la structure de palplanche. la planification et la conception des murs de palplanche situés dans groundwaterflows Proper demande une connaissance des effets de l’eau souterraine qui coule.

Comme les groundwaterflows des régions de la tête hydraulique élevée dans les régions avec une tête inférieure, la pression hydrodynamique est dirigée vers le bas sur l’excédent côté de la pression hydrostatique et vers le haut sur le côté opposé. Cela signifie que la pression hydrostatique sur le côté excès de pression hydrostatique est plus faible et que sur le côté opposé supérieure à la pression hydrostatique.

La pression hydrodynamique agit également sur la structure granulaire du sol: elle augmente les contraintes effectives de particule à particule de l’excès côté de la pression hydrostatique et les diminue sur le côté opposé. Cela signifie que la pression de la terre sur le côté actif en excès de pression hydrostatique augmente, et la pression de terre passive sur le côté opposé est diminuée.

Compte tenu des flux d’eau souterraine a un effet bénéfique sur l’excès de pression hydrostatique et un effet néfaste sur la pression de la terre passive. Que ce soit sur l’ensemble une plus favorable ou moins favorable en fluence prévaut, doit être étudié dans chaque cas individuel. En règle générale, il y a trois façons de considérer la pression hydrostatique sur un mur dans les eaux souterraines coulant:

  1. Ignorer le flux et assumer l’excès de pression hydrostatique conformément au paragraphe 4.2.
  2. Effectuer des calculs à l’aide d’un réseau d’écoulement.
  3. Effectuer des calculs à l’aide d’une méthode d’approximation en supposant des poids unitaires modifiés.

Dans la majorité des cas, il suffit d’ignorer l’écoulement des eaux souterraines et d’assumer l’excès de pression hydrostatique conformément au paragraphe 4.2. Si l’excès des pressions hydrostatiques élevées sont présents, les calculs de flux nets plus précis sont souhaitables dans le cas des sols fiés stratigraphiques avec des perméabilités différentes. En outre, une enquête précise des conditions d’écoulement est nécessaire pour vérifier la résistance à l’échec du sol hydraulique, en particulier dans le cas de grandes différences de niveau d’eau et des couches à faible perméabilité à proximité de la surface sur le côté passif de pression de la terre.

Histoire de palplanche

L’histoire de palplanche remonte au début du siècle dernier. Le livre Ein Produkt erobert die Welt – 100 Jahre Stahlspundwand aus Dortmund (A la conquête du monde – 100 ans de murs de palplanche de Dortmund) décrit l’histoire du succès de palplanche. L’histoire est étroitement liée à Tryggve Larssen, bâtiment du gouvernement géomètre à Brême, qui a inventé le mur de palplanche fabriqué à partir de profilés laminés avec un cross-section.In en forme de canal 1902, le soi-disant LARSSEN palplanches – connu comme tel à partir de cette date – ont été utilisés comme une structure de front de mer à Hohentorshafen à Brême – et sont encore faire leur travail à ce jour! Depuis lors, ont été fabriqués dans le laminoir de HOESCH Spundwand und ProfilGmbH.

Au fil des années, les développements en cours dans les nuances d’acier, des formes de section et les techniques de conduite ont conduit à une large gamme d’applications pour palplanche. Les applications comprennent de fixation ex- fouilles, des structures riveraines, des fondations, des piliers de ponts, murs de réduction du bruit, des structures routières, de boutures, de remblai et les boîtiers de sol contaminés, et les systèmes de protection contre les inondations. Les principaux avantages de l’ingénierie des murs de palplanche sur les autres types de mur sont:

  • le rapport extrêmement favorable d’acier à section transversale moment de résistance,
  • leur aptitude à presque tous les types de sol,
  • leur aptitude à l’emploi dans l’eau,
  • les progrès rapides sur place,
  • la capacité de transporter des charges immédiatement,
  • la possibilité d’extraire et de réutiliser les sections,
  • leur combinaison facile avec d’autres profilés laminés,
  • l’option des profondeurs d’ancrage décalées,
  • la perméabilité à l’eau faible, si nécessaire en utilisant des verrouillages scellés, et
  • il n’y a pas besoin d’excavations.

Pression de la terre en trois dimensions

Structures de quai sont souvent construites comme des murs de palplanche combinés constitués de pieux porteurs et des piles de remplissage. Dans cet agencement, l’in remplir des piles ne sont souvent pas entraînés aussi profond que les piles portantes. La pression de la terre passive dans la région en dessous des piles de remplissage ne peut être mobilisé par les piles portantes. Chacun d’entre eux engendre une pressurefigure de terre en trois dimensions qui, en fonction de l’espacement des pieux de support de charge, peuvent rester séparés ou qui peuvent se chevaucher. Dans le cas extrême, le chevauchement est si grand que les pieux porteurs peuvent être calculées comme une paroi continue. DIN 4085: section 6.5.2 2007 contient de plus amples informations sur le calcul de la pression de la terre passive en trois dimensions.

Conduite des murs de palplanche

Murs de palplanche peuvent être vissées dans des tranchées prédécoupées ou pressées, l’impact mécanique ou vibrait en position. Threading et en appuyant ne comportent pas de coups ou de chocs, ce qui est un contraste complet avec un impact sur les méthodes de conduite et de vibrations. Dans les sols difficiles, la conduite peut être facilitée par pré-perçage, jets d’eau, pré-décapage ou même en remplaçant le sol.

Lors de la conduite des murs de palplanche, il est possible pour les palplanches pour commencer penchant vers l’avant ou vers l’arrière par rapport à la direction de la conduite (comme l’image de suivi montre). Forward lean est causée par la friction dans les verrouillages et par compactage du sol tout en conduisant la palplanche précédente. La force motrice est transmise à la pile de manière concentrique, mais les forces de réaction sont répartis de manière inégale à travers le palplanche. Backward maigre peut se produire dans les sols denses si la palplanche précédente a desserré le sol. Pour éviter penchée de palplanches, ils doivent être maintenus dans un cadre de guidage ou chevalets. L’alignement vertical pendant la conduite peut être entravée par des obstacles dans le sol ou les couches dur à angles défavorables.

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Pieux d’ancrage entraînés

Diverses sections en acier et des pieux en béton moulé peuvent être utilisés comme des pieux d’ancrage. pieux d’ancrage portent des forces de traction sur leur surface au moyen de la friction de la peau. Ils sont fréquemment rencontrés dans les structures murales quai où les forces de traction élevées se produisent (comme l’image de suivi montre). Dans de tels cas, des pieux en acier permettent une connexion soudée directe entre la structure pile et mur de soutènement.

Pieux enfoncés à des angles peu profonds sont guidés par les dirigeants. marteaux action lente sont préférables à des dispositifs à action rapide (EAU section 9.5.2 2004). Dans le cas de ratisser pieux d’ancrage, le règlement en raison de remblayage, les fouilles soulageant ou l’installation de nouvelles piles derrière le mur de palplanche peut conduire à des charges à un angle à l’axe de la pile. Les déformations supplémentaires provoquent une augmentation des contraintes dans la pile qui, dans certaines circonstances, signifie que la force axiale maximale ne peut pas se produire à la tête de la pile, mais à la place derrière le mur de palplanche (voir M ARD- FELDT, 2006). Ceci doit être pris en compte lors de la conception des piles et la connexion à la paroi.

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Général

Diverses méthodes de conception ont prouvé son utilité pour l’analyse des palplanches structures structurels à. Il existe des méthodes basées sur la théorie classique de la terre active / passive pression, idéalisation du sous-sol à travers des modèles à ressort élastique en plastique, et les approches de charge ultimes. Palplanches murs appartiennent à la classe des structures de soutènement de type mur dont la conception est couverte par l’article 10 de la norme DIN 1054: 2005-01. DIN 1054 est une norme absolue qui fournit un format général pour toutes les analyses. La mise en place des actions, des résistances, des procédures de calcul et construction est couvert par les normes spécialisées et les recommandations de la Société allemande pour Géotechnique (DGGT).

Conformément à l’état actuel de la technique, palplanches structures sont calculées et dimensionnée à l’aide d’ordinateurs de nos jours. Il est néanmoins indispensable pour l’ingénieur de conception pour avoir une bonne connaissance des différentes méthodes de calcul, soit dans le but de vérifier les calculs informatiques ou pour la réalisation des plans préliminaires rapides et simples.

Pressage

Le pressage est utilisé principalement quand il y a des restrictions sévères imposées sur le bruit et les vibrations. Cela est surtout le cas dans les quartiers résidentiels, très près de bâtiments existants et sur les talus. Contrairement à la conduite à l’aide de marteaux d’impact et des techniques de vibration, les palplanches sont simplement forcés dans le sol en utilisant la pression hydraulique. Le bruit et les vibrations sont donc réduites au minimum. Nous distinguons usine de pressage supporté par une grue, plante guidée par un chef de file et de plantes en appui sur les têtes de pieux déjà parcourus.

Dans la première méthode, une grue soulève l’usine de pressage sur un groupe de pieux qui sont ensuite enfoncé dans le sol au moyen de vérins hydrauliques (comme l’image de suivi montre). Pour ce faire, les vérins hydrauliques sont serrés à chaque pile de feuille individuelle. Dans un premier temps, le poids propre de l’usine de pressage et les palplanches agissent eux-mêmes comme la réaction à la force de pression. Que les palplanches sont entraînés plus loin dans le sol, il est de plus en plus le frottement de la peau qui procure la réaction. Et les deux U- Z-sections peuvent être pressés, et le procédé peuvent également être utilisés pour extraire des palplanches.

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Systèmes Structuraux

La base des calculs de structure est un réaliste, représentation idéalisée du système. Du fait de la structure complexe du sol interaction, la charge sur la paroi de palplanche est directement dépendante du comportement à la déformation de ces deux composants. Le comportement de déformation de la paroi dépend, d’une part, sur les conditions de soutien à la base du mur, et, d’autre part, sur les montants ou les ancrages possibles supportant le mur au-dessus du niveau de la fondation (W EISSENBACH, 1985).

En termes de soutien conditionsat la base théorique de la paroi, on distingue entre les murs tout simplement pris en charge, partiellement fixes et entièrement fixes.

En termes de soutien possible, en dehors des murs non pris en charge, ceux avec des supports simples ou multiples peuvent avoir besoin d’être pris en considération.

En règle générale, on peut dire que, pour une profondeur égale d’excavation et un nombre identique d’entretoises ou d’ancrages, de plus grandes profondeurs d’encastrement sont nécessaires pour murs entièrement fixes par rapport aux murs simplement pris en charge, mais que cela se traduit par des forces internes inférieurs, déformations de la paroi et forces de Chor an-. Murs avec fixité partielle à la base se situent quelque part entre les formes simplement appuyées et entièrement fixes par rapport aux contraintes et déformations. La décision relative à la condition de soutien à la base du mur est faite par l’ingénieur de conception basée sur les exigences du projet de construction respective.

Le comportement de déformation des murs simplement appuyées et fixes est fondamentalement différent. Pour mur afixed, une rotation autour de sa base théorique est supposé, alors que pour un simple appui mur porté, un déplacement parallèle de la base du mur est supposé. Le tableau de suivi montre les déplacements sur lesquels repose la conception et leurs distributions de contraintes correspondantes.

Murs avec différentes conditions de soutien à la base et plus d’une rangée d’ancres

Murs avec plus d’une rangée de chevilles peuvent être calculées comme décrit ci-dessus en utilisant des conditions aux limites identiques. Établir la profondeur d’ancrage est réalisée par la condition limite la force ou la déformation à la base de la paroi selon la section 6.5.

Il convient de souligner qu’en raison de l’indétermination statique, la solution analytique implique beaucoup plus de travail lorsque plus d’une rangée d’ancres est employé. Nomogrammes pour calculer les deux murs tout simplement pris en charge et entièrement fixes avec deux rangées d’ancres peuvent être trouvées dans la littérature (H OFFMANN, 1977) ainsi que des explications qui les accompagnent.

Il est utile en utilisant un ordinateur pour palplanches structures avec plus d’une rangée d’ancres. Concevoir des programmes spécifiquement pour les fondations calculer la longueur d’ancrage requise automatiquement en fonction des conditions de support choisies pour la section. Tout programme de cadre peut être utilisé pour calculer la longueur d’ancrage au moyen d’itération.

Aux fins de la conception préliminaire, plusieurs rangées de points d’ancrage peuvent être estimés à une ligne.

Modélisation de la paroi de palplanches

La section de la paroi 1605 de palplanches de HOESCH est discrétisé avec des éléments de faisceau à 3 nœuds en supposant un déplacement quadratique. Un comportement élastique linéaire est supposé pour le mur de palplanches. En utilisant les propriétés de la section de l’annexe A, nous obtenons les paramètres système suivants:

E = 2.1 · 108 kN/m2
A = 1.363 · 10-2 m2/m
I = 2.8 · 10-4 m4/m
E = 1.05 kN/m/m

=> EA = 2 862 300 kN/m; EI = 58 800kNm2/m

La surface limite palplanches / sol est discrétisée avec des éléments d’interface. L’angle mur de friction pour la surface limite acier / sol est donnée à δ = 2φ / 3. Afin d’obtenir une liaison réaliste entre la base du mur et le corps du sol, les éléments d’interface sont étendus à 2 m dans le corps du sol. Cependant, δ = φ applique pour ces éléments d’interface.