ET 30

DOSSIER NO S-11673-G ÉTUDE GÉOTECHNIQUE PROLONGEMENT DE L'AUTOROUTE 30 CANDIAC, DELSON ET SAINT-CONSTANT (QUÉBEC)

ÉTUDES GEOTECHNIQUES

- -

EQUÉFORMATE

-

Dossier no S-11673-G

Le 10 septembre 2004.

Consortium BPR-CIMA, 5 100, rue Sherbrooke Est, Bureau 400,

Montréal, (Québec).

H1V 3R9

À l'attention de Monsieur Yves Papillon, ingénieur Directeur de projets

Sujet : Étude géotechnique

Prolongement de l'autoroute 30 Candiac, Delson et

Saint-Constant. (Québec)

Monsieur,

Nous avons le plaisir de vous faire part des résultats de l'étude géotechnique que vous nous avez confiée.

Tous les travaux de chantier et de laboratoire ont été réalisés sous la supervision de Monsieur Jean Tardif, ingénieur, qui a également préparé le présent rapport. Ce dernier a été vérifié par le soussigné.

Nous espérons que ce rapport sera à votre entière satisfaction. N'hésitez pas à communiquer avec nous si vous désirez des renseignements supplémentaires.

JT/cb

3cc/ Consortium BPR-CIMA

&ald Blanchet , ingénieur, M. Sc.

Directeur de l'ingénierie Vice-Président

warnoc* Horio"

591, RUE LE BRETON, LONGUEUIL (QUÉBEC) J4G 1 R9 TÉLÉPHONE: (450) 674-4901 TÉLÉCOPIEUR: (450) 674-3370 2299, RUE GUÉNETTE, ST-LAURENT, (QUÉBEC) H4R 2E9 TÉLÉPHONE: (514) 332-4901 TÉLÉCOPIEUR: (514) 332-0132

...

1.0 INTRODUCTION 1

2.0 TRAVAUX RÉALISÉS

...

2.1 Chantier 2

2.2 Laboratoire

...

3.1 Remblai

...

...

3.2 Terre végétale brune 5

...

3.3 Sable. un peu de silt brun 6

...

3.4 Argile et silt brun à gris 6

...

3.5 Silt argileux 7

...

3.6 Till brun à gris 8

...

3.7 Socle rocheux 9

...

4.0 EAU SOUTERRAINE 10

5.0 CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS

5.1 Conception des remblais d'approche

...

5.1.1 Stabilité des pentes 11

...

5.1.2 Déformations à long terme 12

...

5.2 Fondations et capacité portante 13

...

5.3 Fondations sur pieux 14

...

5.4 Protection contre le gel 15

...

6.0 MISE EN GARDE 16

Planches nos APPENDICE A : Rapports de forage

Essai au scissomètre de chantier

APPENDICE B : Résultats des essais de laboratoire B-1 à B-24 APPENDICE C : Stabilité des remblais d'approche sur les sols argileux C-1 et C-2

IMPLANTATION DES FORAGES Dessins 1 1673-1

à 11673-7

1.0 INTRODUCTION

Les services professionnels de Quéformat ltée ont été retenus par le Consortium BPR- CIMA pour effectuer une étude géotechnique à l'emplacement projeté (scénario 4.3 du Ministère des Transports du Québec) de divers viaducs dans le cadre du projet de prolongement de l'autoroute 30, sur des terrains situés à Candiac, Delson et Saint-Constant, (Québec).

L'étude géotechnique a pour but de déterminer la nature et certaines propriétés des sols et du roc en place, renseignements nécessaires à la conception des fondations des structures proposées et à la formulation des recommandations d'ordre géotechnique qui en découlent.

La caractérisation environnementale des sols et de l'eau souterraine ne fait pas partie du présent mandat. En conséquence, les descriptions du terrain fournies dans le cadre de cette étude ne sont valables que du point de vue géotechnique, soit exclusivement pour la conception et la construction des ouvrages de génie civil, et n'ont aucunement la prétention de conclure sur la présence ou l'absence de matières toxiques ou contaminantes sur le site.

Les résultats des travaux réalisés sur le chantier et en laboratoire ainsi que nos conclusions et recommandations sont présentés dans ce rapport.

On doit par ailleurs noter qu'une caractérisation environnementale partielle des sols fait l'objet d'un mandat complémentaire à la présente étude et est présentée dans le rapport S- 11673-E2.

2.1 Chantier

Les travaux sur le chantier ont été réalisés en trois (3) étapes, l'une du le' au 5 mars 2004, la seconde du 5 au 15 avril 2004 et la troisième du 22 au 28 juin 2004, suite à une modification apportée au tracé à l'étude lors des deux premières étapes. Le personnel de Quéformat ltée a localisé les forages demandés et décrits dans nos offres de service datées du 12 février et du 25 mai 2004. L'implantation des forages sur le terrain a été réalisée à l'aide d'un «GPS» portatif à partir d'une liste des coordonnées d'implantation que nous vous avez transmise. La position approximative des forages est présentée sur les dessins 11673-1 à

11673-7, tracés à partir d'un plan de localisation que vous nous avez fait parvenir.

Toutes les élévations indiquées dans le présent rapport ont par ailleurs été relevées par votre firme. Le tableau 1 qui suit présente les coordonnées d'implantation des forages réalisés ainsi que l'élévation du terrain à leur endroit.

TABLEAU 1

Forage

F- 1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 F-7 F-8 F-9 F-10 F-11 F-12 F-13

- -

Élévation du terrain (mètres)

29,56 29'25 29'94 30,19 35'79 Non disponible

29,67 29'46 Non disponible

27,60 29'42 Non disponible Non disponible

-

Remarques

- -

-

Coordonnées relevées avec un GPS portatif

Coordonnées relevées avec un GPS portatif

Coordonnées relevées sur le plan Autocad

Coordonnées relevées sur le plan Autocad

- - - -

Nord

5 024 193,46 5 024 221 ,O0 5 024 216,85 5 024 394,65 5 025 493,Ol 5 025 213,17 5 025 036,04 5 024 115'54 5 023 842'29 5 025 942,55 5 023 890,43 5 024 018,58 5 024 034,47

-

Coordonnées Est

300 163'91 301 120'26 301 448'62 298 705'96 294 994'07 296 35 1,91 296 816'93 301 929,62 303 179'66 304 845'10 299 975'27 301 326'45 301 4 10'79

- -

Les forages, identifiés F-1 à F-13, ont été réalisés à l'aide d'une foreuse à tarière évidée de type &ME 850». Ils ont été foncés jusqu'à des profondeurs comprises entre 6'35 et 15,64 mètres sous la surface actuelle du terrain, après avoir pénétré le socle rocheux sur des épaisseurs comprises entre 2,07 et 3,90 mètres.

Un carottier fendu de calibre «N» (76 millimètres de diamètre) et un carottier fendu standard (51 millimètres de diamètre) ont servi au prélèvement d'échantillons de sol remanié.

Le carottier fendu standard a également servi à la mesure de l'indice «N» de l'essai de pénétration standard. Cet indice permet l'estimation de la compacité ou de la consistance des matériaux traversés. De plus, des échantillons intacts des sols argileux ont été prélevés à l'aide d'un tube à paroi mince dans les forages F-1, F-2, F-4, F-6, F-7 et F-1 1

.

La résistance au cisaillement non drainé du dépôt d'argile a été mesurée dans les forages F-1, F-2 et F-11 à l'aide d'un scissomètre à déformation contrôlée de type «Nilcon»

jusqu'à des profondeurs de 7'70, 3,20 et 6,60 mètres respectivement.

Les rapports de forage (appendice A, planches A-1 à A-13) présentent tous les renseignements recueillis sur le chantier. Les résultats des essais scissométriques des forages F-1 et F-11 sont aussi présentés sur les planches A-14 et A-15 de l'appendice A.

2.2 Laboratoire

Tous les échantillons récupérés ont été transportés à notre laboratoire de Longueuil où ils ont été identifiés par un examen visuel.

Certains échantillons représentatifs des sols rencontrés dans les forages ont également été soumis aux essais suivants :

Teneurs en eau (37)

Limites de consistance (10)

Résistances au cisaillement à l'aide du cône suédois (9) Analyses granulométriques par tamisage (8)

Analyses granulométriques par sédimentation (2) Consolidations uniaxiales en cellule oedométrique (2)

Les résultats de ces essais sont reportés sur les rapports de forage (planches A-1 à A-13 de l'appendice A). Certains sont également présentés en détail sur les planches B-1 à B-24 de l'appendice B.

Les échantillons non utilisés pour les essais de laboratoire seront conservés pendant une période de six (6) mois après l'émission de ce rapport. Ils seront par la suite détruits, à moins d'avis contraire écrit de la part de Consortium BPR-CIMA.

Tous les forages ont été effectués dans l'emprise de voies routières (autoroutes, routes régionales, routes secondaires et collectrices), dans des secteurs à vocation agricole etlou résidentielle. La topographie est généralement plane, sans grande dénivellation.

La description des sols et du socle rocheux présentée dans les paragraphes qui suivent ainsi que sur les rapports de forage n'est garantie qu'à l'endroit même où les forages ont été réalisés. Par conséquent, les conclusions et recommandations basées sur ces informations sont soumises à cette limitation. Les conditions rencontrées entre les forages ou ailleurs sur le site peuvent différer de celles observées à l'emplacement des forages. Quéformat ltée devra être avisée promptement de tout écart décelé entre les matériaux décrits dans le présent rapport et ceux rencontrés lors des excavations.

Les forages ont permis d'établir à leur emplacement la stratigraphie suivante : 3.1 Remblai

En surface du terrain, au droit de tous les forages, à l'exception des forages F-9 et F-12, on retrouve une à plusieurs couches de remblais généralement formés de proportions variables de sable, de silt, d'argile et de gravier. Ces remblais peuvent également renfermer de la terre végétale et de la pierre concassée. L'épaisseur totale de remblai est comprise entre 0,25 et 2,10 mètres.

Dans les forages F-10 et F-11, le remblai est constitué d'une couche de pierre concassée 20-0 mm de 0,30 et 0,50 mètre d'épaisseur respectivement. Dans le forage F-10, elle est suivie d'une couche de pierre concassée 56-0 mm de 0,60 mètre d'épaisseur.

3.2 Terre végétale brune

En surface du terrain, au droit du forage F-9, et sous le remblai dans le forage F-1, on retrouve une couche de terre végétale de nature argileuse à silteuse et de couleur brune.

L'épaisseur de cette couche est respectivement de 0,10 et 0,25 mètre.

3.3 Sable, un peu de silt brun

Sous le remblai, dans les forages F-8 et F-10, on rencontre une couche de sable, un peu de silt à silteux, avec traces à un peu de gravier et traces d'argile, de couleur brune. Dans le forage F-10, cette couche est différenciée en deux (2) sous-couches, d'une épaisseur respective de 1,23 et 0,97 mètre. Dans le forage F-8, son épaisseur est de 0,44 mètre.

Au droit du forage F-10, sa compacité est moyenne avec une valeur de 27 comme indice <<ND de l'essai de pénétration standard.

3.4 Argile et silt brun à gris

Sous les couches de remblai et de terre végétale dans les forages F-1, F-2, F-4, F-6, F-7 et F-11 à F-13, on rencontre un dépôt d'argile silteuse à silt argileux, traces de sable, de couleur brune à grise. Cette couche est présente sur des épaisseurs comprises entre 1,75 et 6,70 mètres.

Les valeurs de résistance au cisaillement non drainé obtenues au chantier dans les forages F-1, F-2 et F-11 varient entre 124 et 63 kPa dans la portion supérieure, soit jusqu'à environ 3,50 mètres de profondeur. Elles diminuent par la suite entre 30 et 82 kPa. Ces valeurs nous ont permis de qualifier la consistance de l'argile de très raide à raide dans la portion supérieure du dépôt et de ferme à raide par la suite. Les valeurs de résistance au cisaillement mesurées en laboratoire sur des échantillons intacts provenant de ces forages sont comprises entre 38 et 164 Wa à l'état intact et entre 3 et 53 kPa à l'état remanié, pour une sensibilité faible à moyenne, de 3 à 15.

La teneur en eau naturelle de l'argile est comprise entre 32 et 76 pour cent. À l'état saturé, ces valeurs de teneur en eau naturelle correspondent à des poids volumiques humides compris entre 15,3 et 19,O kN/m3. La limite de liquidité de l'argile est comprise entre 41 et 80 pour cent et la limite de plasticité entre 17 et 27 pour cent, d'où un indice de plasticité variant de 20 à 57 pour cent. L'indice de liquidité de l'argile est compris entre 0,4 et 1 , l . Ce matériau, de plasticité moyenne à élevée, est considéré comme <<CL,» ou <<CH» selon la classification unifiée des sols.

Les résultats de l'essai de consolidation uniaxiale, réalisé sur deux (2) échantillons prélevés à 3,85 et 6,00 mètres dans le forage F-1, ont permis de déduire les paramètres de consolidation de ce matériau. Les valeurs obtenues sont présentées dans le tableau II suivant :

TABLEAU II

Indice de recompression (Cr)

1

1

11

Paramètres

Pression de préconsolidation (o',) Indice des vides (e,)

Indice de compression (C3

Coefficient de consolidation (c,)

1

1

1

Selon les valeurs obtenues, le rapport de la résistance au cisaillement non drainé sur la pression de préconsolidation ( c , i ~ ' ~ ) est compris entre 0,18 et 0,26. À partir du profil de résistance au cisaillement non drainé moyen établi dans le forage F-1, l'écart de préconsolidation minimal de l'argile (op - o',,) est estimé à environ 93 kPa à 6,70 mètres de profondeur si l'on considère la nappe d'eau souterraine à 2,35 mètres de profondeur, soit la profondeur mesurée lors de nos travaux.

Profondeur (mètres)

3.5 Silt argileux

3,85 185 kPa

1,80 1 ,O9

Sous la couche d'argile silteuse, dans le forage F-4, on observe une couche de silt argileux à silt et argile, avec traces de sable. Cette couche de couleur grise a une épaisseur de 0,25 mètre. Il semble s'agir d'une couche de transition entre l'argile et silt au-dessus et le till sous-jacent.

6,OO 189 kPa

1,14 0,65

Sa teneur en eau est comprise entre 22 et 27 pour cent, correspondant à un poids volumique de 19,7 à 20,6 kN/m3 à l'état saturé. Ses limites de liquidité et de plasticité sont respectivement de 27 et 14 pour cent, d'où un indice de plasticité de 13 pour cent et un indice de liquidité de 0,6. Ce matériau de faible plasticité est considéré comme «CL,» selon la classification unifiée des sols. Sa résistance au cisaillement non drainé mesurée au cône suédois est de 30 kPa à l'état intact et de 7 kPa à l'état remanié, d'où une consistance ferme et une sensibilité faible.

3.6 Till brun à gris

Sous les couches précédentes, tous les forages ont intercepté un dépôt de till de couleur brune à grise et d'une épaisseur totale comprise entre 2,26 et 9,26 mètres. Ce dépôt est différencié en deux (2) sous-couches. La sous-couche supérieure, absente des forages F-12 et F-13, a une épaisseur comprise entre 1,42 et 9,26 mètres et est composée de silt un peu de sable à silt et sable avec traces à un peu de gravier et d'argile. Dans le forage F-7, on y observe un horizon d'argile et silt entre 7,39 et 7,89 mètres de profondeur, dont les propriétés sont comparables à celles décrites à la section 3.4.

La sous-couche inférieure, absente du forage F-7, mais présente sur des épaisseurs comprises entre 0,73 et 8,88 mètres dans les autres forages, est habituellement constituée de sable, un peu de silt à sable et silt, avec traces de gravier à graveleux. Dans le forage F-11, elle est plutôt constituée de gravier, un peu de sable à sableux et traces à un peu de silt. Des cailloux et blocs sont souvent présents à la base de cette sous-couche, notamment dans les forages F-3 et F-4.

Les indices «NB de l'essai de pénétration standard suggèrent une compacité très lâche à dense dans la sous-couche supérieure et moyenne à très dense dans la sous-couche inférieure.

La teneur en eau mesurée en laboratoire est comprise entre 11 et 15 pour cent, localement aussi faible que 4 pour cent et ce, pour les deux sous-couches. À l'état saturé, les valeurs supérieures de teneur en eau correspondent à des poids volumiques humides compris entre 22 et 23 kN/m3.

3.7 Socle rocheux

Le socle rocheux a été atteint dans tous les forages sous le dépôt de till aux profondeurs et élévations indiquées dans le tableau III suivant.

TABLEAU III

PROFONDEURS ET ÉLÉVATIONS DU SOCLE ROCHEUX

Il s'agit d'un shale calcareux gris-noir, avec des passages de calcaire argileux, principalement dans la portion ouest du tracé. Les indices de qualité «RQD» (Rock Quality Designation) sont généralement compris entre 22 et 100 pour cent, suggérant un état très fracturé à massif. Des valeurs plus faibles ont localement été obtenues, principalement dans la portion supérieure du socle rocheux, notamment dans le forage F-10, où le roc est désagrégé sur une épaisseur de 0,47 mètre, et dans le forage F-11.

Forage F- 1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 F-7 F-8 F-9 F- 10 F-11 F- 12 F-13

Socle rocheux Profondeur

(mètres) 12,30 13,03 10,06 10,19 3,48 10,lO 11,62 8,99 5,87 6,33 12,75 9,80 11,38

Élévation (mètres)

17,26 16,22 19,88 20,OO 32,31 Non disponible

18,05 20,47 Non disponible

21,27 16,67 Non disponible Non disponible

110 4.0 EAU SOUTERRAINE

Le niveau de l'eau souterraine a été relevé le 11 août 2004 dans les tubes d'observation qui ont été installés dans les forages. Les profondeurs du niveau de l'eau souterraine correspondant à ces relevés sont indiquées dans le tableau IV suivant.

TABLEAU IV PROFONDEURS

DU NIVEAU DE L'EAU SOUTERRAINE (2004-08-11)

Enfin, nous désirons souligner que le niveau de l'eau souterraine peut varier suivant les précipitations et les saisons.

5.0 CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS

Selon l'information obtenue, le projet prévoit la construction de plusieurs ouvrages d'art permettant à l'autoroute proposée de passer au-dessus de voies existantes ou l'inverse.

Des remblais d'approche, dont certains atteindront près de 11,OO mètres de hauteur, sont également prévus de part et d'autre des viaducs projetés. Les autres détails de conception n'étaient pas encore connus au moment de la rédaction du présent rapport.

5.1 Conception des remblais d'approche

Tel que mentionné, des remblais d'approche seront requis aux abords des viaducs.

Leur hauteur maximale sera de l'ordre de 11,OO mètres au-dessus du terrain environnant. Tel que décrit au chapitre 3.0, deux (2) types principaux de sols sont rencontrés le long du tracé proposé, soit un dépôt d'argile et un dépôt de till.

Lorsque présent (forages F-1 , F-2, F-4, F-6, F-7 et F-1 1 à F-13), le dépôt d'argile est habituellement de faible épaisseur et de consistance raide à très raide. Toutefois, dans le secteur des forages F-1, F-4 et F-1 1, son épaisseur est plus importante, respectivement 6,70, 4,85 et 5,65 mètres, et sa consistance ferme à raide. Ces caractéristiques peuvent entraîner des complications pour la conception des remblais, soit en terme de stabilité contre la rupture, soit également en terme de déformation à long terme.

Dans les cas où le dépôt d'argile est absent, le dépôt de till présent possède des caractéristiques de compacité suffisantes pour éviter que ces problèmes de stabilité ou de tassement ne se développent.

5.1.1 Stabilité des pentes

La stabilité des pentes des remblais d'approche fondés sur un dépôt d'argile a été vérifiée à l'aide du logiciel SLOPEIW version 5.0. La stratigraphie et les propriétés des sols proviennent du forage F-1, qui présente les conditions les moins favorables. Ces propriétés sont résumées dans le tableau V suivant.

TABLEAU V

PARAMÈTRES GÉOTECHNIQUES DES SOLS

Par ailleurs, dans ce secteur, le remblai d'approche pour le viaduc passant au-dessus de l'autoroute 30 atteindra 8,00 mètres de hauteur. Nous avons de plus considéré que sa largeur en crête serait de 10,OO mètres. Les calculs ont porté tant sur la stabilité à court terme (fin de construction) qu'à long terme. Les résultats présentés à l'appendice C (planches C-1 et C-2, respectivement pour la stabilité à court et long termes) montrent que les remblais présenteront une stabilité adéquate, en autant que leurs pentes extérieures soient de 1 verticale pour 2 horizontale (1V:2H) ou plus douces, en regard des paramètres de calcul considérés.

Propriétés Poids volumique (kN/m3)

total déjaugé

Angle de frottement interne (degrés) Cohésion effective (kPa)

Résistance au cisaillement non drainé (kPa)

Pour la conception finale des remblais, on devra tenir compte de la présence possible de fossés latéraux.

5.1.2 Déformations à long terme

Types de sol

La mise en place des remblais au-dessus des sols argileux pourra entraîner un accroissement des contraintes au-delà de la pression de préconsolidation de ces sols, amenant ces derniers à consolider sous cette charge. Dans le cas du remblai prévu dans le secteur des forages F-1 et F-11, où les sols argileux présentent les caractéristiques les moins favorables, cette consolidation entraînera des tassements de l'ordre de 300 millimètres qui s'étendront sur une période de 15 à 20 ans. Dans le secteur des autres forages, où le dépôt d'argile est de consistance généralement très raide et de faible épaisseur, le tassement sera négligeable puisque la pression transmise au sol par le remblai d'approche sera inférieure à la pression de préconsolidation de l'argile.

Remblai 22 12,2

32

---

---

Dans le cas où les sols argileux ne sont pas présents, les tassements seront également de faible amplitude et se produiront au cours de la construction.

Argile 15,5 à 18,O

5,7 à 8,2 25 à 30

7 30 à 65

Till 22 12,2 34 à 36

---

---

5.2 Fondations et capacité portante

Les piliers des viaducs reposeront soit sur un sol argileux, soit sur un till, selon les résultats des forages réalisés et tel que présenté au chapitre 3.0. Dans le cas où les sols argileux sont présents jusqu'à une profondeur importante (forages F-1 , F-2, F-4 et F-1 1), nous recommandons de faire reposer les fondations des piliers sur des pieux foncés au refus. Cette recommandation s'applique aussi pour les forages F-6 et F-7, où un till lâche à compact est rencontré jusqu'à environ 7,O et 9,O mètres de profondeur respectivement sous l'argile de surface.

Dans le cas où les sols argileux sont présents sur une faible épaisseur et reposent sur un till dense (forages F-12 et F-13)' deux (2) choix sont envisageables : soit que les fondations des piliers reposent sur des pieux foncés au refus, soit que les sols argileux sont excavés jusqu'au dépôt de till. Dans ces conditions, on pourra faire reposer les fondations directement sur le till intact ou encore sur un remblai structural mis en place à partir de ce dernier. Ce remblai structural sera formé de pierre concassée de type «MG-20» mise en place en couches successives d'au plus 300 millimètres d'épaisseur et densifiée à au moins 95 pour cent de la masse volumique sèche maximale obtenue à l'essai Proctor modifié. On veillera à ce que la base de ce remblai excède le pourtour des semelles d'au moins 60 pour cent de l'épaisseur de remblai comprise entre la base des semelles et le fond de l'excavation. Une valeur de capacité portante admissible de 300 kPa pourra alors être utilisée pour la conception de ces fondations.

Enfin, lorsque les sols argileux sont absents (forages F-3, F-5, F-8, F-9 et F-IO), les fondations pourront reposer sur le till intact.

Compte tenu de sa compacité, le till en place au droit du forage F-8 ne permet qu'une valeur de capacité portante admissible de 250 kPa. Dans les autres cas (forages F-3, F-5, F-9 et F-IO), une valeur de capacité portante admissible de 300 kPa pourra être utilisée.

Sur les remblais d'approche composés de sols granulaires densifiés à au moins 95 pour cent de la masse volumique maximale obtenue de l'essai Proctor modifié, on pourra utiliser une valeur de capacité portante admissible de l'ordre de 150 kPa pour la conception des fondations des culées à moins que les fondations des piliers ne soient appuyées sur des pieux.

Dans ce cas, on harmonisera les fondations des culées à celles des piliers.

Par capacité portante admissible, nous entendons la pression maximale qui peut être ajoutée au sol en plus du poids actuel des terres. Ces capacités portantes ont été calculées en considérant un coefficient de sécurité contre la rupture égal ou supérieur à 3 et des tassements maximaux de 25 millimètres.

On devra prendre des précautions particulières pour éviter de remanier les sols d'assise présents au niveau de la base des empattements. De même, les sols remaniés ou gelés devront être excavés et remplacés par un matériau granulaire densifié.

5.3 Fondations sur pieux

Les pieux de fondation seront foncés par battage à travers le dépôt d'argile et silt et le till sous-jacent jusqu'au refus rencontré à des profondeurs de 10,OO à 13,OO mètres dans les forages réalisés à travers le dépôt argileux.

La capacité portante des pieux proviendra principalement de leur résistance à la pointe et la surface transversale de cette dernière devra être suffisante pour distribuer les charges sur le sol ou le roc d'appui. Ainsi, pour le pieu tubulaire d'acier, on envisagera le pieu à bout fermé.

Compte tenu de la nature du socle rocheux (shale) dans ce secteur, les pieux peuvent le pénétrer. Aussi, il est recommandé de rebattre les pieux au moins 24 heures après la fin du battage initial afin de vérifier leur comportement dans le temps. Nous recommandons de vérifier le comportement et la capacité portante des pieux à l'aide de l'analyseur de battage de pieux.

Si des pieux d'acier remplis de béton sont utilisés, la surface transversale du cylindre d'acier devra être suffisante pour permettre de développer la capacité portante désirée lors du battage.

Enfin, on devra tenir compte de la friction négative dans le calcul des charges que devront supporter les pieux dans le secteur des forages F- 1, F-4 et F- 1 1. En effet, la mise en place des remblais d'approche provoquera un tassement à long terme du dépôt d'argile après la mise en place des pieux, entraînant ainsi une friction négative sur les pieux. Pour évaluer la charge additionnelle sur ceux-ci causée par la friction négative entre la profondeur de 2,00 mètres correspondant à la base du chapeau des pieux et celle de la base du dépôt d'argile, nous recommandons d'utiliser une adhésion unitaire de 40 kPa.

5.4 Protection contre le gel

Tous les empattements ou têtes de pieux soumis aux effets du gel devront être enfouis à une profondeur minimale de 2,00 mètres sous la surface finale du terrain pour obtenir une protection efficace contre les méfaits du gel.

6.0 MISE EN GARDE

Les conclusions et recommandations qui ont été formulées précédemment ne sont valides que pour les conditions décrites dans le présent rapport. Quéformat ltée devra être avisée par écrit de tout changement dans la localisation, la nature ou la conception du projet afin d'en évaluer l'impact et, au besoin, de modifier par un document écrit les conclusions et recommandations formulées précédemment.

Jean Tardif, ingénieur, M.Sc.

Chargé de projet

3cc/ Consortium BPR-CIMA

/

Directeur de l'ingénierie Vice-Président

APPENDICE A

RAPPORTS DE FORAGE (planches A-1 à A-13)

ESSAI AU SCISSOMETRE DE CHANTIER (planches A-14 et A-15)

II

ZZ QUÉFORMAT~

Il

RAPPORT DE FORAGE Planche A-I

Date : 04-03-01

DOSSIER : S-11673 SONDAGE : F-01

CLIENT : Consortium BPR-CIMA

Fichier : F-01 Élev. surf. : 29,56 m Géodésique

QLog-041 .XIS Révision: : 2004-09-1 3

QLog-041 .xls Révision: : 2004-09-1 3

QLog-041 .XIS

Révision: : 2004-09-1 3

Il

LOCAL : Candiac, Delson et St-Constant (Québec)

EE QUÉFORMAT~

Date : 2004-06-22 et 23

II

RAPPORT DE FORAGE Planche A-I I

Il

-

II

DOSSIER : S-11673 SONDAGE : F-11

CLIENT : Consortium BPR-CIMA

11 QLog-041 .xls Révision: : 2004-09-1 3

Planche A-14

II ^II II

ES - QUÉFORMAT~F

l ~ a t e de calibration : 03-05-01

ESSAI AU SCISSOMÈTRE DE CHANTIER

(NQ 2501 -200)

II

Il~lévation : 29,56 m

1

Site : St-Constant Coordonnées

Sondage No:

Date: 04-03-01 Profondeur de l'argile (m) : No Projet : S-11673

Inspecteur : J.Y.J.

Appareil no: 1

Profondeur de la nappe (m) : 2,35

11

Autres

Résistance au cisaillement (kPa)

O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 0 0 1 1 0 1 2 0

: distance radiale maximale du pointeur (cm) : distance radiale pendant la friction des tiges (cm)

Calculé par : J.Tardif, ing. le: 04-09-09 Vérifié par : R.Blanchet, ing. le : 04-09-09

Planche A-1 5

Il II

- - QUÉFORMAT~C

l l ~ o r d : 5 023 890,43 l~onstante ' K : 1,1284

1

11

ESSAI AU SCISSOMÈTRE DE CHANTIER

(NQ 2501-200)

II

O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 220

as : distance radiale maximale du pointeur (cm) af : distance radiale pendant la friction des tiges (cm)

Projet : Prolongement de l'autoroute 30 Site : St-Constant

Coordonnées

Calculé par : J.Tardif, ing. le: 04-09-09 Vérifié par : R.Blanchet, ing. le : 04-09-09 No Projet : S-11673

Inspecteur : S.T.

Appareil no: 1

Sondage No: F-1 1 Date: 04-06-23

Profondeur de l'argile (rn) : 0,50

APPENDICE B

RÉSULTATS DES ESSAIS DE LABORATOIRE (planches B-1 à B-24)

Résumé des propriétés ~hysiques et mécaniques des sols

Projet : Prolongement de l'autoroute 30, Candiac, Delson et St-Constant Dossier : S-11673

2004-07-14 Note : Les valeurs entre parenthèses sont déduites des essais réalisés 111 k

Planche B-2

- Z S QUEFORMAT.$!

- -

NQ-2501-110 et 092

DOSSIER : S-11673 _{SONDAGE :} F-01

CLIENT : Consortium BPR-CIMA ÉCHANT. : TS-05

PROJET : Prolongement de l'autoroute 30 PROF. (m) : 3.62

-

LOCAL. Candiac, Delson, et St-Constant, (Québec)

FICHIER : 0 1 - 0 5 . ~ 0 ~

ESSAIS SUR SOL INTACT Croquis du spécimen

Détermination no : 1 2 3 4

Localisation (cm du haut) O I 2 Cône (Masse - angle) 1 0 0 - 3 0

i

-

Cuc (kpa) 61 61 ^3.63

v

Teneurs en eau naturelles

Masse totale humide 26.71

Masse totale sèche 67.06 ,

Tare no

113'74

16.20 ,

1 255 1 234

Masse de la tare 2.43 2.38 3.65 -

Teneur en eau 72.2 76.0

Remarques :

Remarques : (*)Valeur estimée, ND: Non déterminé, NP = non Plastique

3.67 ESSAIS SUR SOL REMANIE

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 PÉNÉTRATION DU CÔNE 609-60' (mm) Type de détermination

Cône (Masse - angle) Pénétration moyenne (mm)

C U ~ (kPa) Masse totale humide Masse totale sèche Tare no

Masse de la tare

- - -. . - . .- . - - - - - ..

Teneur en eau

RESULTATS Cuc : 61 kPa Cu, : 7.3 kPa

S, : 8 w, : 71.8 w,, : 80.3

Wp : 23.7 I,, : 56.6 IL, : 0.85 USC : CH Effectué par :

M.P. 2004-08-03 Vérifié par

J. Tardif

Date : 2004-03-1 2 LIMITES DE CONSISTANCE

O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

LIMITE DE LIQUIDITÉ, WLC (%) Pénétration cône 609-60')

Masse totale humide Masse totale sèche Tare no

Masse de la tare

~p -

Wn 60 - ⁶⁰

4

4.9

71.8 ; ₁

7.3 Teneurs

19.78 12.50

- -

en eau

LIMITE DE LIQUIDITÉ 1 080

- 2.36

1

DE PLASTICITE

85.5 Teneur en eau

8.5 26.31 15.88 1 021 2.41

9.33 8.02 1 022 2.39 10.9

l:*;:

1

6.29 1 020 2.39 9.96

1 035 2.39 _.

81.5 7.74 1 023 2.39

77.4 23.3 24.1

Planche B-3

Résultats d'essai op : 150 kPa

O,,,, : 219 kPa

Cr,

,,,

Cc ,,, : 1.09 Ill : 15.8 kNlm3

Remarques Crc moy. de 10 à 35 kPa Cc max. à 804 kPa

(*) : Valeur estimée

Effectué par H. Bilodeau, ing.

Vérifié par : Jean Tardif, ing.

Date : 2004-04-02

ZEZ QUEFORMATI

= ESSAI OEDOMÉTRIQUE Page 1 de 2

ASTM D2435-90

DOSSIER : S-11673 _{SONDAGE :} F-1

CLIENT : Consortium BPR-CIMA _{ÉCHANT. :} TS-05B

PROJET : Prolongement de l'autoroute 30 PROF. (m) : 3.80

-

St-Constant (Québec)

Échant. no. : 1 -05B Fichier no. : 1-05B.OED Caractéristiques volumiques

Étape Épaisseur (mm) : Volume (cc) : M. humide + tare :

-- - -. -

Initiale 19.20

- 60.90 174.41

-

Finale 15.44 48.97 163.39

--.-p.

M. tare : 76.43 76.43 M. humide : 97.98 86.96

- . .- - -. . - -

M. sèche : 59.71

- . -

Densité solide : 2.75 Teneur en eau : 64.1

- -- - - -

Ind. des vides :

-- 1.796

Degr. de saturat. : 98.1

45.6

- -

1.249 100.5 Chargements

-- - .. ~

C O I 2004-03-18 0.2

.- - .. . .- - 147 2 7 0.09 1.794 3.5 0.009

.

199 5 ^{. -- - - . .}

Co2 2004-03-19 0.5

-- . -. . - . - -- 17 0.60 1.780 1.9 0.036

Co3 2004-03-20 1.0 7 34 1.23 - 1.762 2.7 0.058

26 1 ^{-. . - - . ..}

CO4 2004-03-22 - 1.5 -- - 9 345 51 2.09 1.738 2.0 0.136 --

C O ~ -2004-03-23 2.2 441 -- -- -

-- 11 74 3.07 1.71 1 2.4 O. 165

Co6 2004-03-24 3r3 605 14 112 4.74 1.664 2.2 ^--

p~p .. - - 0.266 _-.

Co7 2004-03-25 5.0 845 18 169 7.20 1.595 2.3 -

0.381

. _ _ - ~ .--____ _

1277 22 ^{- --}

C O ~ 2004-03-26 7.5

-- -- - - . - - - . - . ~ - _- 254 11.65 1.471 1.9 0.707

.. ~- -~- . -

Co9 2004-03-27 11.2 - .- -- 1871 -- . 29 - _{-- -} 379 _{. -} - 17.77 ^- . 1.300 _ . 2.0 - 0.982 _~ ^-- Cvl ^{~ -. - ~} C o l 0 2004-03-29 16.8 2458

-. -- -. - - - -. 38 569 23.79 - 1.131 3.1 0.956

- - - - - _.

C o l 1 2004-03-30 25.2 2927 853 28.55 0.998 5.9

-- _.-51 _{.. -. -} 0.756 _{- -}

35 ^{- .-}

Do12 -2004-03-30- 11.2 2857 379 27.98 1.014

--^pppp- Do13 . - 2004-03-31 2.2 2573 18 74

Do14 2004-04-01 0.1 2025 8 3 ^-

. - - - - -- - -- -p.-p- ----p.p-.

- - - - - _ _ ^-p.

.

. -~p -- _ ^{- -}_

-

1 O 1 O0 1 O00

Contrainte verticale, ov (kPa)

L-GE-10-2, rév. 03/02 QOedo-02.xls

tape.

-- IO .~

Fin de chargement Date

aa-mm-jj 2004-03-17

OV kPa - - . - 3 - --

Rem.

Moyen dans l'intervalle Charge

kg - -- 0.1

EV

% 0.00

-

Module MPa Lecture

0.002mm 136

e

111 1.796

cc 1 Il Correc.

0.002mm

. --

kW cmls

cv

cm2/5

Planche _B-4

- ₌ QUÉFORMAT,F

-

ASTM D2435-90

DOSSIER : S-11673 SONDAGE : F-1

CLIENT : Consortium BPR-CIMA ÉCHANT. : TS-O5B

PROJET : Prolongement de l'autoroute 30 PROF. (m) : 3.80

-

St-Constant (Québec)

Échant. no. : 1 -05B Fichier no. : 1 -05B.OED Evaluation du coefficient de perméabilité

125 -

1

-. ---. -p.. -

- 6 2

1

O 50 100 150 200 250 300 350 400 450 1 .E-09 1 .E-08 1 .E-07

Temps (min) Coefficient de perméabilité, kW (cmls)

Mesure no CVI

-p.-

L, (cm) 1.638

.. - --

Kw = (A,/&) . Ls . ALn(H,)lAt A, : Section du tube 4 : Section du spécimen

Kw* = Cv . ^m, . ^y, L, : Épaisseur du spécimen

Evaluation graphique du coefficient de consolidation

O 20 40 60 80 1 O0

0.1 1 1 O 1 O0 1 O00 1 O000 O 1 O 20 30 40

Temps (min) d ~ e m ~ s (min)

e (111) 1.385

Déterm.

no

- CVI

A(

(cm21

Ls (cm) 1.638

R~

(111)

UV (kpai

379

-- - ^- - - -.

Cv5, & CvSo = (T. L: ) 1 (4 . ^{t )} T = 0.20 pour t50 (Casagrande) T = 0.85 pour tso ( Taylor) Cv,,, = (~,ln)" ln(P)lAt P = AUR ln-,, 1 AUR (Asaoka)

L-GE-10-2, rév. 03102 QOedo-02.xls

t50 1 ^tso 1 ^{Aff In(S) Cv50} 1 ^CVSO 1 ^{C'Jasa c m} cal cc

(min) (cm2/s) (III) (111)

20.2 57.0 0.04 1.1E-04 1.7E-04 1.8E-04 2.38E-02 0.013

- -

--

--.-p..---

--

Kw*

(cmls) 8.4E-09

Regression e

-

Kweo : ^cmls _--

C k l e o : 111 _-

-- -

.. -- ---

-. .- ^~ . -. .- -. .

A- - -- - -

P l a n c h e B-5

--

z s QUÉFORMAT,~

-

NQ-2501-110 et 092

DOSSIER : S-11673 SONDAGE : F-01

CLIENT : Consortium BPR-CIMA ÉCHANT. : TS-06

PROJET : Prolongement de l'autoroute 30 PROF. (m) : 5.92

-

LOCAL. Candiac, Delson, et St-Constant, (Québec)

ÉCH. No : 01-06 FICHIER : 01-06.CON ESSAIS SUR SOL INTACT

Détermination no : Localisation (cm du haut) Cône (Masse - angle) Pénétration moyenne (mm) _--

Cuc ( k W Masse totale humide Masse totale sèche Tare no

Masse de la tare Teneur en eau

Croquis du spécimen

5.93

5.95 -

5.97 1

O 100-30

- 4.9

v

RESULTATS Cuc : 41 kPa Cu, : 3.1 kPa

S , : 13 w, : 38.8 w,, : 40.9

Wp : 17.6 I,, : 23.3 LIMITES DE CONSISTANCE

ESSAIS SUR SOL REMANIE

Pénétration cône 609-60"

Masse totale humide Masse totale sèche Tare no

Masse de la tare Teneur en eau---

2

Type de détermination Cône (Masse - angle) Pénétration moyenne (mm)

Cu, ( k W Masse totale humide Masse totale sèche Tare no

Masse de la tare

~ -- --

Teneur en eau

Remarques :

Remarques : (') Valeur estimée, ND: Non déterminé, NP = non Plastique

IL, : 0.91 USC : CL2 Effectué par :

M.P. 2004-03-08 Vérifié par

J. Tardif

Date : 2004-03-1 2 3

ppp

42

Wn 60 - 60

-. 7.5 3.1 Teneurs

11.65 9.06 1 224

45 -

I

.p

Z W

Ir 4 1 -

5"

3

.-

39 ^{- -}

38 i , ,

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

PÉNÉTRATION DU CGNE 609-60' (mm) LIMITE DE LIQUIDITÉ, yC (%)

QCone-04M.xls

LIMITE DE LIQUIDITÉ

, 4

100-30

1 i

42

I ...l I ,

en eau

12.8 19.52 14.26 1 047 2.39

. . p . -

44.3

DE PLASTICITÉ 4.9

~

10.49 9.24 1 O11 2.39

-

18.2 i

-.

Teneurs en eau naturelles 35.03

/

25.81 36.84

2.39 1

- . --

9.8 11 .O4 8.53 1 043 2.38 40.8

10.64 9.44 1012

2.40 17.0 1 081

2.44 39.5

1 1 ^---p.- ~-

8.3 26.14 19.51 1 014 2.40 38.7 1 451

2.38 37.8

38.8 1

P l a n c h e B-6

- ZZZ QUÉFORMAT,~

DOSSIER : S-11673 _{SONDAGE :} F-1

CLIENT : Consortium BPR-CIMA _{ÉCHANT. :} TS-O6A

PROJET : Prolongement de l'autoroute 30 _{PROF. (m)} : 5.98

-

St-Constant (Québec)

Caractéristiques volumiques Étape Initiale Finale Épaisseur (mm) : 19.20 17.26

-- .- -- -- -- Volume (cc) :

.. . ~ - - -- - . . -. 60.84 -. 54.70 -. .

M. h u m i d e t a r e : 187.00-- 180.90

. - . - -- - -- -- -- . . ..

M. tare :

-- -- _{- -- -} 76.52 _.--.-p76.52 _{. -} M. humide : 110.48 _ ^104.38

M. sèche : _{. -} 78.01 Densité solide : 2.75 Teneur en eau : 41.6 33.8 Ind. des vides :

-- 1.138 0.922

Degr. de saturat. : 100.5 100.8

Échant. no. : 1 -06A Fichier no. : 1-O6A.OED

1 O0

Contrainte verticale, O,, (kPa)

Résultats d'essai o m: 173 kPa o,,,, : 205 kPa Cr,

,,,

Cc ,,, : 0.65 111 yh : 17.8 kNlm3

Remarques Crc moy. de 10 à 35 kPa Cc max. à 262 kPa

(') : Valeur estimée

Effectué par H. Bilodeau, ing.

Vérifié par : Jean Tardif, ing.

Date : 2004-04-02

L-GE-10-2, rév. 03/02 QOedo-02.xl.s