Contribution à l'étude du comportement et au dimensionnement des groupes de pieux et des fondations mixtes

Contribution to the study of the behavior and the dimensioning of pile groups and pile-raft foundations

• Auteur / Autrice : Nader Elayni
• Direction : Philippe Reiffsteck
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géotechnique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Université Gustave Eiffel
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GERS Direction - Département Géothechnique , environnement, risques naturels et sciences de la terre

Mots clés

Mots clés libres

Dimensionnement

Etudes expérimentales

Modélisation Numérique

Dimensioning

Experimental studies

Numerical model

Résumé

L'augmentation de la population mondiale entraine une urbanisation rapide dans le monde. Ce développement conduit à l'augmentation du nombre et de la hauteur des bâtiments en raison d'une limitation de l'espace. La construction d'ouvrages à grande descente de charge présente des risques importants. Pour soutenir ces structures, des fondations profondes isolées, en groupes de pieux ou encore des fondations mixtes sont utilisées. Lorsque la couche de sol de surface a des bonnes propriétés mécaniques alors afin de supporter les charges de la structure on utilise une fondation superficielle qui reste en surface ou qui s'enfonce peu dans le sol. Dans le cas où les propriétés mécaniques du sol sont mauvaises on utilise alors des fondations profondes. Les fondations profondes font référence aux fondations qui permettent le transfert de charge de la structure sur des couches allant de la surface à des profondeurs de quelques dizaines de mètres (pieu isolé ou groupe de pieux). L'utilisation d'un groupe de pieux permet une plus grande reprise des efforts en surface. En effet l'utilisation de pieux permet la réduction du tassement, et l'ajout d'une fondation superficielle au contact du sol permet une réduction du nombre de pieux et de la longueur de chaque pieu. Ainsi l'association de ces deux types de fondations (ce que l'on appelle une fondation mixte) permet d'assurer un meilleur soutien de la structure mais aussi un gain économique. Le comportement de ces deux types de fondations est encore assez mal appréhendé, notamment pour ce qui est de l'effet de groupe des pieux, et de l'interaction radier-pieux. Le chargement d'un pieu influence le comportement des pieux voisins, et le chargement du radier influence également les pieux de la fondation mixte. Une fondation (pieu ou radier) interagit avec un volume de sol pour équilibrer les efforts appliqués. Ainsi dans un groupe de pieux ou sous un bâtiment construit sur une fondation mixte, les volumes de sol qui permettent l'équilibre interagissent entre eux. L'espacement des pieux d'un groupe est alors une problématique importante pour l'utilisation de ce type de fondation. On s'intéresse donc à une meilleure compréhension du comportement des groupes de pieux et des fondations mixtes soumises à des efforts horizontaux et des efforts verticaux. Des essais in-situ et en modèle réduit seront réalisés par le laboratoire SRO.

The increase in world population is leading a higher urbanization in the world. This development leads to an increase in the number and height of buildings due to a space limitation. There are significant risks associated with the construction of high-pressure structures. To support these structures, isolated deep foundations, pile group or pile-raft foundations are used. When the surface soil layer has good mechanical properties then in order to support the loads of the structure a superficial foundation is used which remains on the surface or which sinks little into the ground. If the mechanical properties of the soil are poor, deep foundations are used. The deep foundations refer to the foundations that allow the load transfer of the structure on layers ranging from the surface to depths of a few tens of meters (isolated pile or group of piles). The use of a pile group allows a greater resumption of surface forces. The use of piles allows the reduction of settlement, and the addition of a superficial foundation in contact with the ground allows a reduction in the number of piles and the length of each pile. Thus the combination of these two types of foundations (what is called a pile raft foundation) allows to ensure a better support of the structure but also an economic gain. The behaviour of these two types of foundations is still poorly understood, particularly with regard to the group effect of piles, and the interaction between piles. The loading of a pile influences the behaviour of the neighbouring piles, and the loading of the raft also influences the piles of the pile raft foundation. A foundation (pile or raft) interacts with a volume of soil to balance the applied forces. Thus in a group of piles or under a building built on a pile raft foundation, the volumes of soil that allow balance interact with each other. The spacing of the piles of a group is then an important problem for the use of this type of foundation. There is therefore interest in a better understanding of the behaviour of pile groups and pile raft foundations subject to horizontal and vertical efforts. In-situ and model tests will be conducted by the SRO laboratory.