Notes d'étude sur le sol de coton noir

Cet article fournit des notes d’étude sur un sol de coton noir.

Les sols expansifs, plus connus sous le nom de sols de coton noir en Inde, font partie des sols les plus problématiques du point de vue de la construction de génie civil. Parmi les divers facteurs qui affectent le comportement de gonflement de ces sols, la composition minéralogique de base est très importante. La plupart des sols expansifs sont riches en minéral montmorillonite et quelques uns en illite.

Le degré d'expansion étant davantage dans le cas des premiers. La succion du sol est une autre qualité qui peut être utilisée pour caractériser l'affinité d'un sol pour l'eau sur son comportement en matière de changement de volume.

Un sol de coton noir est un sol argileux lourd, variant d'argile à limoneux; il est généralement de couleur gris clair à gris foncé. Le coton pousse dans ce genre de sol. Le sol prédomine généralement dans le centre et le sud de l'Inde.

La caractéristique la plus importante du sol est qu’une fois sec, il rétrécit et est dur comme une pierre et a une très grande capacité portante. De grandes fissures se forment dans la majeure partie du sol. Toute la zone se divise et des fissures d’une largeur allant jusqu’à 150 mm se forment jusqu’à une profondeur de 3, 0 à 3, 5 mètres. Mais lorsque le sol est humide, il se dilate, devient très mou et perd sa capacité portante.

En raison de son caractère expansif, il augmente de 20% à 30% du volume initial et exerce une pression. La pression exercée à la hausse devient si forte qu'elle tend à soulever la fondation. Cette pression inverse dans la fondation provoque des fissures dans le mur ci-dessus. Les fissures sont étroites au bas et sont plus larges à mesure qu'elles montent.

Les caractéristiques inhabituelles du sol rendent difficile la construction de fondations dans un tel sol. Une méthode spéciale de construction de la fondation est nécessaire dans un tel sol.

Principes de construction des fondations dans un sol de coton noir:

je. La charge de base est limitée à 5, 0 tonnes / m². S'il y a un accès d'eau aux fondations, la charge peut atteindre 10 tonnes / m².

ii. L’excavation des fondations s’étend au-delà de la profondeur des fissures.

iii. La tranchée de fondation est plus large que nécessaire et la largeur supplémentaire est remplie de matériaux granulaires pour empêcher le contact intime du sol de coton noir avec la structure de fondation.

iv. Si l’épaisseur des couches de sol en coton noir n’est pas supérieure à 1 200 mm. il est conseillé de l'enlever complètement.

v. Dans le cas d'immeubles importants, la fondation en radeau RCC est recommandée.

vi. Pour les bâtiments ordinaires, l’une des techniques suivantes peut être adoptée en fonction de son aptitude.

Construction d'une fondation sûre dans un sol de coton noir:

une. Enlèvement de la terre de coton noir et remplissage avec un matériau granulaire:

La profondeur à laquelle le sol de coton noir existe et son épaisseur peut être déterminée par l'observation de fissures dans le sol. Si la profondeur est faible, c'est-à-dire à moins de 1 200 mm, le sol peut être excavé et enlevé. La tranchée de fondation peut avoir une largeur de 150 mm et une profondeur de 1 500 mm en dessous de la profondeur à laquelle les fissures cessent.

La tranchée doit alors être bien percée et compactée. La profondeur et la largeur supplémentaires doivent être remplies de matériaux granulaires tels que khoa, cendres, sable, moorum ou cendres volantes. Le remplissage doit ensuite être percuté et le lit de fondation préparé. Sur le lit, une fondation normale peut être posée. Fig. 2.10 (a).

b. Excavation supplémentaire et remplissage avec du sable et du moorum:

Sur la même ligne que ci-dessus, l'excavation est effectuée après l'enlèvement de la couche de sol en coton noir. Une excavation supplémentaire doit être réalisée jusqu'à une profondeur de 750 mm. La largeur de la fondation doit être élargie de 75 mm de chaque côté. Le mur de brique simple sur le bord avec du mortier de boue doit être construit dans la largeur supplémentaire Le lit de fondation doit être bien percuté par un pilon en fer.

La profondeur supplémentaire doit ensuite être comblée avec du moorum 450 mm et du sable 300 mm par couches de 150 mm et bien percuté. Les fondations normales peuvent être posées sur un tel lit. Les travaux de maçonnerie doivent débuter à 150 mm sous le niveau du sol. Fig. 2.10 (b).

c. Remplir une profondeur supplémentaire par bloc:

Les travaux d'excavation sont effectués sur la même ligne que précédemment, après élimination de la couche de sol en coton noir. La profondeur supplémentaire peut être remplie de blocs de pierre sur lesquels la fondation peut être posée. Les côtés sont remplis de sable 150 mm pour les fondations murales composées et de 450 à 600 mm pour les murs principaux des bâtiments Fig.2.10 (c).

Fondation spéciale avec disposition constante de la montre et du remplissage de sable:

Les tranchées de fondation ont une profondeur de 1 500 à 1 800 mm et une largeur de 450 mm plus large que nécessaire. La largeur supplémentaire est remplie de béton de ciment de largeur égale. La profondeur supplémentaire est remplie de sable de 300 mm de profondeur.

Le lit est préparé par enfoncement sur lequel est posée la fondation du radeau RCC. Un tuyau GI de 75 mm de diamètre, espacé de 1 250 mm à 1 500 mm, est installé à partir du niveau du socle prolongé jusqu’à la couche de sable au fond. En raison du changement de saison, des fissures peuvent apparaître dans le sol de coton noir. Il peut y avoir une perte de sable sous la fondation. Du sable supplémentaire doit être versé à travers le tuyau pour compenser les pertes. Fig. 2.10 (d).

Piles sous alésées :

Les pieux sous-alésés sont des pieux en béton percés ayant une ou plusieurs ampoules ou des rames formées en élargissant la base des trous de forage à l'aide d'un outil d'alésage. En raison des roulements et des ancrages supplémentaires obtenus à partir des bulbes, ces pieux constituent une base économique et sûre pour le coton noir et les autres sols expansifs, pour les sols remplis et les autres sols de strates superposées.

Bien qu'innovées à l'origine pour la fondation dans un sol de coton noir, les pieux sont maintenant utilisés dans d'autres sols également en raison de leur économie et de leur technique d'installation simple. Ils se sont également avérés appropriés et utiles pour les bâtiments d’usine, les fondations de machines, les tours de transmission, les poteaux et autres fondations.

Dans le coton noir et les autres types de sols expansifs, les bâtiments se fissurent en raison des mouvements différentiels du sol. Ceci est dû à une alternance de gonflement et de retrait du sol due à des modifications de sa teneur en humidité.

Afin de se protéger efficacement contre ce mouvement, le meilleur remède consiste à ancrer la structure à une profondeur où les variations volumétriques du sol dues aux variations saisonnières et autres sont négligeables. Ceci a été réalisé économiquement dans les couches peu profondes ainsi que les couches profondes de sol expansif en utilisant des pieux sous alésés.

Construction de pieux:

Les pieux sous-alésés sont simples à construire. L'équipement requis à cet effet s'appelle un sous-aléseur. Un guide de forage est fixé en position, puis le forage vertical est effectué par une vis hélicoïdale. Le sous-alésage est ensuite effectué par un sous-alésoir portable. La cage d'armature est abaissée et le béton coulé dedans. Le lisier de bentonite est utilisé pour protéger les côtés ou l'alésage en cas de nappe phréatique élevée.

Les sols de coton noir (sols expansifs) sont largement présents à Deccan, dans le Maharashtra et au Gujarat. Celles-ci se trouvent dans des épaisseurs variables et reposent sur un matériau collant. Dans la partie inférieure de la couche, le sol contient des nodules de Kankar de différentes tailles.

Ces sols sont des argiles plastiques très expansives et collantes dérivées soit de l’altération résiduelle des roches volcaniques, soit de l’altération des dépôts transportés à grain fin trouvés dans les vallées et les berges des rivières. Ces sols ont une grande affinité pour l'humidité et se caractérisent par leur gonflement et leur rétrécissement.

L'utilisation aveugle de la charge admissible sur les pieux sous alésés selon IS 2911 - Partie 111-1980 est dangereuse et dangereuse. La capacité de charge du pieu doit être déterminée à l'aide de formules statiques à l'aide de paramètres de cisaillement du sol et vérifiée par des tests de charge sur des pieux.

Pour les structures importantes, il convient de procéder à une exploration des sols avant d’arriver au type et à la taille des fondations.

L'emplacement de l'extrémité du pieu doit être décidé en fonction du profil du sol.

Stabilisation du sol de coton noir:

La qualité du sol de coton noir peut être améliorée en le stabilisant avec de la chaux.

La terre de la zone est collectée après avoir enlevé la couche supérieure dure de 70 à 100 mm de profondeur. Le sol collecté est ensuite pulvérisé. La chaux grasse (fraîchement éteinte sur place) est épandue sur le sol meuble à raison de 4% du poids sec du sol.

Le mélange sol-chaux est ensuite soigneusement mélangé dans un appareil rotatif ou manuellement. Le sol en petites piles est ensuite amené à l'humidité optimale après avoir permis de rester pendant la nuit. Le sol de poids est ensuite soigneusement mélangé avec des rotavators. Le sol est ensuite compacté avec un rouleau compresseur de 8 à 10 tonnes, ce qui donne une croûte consolidée.

La technique est généralement adoptée dans les travaux routiers.