The densification of granular soils using vibro methods

The method of densifying in-situ sandy soils using deep vibration (vibro) was first developed in Germany over 60 years ago. Since then the technique has been extended to improve a wide range of soil types for structures of up to 30 storeys in height. A major development in the vibro market worldwide over the last 25 years has been the treatment of soils to resist the effects of liquefaction during seismic events. It is well known that the presence of silt and clay fines inhibits the physical in-situ densification of sandy soils. Experience has shown that a maximum fines content of about 15% would normally permit the performance of vibro compaction methods without the addition of stone aggregate. However, the development of new vibrators and modified construction techniques has enabled sands with significantly higher fines content to be treated. The paper describes how densification of granular soils has progressed with the development of new equipment, the greater appreciation in the manner in which soils respond to both vibration and displacement, and the importance of workmanship during treatment. A number of case histories including in-situ test results, long-term monitoring of ageing effects and references to treated sites already subjected to earthquakes are presented.

• INTRODUCTION

• VIBRO EQUIPMENT

• BASIC TECHNIQUE

• DENSIFICATION MECHANISM

• TESTING THE TREATED GROUND

• SEISMIC CONSIDERATIONS

• CASE HISTORIES

• CONCLUSIONS

• REFERENCES

La méthode qui consiste à densifier sur place des sols sableux en les soumettant à des vibrations profondes (au vibro) a été mise au point en Allemagne il y a plus de 60 ans. Depuis, la technique a été élargie et elle est maintenant employée pour améliorer de nombreux types de sol appelés à supporter des bâtiments pouvant avoir jusqu'à 30 étages. Le traitement de sols pour leur permettre de résister aux effets de la liquéfaction pendant les secousses sismiques est un développement majeur dans le marché mondial du vibro de ces 25 dernières années. On sait que la présence de limons et de fines d'argile empêche la densification physique in-situ des sols sableux. L'expérience a montré qu'une teneur maximum en fines d'environ 15% permet normalement d'employer un compactage au vibro sans avoir à ajouter d'agrégats pierreux. Cependant, l'apparition de nouveaux vibrateurs et de techniques de construction modifiées permet de traiter des sables ayant une teneur en fines beaucoup plus élevée. Cet exposé montre comment la densification de sols granuleux a progressé avec le développement de nouveaux équipements et une meilleure appréciation de la manière dont les sols réagissent aux vibrations et aux déplacements ; il montre aussi l'importance des compétences humaines pendant le traitement. Nous présentons plusieurs d'histoires de cas avec le résultat d'essais effectués sur place, le suivi à long terme des effets de vieillissement et des références aux sites traités qui ont déjà subi des tremblements de terre.