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Laboratoire Central de Bâtiment et Travaux Publics DIRECTION PROVINCIALE DE L’EQUIPEMENT ET DES TRANSPORTS D’AL HAOUZ
ETUDE GEOTECHNIQUE PROJET : Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison Tidili Tighadouine au PK 9+100. Province AL HAOUZ
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ETUDE GEOTECHNIQUE Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison T idili Tighadouine au PK 9+100.
Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 2 sur 18
SOMMAIRE I.
INTRODUCTION ................................................................................................... ......................................................... 3
II.
PRESENTATION DU PROJET ........................................................ ............................................................... ................ 3
III. TOPOGRAPHIE – GEOLOGIE – CLIMATOLOGIE...................... ............................................................... ................ 4 IV. RECONNAISSANCE DU SOL IN SITU .................................................................................. ...................................... 5 1.
ETUDES LITHOLOGIQUES ................................................. .............................................................. ........................... 5
2.
ESSAIS PRESSIOMETRIQUE ....................................................................................................................................... 6
3.
INTERPRETATION ............................................................... .............................................................. ........................... 7
V.
ESSAIS EN LABORATOIRE............................................................ .............................................................. ................ 7
VI. CaLCUL DES PARAMETRES GEOTECHNIQUES............ ............................................................... ........................... 9 VII. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS ........................................................ ....................................................... 10 VIII.ANNEXES......................................................... ................................................................. ............................................ 11 1.
Photos des sondages ....................................................................................................................................................... 11
2.
Implantation des sondages ..................................................................................................................... ......................... 14
3.
Fiches des sondages ...................................................... ................................................................. ................................. 15
4.
PV des essais en laboratoire ................................................................ .............................................................. .............. 18
ETUDE GEOTECHNIQUE Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison T idili Tighadouine au PK 9+100.
Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 3 sur 18
I. INTRODUCTION A la demande du client, et dans le cadre du marché N° HZ 01/2013, le Laboratoire Central de Bâtiments et Travaux Publics LC BTP, a procédé à une visite de site du projet de construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison Tidili Tighadouine au PK 9+100. Province d’AL HAOUZ, pour
réaliser une étude géotechnique sur les sols de fondation et déterminer les paramètres de calcule des affouillements.. Le présent rapport présente entre autres :
Le niveau d’assise préconisé
La contrainte admissible du terrain et le tassement prévisible
Les paramètres de calcule d’affouillement.
II. PRESENTATION DU PROJET Le projet consiste en la construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT au PK9+100 de la liaison Tidili à Tighadouine pour le remplacement d’un ancien ouvrage très dégradé. Le site du projet est situé à environ 26 km au Sud-est de la ville d’Ait Ourir et à 57km au Sud-est de la ville de Marrakech.
Site du projet Ouvrage existant
Fig.1 : Situation du projet.
ETUDE GEOTECHNIQUE Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison T idili Tighadouine au PK 9+100.
Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 4 sur 18
III. TOPOGRAPHIE – GEOLOGIE – CLIMATOLOGIE 1. Géologie régionale : Le Haouz de Marrakech est considéré comme un bassin de sédimentation modérément subsident, avant fosse d’origine tectonique dans laquelle se sont accumulées au Tertiaire (Néogène) et au Quaternaire, d’abondantes formations détritiques continentales et fluviatiles, issues du démantèlement des chaînes atlasiques. Tous les étages de la série géologique, du Primaire au Quaternaire récent, connaissent toutefois une répartition très inégale dans le sous-sol de la plaine du Haouz.
Fig. 2 : Carte géologique de la région ; extraite de la carte géologique du Maroc 1/1 000
000.
2. Climatologie : Sur l’ensemble de la plaine du Haouz, règne un climat continental de type aride caractérisé par une pluviosité et une hygrométrie faibles, une forte évaporation et des températures moyennes élevées aux écarts mensuels et journaliers importants. Le climat est l’élément qui donne le plus d’homogénéité à la région. La plaine du Haouz se trouve dans une région aride et semi-aride recevant une pluviométrie moyenne inférieure à 300 mm annuellement.
ETUDE GEOTECHNIQUE Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison T idili Tighadouine au PK 9+100.
Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 5 sur 18
IV. RECONNAISSANCE DU SOL IN SITU La reconnaissance menée par le laboratoire a consisté en la réalisation de dix sondages géotechniques : -
4 sondages, à la pelle mécanique, de 5.00 m de profondeur.
-
3 sondages carottiers non destructifs de 25m de profondeur.
-
3 sondages destructifs de 25m de profondeur.
-
96 essais pressiométriques
1. ETUDES LITHOLOGIQUES L’examen des échantillons des sondages carottiers a montré que le sol traversé est constitué des alluvions en présence des passages sableux. Le détail des coupes lithologiques relevées (Fig.3 & Fig.4) est comme suit : 0.00
0.00
0.00 Alluvions
Matériaux de remblai
-2.00
-3.00
Sable
-3.00 Alluvions
Alluvions
Alluvions
-5.50
-6.00
Sable alluvionnaire
-7.20
Blocs graveleux
-7.80 Sable grossier
-9.00
Sable
-9.80
-10.00
Alluvions
-11.40 Sable
-12.80
Alluvions
Sable alluvionnaire
-18.00 Alluvions Roche calcaire
-21.40 Sable
-25.00
-23.40
SC1
Alluvions
-25.00
-25.00
SC2
SC3
Fig. 3 : Coupes lithologiques des sondages carottés. 0.00 m
0.00 m
0.00 m
Alluvions -5.00 m
Alluvions -5.00 m
S1
0.00 m Alluvions
-5.00 m
S2
Alluvions -5.00 m
S3
Fig. 4 : Coupes lithologiques des sondages à la pelle mécanique.
S4
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Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 6 sur 18
2. ESSAIS PRESSIOMETRIQUE 96 essais préssiométriques ont été réalisés le long des sondages carotté et destructif. Les résultats obtenus sont illustrées dans les tableaux suivants :
SC1 Pf Pl
Prof 1,5 3,0 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 12,0 13,5 15,0 16,5 18,0 19,5 21,0 22,5 24,0 25.0
Prof 1,5 3,0 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 12,0 13,5 15,0 16,5 18,0 19,5 21,0 22,5 24,0 25.0
0,63 1,56 2,34 2,65 3,74 3,86 3,74 3,45 3,82 3,33 3,39 3,02 3,53 4,61 4,67 4,73
Pf 2,56 2,91 2,65 3,74 3,86 3,74 3,45 3,82 3,33 3,21 3,39 3,02 3,53 3,61 3,74 3,91 4,02
1,07 2,65 3,98 4,51 6,36 6,56 6,36 5,87 6,50 5,66 5,77 5,14 6,00 7,84 7,94 8,04
SD1 Pl 4,35 4,95 4,51 6,36 6,56 6,36 5,87 6,50 5,66 5,46 5,77 5,14 6,00 6,14 6,36 6,65 6,84
SC2 Pf Pl
MP 7,50 18,57 31,84 36,05 50,88 69,32 67,17 61,96 68,60 51,65 52,58 46,84 57,39 74,95 75,93 76,90
3,74 2,68 3,15 3,25 2,95 3,04 3,74 3,45 3,82 3,33 3,39 3,02 3,53 3,65 3,48 3,23 3,47
MP
Pf
31,09 37,22 32,18 66,91 69,06 66,91 55,86 61,85 53,91 51,97 54,89 47,87 63,16 64,59 66,91 68,62 70,56
3,36 3,8 3,76 3,63 3,25 3,32 3,74 3,45 3,04 3,15 3,5 3,42 3,76 3,54 3,54 3,78 3,89
6,36 4,56 5,36 5,53 5,02 5,17 6,36 5,87 6,50 5,66 5,77 5,14 6,00 6,21 5,92 5,49 5,90
SD2 Pl 5,71 6,46 6,39 6,17 5,53 5,65 6,36 5,87 5,17 5,36 5,95 5,82 6,39 6,02 6,02 6,43 6,62
MP 58,71 37,65 44,25 48,25 43,80 45,13 56,35 45,77 50,67 44,17 44,97 40,99 55,29 57,17 54,51 47,46 50,99
SC3 Pf Pl 3,12 3,33 3,54 3,65 2,84 2,91 3,26 2,76 3,02 2,86 3,24 3,02 3,53 3,52 3,39 3,68 3,72
MP
Pf
55,14 62,36 61,71 59,57 53,84 54,99 68,44 61,96 56,66 58,71 71,19 69,56 76,48 72,00 78,02 76,89 79,12
3,69 3,65 3,42 3,04 3,92 3,36 3,86 3,76 3,63 3,33 3,39 3,76 3,65 3,54 3,67 3,73 3,81
5,31 5,66 6,02 6,21 4,83 4,95 5,54 4,69 5,14 4,86 5,51 5,14 6,00 5,99 5,77 6,26 6,33
MP 43,67 47,85 50,87 52,45 37,34 40,73 45,63 38,63 41,70 40,03 50,86 47,41 51,93 55,25 53,21 57,77 58,39
SD3 Pl 6,28 6,21 5,82 5,17 6,67 5,71 6,56 6,39 6,17 5,66 5,77 6,39 6,21 6,02 6,24 6,34 6,48
MP 68,84 68,10 63,81 54,13 68,47 62,69 72,01 70,15 67,72 58,16 59,21 70,15 68,10 62,43 68,47 69,59 71,08
Pf : Pression finale Pl : Pression limite MP : Module pressiométrique Tab.2 : Résultats des essais pressiométriques
ETUDE GEOTECHNIQUE Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison T idili Tighadouine au PK 9+100.
Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 7 sur 18
3. INTERPRETATION L’examen des parois des sondages exécuté au niveau a montré que le sol est lithologiquement homogène dans l’ensemble, et est constitué d’une couche d’alluvion alterné localement par des couches de sable à sable alluvionnaire. Les couches de sable ont des épaisseurs qui varient entre 1.40 et 3m alors que les couches de sable alluvionnaire ont des épaisseurs de l’ordre de 2 à 9 m. Ces couches surmontent localement une couche de calcaire (SC1). L’ensemble est coiffé localement par une couche de 3m de remblais. Les essais pressiométriques montrent que le module pressiométrique moyenne varie entre 47 et 66bar et que la pression limite varie entre 5.5 et 6.5bars.
V. ESSAIS EN LABORATOIRE 1. Programme des essais Au cours de la compagne géotechnique, des essais in-situ et au laboratoire ont été programmés afin de déterminé d’une part le comportement du sol et ses caractéristique mécaniques, physique et rhéologique. o
Détermination des caractéristiques intrinsèques du sol
o
Identifications du sol : Analyse granulométrique ; limites d’Atterberg ; Valeur de bleu de méthylène.
o
Détermination du comportement du sol vis-à-vis du tassement.
o
Détermination de la portance de sol par (CBR)
2. Récapitulatif des résultats : a. Essais d’identifications du sol Les résultats, obtenus des essais réalisés sur les échantillons prélevés au niveau des sondages manuelles, sont illustrés dans le tableau suivant :
Lieu de prélèv.
Nature d'échantillon
Réf. Éch.
Sondage SM1 à 5,00 m Sondage SM2 à 5,00 m Sondage SM3 à 5,00 m Sondage SM4 à 5,00 m
Matériau alluvionnaire Matériau alluvionnaire Matériau alluvionnaire Matériau alluvionnaire
13/4001 13/4002 13/4003 13/4004
Granulométrie (%) PROCTOR W < < 2 < 50 Dmax VBs ρapp ωopm %L 80 mm mm mm t/m3 % µm
I.P %
3,2 20,2 68,0
125
0,25 2,14
5,6
NM
NP
Gb
C1B4
2,6 20,4 70,2
100
0,24
**
NM
NP
Gb
C 1B4
3,5 20,0 68,4
125
0,28 2,14
5,2
NM
NP
Gb
C1B4
2,9 20,1 67,9
100
0,25
**
NM
NP
Gb
C 1B4
**
**
Tab. 1 : Caractéristiques des sols rencontrés
Classe Classe LCPC GMTR
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b. Essai Proctor et indice CBR : Deux échantillons de sol ont fait l’objet des essais de détermination de la portance (CBR). Les résultats obtenus sont comme suite :
Nature d'échantillon
Lieu de prélèv.
Matériau
Sondage SM1 à 5,00 m
alluvionnaire Matériau
Sondage SM3 à 5,00 m
alluvionnaire
PROCTOR Indice Réf. Éch. ρapp ωopm CBR % t/m3 % 13/077-2
2,14
5,6
22
13/077-5
2,14
5,2
20
c. Détermination des caractéristiques intrinsèques du sol (Essai de Cisaillement) : Deux échantillons du sol ont fait l’objet des essais de cisaillement les résultats obtenus sont comme suite :
Caractéristiques Nature lithologique
SC3
SC3
Alluvion
Alluvion
32
34
0.18
2.1
Angle de frottement ( °) Cohésion C (Bar)
Tab.3 : Résultats des essais de cisaillements
d. Essais Œdométriques : Trois échantillons extraits du sondage carotté ont fait l’objet des essais Œdométriques. Les résultats obtenus sont illustrées dans le tableau suivant :
Nature lithologique
Profondeur en m
Indice des
Indice des
Contr. de
Coeff. de
Coeff. de
vides
vides finales
préconsolidation
compressibilité
gonflement
initiales ei
ef
Cc
Cg
σ'p en
KPa
sable
8.50
0,802
0,517
152
0,083
0,015
Matrice sableux
5.50
0,324
0,290
156
0,074
0,013
Sable
13.20
1,050
0,490
46
0,056
0,005
Tab.4 : Résultats des essais Œdométriques
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3. Interprétation des résultats : Suite aux résultats des essais du laboratoire et l’analyse des coupes lithologiques, il en ressort que le sol rencontré est principalement constitué des alluvions classés C 1B4 (selon GMTR) et Gb (selon LCPC) avec un D50 moyenne de l’ordre de 20mm. Les valeurs de CBR sont de l’ordre de 20%
VI. CALCUL DES PARAMETRES GEOTECHNIQUES
Contrainte du sol
La détermination de la contraint admissible, suite aux résultats pressiométrique, ce fait par application de la formule de base suivante :
= x
Avec : : Pression de rupture nette : Coefficient empirique (facteur de portance pressiométrique) pris égale à 0.8 : Pression nette équivalente Par ignorance de toutes données sur le futur ouvrage d’art, on s’est contenté de déterminé l’évolution de la contrainte admissible en fonction de la profondeur. Sachant que le coefficient de sécurité pris égale à 3. Prof en m
Contrainte admissible Moy
1,50
1,29
3,00
1,31
4,50
3,09
6,00
7,43
7,50
17,74
Tassement prévisible
Suite aux données acquis de l’essai de l’odomètre, et par application de la méthode des couches Les tassements prévisibles sont négligeables et se dissiperont pendant la phase de construction. Le tassement et de l’ordre de 19mm. Valeur jugée admissible.
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VII. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS L’étude géotechnique sur le sol de fondation relative au projet de Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison Tidili Tighadouine au PK 9+100. Province AL HAOUZ, réalisée par le laboratoire centrale de bâtiment et travaux public (LCBTP) a fait ressortir les résultats suivants :
Le sol de fondation est une formation alluvionnaire de classe GA suivant la classification
LCPC et C1B4 selon la classification GTR. Cette formation est rencontrée jusqu’à une profondeur qui dépassent 18m de profondeur par rapport au TN.
Les matériaux alluvionnaires présents un d50 moyenne de l’ordre de 20mm
Par ignorances de toutes données sur le futur ouvrage d’art, le tableau suivant présente
l’évolution de la contrainte admissible en fonction de la profondeur : Prof en m
Contrainte admissible Moy en bars
1,50
1,29
3,00
1,31
4,50
3,09
6,00
7,43
7,50
17,74
Selon les résultats et les données obtenus, on recommande ce qui suit : Le client est vivement tenu de faire appel à un spécialiste du laboratoire au moment de l’ouverture des fouilles, pour vérifier que la nature des sols et la profondeur de s fondations sont conformes aux données de la présente étude.
Les fondations devront être réalisées suivant les règles de l’art et en respectant les normes en
vigueur.
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VIII. ANNEXES 1. Photos des sondages
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2. Implantation des sondages
SM1
SC3
SC1
S6
SM SM2 S4 S5 SC2
SM
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3. Fiches des sondages SONDAGE CAROTTE N°: SC1 Plan N°: Client :
DPET EL HAOUZ
Projet :
Construction d'un ouvrage d'art sur oued zat au PK9+100 de la liaison Tidili à Tighadouine, province d'El Haouz
N° de fiche:
76
Date début :
Diam.forage=
Date fin :
Diam.tubage=
Sondeuse :
Profondeur Visé = 23m
Sondeur :
Levé fait par:
e s s i a C
n o i t a r o f r e P
t n e m e t è v e R
0
0 1
1
Matéraiux de remblai 2
2 3
3 4
Alluvion
4
5
5 6
6 7
7 8
bloc graveleux
8
9
9 m m 6 7 e r t è m a i d e d r e i t t o r a C
10
10 11
11
12
12
13
13
Alluvion
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
Roche calcaire
21
21
22
22
23
23
24 25
24
Fin du sondage à 23.00 m
Y=
Niveau de la nappe =
Z=
Carrottage 0
1
Niveau d'eau =
Farid OUOMAR
DESCRIPTION (Lithologie)
Profondeur
X=
25
2 0
% Réc
4 0
6 0
RQD % 8 0
1 0 0
n o i t a r è t l A
Observation
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SONDAGE CAROTTE N°: SC2 Plan N°: N° de fiche:
Client: DPET EL HAOUZ
Projet: Construction d'un ouvrage d'art sur oued zat au PK9+100 de la liaison Tidili à Tighadouine, province d'El Haouz
76
Date début :
Diam.forage=
Date fin :
Diam.tubage=
Sondeuse :
Profondeur Visé = 25m
Sondeur :
Levé fait par:
e s s i a C
n o i t a r o f r e P
t n e m e t è v e R
Niveau d'eau =
Y=
Niveau de la nappe =
Z=
Farid OUOMAR
DESCRIPTION (Lithologie)
Carrottage
Alluvion
% réc 0
1
Profondeur
0
0
0,5 1
Alluvion
1
1,5 2 2,5
2
Sable
3
3
3,5 4
4
4,5 5
Alluvion 5
5,5 6
6
6,5 7
7
7,5 8
Sable grossier
8
8,5 9
9
9,5 10 m m 6 7 e r t è m a i d e d r e i t t o r a C
X=
10
10,5 11
11
11,5 12
12
12,5 13
13
13,5 14
14
14,5 15
15
15,5 16
16
16,5 17 17,5
Alluvion
18
17
18
18,5 19
19
19,5 20
20
20,5 21 21
21,5 22 22
22,5 23 23
23,5 24 24
24,5 25 Fin du sondage à 25.00 m
25
2 5
RQD% 5 0
7 5
1 0 0
n o i t a r è t l A
Observation
ETUDE GEOTECHNIQUE Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison T idili Tighadouine au PK 9+100.
Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 17 sur 18
SONDAGE CAROTTE N°: SC3 Plan N°: N° de fiche:
Client: DPET EL HAOUZ
Projet: Construction d'un ouvrage d'art sur oued zat au PK9+100 de la liaison Tidili à Tighadouine, province d'El Haouz
76
Date début :
Diam.forage=
Date fin :
Diam.tubage=
Sondeuse :
Profondeur Visé = 23m
Sondeur :
Levé fait par:
e s s i a C
n o i t a r o f r e P
t n e m e t è v e R
Niveau d'eau =
Y=
Niveau de la nappe =
Z=
Farid OUOMAR
DESCRIPTION (Lithologie)
Carrottage
Alluvion
% réc 0
1
Profondeur
0
0
0,5 1
1
1,5 2
2
2,5 3
Alluvion 3
3,5 4
4
4,5 5
5
5,5 6 6,5
6
sable alluvionnaire
7
7
7,5 8 8,5
8
Sable
9
9
9,5 10 m m 6 7 e r t è m a i d e d r e i t t o r a C
X=
Alluvion
10
10,5 11
11
11,5 12
Sable 12
12,5 13
13
13,5 14
14
14,5 15
15
15,5 16 16,5
16
sable alluvionnaire
17
17
17,5 18
18
18,5 19
19
19,5 20 20
20,5 21 21
21,5 22 22,5
Sable
22
23 23
23,5 24
Alluvion 24
24,5 25
Fin du sondage à 25.00 m 25
2 5
RQD% 5 0
7 5
1 0 0
n o i t a r è t l A
Observation
ETUDE GEOTECHNIQUE Construction d'un ouvrage d'art sur Oued ZAT sur la liaison T idili Tighadouine au PK 9+100.
4. PV des essais en laboratoire
Rapport : RP/13/OF/GEO/20 Date : 28/11/13 Page 18 sur 18
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