Drains verticaux préfabriqués
Lorsqu’une surcharge est appliquée sur un sol cohésif et saturé, des tassements dits de “consolidation” peuvent se développer au sein de celui-ci durant de très longues périodes de temps avant de se stabiliser. Les drains verticaux préfabriqués sont une technique utilisée afin de réduire les temps de consolidation et de maîtriser les tassements résiduels à long terme afin de les ramener dans des limites acceptables.
A quoi servent les drains verticaux ?
Les sols cohésifs sont caractérisés par de très faibles perméabilités. La durée de consolidation de tels sols est intimement liée à leur capacité à évacuer l’eau de leur structure et ce processus peut être très long.
L’installation d’un réseau régulier de drains verticaux préfabriqués va alors faciliter l’évacuation de l’eau dans ces sols et par conséquent augmenter considérablement leur vitesse de consolidation.
Afin que le drainage vertical soit effectif, celui-ci doit être couplé avec la mise en œuvre d’un remblai de préchargement (temporaire ou définitif suivant la typologie du projet) pour atteindre le degré de consolidation souhaité.
L’installation d’un matelas drainant en matériaux granulaires est également nécessaire afin de stocker et d’évacuer l’eau captée par les drains verticaux depuis les matériaux compressibles. Cette plateforme drainante sert également de plateforme de travail à nos engins.
Mise en œuvre
Les drains verticaux préfabriqués sont constitués d’une âme en plastique souple entourée d’un géotextile afin d’empêcher le colmatage. Il existe divers types de drains verticaux (plats ou ronds) de diverses dimensions.
Le dimensionnement du réseau de drains (maillage triangulaire ou carré, espacement de la maille, profondeur) est déterminé par nos soins en fonction des caractéristiques du sol et du degré de consolidation visé.
Les drains verticaux préfabriqués sont mis en place par fonçage statique à l’intérieur d’un tube métallique (casing). Le casing est fixé sur un mât à glissière qui est lui-même accroché au bras d’un excavateur sur chenille.
Les drains verticaux préfabriqués peuvent atteindre des profondeurs de plus de 50 mètres. Dans certains types de sols, on peut être amené à mettre en œuvre un vibro–fonçage ou un battage du casing, ou encore avoir recours à du préforage.
Avantages
- Les drains verticaux sont adaptés aux surcharges réparties importantes, de 1 à 50 t/m².
- Les drains verticaux permettent la réduction des temps de consolidation et donc l‘optimisation de la durée globale des projets.
- Les drains verticaux permettent de minimiser les tassements résiduels à long terme, quelle que soit la valeur des surcharges en jeu.
- Les drains verticaux sont installés avec des cadences de production élevées et sont donc adaptés à des projets de toute taille.
Applications
Ports
Aéroports
Remblais
Ouvrages d’art
Infrastructures routières
Plateformes logistiques
Bâtiments industriels
FAQ sur les Drains verticaux
Le drainage vertical s’applique aux sols fins cohésifs peu perméables (argiles, limons, matériaux tourbeux…) et saturés en eau.
La réponse est clairement : OUI. Mais la vraie question est : est-il réellement utile d’installer un système de drainage dans un matériau qui a déjà des bonnes caractéristiques drainantes intrinsèques…
Le but premier des drains verticaux est de permettre à l’eau interstitielle de s’évacuer rapidement lorsque le sol est soumis à un chargement statique. Les tassements de consolidation se développent au fur et à mesure que l’eau interstitielle est expulsée d’un sol saturé. En conséquence, et de façon mécanique, il n’est pas nécessaire d’installer de drains verticaux s’il n’y a pas d’eau dans un sol, ou même si celui-ci n’est pas entièrement saturé en eau.
Le phénomène de consolidation ne commence que lorsqu’une surcharge est installée sur le sol drainé.
Le matelas drainant est installé au-dessus des couches de sols compressibles à drainer et sous la future surcharge. Il a pour fonction de capter l’eau remontée par les drains verticaux puis de l’évacuer jusqu’à un exutoire prévu à cet effet. Si les drains verticaux sont ancrés en profondeur dans des sols présentant une bonne perméabilité (par exemple un sable ou une craie fracturée) alors l’eau drainée pourra s’y infiltrer et il n’est dans ce cas pas impératif de prévoir une couche drainante en surface. Néanmoins même dans ce cas, l’installation d’une couche drainante en surface aura pour effet d’accélérer sensiblement la consolidation en permettant à l’eau drainée de s’exfiltrer via deux « faces » drainantes. En outre, il convient dans tous les cas de prévoir une plateforme de travail viable à nos engins : la plateforme peut alors faire double emploi et servir également de matelas drainant.
Un système de monitoring est généralement mis en place pendant la durée de consolidation de manière à mettre à jour les objectifs à atteindre à la lumière des amplitudes et des vitesses de tassements réellement mesurées (recalibrage par « analyse inverse »).
Le suivi géotechnique permet également de valider les étapes de montées successives des remblais de chargement grâce à la vérification en temps réel de l’évolution des paramètres géotechniques du projet (tassements, pressions interstitielles, déplacements horizontaux…)
