Project Description

Les Colonnes Ballastées sont des inclusions souples destinées à venir renforcer le sol naturel pour lui conférer des caractéristiques composites meilleures. Elles sont de fait classées dans la famille des techniques de renforcement de sol.  

Qu’est ce qu’une Colonne Ballastée ?

La colonne ballastée est une inclusion souple réalisée par incorporation dans le sol de matériau granulaire compacté de façon à constituer une colonne continue sur la hauteur des sols compressibles.  

Mises en œuvre selon une maille régulière sous des charges réparties ou en groupe sous des charges isolées, elles permettent d’accroître la capacité portante du terrain et diminuent l’amplitude globale des tassements sous l’ouvrage.  

Mise en oeuvre

Les colonnes ballastée(procédé dit « bottom-feed») sont mises en œuvre par fonçage d’un vibreur électrique ou hydraulique dans le sol. Un dispositif solidaire du vibreur permet d’acheminer le ballast à la pointe de l’outil garantissant ainsi une continuité de la colonne.  

Stone columns techniques for soil

Le fonçage du vibreur est assuré par l’effet combiné des vibrations entretenues, de son poids propre et de l’effort de fonçage. Le terrain est refoulé latéralement sans extraction de matériaux.

L’incorporation des agrégats (type 10/30mm) se fait gravitairement et peut être facilitée le cas échéant par injection continue d’air comprimé. Le ballast est compacté et refoulé dans le sol par repénétration du vibreur selon des passes de 30 à 50cm. La colonne est ainsi remontée jusqu’au niveau de la plateforme de travail en combinant la descente et la remontée du vibreur avec l’apport de matériaux.

Les colonnes ballastées ont un diamètre qui dépend des caractéristiques mécaniques du sol en place. L’expansion latérale du ballast est d’autant plus importante que le terrain est mou. Usuellement, les colonnes ballastées ont un diamètre compris entre 550 et 800mm voire plus selon la compressibilité du sol environnant. 

Les Colonnes Ballastées peuvent également être mises en œuvre en « top-feed » selon un dérivé de la technique du Vibro-compactage. Dans ce cas, les profondeurs de traitement peuvent être plus importantes.  

Les Colonnes Ballastées sont réalisées et contrôlées conformément au DTU 13.2 complété des recommandations professionnelles du Comité Français de Mécanique des Sols (CFMS). 

Avantages

  • Le caractère drainant des colonnes permet, le cas échéant, d’accélérer la consolidation des sols en place. 

  • Les interfaces sont simplifiées : pas de temps de séchage ni de recépage avant l’intervention du gros-œuvre.  

  • Ecombinant drainage et amélioration de la résistance au cisaillement du sol renforcé, les colonnes ballastées sont une solution efficace au traitement anti-liquéfaction   

  • Les colonnes ballastées sont très bien adaptées aux projets situés en zone sismique. Les fondations (semelles isolées et filantes) sont directement réalisées sur le sol renforcé par les colonnes ballastées sans matelas intercalaire. 

  • Elles permettent de garantir des taux de travail sous massifs de fondations (semelles isolées ou semelles filantes) de 0,15 MPa à 0,3 MPa aux ELS selon la nature du sol en place.  

  • Pour les projets situés sur des sols pollués, la technique des Colonnes Ballastées n’engendre pas de déblais (sauf en cas de  nécessité de pré-forage)  et par conséquent des frais de décharges grâce au refoulement latéral du sol lors du fonçage du vibreur.  

Applications

Logements

Ports

Aéroports

Maison

Remblais

Plateformes logistiques
Bâtiment industriels

STEP
Unités de méthanisation

FAQ sur les Colonnes ballastées

Le procédé doit être exclu dans des sols présentant un caractère évolutif (matériaux organiques, tourbes…) dans lesquels l’étreinte latérale autour des colonnes n’est pas garantie à long terme ou si le taux de matières organiques est supérieur à 5 %.

Les colonnes ballastées font partie des techniques décrites dans le guide technique AFPS comme solution justifiable sous sollicitations sismiques. Dans la plupart des projets, elles permettent de simplifier, contrairement à une solution de pieux ou de puits, la conception et la vérification du projet sous sollicitations sismiques.

Sous réserve de vérifier les caractéristiques du radier avec le BET de Structure (épaisseur, rigidité, …), il est tout à fait envisageable de supprimer le matelas intercalaire entre la sous-face de radier et les têtes des colonnes ballastées.

Les Colonnes ballastées sont principalement mises en œuvre dans des sols de type fins type argile, limons.

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