Caractéristiques géométriques des colonnes d'injection
La Figure I.15 donne une indication du diamètre des colonnes de sol traité en fonction du type de jet et de la nature des sols ( Morey 1992[1]).
Figure I.15 ‒ Diamètre des colonnes en fonction de la granulométrie du sol et du type de procédé dans l'injection par déstructuration (jet grouting) ( Morey 1992[1]). |
Avec le jet simple, le diamètre des colonnes atteint exceptionnellement 1 m, alors que les jets enrobés d'air peuvent permettre de dépasser 1 m, voire d'atteindre des diamètres de 2 à 3 m. Ce diamètre « D » est, pour un sol donné, relié à l'énergie « E » du jet sur un tour et par unité de longueur des tiges, qui est donnée par la formule suivante :
E = (p*Q*T)/(T*Vr )= (p*Q)/Vr ........................................ (I.27)
Où :
p est la pression du jet ;
Q est le débit du coulis ou du fluide (l'eau dans le cas du jet triple) ;
T est la période de rotation des tiges ;
Vr est la vitesse de remontée des tiges.
Remarque :
L'expérience montre que, dans un sol homogène, la courbe (E, D) a une allure exponentielle.
La vitesse « Vr », de remontée et la vitesse de rotation « ω » des tiges sont des paramètres qui influent beaucoup sur le diamètre de déstructuration du terrain.
En général la fourchette des vitesses de rotation est faible (0.1 à 0.2 tour/s), en revanche celle des vitesses de remontée des tiges est plus grande (10-3 à 10-2 m/s).
Les valeurs des paramètres sont généralement comprises dans les fourchettes données au Tableau I.3. Il en résulte que l'énergie du jet varie dans la fourchette 500 à 300 MJ/m. Le dosage en ciment est fonction de la résistance recherchée pour le sol traité, ainsi que de la nature de ce sol. Il est généralement de 350 à 600 kg/m3 de coulis.

Lors de l'injection par jet de coulis, le volume en excès du mélange sol-ciment-eau doit pouvoir sortir librement en tête de forage après être remonte le long des tiges. Il doit alors être évacué au fur et a mesure. Si la sortie de ce volume en excès est empêchée pour une raison ou pour une autre, il y a mise en pression dans le terrain et risque de claquage par fracturation hydraulique. Il peut alors en résulter des soulèvements à assez grande distance et des désordres dans les structures avoisinantes. Des prélèvements réguliers de l'excès de mélange remonte en surface permettent de procéder à des analyses et de modifier au besoin les paramétrées.
Compte tenu du type d'injection effectue, les propriétés mécaniques du sol traité sont plus importantes que dans le cas de l'injection d'imprégnation et peuvent être utilisées pour un dimensionnement, même si leurs valeurs restent souvent assez dispersées. On mesure généralement la résistance des colonnes par des essais en compression simple effectues sur des échantillons prélevés par des sondages carottés dans les colonnes. Les résistances en compression simple « qu » peuvent être élevées. Elles dépendent du dosage en ciment et de la nature du sol. A titre indicatif elles peuvent varier de 3 à 5 MPa pour les sols argileux, et de 30 à 40 MPa pour les matériaux sableux et/ou graveleux.