Mesures de sécurité pour la construction de pieux forés dans les travaux de génie civil des tunnels
Mesures de sécurité pour la construction de pieux forés dans les travaux de génie civil des tunnels
Prévention de l'effondrement des forages
Conformément au processus de construction des pieux forés et aux caractéristiques du matériel de forage, les mesures de sécurité suivantes sont adoptées pour prévenir l'effondrement du forage :
Avant tout forage de roche pour la construction de pieux, un plan de forage doit être établi en fonction des caractéristiques géologiques du terrain. Le choix et le contrôle précis des paramètres de la boue de forage sont essentiels pour prévenir l'effondrement du forage.
Le tubage provisoire est fabriqué en tôle d'acier de 10 mm d'épaisseur, avec un diamètre intérieur de 20 à 40 cm supérieur au diamètre nominal du pieu. Deux orifices de trop-plein sont prévus dans sa partie supérieure. Une fois installé, le haut du tubage doit se situer à 0,5 m au-dessus du niveau du sol. Dans les lits de rivière profonds composés de sols meubles, de limon ou de sable, le haut du tubage doit se trouver à au moins 3 m au-dessus de la surface de l'eau. Lorsque la couche de sol meuble ou de limon est relativement épaisse, le tubage doit être enfoui à au moins 1,5 m de profondeur dans la couche d'argile imperméable sous-jacente.
La boue d'argile est utilisée pour le soutènement des parois du forage lors de sa formation. Ses propriétés doivent être rigoureusement contrôlées et respecter les plages suivantes : densité relative 1,2–1,6 ; teneur en sable ≤ 4 % ; viscosité 16–28 s ; taux de colloïdes ≥ 95 % ; perte de fluide ≤ 20 ml/30 min ; épaisseur du gâteau de filtration ≤ 3 mm/30 min ; pH compris entre 8 et 11. Pendant le forage, le niveau de la boue doit être maintenu à au moins 0,5 m sous le sommet du tubage. Dans les zones de terrain instable, la pression interne du forage est compensée par une augmentation de la densité de la boue et une réduction appropriée de la vitesse de forage, afin d'éviter tout risque d'effondrement.
Prévention de la déviation des forages
Avant le forage, le sol sous la base de l'appareil de forage doit être nivelé et compacté, et des traverses doivent être installées pour éviter tout déplacement dû à un tassement différentiel. Le positionnement de l'appareil doit être précis : l'erreur de centrage du trépan doit être inférieure à 2 cm et les centres de la table de rotation, du bloc de couronnement et du tubage doivent être alignés verticalement afin d'éviter tout mouvement de la base et toute déviation.
Durant les travaux, le niveau horizontal de l'appareil de forage doit être vérifié périodiquement. La verticalité du forage doit être mesurée lorsque la profondeur atteint la moitié de la profondeur prévue, puis à nouveau après la fin du forage, afin de corriger toute déviation.
Mesures de traitement en cas d'effondrement, de déviation et de perte de boue autour du tubage
Si une inclinaison du forage est détectée lors du forage de roche, il convient d'abord de remonter le trépan jusqu'à la zone déviée, puis de corriger la déviation en effectuant des balayages répétés du forage à faible vitesse. Si la déviation est importante et ne peut être corrigée, le forage doit être remblayé jusqu'à environ 0,5 m au-dessus de la zone déviée. Une fois le remblai tassé et compacté, le forage peut reprendre.
Si, pendant le forage, le niveau de la boue à l'intérieur du tubage chute brutalement et s'accompagne de bulles, un effondrement du puits est probable. En cas d'effondrement mineur, les travaux peuvent se poursuivre dans la zone affectée en réduisant la vitesse de forage et en augmentant la densité de la boue. En cas d'effondrement important, le forage doit être immédiatement arrêté et le puits remblayé avec de l'argile. Le forage ne peut reprendre qu'après stabilisation de la paroi du puits.
La construction de pieux forés doit impérativement respecter le principe « un forage réalisé, un pieu bétonné », afin d'éviter tout temps d'attente excessif entre le forage et le coulage du béton, susceptible d'entraîner un effondrement. Les travaux doivent être organisés conformément à la séquence définie dans le cahier des charges technique. L'intervalle minimal entre la réalisation de deux pieux adjacents ne doit pas être inférieur à 24 heures, afin d'éviter toute interconnexion entre les forages (communication entre les pieux).
Une fois le coulage du béton terminé, la zone ouverte à la tête du pieu et autour du forage doit être recouverte et protégée à l'aide d'un treillis d'armature ou de planches, afin d'empêcher le personnel de tomber accidentellement dans le trou et de provoquer des accidents de sécurité.
