K. 2.5.2.1. Description
Ces essais consistent à vérifier la force portante utile d'un pieu en cas de litige. Ils sont essentiellement réalisés dans le cas de pieux mis en oeuvre par refoulement de sol. (K. 2.2).
K. 2.5.2.2. Prescriptions générales
Le pieu soumis à un essai de mise en charge statique est désigné par le fonctionnaire dirigeant sur base des indications recueillies en cours d'exécution et des résultats des mesures d'auscultation par transparence (K. 2.5.1).
K. 2.5.2.3. Equipement
Le pieu est surmonté d'un dé en béton armé dans lequel sont encastrées trois poutrelles de section égale ou supérieure à UPN 120 et d'une longueur utile (mesurée en dehors du dé) d'au moins 5 m. Elles sont disposées à 120° l'une de l'autre.
Le béton utilisé pour le dé présente une résistance de classe C 40/50. Les armatures du dé satisfont aux prescriptions du K. 5 relatif aux aciers pour béton armé. Elles présentent une qualité équivalente ou supérieure à BE 400 S.
L'entrepreneur veille à centrer aussi soigneusement que possible le dé par rapport au pieu à tester.
La charge est appliquée sur le pieu de façon statique au moyen d'un vérin hydraulique dont la réaction peut être obtenue soit par un lest, soit par des tirants d'ancrage précontraints, soit des pieux de traction spécialement exécutés à cet effet, soit par une combinaison des moyens précédents.
Dans le cas du lest, la mise en place du poids mort doit être réalisée de manière à éviter tout risque de déversement. La surcharge doit présenter une sécurité de 1,2 par rapport à la charge maximale à appliquer sur le pieu.
Dans le cas des ancrages et des pieux de traction, la sollicitation exercée sur ceux-ci doit rester en dessous de leur charge de rupture. Les ancrages et pieux de traction sont implantés à une distance minimale de 4 m par rapport à l'axe du pieu testé.
La charge est transmise au pieu par un vérin indépendant du système de chargement par l'intermédiaire d'une plaque en acier de répartition posée sur le dé en béton. La surface de répartition de la charge est perpendiculaire à l'axe du pieu. L'entrepreneur veille à assurer une coaxialité du piston du vérin et du pieu.
Le vérin est muni d'un manomètre taré dont le certificat d'étalonnage établi par un laboratoire accrédité par l'O.B.E. et daté de maximum 15 jours avant la date de l'essai de mise en charge. L'entrepreneur fournit une copie du procès-verbal d'étalonnage du manomètre au fonctionnaire dirigeant. L'erreur de mesurage du manomètre ne peut excéder 2 % de la charge appliquée.
La pompe alimentant le vérin Dès son arrivée au chantier, la pompe alimentant le vérin est remise au fonctionnaire dirigeant et mise par celui-ci dans une caisse scellée ou plombée, entreposée dans un local fermant à clef. La pompe n'est remise à l'entrepreneur que le jour de l'essai.
doit être d'un type tel que la variation de la charge soit réellement progressive.
Les déformations en tête du pieu sont enregistrées au moyen de trois comparateurs fixés aux extrémités des poutrelles. Ceux-ci sont placés à égale distance de l'axe du pieu. La précision de lecture des comparateurs doit être suffisamment importante pour enregistrer les déformations maximales que peut subir le pieu en cours de l'essai de mise en charge.
Les poutrelles sont totalement indépendantes du système de chargement. Aux extrémités de celles-ci, des bases de repère en béton ou en un autre matériau sont mises en place. Elles sont implantées de telle sorte à leur garantir une parfaite stabilité en cours de l'essai. Les niveaux topographiques des bases de repère sont régulièrement relevés durant la mise en charge du pieu.
Les comparateurs et les poutrelles sont protégés contre l'action du vent, du soleil et des variations de température.
K. 2.5.2.4. Mode opératoire
Les délais entre la mise en place du pieu et l'essai de mise en charge dépendent du temps de durcissement du béton du pieu d'une part et de l'interaction sol-pieu d'autre part. Dans ce dernier cas, les délais suivants sont imposés :
-1 semaine :pieux battus ou forés pour lesquels la force portante est déterminée uniquement sur base de la résistance en pointe
-1 semaine :pieux battus dans des terrains sableux, pour lesquels la résistance au frottement latéral est prise en compte dans la détermination de la force portante
-12 semaines :pieux battus dans des terrains argileux, pour lesquels la résistance au frottement latéral est prise en compte dans la détermination de la force portante.
Toute mise en charge de pieu préalable à l'essai est interdite.
La charge est appliquée par paliers définis en fonction de la force portante utile. Les paliers sont les suivants : 35 %, 60 %, 75 %, 85 %, 100 %, 110 %, 120 %, 130 %, 140 % et 150 % de la force portante utile.
Les paliers sont toutefois arrondis à une unité entière de kN, en se basant sur le degré de précision de l'appareillage de mesure.
Chaque palier intermédiaire de mise en charge est maintenu jusqu'à la stabilisation complète. La stabilisation est atteinte dès que l'accroissement des tassements entre deux mesures à ½ h d'intervalle est moindre que 0,05 mm.
A chaque palier de mise en charge, les tassements sont mesurés après 5, 10 et 30 minutes. Les affaissements sont ensuite mesurés toutes les ½ heures.
Après chargement à 1,5 fois la force portante utile, le pieu est déchargé en quatre paliers respectivement fixés à 125 %, 100 %, 50 % et 0 % de la force portante utile. La durée de stabilisation et la périodicité des mesures pour les paliers de déchargement sont identiques à celles définies ci-dessus pour les paliers de chargement.
Il y a lieu de tenir compte des éventuelles corrections de température durant les diverses mesures.
Le déplacement de la tête de pieu est déduite de la moyenne des affaissements mesurés au droit des trois comparateurs. Si les comparateurs enregistrent deux valeurs extrêmes de tassement supérieures à 1 mm, correction faite des écarts de température éventuelle, la charge est considérée comme excentrée ou inclinée par rapport à l'axe du pieu. Dans ce cas, l'essai est interrompu et recommencé après avoir recentré la charge.
Le procès-verbal de l'essai mentionne notamment :
K. 2.5.2.5. Spécifications
Les tassements maxima admissibles pour les pieux soumis à un essai de chargement statique, déduction faite du raccourcissement élastique e, s'élèvent à :
Le raccourcissement élastique e est défini par rapport au raccourcissement élastique e;p déterminé dans l'hypothèse d'une reprise totale de la charge portante du pieu en base de celui-ci. Les valeurs à prendre en compte pour e; sont les suivantes :
Pour la détermination du raccourcissement élastique ep, il y a lieu de tenir compte du module d'élasticité du béton mis en oeuvre ainsi que de la présence des armatures longitudinales.
K. 2.5.2.6. Réception
Si l'essai de charge est concluant, le fonctionnaire dirigeant approuve la fondation réalisée.
Si l'essai de charge n'est pas concluant, un second pieu est soumis à un nouvel essai de charge. Si le contre-essai est satisfaisant, la fondation est acceptée moyennant toutefois un renforcement au droit des pieux reconnus déficients par le premier essai de charge. L'entrepreneur soumet à l'approbation du fonctionnaire dirigeant un projet de renforcement pour la fondation et/ou la semelle de fondation et ce, avant toute poursuite des travaux.
Le fonctionnaire dirigeant peut imposer à l'entrepreneur toutes dispositions nécessaires permettant de vérifier la raison des déficiences constatées. L'entrepreneur assume les frais du renforcement.
Si le contre-essai n'est pas satisfaisant, la fondation est refusée. L'entrepreneur soumet à l'approbation du fonctionnaire dirigeant une proposition de renforcement général de la fondation. Le renforcement général est une charge d'entreprise.
