Murs Ponceaux

Direction des structures

Construction et réparation des structures

MURS ET PONCEAUX

Louis-Georges Coulombe, ing. Février 2004

Conception

Objectifs de la session Q

Approfondir nos connaissances des exigences contractuelles relatives à la mise en œuvre des ponceaux et des murs de soutènement

Q

Améliorer notre capacité à prévenir les situations pouvant compromettre la qualité des ouvrages en prenant connaissance de problèmes vécues 2

Conception

Plan de la session Q

Documents contractuels

Q

Murs homologués

Q

Ponceaux homologués

Q

Expériences d’ouvrages construits

3

Conception

Documents contractuels Q

Cahier des charges et devis généraux édition 2003 (CCDG) et Cahier des clauses générales (CCG) en vigueur – Section 15 : Ouvrages d’art, ponceaux et égouts pluviaux  sous-section

15.2 Fondations des ouvrages

d’art  sous-section

15.12 Murs

 sous-section

15.13 Ponceaux, ……. 4

Conception

Documents contractuels Q

Avis techniques – Murs homologués – Ponceaux homologués

Q

Devis spécial

Q

Tome VII - Matériaux, des Normes du Ministère – Chapitre 2 - Granulats – Chapitre 3 - Béton de ciment – Chapitre 5 - Aciers d’armature

5

Direction des structures

EXIGENCES CONTRACTUELLES

CCDG 2003 Sous-section 15.2 FONDATIONS DES OUVRAGES D’ART

Conception

CCDG 2003 Q

Portée des travaux (art. 15.2.1) Les excavations pour ouvrages d’art comprennent : – Les excavations pour la construction de ponts, ponceaux, murs, etc. – Le remplissage des excavations

7

Conception

CCDG 2003 Q

Remplissage des excavations (15.2.4.2) Si les matériaux de déblai ne sont pas acceptables ou sont insuffisants pour le remplissage, l’entrepreneur doit utiliser des emprunts pour remblai ou des matériaux MG 56, MG 80 ou MG 112. Le remplissage doit progresser sur les deux faces simultanément. 8

Conception

CCDG 2003 Q

Remplissage des excavations (suite) Derrière les culées et les murs de soutènement, le remplissage adjacent à la surface de l’ouvrage doit être fait avec un matériau granulaire : – MG 112 sur une largeur de 1,2 m... – MG 20 ou CG 14 dans le 300 mm adjacent à la paroi de l’ouvrage 9

Conception

CCDG 2003 Q

Remblai appuyé sur un ouvrage d’art (15.2.4.6) Lorsqu’un remblai s’appuie sur un ouvrage d’art, le remblayage adjacent à la surface de l’ouvrage doit être fait avec un matériau granulaire : – MG 112 sur une largeur de 1,2 m... – MG 20 ou CG 14 dans le 300 mm adjacent à la paroi de l’ouvrage 10

Direction des structures

EXIGENCES CONTRACTUELLES

CCDG 2003 Sous-section 15.12 MURS

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Brevets déposés au Canada L’entrepreneur doit : – Vérifier si le mur à construire est l’objet d’un brevet – Se conformer aux exigences légales régissant leur exploitation

12

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Documents requis (15.12.1) Si l’appel d’offres n’a pas de plans de soumission détaillés : – L’entrepreneur doit fournir :  plans  note

de construction et plans d’atelier

de calcul

 signature

et sceau d’un ingénieur membre de l’Ordre des ingénieurs du Québec 13

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Matériaux (15.12.2) Béton conforme à la norme 3101 du Ministère: – Type XII : coussin de support – Type I : semelles – Type V : fût mur en porte-à-faux en béton armé, éléments préfabriqués de parements (dalle, modules, écailles), chasse-roues, glissières, modules de couronnement 14

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Matériaux (suite) Acier d’armature conforme à la norme 5101 du Ministère Barres crénelées de nuance 400W Blocs remblais conformes à la norme 3403 du Ministère 15

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Matériaux (suite) Boulons ASTM A325 de type 1 conformes à la norme 6201 du Ministère Géotextile conforme à la norme 13101 du Ministère

16

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Matériaux (suite) Matériaux granulaires pour massifs des murs remblais renforcés – Conformes à la norme 2102 du Ministère – Maximum de 10 % passant le tamis 80µm – Angle de frottement interne de 36° Murs concernés: voir l’article15.12.2.6 et avis techniques. 17

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Matériaux (suite) Matériaux granulaires pour fondations Conforme à la norme 2102 du Ministère, de type MG 20 ou MG 56

18

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Assurance de la qualité (15.12.3) Homologation L’entrepreneur doit : – Utiliser un mur homologué s’il est d’un des types mentionnés dans la liste de l ’article 15.12.3.1 – Se conformer :  aux à

exigences de la présente section

celles des avis techniques du Ministère 19

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Assurance de la qualité (suite) Contrôle de réception – Blocs remblais : sur trois blocs prélevés au hasard – Modules préfabriqués en béton : pour chaque jour de production, un prélèvement de quatre échantillons par 30 m cu – Attestation de conformité : pour chaque livraison de matériaux granulaires

20

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Assurance de la qualité (15.12.3) Certification – Béton coulé en place (15.4.2.1) Produit et livré par un fabricant dont l’usine est certifiée NQ 2621-905 – Éléments en béton préfabriqué (15.4.2.8) Produits par un fabricant dont l’usine est certifiée CAN/CSA-A23.4/A251 21

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Exigences de conception (15.12.4) Géométrie – La première rangée de blocs, modules ou autres éléments : placée à l’horizontale – La longueur du mur : tenir compte de la courbure horizontale – Parement : tolérances données pour chaque mur (alignement et verticalité) 22

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Exigences de conception (suite) Profondeur des fondations – Protection contre le gel : fiche appropriée – La fiche exclut la semelle de réglage ou le coussin de support – Fiche de 1,5 m à moins d’indication contraire – Sur le roc, pas de fiche minimale,mais encastrement 150 mm 23

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Exigences de conception (suite) Profondeur des fondations – Fiche de 1,5 m ou plus  Cas

des murs ayant une sensibilité élevée (E) aux tassements différentiels

 Exemple

: Mur en porte à faux en béton armé préfabriqué (EBAL)

Note : pour le niveau de sensibilité (E), voir le Tableau 5.2-1, Tome III des normes du Ministère 24

1- Homologué

2- Prédimensionné

3- Hauteur maximale (m)

4- Largeur approxinative à la base (% H)

5- Sensibilité aux tassements différentiels

6- Fondation sur roc

7- Fondation contenant des blocs

8- Accès à l’arrière

9- Durée de vie de 75 ans

10- Accepte surcharges dynamiques …..

11- Construction sous l’eau

12- Résistant aux glaces et débris

13- Accessoires sur paroi c

√

--

8

50

F

√

√

√

√

√

--

--

--

√

--

11

100

F

√

√

--

√

√

--

--

--

√

--

15

100

Ed, F

√

√

--

√

√

--

√d

√d

√

--

15

100

F

√

√

--

√

√

--

--

--

√

--

15

100

M

√

√

--

√

√

--

--

√

Tableau 5.2-1

E : Élevé (0,2 %) M : Moyen (1 %) F : Faible (4 %)

H : Hauteur du mur -- : non applicable √ : applicable

a : acier aluminisé b : à la condition que le parement soit uni et non ajouré c : chasse-roues, trottoir, lampadaire, glissière d : avec parement en béton armé e : mur temporaire

Caractéristiques

Sélection des murs de soutènement

Type de murs de soutènement 24- Mur poids en matelas de polymère à cellules de confinement 25- Remblai renforcé par des géogrilles avec paroi en matelas de polymère à cellules de confinement 26- Remblai renforcé par des armatures en acier avec paroi en treillis métallique 27- Remblai renforcé par des armatures en acier avec talus végétal 28- Remblai renforcé par des armatures en acier avec paroi en blocs de béton imbriqués

Mur EBAL

Profondeur de la fondation Fiche >1,5 m

Semelle de réglage en béton

Mur EBAL

Paroi en place prête pour bétonnage de la semelle

Béquilles Module de mur EBAL Stockage conforme

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Exigences de conception (suite) Profondeur des fondations – Fiche réduite à 0,4 m  Murs

de faible (F) ou moyenne (M) sensibilité aux tassements différentiels

 Paroi

déformable (±) sans dommages

On distingue deux regroupements de murs dont la fiche est réduite 30

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Exigences de conception (suite) Profondeur des fondations – Fiche réduite à 0,4 m (suite) Regroupement 1 : mur à paroi très flexible  Paroi

déposée directement sur la sol Exemple : Mur-poids en gabions  Mur construit sur un coussin drainant Exemple : Remblai renforcé par des treillis métalliques avec talus végétal 31

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Exigences de conception (suite) Coussin drainant – Granulats BC 5-20 : Norme NQ 2520-114, Partie IV, tableau 1 – Géotextile de type IV sous et dessus le coussin (pour éviter la contamination) Note : Le géotextile sous le coussin peut être omis sur un sol granulaire grossier 32

Mur TEXTOMUR Fiche de 0,4 m

Mur TERRAMESH VERT Fiche de 0,4 m

Mur TERRAMESH VERT Fiche de 0,4m (sur remblai)

Mur-poids en GABIONS Fiche de 0,4 m Grands déplacements

Mur CAISSON EN ACIER Fiche de 0,4 m

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Exigences de conception (suite) Profondeur des fondations – Fiche réduite à 0,4 m (suite) Regroupement 2 : murs à paroi flexible avec éléments en béton préfabriquées  Murs

de sensibilité moyenne (M) aux tassements différentiels  Sol de fondation en matériau granulaire dans un cercle de 1,5 m ou plus Exemple : Remblai renforcé par des géogrilles avec paroi en blocs de béton imbriqués 38

Mur TERRACLASS Sol de fondation granulaire de 1,5 m dans un rayon de 1,5 m et fiche de 0,4 m

Mur TERRACLASS Modules de la paroi Stockage conforme

Mur-poids de Blocs KEYSTONE Sol de fondation granulaire de 1,5 m dans un rayon de 1,5 m et fiche de 0,4 m

Étrier

Mur TER-VOILE Sol de fondation granulaire de 1,5 m dans un rayon de 1,5 m et fiche de 0,4 m

Module principal

Module de remplissage

Deux coussins en élastomère requis à chaque appui

Mur TER-VOILE

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Murs homologués Les exigences particulières des murs homologués relativement à: – L’assistance au chantier par le fournisseur – La fabrication des composantes – La mise en œuvre : fondations, paroi, remblai

Sont au CCDG pour certains murs et aux avis techniques pour d’autres

45

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Mode de paiement – Au

mètre

selon

l’axe

horizontal

du

parement, depuis le dessous du coussin de support, de la semelle de réglage ou de la semelle jusqu’à la partie supérieure des éléments incluant le couronnement et le chasse roue

46

Conception

Murs : CCDG 2003 Q

Mode de paiement (suite) – Le prix couvre la conception, la fourniture des matériaux, les excavations et le remplissage des excavations, le coussin de support ainsi que la mise en œuvre et toute dépense incidente

47

Direction des structures

EXIGENCES CONTRACTUELLES

MURS AVIS TECHNIQUES

Conception

Murs : Avis techniques Q

Un avis technique pour chaque produit homologué

Q

Contiennent des informations spécifiques au produit

Q

Comprennent des exigences complémentaires aux devis

Q

Sont des documents contractuels

Q

Sont disponibles sur le site Internet du Ministère des transports www.mtq.gouv.qc.ca 49

Conception

Murs : Avis technique Q

Informations spécifiques au produit : – Identification du fournisseur – Description du produit homologué – Caractéristiques techniques – Les principaux matériaux – Atteste l’acceptation par la Direction des structures – Illustrations du produit : dessins 50

Conception

Murs : Avis technique Q

Avis techniques plus élaborés pour murs homologués non identifiés au CCDG : – Assistance au chantier par le fournisseur – Exigences pour matériaux – Fabrication des composantes – Mise en œuvre : fondations, paroi, remblai

51

Direction des structures

EXIGENCES CONTRACTUELLES

DEVIS SPÉCIAL MURS

Conception

Murs : Devis spécial Q

Murs homologués non couverts spécifiquement au CCDG, (murs homologués récemment) Le lien contractuel avec les avis techniques est établi au devis spécial par le texte suivant :

63

Conception

Murs : Devis spécial Q

Murs homologués non couverts spécifiquement au CCDG (suite) – En plus de satisfaire aux exigences stipulées aux articles 15.12.2, 15.12.3 et 15.12.4 du CCDG, la conception et le dimensionnement des murs {liste…….} doivent tenir compte des stipulations des avis techniques émis par le Ministère 64

Direction des structures

EXIGENCES CONTRACTUELLES

CCDG 2003 Sous-section 15.13 PONCEAUX, TUYAUX, CONDUITES ET DRAINS SOUTERRAINS FILTRANTS

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Matériaux (15.13.1) Béton de type IV ou V conforme à la norme 3101 du Ministère, pour : – Semelles, ponceaux, radiers, murs de tête et murs parafouilles

Acier d’armature conforme à la norme 5101 du Ministère : – Barres crénelées, nuance 400W 66

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Matériaux (suite) Matériaux granulaires: – Type MG 20 conforme à la norme 2102 du Ministère – Type CG 14 conforme à la norme 2103 du Ministère

Matériaux filtrants pour drains souterrains: – Type BC 5-20, conforme à la norme NQ 2560-114, partie IV, tableau 1 67

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Assurance de la qualité (15.13.2) Certification – Béton coulé en place (15.4.2.1) Produit et livré par un fabricant dont l’usine est certifiée NQ 2621-905 – Éléments en béton préfabriqué (15.4.2.8) Produits par un fabricant dont l’usine est certifiée CAN/CSA-A23.4/A251 68

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Assurance de la qualité (suite) Attestation de conformité – Matériaux granulaires fournir une attestation de conformité  nom

du fabricant, lieu de production, résultats

d’analyses granulométriques et d’essais de contrôle et nom du laboratoire

69

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Assurance de la qualité (suite) Homologation des ponceaux(15.13.2.4) L’entrepreneur doit utiliser un ponceau homologué s’il est d ’un des types suivants: – Ponceau rectangulaire sans gousset en B.A. préfab. – Ponceau voûté en B.A. préfab. – Ponceau voûté en tôle ondulé en acier galvanisé

70

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Mise en œuvre (15.13.3) Excavation et préparation de la fondation – Coussin de support en MG 20 sur sol autre qu’un matériau granulaire, compacté à 95 % du Proctor modifié – Fondation naturelle densifiée à 90 % du Proctor modifié – Sur fond de roc, égaliser avec un coussin de support en béton : ponceaux rectangulaires et ponceaux voûtés sur radier 71

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Mise en œuvre (suite) Remblayage – Fait simultanément de chaque côté – Dans 1 mètre de largeur adjacent à l’ouvrage, ne pas pousser les matériaux perpendiculairement – Utiliser des compacteurs dynamiques légers 72

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Mise en œuvre (suite) Ponceaux voûtés et ponceaux rectangulaires sans gousset Conception et dimensionnement : – Satisfaire à la norme CAN/CSA-S6-00 – Stipulations des avis techniques – L’entrepreneur  fournit

plans de construction et plans d’atelier et note de calcul, signés par un ingénieur  vérifie s’il existe des brevets déposés 73

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Mise en œuvre (suite) Ponceaux voûtés et ponceaux rectangulaires sans gousset Fabrication des éléments – Longueur min. 1 m – Longueur max. fonction des équipements – Biais: 600 mm mais min. 1 m autre bout – Béton non conforme, éléments endommagés lors des opérations : sont rejetés

74

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Mise en œuvre (suite) Ponceaux voûtés et ponceaux rectangulaires sans gousset Assemblage des éléments – Réaliser l’assise avec précision – Fermeture des joints – Prendre les dispositions pour prévenir l’intrusion de matériaux granulaires (emboîtements) – Dispositif mécanique pour relier et maintenir 75

Conception

Ponceaux : CCDG 2003 Q

Mode de paiement – Au mètre, depuis le dessous du coussin de support ou de la semelle jusqu’à la ligne d’infrastructure – Le prix couvre : la conception, la fourniture des

matériaux,

la

préparation

de

la

fondation, les excavations, le coussin de support, le remplissage des excavations, la mise en œuvre et toute dépense incidente

76

Direction des structures

EXIGENCES CONTRACTUELLES

PONCEAUX AVIS TECHNIQUES

Direction des structures

EXIGENCES CONTRACTUELLES

DEVIS SPÉCIAL PONCEAUX

Conception

Ponceau : Devis spécial Q

Ponceaux homologués non couverts spécifiquement au CCDG (ponceaux homologués récemment)

Le lien contractuel avec les avis techniques est établi au devis spécial par le texte suivant :

87

Conception

Ponceau : Devis spécial Q

Ponceau homologué non couvert spécifiquement au CCDG (suite) – En plus de satisfaire aux exigences stipulées aux articles 15.13 du CCDG, la conception et le dimensionnement du « Ponceau voûté en tôle ondulée en acier galvanisé de type Bridge Plate » doivent tenir compte des stipulations de l’avis technique émis par le Ministère 88

Direction des structures

MURS ET PONCEAUX

DIVERSES RÉALISATIONS

Conception

PONCEAUX VOÛTÉS EN BÉTON ARMÉ PRÉFABRIQUÉS

90

CM2 Voûte « Anse de panier »

Intérieur du ponceau Belle réalisation

Détail Voûtes sur assise Joints fermés entre les éléments préfabriqués

CM2 Voûte « Plein cintre »

Extrémité sans mur de tête

Conception

MUR Remblai renforcé par des géotextiles avec talus végétal TEXTOMUR

96

Construction de la paroi

Bonne prise des végétaux sur la paroi, sauf à la base

Haut du mur

talus

Ensemensement à reprendre sur près de la moitié de la surface de la paroi ainsi que sur le talus au dessus du mur

Conception

MUR Remblai renforcé par des treillis métalliques avec talus végétal TERRAMESH VERT

100

Mur avant végétalisation de la paroi Belle mise en oeuvre

Autre point de vue

mur

Bonne prise des végétaux

Autre mur Secteur de paroi avec écrasement

Conception

RECONSTRUCTION D ’UN MUR CAISSON EN ACIER

105

Paroi d’origine

Secteur fortement corrodé

Paroi détruite par la corrosion Fuite des matériaux des caissons

Stabilisation au moyen d’une enceinte de blocs de béton

Remplissage en béton maigre

Remplissage en béton

Conception

MUR Remblai renforcé par des géogrilles avec paroi en blocs de béton imbriqués

111

Construction du nouveau mur KEYSTONE-GÉORRILLES

Soutènement temporaire avec étais Système encombrant pour construire le mur

Extrémité courbe du mur

Zone drainante

Blocs remblai

Remblai renforcé Géogrille

Géotextile

Liaison des géogrilles avec les blocs de la paroi (par friction)

Mur complété

Mur complété Partie arrière

Mur MESA

Pose peu soignée des géogrilles

Absence de la zone drainante en granulats derrière la paroi

Absence de la zone Absence de zone drainante en la granulats drainante derrièreenlagranulats paroi derrière la paroi

Bloc connecteur

Liaison géogrille-blocs remblai avec blocs connecteurs

Blocs de couronnement

Paroi de belle apparence Blocs remblai non conformes Ne passent pas l’essai gel-dégel

Extrémité en courbe

Mur complété

Paroi doublée avec nouveaux blocs. Mise en œuvre non conforme: la paroi devait être verticale, non courbe. Donne l’impression de flambement

Petit mur reconstruit avec blocs conformes

Conception

MUR à ancrages multiples avec paroi en béton armé TER-VOILE Béton

131

Dessus du mur en attente de la pose des glissières de sécurité (le mur a été abaissé)

Mur TER-VOILE avec modules principaux et modules de remplissage

Mur complété Belle réalisation

Arrière de l’escalier Esthétique peu soignée

Mur TER-Voile avec modules dalle

Soutènement à la base du talus

Tassement ou bien semelle de support non à l ’horizontale

Bandes en acier pour étriers Stockage négligé

Coin de mur Conception inadéquate

Modules dalle Stockage adéquat

Modules dalle Stockage inadéquat

Stockage inadéquat Rupture d’une dalle

Mur Ter-Voile avec modules principaux Soutènement des remblais d’approches

À l’autre culée du pont

Fissures dans la partie supérieure des modules

Fissuration double sur un module

Fissures

Fissures multiples dans la partie inférieure

Haut du mur en escalier; une pente aurait été préférable Coins en bois oubliés en place

Conception

MUR Remblai renforcé par des armatures en acier Type Terre Armée

151

Stabilisation des déflecteurs avec blocs de béton

Mur de protection contre la mer avec déflecteurs

Abrasion du béton de la paroi

Abrasion du béton Déflecteurs déplacés

Blocs stabilisateurs

Joints endommagés Coins cassés Mudule enfoncé

Joint fortement endommagé

Module fracturé et enfoncé: pert

Légers déplacements de déflecteurs

Protection du remblai du mur par revêtement d’enrobé bitumineux

Perte de matériaux Déflecteur déplacé Armatures rupturées

Perte des matériaux de remblai Corrosion et rupture d ’armature

Vérification de l’épaisseur des armatures

Vague par vent faible Marée basse montante

Stabilisation de déflecteurs

Halte routière à La Martre

Mur Terre Armée avec paroi en tôles d’acier galvanisé

Corrosion de la paroi

Rupture du mur par corrosion des armatures

Trottoir

Armatures rupturées

Conception

MUR EN PALPLANCHES EN ACIER ENCASTRÉES

172

Mur pour stabilisation de talus (interception du plan de glissement)

Le déplacement du mur du mur a provoqué un affaissement du remblai à l ’arrière

Affaissement d’environ 900 mm

Fissures dans le pavage

Fissures dans le pavage de la voie de circulation et de l’accotement

Conception

MUR PAREMENT TERRAMESH VERT

177

Affaissement des strates à la base du parement

Vue de la base

Affaissements

Vue d’ensemble Note: Ce mur a dû être démoli

FIN

182

Conception