ISO 22477-2:2023

NORME ISO
INTERNATIONALE 22477-2
Première édition
2023-07
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais des structures
géotechniques —
Partie 2:
Essai de pieux: essais de chargement
statique en traction
Geotechnical investigation and testing — Testing of geotechnical
structures —
Part 2: Testing of piles: Static tension load testing
Numéro de référence
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© ISO 2023
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes, définitions . 2
3.2 Symboles . 3
4 Équipement . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Système de réaction . 3
4.3 Charge appliquée . 5
4.3.1 Généralités . 5
4.3.2 Spécifications de la force appliquée . 5
4.4 Mesure des déplacements de la tête du pieu . 5
4.5 Mesure de la charge du pieu . 6
4.6 Instrumentation du pieu . 7
5 Procédure d’essai .7
5.1 Préparation de l’essai. 7
5.1.1 Protections . 7
5.1.2 Construction d’un pieu d'essai . 8
5.1.3 Date de l'essai . 8
5.2 Procédure de chargement . 9
5.2.1 Généralités . 9
5.2.2 Séquence et durée des paliers de chargement pour une procédure
comprenant un seul cycle . 9
5.2.3 Séquence et durée des paliers de chargement pour une procédure à
plusieurs cycles . . . 10
5.2.4 Charge d’essai maximale F . 11
p
5.2.5 Intervalles de mesure . 11
6 Rapport d’essai .12
6.1 Généralités .12
6.2 Informations générales .12
6.3 Rapport factuel . 13
6.4 Rapport d'interprétation . 14
Annexe A (informative) Charge critique de fluage en traction .20
Bibliographie .21
iii
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO, participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction définies dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et
à l’applicabilité de tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n'avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l'adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié tout ou partie de tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 182, Géotechniques en collaboration
avec le comité technique CEN/TC 341, Reconnaissance et Essais géotechniques du Comité européen de
normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de
Vienne).
La liste de l’ensemble des parties de la série ISO 22477 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
NORME INTERNATIONALE ISO 22477-2:2023(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais des
structures géotechniques —
Partie 2:
Essai de pieux: essais de chargement statique en traction
1 Domaine d’application
La présente norme établit les spécifications relatives à l'exécution des essais de pieux sous charge
statique, au cours desquels un pieu unique est soumis à un effort de traction axiale statique afin de
définir son comportement charge-déplacement.
Ce document s'applique aussi bien aux pieux verticaux qu'aux pieux inclinés.
La présente norme couvre tous les types de pieux. Les essais envisagés dans cette norme sont limités
aux essais de chargement par paliers. Le présent document ne traite pas des essais de chargement
cyclique des pieux.
NOTE L’ISO 22477-2 est destinée à être utilisée conjointement avec l'EN 1997-1. Les valeurs numériques des
facteurs partiels des états limites et des facteurs de corrélation servant à obtenir les valeurs caractéristiques
à partir des essais de chargement statique et devant être prises en compte dans le calcul sont fournies dans la
norme EN 1997-1.
Le présent document fournit des spécifications pour l'exécution de l'essai de chargement axial statique
de pieu pour:
a) vérifier qu'un pieu se comporte comme prévu;
b) mesurer la résistance d'un pieu.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques
uniaxiaux — Partie 1: Machines d'essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système
de mesure de force
EN 1990, Eurocode 0: bases du calcul des structures
EN 1997-1, Eurocode 7: calcul géotechnique — Partie 1: règles générales
EN 1997-2, Eurocode 7: calcul géotechnique — Partie 2: reconnaissance des terrains et essais
3 Termes, définitions et symboles
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’EN 1990, l’EN 1997-1,
l’EN 1997-2 ainsi que les termes et définitions suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques, destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1 Termes, définitions
3.1.1
charge du pieu
F
t
charge de traction exercée sur la tête du pieu pendant l'essai
Note 1 à l'article: Pour les essais avec vérin intégré, la charge est appliquée à un autre niveau (voir ISO 22477-1).
3.1.2
incrément de charge
incrément de charge ajouté ou soustrait pendant l'essai
3.1.3
diamètre du pieu
diamètre équivalent du pieu
D
diamètre du pieu testé
Note 1 à l'article: Pour un pieu non circulaire de section transversale A, le diamètre équivalent du pieu est égal à
4 A
.
π
3.1.4
pieu de l’ouvrage
pieu utilisé dans les fondations d’une structure
3.1.5
pieu d’essai
pieu soumis à des charges pour déterminer les caractéristiques effort/déplacement du pieu et du terrain
environnant
3.1.6
résistance à la traction mesurée
R
t,m
valeur mesurée de la résistance à la traction à l’état limite ultime, au cours d’un ou plusieurs essais de
chargement de pieu
Note 1 à l'article: Le critère de rupture recommandé peut être défini dans l’EN 1997-1 ou dans son annexe
nationale.
3.1.7
taux de fluage
α
rapport entre l’augmentation du déplacement de la tête du pieu et le logarithme décimal du temps
pendant un intervalle de temps défini
3.2 Symboles
A aire de la section transversale du pieu
D diamètre du pieu/diamètre équivalent du pieu
F charge exercée sur la tête du pieu pendant l’essai
t
F charge critique de fluage en traction
t,cr
F’ intersection de la régression linéaire de la première et de la dernière partie de la courbe
t,cr
alpha en fonction de la charge
F charge axiale caractéristique en traction
t,k
F charge maximale prédéfinie appliquée pendant l’essai
p
N effort axial
q frottement latéral unitaire au niveau du fût
s
q valeur mesurée de q
s,m s
q frottement latéral mobilisé le long du fût
s,mob
R résistance à la traction du sol contre un pieu, à l’état limite ultime
t
R valeur mesurée de R au cours d’un ou plusieurs essais de chargement de pieu
t,m t
s déplacement axial du pieu à la profondeur z
s tassement au temps t
1 1
s tassement au temps t
2 2
s déplacement axial de la tête de pieu
h
t temps
t référence de temps additionnel pour le calcul de la vitesse de fluage α
t référence de temps additionnel pour le calcul de la vitesse de fluage α
z profondeur
α taux de fluage
4 Équipement
4.1 Généralités
Le choix de l’équipement doit tenir compte de l’objectif de l’essai, des conditions de terrain, de l’exécution
de l’essai et du déplacement attendu du pieu sous l’effet de la charge d’essai maximale.
4.2 Système de réaction
Le système de réaction pour un pieu faisant l’objet d'un essai en traction peut être:
— des fondations superficielles;
— des pieux travaillant en compression.
NOTE 1 Le système de réaction peut être le pieu d'essai lui-même, la charge étant appliquée en profondeur par
un ou plusieurs vérins hydrauliques qui sont intégrés dans le pieu pour assurer un chargement bidirectionnel du
pieu (voir l’ISO 22477-1).
L'influence du système de réaction sur le pieu d'essai doit être réduite au minimum.
Les distances minimales entre le pieu d’essai et les éléments du système de réaction dépendent de
l’objectif de l’essai (détermination de la résistance en traction ou raideur).
Pour des essais visant à déterminer la résistance en traction (état limite ultime), les distances minimales
exigées sont représentées à la Figure 1 a) et b). La valeur maximale doit être appliquée.
NOTE 2 Si la distance minimale entre le système de réaction et le pieu d'essai est inférieure à 5 D, la résistance
en traction peut être surestimée. Les distances minimales fournies limitent la surestimation à environ 5 %.
a) Fondations superficielles b) Pieux de compression
Figure 1 — Distances minimales entre le pieu d’essai et le système de réaction
Pour les essais visant à évaluer le déplacement axial pour les calculs à l'état limite de service, l'influence
du système de réaction est plus importante. Dans ce cas, il convient de respecter une distance minimale
égale à 10 D. Cette valeur peut être réduite si une évaluation dédiée est réalisée, en tenant compte des
conditions du terrain. Dans tous les cas, la distance ne doit pas être inférieure aux valeurs données à la
Figure 1 a) et b).
NOTE 3 Cette évaluation peut inclure une modification du système de réaction visant à en réduire l’influence
sur le pieu d’essai. Par exemple, une réduction du frottement le long des pieux de réaction ou l’utilisation d’un ou
plusieurs vérins intégrés peut être envisagée.
Pour les essais de chargement statique sur des pieux avec un diamètre inférieur à 300 mm, cette
distance peut être réduite. Une distance minimale de 1,5 m doit être toutefois respectée.
Le système de réaction doit être conçu de façon à résister à la charge d'essai maximale F , conformément
p
aux normes européennes en vigueur. Les déplacements du système de réaction doivent être limités afin
de s’assurer que la charge est appliquée axialement pendant la durée de l’essai.
Les pieux de l’ouvrage peuvent être utilisés comme pieux de réaction, à condition que leur résistance
structurale soit suffisante et qu'il n'y ait aucun effet négatif sur leurs performances en tant qu'éléments
de la structure. Le déplacement des pieux de l'ouvrage doit être surveillé pendant l'essai.
Il convient que les systèmes de réaction soient disposés de façon symétrique autour du pieu d'essai.
Dans le cas de systèmes de réaction non symétriques, des mesures doivent être prises afin d'éviter
toute rotation et/ou translation excessive du système de réaction.
4.3 Charge appliquée
4.3.1 Généralités
Il convient d’utiliser un ou plusieurs vérins hydrauliques pour appliquer la charge sur le pieu d'essai.
Si plusieurs vérins hydrauliques sont utilisés pour appliquer la charge d'essai, ils doivent être disposés
de façon symétrique, être du même modèle et être alimentés à partir d'une alimentation commune
assurée par un groupe hydraulique. Chaque vérin hydraulique doit être équipé d'une valve de fermeture
et d'un manomètre supplémentaire.
Si un seul vérin est utilisé, il doit être placé de façon centrale afin de garantir que le pieu est chargé
axialement.
4.3.2 Spécifications de la force appliquée
Le ou les vérins doivent être en mesure d’exercer une force supérieure à F . La course du ou des vérins
p
doit être supérieure aux déformations attendues (déplacement de la tête du pieu et déformations du
système de réaction sous l’effet de la charge).
Il doit être possible de réduire ou d’augmenter la charge appliquée de façon continue, sans chocs ou
vibrations, et de maintenir la charge à la valeur requise.
Afin de satisfaire aux exigences de précision, un système électrique ou hydraulique de commande/
régulation automatique et continue de la force du vérin peut être utilisé. Une pompe à main assurant
une mesure précise de la pression ou de la charge et une régulation permanente peut également être
envisagée.
L’erreur de mesure du régulateur de la charge doit être inférieure à 0,5 % de F ou 10 kN, la valeur
p
retenue étant la plus grande des deux.
4.4 Mesure des déplacements de la tête du pieu
Les déplacements de la tête du pieu doivent être mesurés à l'aide de comparateurs à cadran ou de
capteurs, supportés depuis des poutres de référence.
Les poutres de référence doivent être supportées indépendamment du pieu d'essai.
Il convient que la distance entre les extrémités d'appui des poutres de référence et les pieux d'essai et
de réaction ou le bord le plus proche des fondations peu profondes soit au minimum 2,5 m ou 3,5 D, la
valeur retenue étant la plus grande des deux.
Il convient qu’une des extrémités de chaque poutre de référence puisse coulisser librement.
La position des poutres de référence doit être vérifiée par un système de mesure de contrôle secondaire,
telles que des méthodes topographiques ou d’autres méthodes de mesure. Il convient que la position de
la tête du pieu soit également vérifiée à l'aide de ce système de contrôle secondaire.
Si la charge est appliquée par plusieurs vérins ou plusieurs barres, trois capteurs ou comparateurs
à cadran doivent être utilisés au minimum pour mesurer le déplacement axial de la tête du pieu. Ils
doivent être disposés de façon symétrique et parallèle à l'axe du pieu (voir Figure 2). Il convient de
réduire au minimum le frottement entre la tête du pieu et les capteurs à l'aide de dispositifs appropriés,
tels que des plaques de verre fixées sous les capteurs.
Légende
1 capteurs de déplacement ou comparateurs à cadran
Figure 2 — Emplacement des capteurs de déplacement ou des comparateurs à cadran
Si la charge est appliquée par un unique vérin et une unique barre (ou un unique tube), le déplacement
axial de la tête du pieu peut être mesuré à l’aide d’un capteur de déplacement ou d’un comparateur à
cadran.
L’erreur globale de la mesure du déplacement de la tête du pieu doit être inférieure à 0,1 mm ou 0,2 %
de la valeur mesurée, la valeur retenue étant la plus grande des deux. Par conséquent, les comparateurs
à cadran ou les capteurs doivent permettre d'effectuer des mesures avec une résolution d'au moins
0,01 mm et un système optique quelconque de 0,1 mm.
Il convient en outre que les comparateurs à cadran ou les capteurs offrent une plage de mesure
suffisante pour qu'il ne soit pas nécessaire de procéder à un réajustement en cours d'essai.
Sauf s’il en a été convenu autrement, le système de mesure de contrôle secondaire doit permettre
d'effectuer des mesures avec une erreur inférieure à 0,1 mm.
Les mesures de détermination du niveau à l'aide d'un dispositif optique doivent être contrôlées en se
référant à un ou plusieurs points de référence fixes.
Pour les pieux inclinés, soit le déplacement transversal de la tête du pieu, soit le déplacement global du
système de réaction doivent être mesurés.
Il convient d’inclure les points pertinents situés aux angles du système de réaction dans les contrôles de
niveau.
4.5 Mesure de la charge du pieu
La charge doit être mesurée en tête
...