Guide d'expert pour la construction de pieux forés en génie des fondations

L'ingénierie des fondations sur pieux nécessite une planification méticuleuse à chaque étape, car chaque décision a un impact direct sur la stabilité et la sécurité d'une structure. Face à des conditions géologiques complexes, la sélection du système de forage, des outils et des méthodes d'installation appropriés devient primordiale pour garantir le succès du projet tout en minimisant les coûts et les risques.

Une étude géologique approfondie reste essentielle avant de lancer tout projet de forage. Cela comprend une analyse détaillée des types de sols, des niveaux des eaux souterraines et des formations rocheuses sur le site du projet. Les clients doivent fournir des rapports d'enquête approfondis contenant des échantillons de carottes et des données d'essais géologiques, permettant aux équipes de construction de sélectionner l'équipement et les techniques de forage optimaux.

Le choix du système de forage a un impact significatif sur l’efficacité et la qualité du projet. Vous trouverez ci-dessous les méthodes de forage courantes :

Le forage rotatif constitue une solution polyvalente pour diverses conditions géologiques, avec plusieurs variantes spécialisées :

• Foreuses à tarière :Ceux-ci utilisent des lames hélicoïdales rotatives pour couper et transporter le sol ou la roche vers le haut. L'élément de conception critique concerne le « pas » entre les pales, qui détermine l'efficacité de l'enlèvement de matière. Un dimensionnement incorrect du pas peut soit gêner le flux du matériau, soit réduire l'efficacité de la coupe.
• Godets de forage :Idéal pour les sols meubles ou les couches de gravier, ces outils comportent des ouvertures inférieures qui ramassent le matériau pendant la rotation avant le déchargement en surface. Les considérations de conception doivent tenir compte de la viscosité du sol et de la teneur en humidité pour éviter la perte de matériaux lors du levage.
• Carottiers :Spécialisés pour l’extraction d’échantillons de roche, ces outils à double paroi utilisent des dents de coupe en alliage trempé ou en diamant. Le canon extérieur coupe tandis que le canon intérieur préserve l'intégrité du noyau, ce qui nécessite des conceptions adaptées à la dureté de la roche et aux caractéristiques structurelles.

Lors de la sélection des systèmes de forage rotatif, les professionnels doivent évaluer les exigences de couple (pour la puissance de coupe) et de pression vers le bas (pour la capacité de pénétration), ainsi que les types de matériaux et la puissance nominale de l'équipement.

Les systèmes mécaniques offrent une simplicité d’exploitation et de maintenance mais manquent de flexibilité. Les alternatives hydrauliques offrent une adaptabilité supérieure dans le positionnement des outils et le réglage de l'angle, offrant une plus grande puissance avec un contrôle précis à des coûts de maintenance plus élevés.

Ces systèmes hydrauliques avancés utilisent des carters rotatifs qui appliquent une pression vers le bas pendant le forage. Des configurations alternatives montent des foreuses rotatives au sommet des carters, en utilisant des techniques de circulation inverse avec élimination des débris par transport aérien. De tels systèmes exigent une conception et une planification du site méticuleuses.

Les méthodes manuelles traditionnelles restent rentables pour certains projets de renforcement ou de réparation de fondations, même si elles nécessitent des mesures de sécurité étendues, notamment des supports structurels, des systèmes de drainage et de ventilation. Certains projets combinent le guidage manuel avec des outils mécaniques comme des fraises hydrauliques.

• Plateformes montées sur camion :Offrant une mobilité maximale pour un déplacement rapide, ces systèmes à entraînement mécanique sont confrontés à des limitations de hauteur et à des restrictions de terrain.
• Plates-formes sur chenilles :Équilibrant mobilité et stabilité, ces unités naviguent efficacement sur des terrains accidentés, en particulier dans les modèles compacts.
• Appareils de forage montés sur excavatrice :Combinant la polyvalence hydraulique avec les plates-formes de pelle, ces systèmes excellent dans les espaces confinés et les environnements à faible dégagement.
• Plateformes montées sur grue :Indispensable pour les projets à grande échelle comme les fondations de ponts, mais nécessitant des solutions de transport spécialisées.

• Tarières :Disponible en variantes pour le sol, la roche et spécialisées avec des conceptions de lames hélicoïdales optimisées pour l'enlèvement de matériaux.
• Godets de forage :Conçu pour l'extraction de matériaux meubles en tenant compte des propriétés du sol.
• Sous-aléseurs :Augmentez les diamètres de base dans les sols stables à l’aide de bras de coupe rétractables.
• Outils d'impact :Outils de bris de roches, notamment des marteaux-piqueurs, des marteaux à percussion et des accessoires de brise-roche spécialisés.
• Saisir les outils :Servir à deux fins en matière d’enlèvement de matériaux et d’excavation.

Après l'excavation, les méthodes d'enlèvement des matériaux varient selon les exigences du projet. Les techniques d'injection améliorent les sols instables en comblant les vides, tandis que le mélange des sols crée des colonnes stabilisées. Les approches innovantes incluent la création de « tunnels » revêtus de béton en coulant et en durcissant d'abord des trous surdimensionnés avant le forage final.

Une ingénierie de fondation réussie nécessite une préparation minutieuse, une expertise technique et une sélection d'équipement appropriée pour garantir l'intégrité structurelle et la sécurité tout au long de la durée de vie d'un bâtiment.