GUIDE POUR L’ÉTUDE ET LA CONSTRUCTION DE REMBLAIS

1 GUIDE pour L TUDE ET LA CONSTRUCTION DE REMBLAIS ROUTIERS SUR tourbi RES Direction du laboratoire des chauss es Service de la g otechnique et de la g ologie Septembre 2012 Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res Le contenu de la pr sente publication a t labor par le minist re des Transports R alisation : Gilles Grondin, ing., M. Sc. A. Denis Lessard, ing., M. Sc. Maude Boucher, ing., M. Sc. Michel Poulin, tech. Direction du laboratoire des chauss es Service de la g otechnique et de la g ologie 930, chemin Sainte-Foy, 5e tage Qu bec (Qu bec) G1S 4X9 Septembre 2012 Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res TABLE DES MATI RES 1. INTRODUCTION _____1 2. DESCRIPTION G N RALE _____1 Caract ristiques principales des sols organiques_____2 Sensibilit aux perturbations anthropiques_____3 3.

2 TUDE PR LIMINAIRE _____4 4. TUDE DE CARACT RISATION D UNE tourbi RE _____5 Reconnaissance visuelle _____5 Outillage _____5 Tari re manuelle _____5 chantillonneur piston manuel _____6 Scissom tre portatif_____6 chantillonneur piston stationnaire ou tubes paroi mince _____6 Fr quence des sondages _____7 D termination de l paisseur du d p t organique_____7 D termination de la r sistance au cisaillement _____7 Classification des sols organiques _____9 Essais en laboratoire _____9 5. TUDE TH ORIQUE _____11 M canisme de la consolidation des sols organiques (selon J. Vautrain) _____11 Calcul des tassements _____12 paisseur de la surcharge (si requise) _____13 Analyse de la stabilit _____15 Emplacement de l instrumentation _____16 6. M THODES DE CONSTRUCTION _____17 Choix de la m thode _____17 Profil final de la chauss e _____17 Outil d cisionnel pour sols organiques d paisseur constante _____17 Remblai traditionnel _____18 Excavation _____18 Excavation partielle des sols organiques _____20 Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res largissement d un remblai existant _____20 Consolidation sans surcharge _____20 Couche additionnelle de 150 mm _____21 Consolidation par surcharge _____22 Couche initiale _____23 Couches subs quentes _____23 Surcharge _____24 P riode d attente finale _____24 Fin de la consolidation_____24 D placement par gravit _____25 Remblai et surcharge de progression _____25 Excavation de la cro te fibreuse _____26 Tranch es longitudinales _____26 Suivi et surcharge temporaire _____26 7.

3 CONSTRUCTION SUR SOLS ORGANIQUES _____27 D boisement_____27 Obstacles existants_____27 Drainage _____28 Ponceaux _____28 Foss s lat raux _____29 Utilisation de g ogrilles _____29 Pente d excavation dans les sols organiques_____30 Installation des instruments de contr le _____30 Travaux de remblayage _____31 Limites de pression au sol et de masse _____31 Transport des mat riaux _____32 Compactage du remblai _____32 Stabilit du remblai et amorce de rupture _____33 CONSTRUCTION hivernale _____33 8. INSTRUMENTATION ET SUIVI EN COURS DE CONSTRUCTION_____34 Indicateur de couche _____35 Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res Installation _____35 Indicateur de tassement _____35 Installation _____35 Lectures_____37 Cote de s curit _____37 Pi zom tre _____37 Installation _____38 Lectures_____38 Cote de s curit _____39 Indicateur de d placement lat ral_____40 Installation _____40 Lectures_____40 Cote de s curit _____41 Arr t des travaux _____41 9.

4 POSTCONSTRUCTION_____41 Tassements observ s sur la chauss e _____41 Mauvaise r alisation des travaux _____42 Correction de la chauss e _____42 Modification du remblai _____42 10. CONCLUSION _____43 Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res iv LISTE DES FIGURES Figure 1. tude de caract risation d une tourbi re. Figure 2. Courbe de tassement en fonction de l paisseur des sols organiques. Figure 3. Choix de la m thode de CONSTRUCTION d une route traversant une tourbi re en fonction de l paisseur du remblai routier et des sols organiques sous-jacents. Figure 4. Graphique pour contr le de CONSTRUCTION sur sol organique, 0 100 jours. Figure 5. Graphique pour contr le de CONSTRUCTION sur sol organique, indicateur de d placement lat ral. Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res vLISTE DES TABLEAUX Tableau 1.

5 Classification des sols organiques en fonction de la r sistance au cisaillement non drain e (kPa). Tableau 2. Classification des sols organiques, chelle Von Post. Tableau 3. Renseignements g n raux sur le programme d instrumentation pour la CONSTRUCTION sur sol organique. Tableau 4. Tableau des lectures pour contr le de CONSTRUCTION sur sol organique, plaque de tassement et pi zom tre. Tableau 5. Tableau des lectures pour contr le de CONSTRUCTION sur sol organique, indicateur de d placement lat ral. Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res viLISTE DES DESSINS NORMALIS S Collection Normes Ouvrages routier Tome II, chapitre 1 Num ro 007. D blai de sol organique. Num ro 008. D placement par gravit du sol organique, profil longitudinal. Num ro 009. D placement par gravit du sol organique, vue en plan. Num ro 010. D placement par gravit du sol organique, coupes transversales.

6 Num ro 011. Consolidation par surcharge sur sol organique, profil longitudinal. Num ro 012. Consolidation par surcharge sur sol organique, vue en plan Num ro 013. Consolidation par surcharge sur sol organique, coupes transversales. Num ro 014. Consolidation sans surcharge sur sol organique, coupes transversales. Num ro 015. Instrumentation sur sol organique. Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res 1. INTRODUCTION Les grandes plaines argileuses et les d pressions dans les r gions montagneuses du Qu bec ainsi que les zones c ti res de la C te-Nord et de la Baie-James comportent beaucoup de d p ts organiques. Le corridor le plus avantageux pour la CONSTRUCTION d un nouvel axe routier ou pour l am lioration d une route existante doit souvent franchir des zones o la couche de surface est constitu e de sols organiques. Lors de la cr ation du r seau routier , lorsque le trac envisag traversait une formation organique profonde et de longueur appr ciable, le trac de la route tait g n ralement modifi de fa on contourner cet obstacle, surtout s il s agissait d un axe routier important circulation lourde et intense.

7 Dans certains cas d exception, des troncs d arbre taient mis en place sur la tourbi re pour am liorer la capacit portante du sol sous le remblai routier . Depuis le d but des ann es 1960, diverses m thodes de CONSTRUCTION ont t mises au point, permettant de franchir de fa on relativement conomique, ais e et galement tr s satisfaisante ces zones de sols mous et compressibles. Aujourd hui, les nombreuses constructions r alis es sur ce type de d p t ont permis de v rifier l efficacit de ces m thodes de CONSTRUCTION et aussi de parfaire nos connaissances sur le comportement de ce type de sol lorsqu il est soumis aux contraintes impos es par la CONSTRUCTION d un remblai routier . Le pr sent GUIDE d crit les diff rentes tapes suivre lors de l tude de ces formations organiques et les diverses m thodes de CONSTRUCTION pr conis es par le minist re des Transports du Qu bec pour la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur ce type de sol.

8 Le chapitre sur les m thodes de CONSTRUCTION est un compl ment la section Traitement des sols organiques et des sols de faible portance du chapitre 11 du Cahier des charges et devis g n raux. Le lecteur doit garder l esprit que le pr sent document nonce certaines lignes directrices pour la CONSTRUCTION sur des tourbi res. L ing nieur doit garder un esprit critique et user de son bon jugement relativement l applicabilit des concepts qui y sont mentionn s. 2. DESCRIPTION G N RALE On peut d finir une formation organique comme tant un d p t s tant form au fil des si cles par l accumulation et la d composition, dans un milieu mal drain , de d bris de v g tation muscinale, herbac e, arbustive ou arborescente. Dans le pr sent GUIDE , le terme tourbi re est utilis pour parler de cette formation organique. Le terme sol organique est quant lui utilis pour parler des mat riaux composant la tourbi re.

9 Les sols organiques qui composent les tourbi res sont d abord constitu s d une cro te organique vivante compos e de mousses, d herbes et de lichens, sur laquelle poussent Direction du laboratoire des chauss es GUIDE pour l tude et la CONSTRUCTION de REMBLAIS routiers sur tourbi res 2souvent des arbres et des arbustes dont les racines entrelac es lui donnent une r sistance parfois importante. Sous cette cro te fibreuse dont l paisseur varie g n ralement de 600 900 mm, il y a normalement un m lange de mati res organiques partiellement d compos es appel commun ment terre noire ou tourbe. Cette couche de sol organique sous-jacente est habituellement de faible consistance, tr s compressible et poss de une teneur en eau tr s lev e comparativement un sol min ral. Construire un remblai routier sur un tel terrain pr sente certaines contraintes directement li es la faible capacit de support d un tel sol ainsi qu sa tr s grande compressibilit.

10 Ces difficult s se pr sentent sous la forme de tassements diff rentiels importants et d un d placement de la cro te fibreuse qui cr e un gonflement lat ral ou frontal indiquant une amorce de rupture du remblai en cours de CONSTRUCTION . Dans le but d viter de telles difficult s, la CONSTRUCTION d un remblai au-dessus de ces d p ts organiques exige donc une tude approfondie visant d terminer les propri t s physiques et m caniques des sols en place, afin de choisir la m thode de CONSTRUCTION la mieux appropri e chacune des formations rencontr es. Une bonne surveillance de la CONSTRUCTION lors de la pose de la premi re couche est un l ment primordial pour la qualit de l ouvrage. Caract ristiques principales des sols organiques Les sols organiques se caract risent principalement par une teneur en eau tr s lev e, par une compressibilit galement tr s lev e, par une r sistance au cisaillement g n ralement faible et par une perm abilit tr s variable.