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ÉTUDE GÉOTECHNIQUE

Réfection du pont pédestre

Sentier des Pionniers, boulevard des Grives

Gatineau, Québec

N/DOSSIER : D-14303

18 FÉVRIER 2014

Distribution : M. Lawrence Yamera, P.Eng. - CCN 1 copie PDF M me

Kim Guilini-Charrette, ing. - WSP 1 copie PDF

GROUPE QUALITAS INC.

420, boul. Maloney Est, bureau 6

Gatineau (Québec)

Canada J8P 1E7

www.qualitas.qc.ca

Tél. : 819-669-1225

Téléc. : 819-669-1233

202-40 Elgin Street

Ottawa, Ontario, K1P 1C7

Rapport d'étude géotechnique

Réfection du pont pédestre

Sentier des Pionniers, boulevard des Grives

Gatineau, Québec

____________________________ ____________________________ Marie-Ève Roy, ing. jr Michel Timmons, ing., MBA Chargée de projets en géotechnique Directeur adjoint N° de membre OIQ : 5016354 N° de membre OIQ : 107349

N/Dossier : D-14303

Date : 18 février 2014

Distribution : M. Lawrence Yamera, P.Eng. - CCN 1 copie PDF M me Kim Guilini-Charrette, ing. - WSP 1 copie PDF Client : Commission de la Capitale Nationale 18 février 2014 Projet : Réfection du pont pédestre du sentier des Pionniers N/Dossier : D-14303

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TABLE DES MATIÈRES

Page

1.0 INTRODUCTION ..................................................................................................................... 1

2.0 DESCRIPTION DU SITE ......................................................................................................... 3

3.0 MÉTHODES DE RECONNAISSANCE ................................................................................... 4

3.1

TRAVAUX DE CHANTIER .......................................................................................................... 4

3.1.1 Remarques générales .................................................................................................. 4

3.1.2 Équipements ................................................................................................................ 4

3.1.3 Échantillonnage et essais in situ .................................................................................. 4

3.2

LOCALISATION ET NIVELLEMENT ............................................................................................. 5

3.3

TRAVAUX DE LABORATOIRE .................................................................................................... 5

4.0 NATURE ET PROPRIÉTÉS DES SOLS ................................................................................ 6

4.1

REMARQUES GÉNÉRALES ...................................................................................................... 6

4.2

SILT ARGILEUX ...................................................................................................................... 6

4.3

ARGILE SILTEUSE .................................................................................................................. 6

5.0 EAU SOUTERRAINE .............................................................................................................. 8

6.0 DISCUSSION ET RECOMMANDATIONS .............................................................................. 9

6.1

REMARQUES GÉNÉRALES ...................................................................................................... 9

6.2

CONSIDÉRATIONS SISMIQUES ............................................................................................... 10

6.3

EXCAVATIONS TEMPORAIRES ............................................................................................... 10

6.3.1 Drainage ..................................................................................................................... 10

6.3.2 Stabilité des parois ..................................................................................................... 10

6.3.3 Préparation des fonds d'excavations.......................................................................... 11

6.4

REMBLAI CONTRÔLÉ ............................................................................................................ 12

6.5

PROTECTION CONTRE LE GEL ............................................................................................... 13

6.6

FONDATIONS PROFONDES .................................................................................................... 13

6.6.1 Concept ...................................................................................................................... 13

6.6.2 Fondations sur pieux vissés ....................................................................................... 13

6.7

FONDATIONS SUPERFICIELLES ............................................................................................. 15

6.7.1 Capacité portante aux états limites ultimes (ÉLUL) .................................................... 15

6.7.2 Capacité portante aux états limites d'utilisation (ÉLUT) et tassement ....................... 16

6.8

POUSSÉE DES TERRES ........................................................................................................ 16

6.8.1 Matériaux de remblai derrière les culées .................................................................... 16

6.8.2 Pression des terres .................................................................................................... 17

7.0 VALIDITÉ DES RECOMMANDATIONS ............................................................................... 18

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LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1 Portée de l'étude 1 page

ANNEXE 2 Notes explicatives et rapports de forage 4 pages

ANNEXE 3 Abaque de plasticité 1 page

ANNEXE 4 Résistance au cisaillement selon l'élévation 1 page ANNEXE 5 Cartes géologiques du secteur 4 pages ANNEXE 6 Croquis de localisation des forages 1 page Note 1 : Ce rapport contient 18 pages et 6 annexes.

Note 2 : Ce rapport ne peut être reproduit, en partie ou en entier, sans l'autorisation écrite de .

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1.0 INTRODUCTION

La Commission de la Capitale Nationale (CCN) a retenu les services professionnels de Qualitas

pour effectuer une étude géotechnique en vue de la réfection du pont pédestre situé le long du

sentier des Pionniers à Gatineau, Québec. Cette étude a été menée sous les termes de notre

proposition de services 14-001 et en vertu du contrat intervenu entre Qualitas et la CCN. Selon l'information disponible, le pont actuel est de type acier-bois avec un recouvrement de planches de bois. Sa longueur et sa largeur sont de 17 et 3,2 m respectivement. Ce pont passe

au-dessus du ruisseau Moore et rejoint, à ses extrémités, une piste cyclable asphaltée. Il est

prévu principalement de refaire les culées du pont actuel. Ces dernières reposeront sur deux (2)

groupes de trois (3) pieux vissés, soit un (1) groupe de part et d'autre de la rive. Les charges préliminaires estimées pour ce pont projeté sont de l'ordre de 25 kN pour les charges permanentes et de 50 kN pour les charges vives par pieu vissé. Les charges ont été fournies par WSP, firme mandatée pour la conception des nouvelles fondations.

Le but de l'étude géotechnique était de déterminer la nature et les propriétés géotechniques des

sols afin d'orienter, dans une perspective géotechnique, la conception des fondations du pont. Le présent rapport contient toutes les données recueillies lors des travaux de chantier. Il comprend également une description sommaire du site, la description des méthodes de reconnaissance, la description des sols ainsi que les commentaires et recommandations pour la

réalisation du projet. Toute copie subséquente devra contenir tous les éléments du rapport tels

que listés dans la table des matières.

Ce rapport a été préparé spécifiquement pour la CCN et ses consultants dans le cadre du projet

décrit plus haut. L'entrepreneur choisi demeure responsable de la réalisation en chantier incluant l'ordonnancement des travaux et le choix de l'équipement, des accessoires et du

matériel en fonction des méthodes qu'il envisage mettre en oeuvre. À ce titre, Qualitas ne peut

être tenu responsable de travaux excédentaires reliés aux conditions de sol qui n'auraient pas

été prévues ou qui auraient été ignorées par l'entrepreneur. Toute modification au projet devra nous être soumise pour une évaluation de la pertinence des travaux de reconnaissance et des recommandations. Il est entendu que l'utilisation de ce rapport Client : Commission de la Capitale Nationale 18 février 2014 Projet : Réfection du pont pédestre du sentier des Pionniers N/Dossier : D-14303

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est soumise à la portée de l'étude énoncée à l'annexe 1. Il y est notamment mentionné que

cette étude ne peut être substituée à une caractérisation environnementale du site. Client : Commission de la Capitale Nationale 18 février 2014 Projet : Réfection du pont pédestre du sentier des Pionniers N/Dossier : D-14303

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2.0 DESCRIPTION DU SITE

Le site à l'étude est localisé le long du sentier des Pionniers dans le secteur du Plateau à

Gatineau, Québec. Plus précisément, il est situé à environ 200 m au sud de l'intersection des

boulevards des Grives et des Allumettières. Le pont est orienté nord-ouest/sud-est et passe au-

dessus du ruisseau Moore. De chaque côté du pont, une piste cyclable asphaltée est présente.

La figure 1 présente une vue aérienne du site à l'étude.

FIGURE 1

Vue aérienne du site à l'étude

Les cartes géologiques du secteur, présentées à l'annexe 5, montrent la présence de recouvrement de silt et sable suivi d'une argile silteuse provenant de terrasses d'érosion. Ces

dépôts meubles, d'une épaisseur de 10 à 15 m, reposent sur une roche de la Formation de Gull

River (calcaire, dolomie, shale et grès).

Site à l'étude

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3.0 MÉTHODES DE RECONNAISSANCE

3.1 Travaux de chantier

3.1.1 Remarques générales

Avant le début des travaux de chantier, la localisation des utilités publiques souterraines a été

vérifiée par Info-Excavation afin de réduire tout risque d'interception par nos forages. Ces

derniers ont été réalisés les 3 et 4 février 2014.

La nomenclature utilisée pour les forages est la suivante : F-14-01 où " F » pour forage, " 14 »

pour l'année, " 01 » pour le numéro du forage. Les forages ont été réalisés sous la surveillance

constante d'un membre du personnel technique de Qualitas.

3.1.2 Équipements

Deux (2) forages, identifiés F-14-01 et F-14-02, ont été effectués à l'aide une petite foreuse

hydraulique de type Geoprobe 6620DT montée sur un chenillard. Les forages ont été enfoncés

par percussions.

3.1.3 Échantillonnage et essais in situ

Dans les forages, des échantillons remaniés ont été prélevés à intervalles réguliers à l'aide d'un

carottier fendu de calibre B de 51 mm de diamètre extérieur et de 610 mm de longueur, conformément aux exigences de la norme ASTM D1586-11 décrivant l'essai de pénétration standard (SPT). Cet essai consiste à battre le carottier fendu avec un marteau de 63,5 kg en chute libre sur 760 mm. Le nombre de coups requis pour avancer l'échantillonneur de 300 mm,

après une pénétration de 150 mm, est appelé l'indice " N ». Cet indice qualifie l'état de

compacité du dépôt. L'échantillonnage dans les forages s'est terminé à une profondeur variant

entre 5,5 et 6,1 m.

Dans les deux (2) forages, la résistance au cisaillement non drainé des sols cohérents a été

mesurée avec un scissomètre de type Nilcon. Les mesures de résistance intacte ont été prises à

tous les 1 m jusqu'à une profondeur de 8,5 m au forage F-14-01 et de 10,5 m au forage

F-14-02.

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3.2 Localisation et nivellement

La position des forages a été déterminée en fonction de la nature des travaux et de

l'accessibilité de la foreuse. Ces derniers ont été réalisés hors du tracé de la piste cyclable pour

ne pas endommager cette dernière et pour une raison de sécurité pour les usagés. Par la suite,

les forages ont été implantés et relevés par Qualitas à l'aide d'un GPS, modèle SXBlue II, dont

la précision est de ± 0,6 m. Les niveaux mentionnés dans ce rapport sont géodésiques et ces

derniers ont été estimés selon le relevé topographique fourni par WSP. La position et le niveau

géodésique des forages sont illustrés sur le croquis de localisation à l'annexe 6.

3.3 Travaux de laboratoire

Tous les échantillons prélevés sur le chantier ont été apportés à notre laboratoire aux fins

d'identification et de classification. Ils ont tous été soumis à une inspection visuelle par un

ingénieur en géotechnique. Trois (3) essais pour déterminer les limites de plasticité et de liquidité, selon la norme

BNQ 2501-092, ainsi que trois (3) teneurs en eau, selon la norme LC 21-201, ont été réalisés

sur des échantillons du forage F-14-01 à différentes profondeurs. Les résultats des teneurs en

eau et des limites sont présentés sur les rapports de forage à l'annexe 2. L'abaque de plasticité

est présenté à l'annexe 3. Les échantillons seront conservés pour une période de six (6) mois à compter de la date d'émission de ce rapport. Après cette date, nous en disposerons à moins d'avis contraire de votre part. Client : Commission de la Capitale Nationale 18 février 2014 Projet : Réfection du pont pédestre du sentier des Pionniers N/Dossier : D-14303

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4.0 NATURE ET PROPRIÉTÉS DES SOLS

4.1 Remarques générales

La description des sols est basée sur les pratiques courantes en géotechnique mentionnées

dans la dernière édition du Manuel canadien d'ingénierie des fondations. La classification des

sols se réfère au système unifié de classification des sols (USCS) ainsi qu'à la norme

MTQ 1101, Classification des sols du Tome VII - Matériaux. Les termes utilisés pour décrire les

sols ainsi que les notes explicatives des rapports de forage sont présentés au début de l'annexe 2.

La stratigraphie typique des sols en place au droit des forages se caractérise par la présence en

surface d'un dépôt de silt argileux avec un peu de sable observé sous la forme d'interlits reposant sur un épais dépôt d'argile silteuse. Une description sommaire des sols rencontrés dans les forages est présentée dans les

paragraphes qui suivent. Une description détaillée du sous-sol est présentée sur les rapports de

forage à l'annexe 2.

4.2 Silt argileux

À l'emplacement des deux (2) forages, un dépôt de silt argileux a été rencontré en surface

jusqu'à une profondeur de l'ordre de 2 m. Le silt argileux est mélangé à un peu de sable présent

sous forme d'interlits. La présence de matière organique à la surface des forages a également

été observée.

4.3 Argile silteuse

Un épais dépôt d'argile silteuse a été observé sous le silt argileux. Sa consistance est très raide

en surface et varie de ferme à raide par la suite avec des valeurs de résistances mesurées comprises entre 38 et 66 kPa. Le profil de résistance au cisaillement selon l'élévation des forages est présenté à l'annexe 4.

Selon les limites d'Atterberg réalisées sur les échantillons prélevés du forage F-14-01, l'argile

silteuse possède une plasticité élevée devenant moyenne avec la profondeur. Les limites de

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plasticité (w P ) et de liquidité (w L ) varient respectivement de 24 à 26 et de 46 à 63. Les indices de plasticité (I P ) et de liquidité (I L ), quant à eux, varient respectivement de 22 à 37 et de 0,6 à 2,3. Suivant le système unifié de classification des sols (USCS), cette argile silteuse se classe comme un " CH » à " CL ». Ce sol est considéré gélif.

La pression de préconsolidation ('

p ) de l'argile silteuse a été déterminée en fonction de la relation 1 c u p = 0,2 + 0,0024 (I P ). Cette relation permet d'estimer la pression de

préconsolidation avec la résistance au cisaillement mesurée en chantier et l'indice de plasticité.

Les résultats obtenus montrent que l'argile silteuse à l'emplacement des forages est

surconsolidée. L'écart minimal de préconsolidation de 60 kPa se situe à une élévation de l'ordre

de 73,5 m. Cela signifie qu'afin de maintenir les tassements à un niveau qui ne menacera pas

les fondations projetées, les contraintes additionnelles induites dans les sols à cette élévation ne

devront pas dépasser cette pression. Ces données correspondent à celles obtenues dans

l'étude géotechnique réalisée pour la construction de la passerelle pédestre qui passe au-

dessus du boulevard des Allumettières.

L'échantillonnage dans les forages F-14-01 et F-14-02 s'est terminé dans le dépôt argileux sans

atteindre de refus à des profondeurs respectives de 6,1 et 5,5 m. Par contre, il a été possible de

prendre des mesures de résistance au cisaillement jusqu'à des profondeurs de 8,5 et 10,5 m respectivement, ce qui indique que le dépôt argileux se poursuit probablement au-delà des profondeurs d'échantillonnage. 1

Leroueil, S., Tavenas, F. et Le Bihan, J-P. (1983). " Propriétés caractéristiques des argiles de l'est du Canada », Revue

canadienne de géotechnique, vol. 20, pp. 681-705. Client : Commission de la Capitale Nationale 18 février 2014 Projet : Réfection du pont pédestre du sentier des Pionniers N/Dossier : D-14303

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5.0 EAU SOUTERRAINE

Étant donné la nature imperméable des sols rencontrés sur le site, aucun piézomètre n'a été

installé dans les forages pour faire un suivi de la nappe d'eau souterraine.

En date du 4 février 2014, le niveau d'eau géodésique du ruisseau Moore était de l'ordre de

78,3 m. Le niveau d'eau dans les forages devrait sensiblement être le même que celui du

ruisseau.

Il est bon de souligner que le niveau de la nappe phréatique peut varier d'une façon significative

avec les saisons ou suite à des précipitations intenses ou de la fonte des neiges. Il est commun

de rencontrer, dans les argiles desséchées, une saturation rapide lors des pluies ou de la fonte

des neiges formant pour ainsi dire une nappe d'eau transitoire perchée se dissipant graduellement par temps plus sec. Client : Commission de la Capitale Nationale 18 février 2014 Projet : Réfection du pont pédestre du sentier des Pionniers N/Dossier : D-14303

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6.0 DISCUSSION ET RECOMMANDATIONS

6.1 Remarques générales

En résumé, la stratigraphie typique rencontrée au droit des forages se caractérise par la

présence en surface d'un dépôt de silt argileux d'une épaisseur de l'ordre de 2 m contenant un

peu de sable sous forme d'interlits. Le silt argileux repose ensuite sur un épais dépôt d'argile

silteuse dont la consistance varie généralement de raide à ferme. Cette argile est surconsolidée

et son écart minimal de préconsolidation de 60 kPa se situe à une élévation de l'ordre de

73,5 m. Les forages se sont terminés à une profondeur variant entre 8,5 et 10,5 m. Aucun refus

n'a été atteint dans les forages.

Selon l'information disponible à ce jour, il est prévu de réfectionner le pont passant au-dessus

du ruisseau Moore le long du sentier des Pionniers près des boulevards des Grives et des Allumettières à Gatineau. Cette réfection comprendra, entre autres, le remplacement des fondations existantes en bois. Il est prévu de reposer les nouvelles fondations sur deux (2)

groupes de trois (3) pieux vissés situés de part et d'autre du ruisseau. Les charges préliminaires

estimées pour ce pont projeté sont de l'ordre de 25 kN pour les charges permanentes et de

50 kN pour les charges vives par pieu vissé. WSP est la firme retenue par la CCN pour la

conception de ce projet. Dans le cadre de ce projet, la CCN préconise la mise en place de fondations reposant sur des pieux vissés. Les sections suivantes de ce rapport présentent donc les recommandations géotechniques pour ce type de fondations. Toutefois, ce rapport contient également les recommandations pour la mise en place de fondations conventionnelles.

Le concepteur devra se référer la dernière édition de la norme CAN/CSA-S6-06 " Code canadien

sur le calcul des ponts routiers » de l'Association canadienne de normalisation (CSA) pour la

conception du pont. Tous les matériaux granulaires requis lors de la réalisation du projet devront

être conformes à la dernière édition de la norme NQ 2560-114, Travaux de génie civil - Granulats.

Il est bon de noter qu'étant donné la nature ponctuelle des observations qui sont faites lors

d'une étude géotechnique, les travaux de construction devront être suivis de près par une

personne compétente. Il est recommandé qu'un contrôle qualitatif soit implanté lors des travaux

de chantier. Client : Commission de la Capitale Nationale 18 février 2014 Projet : Réfection du pont pédestre du sentier des Pionniers N/Dossier : D-14303

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6.2 Considérations sismiques

Règle générale, l'analyse sismique ne s'impose pas dans le cas d'un pont possédant une (1)

seule travée. Le site peut être classé de type " III » avec une valeur S de 1,5.

6.3 Excavations temporaires

Le choix de la solution pour les excavations relève de l'entrepreneur. Selon le type de fondations

choisi, des excavations pouvant atteindre une profondeur de l'ordre de 2 m pourraient être nécessaires pour la mise en place des culées projetées. Il sera nécessaire de garder les excavations asséchées pour la mise en place de ces dernières.

Toutes les excavations requises devront être conformes aux normes de sécurité établies par la

Commission de la santé et sécurité au travail (CSST) et à toutes autres réglementations en

vigueur dans la région.

6.3.1 Drainage

Selon le niveau projeté des fondations du pont et le niveau du ruisseau Moore en date desquotesdbs_dbs28.pdfusesText_34

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