ISO 22476-6:2018

Geotechnical investigation and testing — Field testing — Part 6: Self-boring pressuremeter test

This document specifies the equipment requirements, execution of and reporting on self-boring pressuremeter (SBP) tests. NOTE This document fulfils the requirements for self-boring pressuremeter test as part of the geotechnical investigation services according to EN 1997-1 and EN 1997-2. Tests with the self-boring pressuremeter cover the measurement in situ of the deformation of soils and weak rocks by the expansion and contraction of a cylindrical flexible membrane under pressure.

Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en place — Partie 6: Essai pressiométrique autoforé

Le présent document spécifie les exigences relatives à l'appareillage, à l'exécution et au compte rendu des essais pressiométriques autoforés (PAF). NOTE Ce document satisfait aux exigences relatives aux essais pressiométriques autoforés dans le cadre des services de reconnaissance géotechnique selon les normes EN 1997‑1 et EN 1997‑2. Les essais pressiométriques autoforés couvrent la mesure in situ la déformation d'un sol ou d'une roche tendre produite par l'expansion et la contraction d'une sonde cylindrique à membrane souple sous l'effet de la pression.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 19-Sep-2018
• ICS: 93.020 - Earthworks. Excavations. Foundation construction. Underground works
• Technical Committee: ISO/TC 182 - Geotechnics
• Drafting Committee: ISO/TC 182 - Geotechnics
• Current Stage: 9020 - International Standard under periodical review
• Start Date: 15-Jul-2023
• Completion Date: 15-Jul-2023

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22476-6
First edition
2018-09
Geotechnical investigation and
testing — Field testing —
Part 6:
Self-boring pressuremeter test
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en place —
Partie 6: Essai pressiométrique autoforé
Reference number
ISO 22476-6:2018(E)
©
ISO 2018

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2018
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Fax: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Equipment . 3
5.1 General . 3
5.2 Self-boring pressuremeter probe . 5
5.3 Self-boring head . 6
5.4 Pressure and displacement CU. 7
5.5 The connecting lines . 8
5.6 The injected fluid . 8
5.7 Means of measurement and control . 8
5.7.1 Data acquisition . 8
5.7.2 Display of readings . 8
6 Test procedure . 8
6.1 Selection of equipment and procedures . 8
6.2 Calibration of the testing device and corrections of readings . 8
6.3 Probe placing . 9
6.4 Relaxation . 9
6.5 Loading program . 9
6.5.1 General. 9
6.5.2 End of test .11
6.6 Backfilling of the borehole .11
7 Test results — Interpretation of tests .11
8 Self-boring pressuremeter test report .12
Annex A (normative) Calibration and corrections .14
Annex B (informative) Placing the pressuremeter probe in the ground .18
Annex C (normative) Accuracy.19
Annex D (informative) Strain conversions .20
Bibliography .21
© ISO 2018 – All rights reserved iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/iso/foreword .html.
This document was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical
Committee CEN/TC 341, Geotechnical investigation and testing, in collaboration with ISO Technical
Committee ISO/TC 182, Geotechnics, in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
A list of all parts in the ISO 22476 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2018 – All rights reserved

---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22476-6:2018(E)
Geotechnical investigation and testing — Field testing —
Part 6:
Self-boring pressuremeter test
1 Scope
This document specifies the equipment requirements, execution of and reporting on self-boring
pressuremeter (SBP) tests.
NOTE This document fulfils the requirements for self-boring pressuremeter test as part of the geotechnical
investigation services according to EN 1997-1 and EN 1997-2.
Tests with the self-boring pressuremeter cover the measurement in situ of the deformation of soils and
weak rocks by the expansion and contraction of a cylindrical flexible membrane under pressure.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 10012, Measurement management systems — requirements for measurement processes and measuring
equipment
ISO 22475-1, Geotechnical investigation and testing — Sampling methods and groundwater
measurements — Part 1: Technical principles for execution
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
self-boring pressuremeter
SBP
equipment used to carry out a self-boring pressuremeter test (3.5), including the self-boring head (3.3)
used to drill the test pocket into the ground and the pressuremeter (3.2) used to carry out the expansion
Note 1 to entry: An SBP includes a probe composed of a self-boring head (3.3) and a pressuremeter (3.2) , an
hydraulic pump or other source of pressure, a test Control Unit (CU), pressure lines and wires to connect the
probe to the CU and a data logger which is either built into the CU or attached to it. The SBP is drilled into the
ground using the integral self-boring head at its lower end in such a way that the probe replaces the material it
removes, creating its own test hole, and minimises the disturbance to the soil outside the instrument.
3.2
pressuremeter
cylindrical expanding part of the equipment used to carry out a pressuremeter test excluding the means
necessary to place the pressuremeter probe into the ground
© ISO 2018 – All rights reserved 1

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

3.3
self-boring head
part of the equipment used to drill the test pocket as the probe is advanced into the ground
Note 1 to entry: A self-boring head includes a boring tool: i.e. a rotating cutter or a high pressure jet arrangement,
housed in a cutting shoe attached at the probe end.
3.4
self-boring pressuremeter sounding
series of sequential operations necessary to perform self-boring pressuremeter testing at a given
location
Note 1 to entry: See 3.1.
EXAMPLE Pushing the self-boring pressuremeter, activating the self-boring head (see 5.3) and then
performing pressuremeter tests (see Clause 6).
3.5
self-boring pressuremeter test
process of expanding the self-boring pressuremeter probe so as to press the flexible membrane against
the borehole wall and so measure the associated displacement as a function of pressure and time
3.6
self-boring pressuremeter curve
graphical plot of pressure versus the measured displacement
3.7
depth of test
distance between the ground level and the centre of the expanding length of the self-boring pressuremeter
(3.1) measured along the borehole axis
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.8
operator
qualified person who carries out the probe insertion and the test
4 Symbols
Symbol Description Unit
−1
a pressure coefficient of the displacement mm.MPa
−1
b membrane stiffness coefficient of the displacement MPa.mm
d corrected displacement at the borehole wall mm
d apparent displacement during the membrane compression calibration mm
a
d calculated cylinder expansion during the membrane compression calibration mm
c
d internal diameter of the calibration cylinder mm
i
d outside diameter of the cutting shoe mm
p
d displacement as read at the measuring unit mm
r
d initial outside diameter of the measuring cell mm
so
d outside diameter of the measuring cell mm
s
e thickness of the calibration cylinder mm
h distance between the cutting tool and the cutting edge mm
l length of calibration cylinder mm
c
l distance between the displacement transducer and the membrane mm
g
clamping ring
l expanding length mm
s
2 © ISO 2018 – All rights reserved

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

Symbol Description Unit
p applied pressure after correction MPa
p pressure at the origin of the segment exhibiting the slope b MPa
c
p maximum applied pressure MPa
max
p pressure as read at the measuring unit MPa
r
r measured cavity radius mm
r initial radius mm
0
u pore pressure mm
s
t time s
3
V measured cavity volume mm
3
V initial volume mm
0
z test depth m
Δd diametral displacement of the borehole wall mm
Δp change of the applied pressure MPa
ε volumetric strain —
v
ε radial strain —
r
ν Poisson’s ratio —
5 Equipment
5.1 General
The self-boring pressuremeter equipment is shown in operation in Figure 1.
© ISO 2018 – All rights reserved 3

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

Key
1 CU 9 hollow probe body
2 acquisition, display and storage of the data 10 self-boring head
3 depth measurement system 11 power supply for the cutter drive unit (if required)
4 connecting lines 12 cutter drive unit (if required)
5 handling rods 13 flushing or jetting fluid supply
6 cutter drive rods (if required) 14 pressure source for expansion
7 probe to rod coupling 15 ground
8 central measuring cell z test depth
Figure 1 — Schematic diagram of the self-boring pressuremeter equipment
The CU includes:
— equipment to pressurize and so to inflate the probe;
— a device which permits the direct reading and the automatic recording of the parameters to be
measured: time, pressure and volume or radial displacement.
The pressure applied to the membrane is measured by one or more electric transducers (see Figure 2).
The pressure transducers are located:
— above the ground surface, or
— inside the probe, less than 1 m above the centre of the expanding length.
4 © ISO 2018 – All rights reserved

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

The displacement transducers for the membrane are located in the centre of the expanding length.
The outside diameter d of the self-boring pressuremeter when deflated shall normally be the same as
so
that of the cutting shoe d .
p
Use of an oversized cutting shoe shall be reported and taken into account during the analysis of the
results.
One or more pore pressure transducers can be located through the membrane in the centre of the
expanding length.
It is also necessary to have some means of measuring the depth of the test with appropriate accuracy.
5.2 Self-boring pressuremeter probe
The self-boring pressuremeter probe consists of a hollow core to allow the drill rods (if used) for self-
boring operation and carry flush returns to the surface. Flexible hoses and passages are used to inject
the proper fluids (gas or liquid) to inflate the central measuring cell whose expansion is monitored
by three or more electronic transducers or volume measurement (Figure 2). The probe is fitted with
a central cell membrane and may also be fitted with a Chinese lantern protective device to prevent
damage from sharp inclusions in the soil. The probe shall be capable of a volumetric expansion of at
least 25 % of the initial volume V .
0
The central measuring cell, with an outside diameter d and a length I , can expand radially in a
s s
borehole and apply a uniform pressure to the borehole wall. This central measuring cell shall have a
[7][10]
minimum slenderness I /d of 4,0 . This cell is inflated by injecting a liquid which is assumed to be
s s0
incompressible or by gas pressure.
The probe also includes:
a) The core on its outside curved surface usually bears a pattern of grooves which distribute the
liquid in the central cell under the flexible membrane. Over the core is fitted the membrane and the
Chinese lantern protective cover. The top of the core is threaded and couples to the string of rods
handling the probe from ground level.
b) The central cell membrane isolates the fluid from the space under the Chinese lantern
protective cover.
c) Fluid lines connect the probe to the pressure and displacement CU.
d) The expansion of the membrane can be monitored by electric transducers. At least three
displacement transducers should be available to monitor the mean surface but also any non-
circular deformation of the membrane.
e) The pore pressure in the ground can be monitored by one or more electric transducers placed
approximately at mid-height of the expanding length.
© ISO 2018 – All rights reserved 5

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

Key
1 hollow probe body 7 displacement transducers
2 membrane 8 pressure transducer
3 cutting shoe 9 membrane clamping ring
4 cutting tool 10 electronic signal conditioning
5 pressure line 11 setting and cutter drive rods
6 one pore pressure transducer
Figure 2 — Example of a self-boring pressuremeter probe
5.3 Self-boring head
The self-boring head is the lower part of the probe with an outside diameter d . It has a sharp cutting
p
edge with the taper on the inside and as the probe is steadily and slowly advanced into the ground by
pushing, the soil that enters it is cut up and removed to the surface through the interior of the probe
body by the action of either (Figure 3):
— a rotating cutter,
— an upward pressurised water jet, or
— a lateral pressurised water jet.
The rotating cutter can be in a shape of a rock roller bit, a full face cutter, a flat blade or a stirring
paddle (disc).
Use of percussion on rotating cutter shall be reported.
6 © ISO 2018 – All rights reserved

---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

To identify the influence of tool wear on SBP tests, it may be appropriate to check and report the status
of the initial and final wear of the tool and/or shoe. For this purpose, the dimensions of the tools at
the beginning and end of the drilling can be measured, where feasible, and reported (according to
ISO 22476-15). The change or replacement of any equipment shall be reported as well.
Key
a. rotating cutter
b. upward pressurised water jets
c. lateral pressurised water jets
Figure 3 — Self-boring head
The distance h between the cutting tool or the nozzle and the cutting edge is a function of the nature of
the soil (Figure 4) as defined in Annex B.
Figure 4 — Distance between the cutting tool and the cutting edge
When the ground becomes stiffer a lower value of h is used (see Annex B). For hard soils and soft rocks,
a negative value of h may be used, hence the rotating tool protubing from the cutting edge. The tool
shall not be entirely outside of the cutting shoe.
NOTE The influence of ratio h/d is highlighted in References [7],[8] and[9].
p
5.4 Pressure and displacement CU
The pressure and displacement CU permits the reading of liquid or gas pressure and displacement as
a function of time and controls the probe expansion and contraction. The pressure may be controlled
manually or automatically.
© ISO 2018 – All rights reserved 7

---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 22476-6:2018(E)

The p
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 22476-6
Première édition
2018-09
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais en place —
Partie 6:
Essai pressiométrique autoforé
Geotechnical investigation and testing — Field testing —
Part 6: Self-boring pressuremeter test
Numéro de référence
ISO 22476-6:2018(F)
©
ISO 2018

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2018
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 3
5 Appareillage . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Sonde du pressiomètre autoforeur. 5
5.3 Module d'autoforage . 6
5.4 Unité de commande (UC) de pression et de déplacement . 7
5.5 Tubulure . 8
5.6 Fluide injecté . 8
5.7 Dispositifs de mesure et de commande . 8
5.7.1 Acquisition des données . 8
5.7.2 Affichage des mesures . . 8
6 Procédure d’essai . 8
6.1 Choix de l’appareillage et des modes opératoires . 8
6.2 Étalonnage du dispositif d'essai et correction des mesures . 8
6.3 Mise en place de la sonde. 9
6.4 Relaxation . 9
6.5 Programme de chargement .10
6.5.1 Généralités .10
6.5.2 Fin de l'essai.11
6.6 Remblayage du trou de forage .11
7 Résultats des essais - Interprétation des essais .12
8 Rapport d'essai pressiométrique autoforé .12
Annexe A (normative) Étalonnage et corrections .15
Annexe B (informative) Introduction de la sonde pressiométrique dans le sol .19
Annexe C (normative) Précision .20
Annexe D (informative) Conversions des déformations .21
Bibliographie .22
© ISO 2018 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO, participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction définies dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/patents).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien
suivant: www .iso .org/iso/foreword .html.
Ce document a été élaboré par le comité technique du Comité européen de normalisation CEN/TC
341, Reconnaissance et essais géotechniques, en collaboration avec le comité technique ISO TC 182,
Géotechniques, conformément à l’accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (accord de
Vienne).
Une liste de toutes les parties de la série ISO 22476 est disponible sur le site web de l’ISO.
Il convient d'adresser tout retour ou question sur ce document à l'organisme national de normalisation de
l'utilisateur. Une liste complète de ces instances peut être trouvée à l'adresse www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 22476-6:2018(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en
place —
Partie 6:
Essai pressiométrique autoforé
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les exigences relatives à l'appareillage, à l'exécution et au compte rendu
des essais pressiométriques autoforés (PAF).
NOTE Ce document satisfait aux exigences relatives aux essais pressiométriques autoforés dans le cadre des
services de reconnaissance géotechnique selon les normes EN 1997-1 et EN 1997-2.
Les essais pressiométriques autoforés couvrent la mesure in situ la déformation d'un sol ou d'une roche
tendre produite par l'expansion et la contraction d'une sonde cylindrique à membrane souple sous
l'effet de la pression.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 10012, Systèmes de management de la mesure — Exigences pour les processus et les équipements
de mesure
ISO 22475-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Méthodes de prélèvement et mesurages
piézométriques — Partie 1: principes techniques des travaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
© ISO 2018 – Tous droits réservés 1

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

3.1
pressiomètre autoforeur
PAF
appareillage complet utilisé pour effectuer un essai pressiométrique autoforé (3.5), y compris le module
d'autoforage (3.3) employé pour forer la cavité d'essai dans le sol et le pressiométre (3.2) employé pour
assurer l'expansion.
Note 1 à l'article: Un PAF comprend une sonde constituée d'un module d'autoforage (3.3) et d'un pressiomètre
(3.2), une pompe hydraulique ou autre source de pression, une Unité de Commande (UC), des tubulures sous
pression et des câbles permettant de raccorder la sonde à l'UC et un enregistreur de données qui est soit intégré
à l'UC, soit rattaché à cette dernière. Le PAF est foré dans le sol en utilisant la tête auto-foreuse intégrée à son
extrémité inférieure de manière que la sonde remplace le matériau qu’elle enlève, créant ainsi son propre trou
d’essai et minimisant les perturbations du sol à l’extérieur de l’instrument.
3.2
pressiomètre
partie cylindrique dilatable de l'appareillage utilisée pour effectuer un essai pressiométrique, à
l'exclusion des moyens nécessaires pour introduire la sonde pressiométrique dans le sol
3.3
module d'autoforage
partie de l'appareillage utilisée pour forer la cavité d'essai à mesure que la sonde pressiométrique est
avancé dans le sol
Note 1 à l'article: Un module d'autoforage comporte un outil de forage, c.-à-d. un outil de coupe rotatif ou un
dispositif de jet à haute pression, logé dans un sabot tranchant fixé à l'extrémité de la sonde.
3.4
sondage pressiométrique autoforé
série d'opérations séquentielles nécessaires pour effectuer des essais pressiométriques autoforés à un
emplacement donné
Note 1 à l'article: voir 3.1
EXEMPLE Pousser sur le pressiomètre auto-foreur, activer le module d'autoforage (voir 5.3), puis effectuer
des essais pressiométriques autoforés (voir Clause 6).
3.5
essai pressiométrique autoforé
procédé d'expansion de la sonde du pressiomètre autoforeur consiste à appuyer la membrane souple
contre la paroi du trou de forage et à mesurer le déplacement associé en fonction de la pression et du temps
3.6
courbe d'essai au pressiomètre autoforeur
représentation graphique de la pression par rapport au déplacement mesuré
3.7
profondeur de l'essai
distance entre le niveau du sol et le centre de la longueur d'expansion du pressiomètre autoforeur (3.1)
mesurée le long de l'axe du trou de forage
Note 1 à l'article: voir Figure 1
3.8
opérateur
personne qualifiée qui effectue l'introduction de la sonde et l'essai
2 © ISO 2018 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

4 Symboles
Symbole Description Unité
−1
a coefficient de déplacement relatif à la pression mm.MPa
−1
b coefficient de déplacement relatif à la rigidité de la membrane MPa.mm
d déplacement corrigé au niveau de la paroi du trou de forage mm
d déplacement apparent pendant l'étalonnage en compression de la membrane mm
a
d expansion calculée du cylindre pendant l'étalonnage en compression de la mm
c
membrane
d diamètre intérieur du cylindre d'étalonnage mm
i
d diamètre extérieur du sabot tranchant mm
p
d déplacement lu par l'unité de mesure mm
r
d diamètre extérieur initial de la cellule de mesure mm
so
d diamètre extérieur de la cellule de mesure mm
s
e épaisseur du cylindre d'étalonnage mm
h distance entre l'outil de coupe et le taillant mm
l longueur du cylindre d'étalonnage mm
c
l distance entre le capteur et la bague de serrage de la membrane mm
g
l longueur d'expansion mm
s
p pression appliquée après correction MPa
P pression à l'origine du segment présentant la pente b MPa
c
p pression maximale appliquée MPa
max
p pression lue par l'unité de mesure MPa
r
r rayon mesuré de la cavité mm
r rayon initial mm
0
u pression interstitielle mm
s
t temps s
3
V volume mesuré de la cavité mm
3
V volume initial mm
0
z profondeur de l'essai m
Δd déplacement diamétral de la paroi du trou de forage mm
Δp modification de la pression appliquée MPa
ε déformation volumétrique —
v
ε déformation radiale —
r
ν coefficient de Poisson —
5 Appareillage
5.1 Généralités
L'appareillage du pressiomètre autoforeur est illustré en cours de fonctionnement à la Figure 1.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 3

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

Légende
1 unité de commande (UC) 9 corps creux de la sonde
2 acquisition, affichage et stockage des données 10 module d'autoforage
3 système de mesure de la profondeur 11 alimentation de l'entraînement de l'outil de coupe
(si nécessaire)
4 tubulures 12 entraînement de l'outil de coupe (si nécessaire)
5 tiges de manœuvre 13 alimentation en fluide de forage ou de jet
6 tiges d'entraînement de l'outil de coupe 14 source de pression pour l'expansion
(si nécessaire)
7 accouplement sonde-tige 15 sol
8 cellule de mesure centrale z profondeur de l'essai
Figure 1 — Schéma de l'appareillage d'un pressiomètre autoforeur
L'unité de commande (UC) comprend:
— l'appareil de mise sous pression de la sonde afin d'en assurer l'expansion;
— un dispositif qui permet la mesure directe et l'enregistrement automatique des paramètres à
mesurer: temps, pression et volume ou déplacement radial.
La pression exercée sur la membrane est mesurée par un ou plusieurs capteurs électriques (voir
Figure 2). Les capteurs de pression sont situés:
— soit au-dessus de la surface du sol;
4 © ISO 2018 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

— soit à l'intérieur de la sonde, à moins de 1 m au-dessus du centre de la longueur d'expansion.
Les capteurs de déplacement de la membrane sont situés au centre de la longueur d'expansion.
Le diamètre extérieur d du pressiomètre autoforeur lorsque la membrane est dégonflée doit
so
normalement être identique à celui du sabot tranchant d .
p
L'utilisation d'un sabot tranchant débordant doit être mentionnée et prise en compte lors de l'analyse
des résultats.
Un ou plusieurs capteurs de pression interstitielle peuvent être installés à travers la membrane, au
centre de la longueur d'expansion.
Un dispositif de mesure de la profondeur de l'essai offrant un niveau de précision approprié doit
également être prévu.
5.2 Sonde du pressiomètre autoforeur
La sonde du pressiomètre autoforeur comporte un corps creux en acier qui permet le passage requis
pour les tiges de forages (si employées) nécessaire à l'opération de forage et le retour à la surface des
fluides. Les tuyaux flexibles et les passages sont utilisés pour l'injection des fluides appropriés (gaz ou
liquide) au gonflage de la cellule de mesure centrale, dont l'expansion est surveillée par trois capteurs
électriques ou plus ou un dispositif de mesure du volume (Figure 2). La sonde est équipée d'une cellule
centrale à membrane et peut également être équipée d'un dispositif de protection à tubage lanterné
afin d'éviter les dommages causés par les inclusions coupantes dans le sol. La sonde doit être capable de
supporter une expansion volumétrique au moins équivalente à 25 % du volume initial V .
0
La cellule de mesure centrale, avec un diamètre extérieur d et une longueur I , peut se dilater de façon
s s
radiale dans un trou de forage et exercer une pression uniforme sur la paroi du trou de forage. Cette
[7][10]
cellule de mesure centrale doit avoir un coefficient d'élancement I /d de 4,0. Cette cellule est
s s0
gonflée en injectant un liquide supposé incompressible ou un gaz sous pression.
La sonde comprend également les éléments suivants:
a) Le corps comporte généralement sur sa surface courbe extérieure un ensemble de rainures qui
assurent la distribution du fluide dans la cellule centrale sous la membrane souple. Au-dessus du
corps se trouvent la membrane et le dispositif de protection à tubage lanterné. Le haut du corps est
fileté et accouplé au train de tiges qui entraîne la sonde depuis le niveau du sol.
b) La membrane de la cellule centrale isole le fluide de l'espace situé sous le dispositif de protection à
tubage lanterné.
c) Les tubulures de fluide relient la sonde à l'unité de commande (UC) de pression et de déplacement.
d) L'expansion de la membrane peut être surveillée par des capteurs électriques. Au minimum,
trois capteurs de déplacement doivent être disponibles pour surveiller la surface moyenne, mais
également toute déformation non circulaire de la membrane.
e) La pression interstitielle dans le sol peut être surveillée par un ou plusieurs capteurs électriques
placés approximativement à mi-hauteur de la longueur d'expansion.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 5

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

Légende
1 corps creux de la sonde 7 capteurs de déplacement
2 membrane 8 capteur de pression
3 sabot 9 bague de serrage de la membrane
4 outil de coupe 10 électronique de conditionnement du signal
5 conduite sous pression 11 tiges de réglage et d'entraînement de l'outil de coupe
6 capteur de pression interstitielle
Figure 2 — Exemple de sonde de pressiomètre autoforeur
5.3 Module d'autoforage
Le module d'autoforage est la partie inférieure de la sonde, avec un diamètre extérieur d . Elle possède
p
un taillant muni d'une partie conique dans sa partie intérieure. À mesure que la sonde descend par
fonçage lent et constant dans le sol, les matériaux du sol qui y pénètrent sont désagrégés et refoulés
vers la surface par la partie intérieure du corps de la sonde sous l'action soit (Figure 3):
— d'un outil de coupe rotatif;
— d'un jet d'eau sous pression vers le haut, ou
— d'un jet d'eau sous pression latéral.
L'outil de coupe rotatif peut avoir la forme d’un tricône, d’un outil à lame, d’une lame plate ou d’une pale
à mélanger (disque).
L'utilisation d'un dispositif de percussion sur un outil de coupe rotatif doit être mentionnée.
6 © ISO 2018 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

Afin de déterminer l'influence de l'usure de l'outil sur les essais PAF, il peut être approprié de vérifier
l'état d'usure initial et final de l'outil et du sabot, et d'en faire un compte rendu. À cette fin, les dimensions
des outils de désagrégation au début et à la fin du forage peuvent être mesurées, quand c'est possible,
et consignées (conformément à la norme EN ISO 22476-15). Le changement ou le remplacement de tout
équipement doit également être consigné.
Légende
a. outil de coupe rotatif
b. jet d'eau sous pression vers le haut
c. jet d'eau sous pression latéral
Figure 3 — Module d'autoforage
La distance h entre l'outil de coupe ou la buse et le tranchant du sabot est fonction de la nature du sol
(Figure 4), telle que définie à l'Annexe B.
Figure 4 — Distance entre l'outil de coupe et le taillant
Lorsque le sol devient plus dur, une valeur h plus faible est utilisée (voir Annexe B). Pour les sols durs et
les roches tendres, une valeur négative de h peut être utilisée, ce qui implique que l'outil rotatif dépasse
du taillant. L'outil ne doit pas se trouver entièrement hors du sabot tranchant.
NOTE L'influence du rapport h/d est mis en évidence dans les Références [7], [8] et [9].
p
5.4 Unité de commande (UC) de pression et de déplacement
L'unité de commande (UC) de pression et de déplacement permet de mesurer la pression du liquide ou
du gaz et le déplacement en fonction du temps, et de contrôler l'expansion et la contraction de la sonde.
La pression peut être contrôlée manuellement ou de façon automatique.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 7

---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

Le dispositif de mise sous pression doit permettre:
— d'atteindre une pression p au moins égale à 4 MPa;
r
— de maintenir une pression constante dans la cellule de mesure;
— d'imposer des cycles de pression et de déplacement à plusieurs vitesses constantes.
5.5 Tubulure
Les tubes flexibles relient l'unité de commande (UC) de pression et de déplacement à la sonde. Elles
envoient le liquide ou le gaz sous pression vers la cellule de mesure et peuvent être parallèles ou
coaxiales.
Le câble de signal relie les capteurs de l'instrument au système d'enregistrement des données.
5.6 Fluide injecté
Le fluide injecté dans la cellule de mesure peut être du gaz, de l'eau, de l'huile ou tout autre liquide de
viscosité semblable. Il ne doit pas geler dans les conditions d'utilisation.
5.7 Dispositifs de mesure et de commande
5.7.1 Acquisition des données
Le système d'enregistrement des données doit être conçu et fabriqué de sorte que toutes les données
requises pour une analyse complète de l'essai soient enregistrées de façon complète et permanente au
moment de l'essai.
Des mesures peuvent également être effectuées périodiquement pendant l'insertion de la sonde
pendant le forage.
La précision du système de mesure pour les valeurs de temps, de pression, de volume et de déplacement
doit être conforme aux indications de l'Annexe C.
5.7.2 Affichage des mesures
Sur place, l'unité de commande (UC) de pression et de volume doit afficher simultanément et
immédiatement les mesures suivantes: pression du fluide injecté dans la cellule de mesure, déplacement
radial ou volume du fluide injecté, pression interstitielle (le cas échéant) et pression du jet (le cas
échéant).
6 Procédure d’essai
6.1 Choix de l’appareillage et des modes opératoires
La membrane de la sonde et la module d'autoforage utilisés pour un sondage au pressiomètre autoforeur
doivent être sélectionnées en fonction des conditions de terrain attendues. La sonde est ensuite reliée à
l'unité de commande par le biais des tubulures et des câbles, puis le circuit est entièrement rempli avec
le fluide.
6.2 Étalonnage du dispositif d'essai et correction des mesures
Avant l'essai, l'équipement doit être étalonné. Des copies des certificats d'étalonnage doivent être tenues
à disposition sur le chantier. Des étalonnages doivent être réalisés en accord avec la ISO 10012 sur:
— les systèmes de mesure du déplacement et;
8 © ISO 2018 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

— les systèmes de mesure de la pression.
Les corrections décrites à l'Annexe A doivent être faites en tenant compte des valeurs maximales de
pression et de déplacement attendus pendant l'essai.
Si une partie du système est réparée ou remplacée, l'étalonnage doit être vérifié.
Les étalonnages doivent également être vérifiés à l'issue d'un programme d'essais au pressiomètre
autoforeur.
6.3 Mise en place de la sonde
Le choix du sabot tranchant et de l'outil de coupe ou de la buse devrait satisfaire aux spécifications
de l'Annexe B. La pression du fluide de forage et la force nécessaire pour enfoncer la sonde doivent
être contrôlées pendant le forage afin d'éviter tout risque de colmatage à l'intérieur de la sonde. La
comparaison entre la pression du fluide de forage et la pression interstitielle peut être utilisée pour
vérifier la qualité du forage.
NOTE 1 Un trou de forage ou toute autre opération in situ peut affecter les propriétés du sol à une distance
pouvant aller jusqu'à 30 fois le diamètre du trou.
Aucune rotation du pressiomètre à auto-forage n'est autorisée. La rotation de la sonde dans le sol lors
de l'insertion doit être consignée et prise en compte lors de l'analyse des résultats.
Dans n'importe quel trou de forage, l'espacement minimal entre deux essais successifs ne doit pas être
inférieur à 0,75 m.
NOTE 2 L'espacement habituel entre les emplacements de la section centrale de la sonde pour deux essais
successifs est de 1 m.
En règle générale, la profondeur minimale pour un essai dans un trou de forage est de 0,75 m. Cette
profondeur peut être réduite, mais la distance doit garantir que la membrane est entièrement
positionnée dans la cavité lorsque la cavité du pressiomètre est forée à partir du fond d'un forage plus
grand, à condition que le diamètre de ce forage soit inférieur ou égal à 0,6 m.
Les essais PAF successifs ne doivent pas être effectués en remontant dans le trou de forage.
6.4 Relaxation
Une fois le forage terminé, l'UC est utilisée pour déterminer la contrainte horizontale totale du sol au
repos, en maintenant le volume constant dans la cellule de mesure.
Un équilibre supposé de la pression interstitielle (le cas échéant) et de la contrainte totale doit être
atteinte avant le début du programme de chargement. L'utilisation d'un délai prédéfini doit être justifiée.
La contrainte totale et la pression interstitielle doivent être mesurées et enregistrées en fonction de la
capacité de l'enregistreur de données (Figure 5).
Figure 5 — Exemple de résultats de relaxation
© ISO 2018 – Tous droits réservés 9

---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 22476-6:2018(F)

6.5 Programme de chargement
6.5.1 Généralités
Un essai pressiométrique est contrôlé en contrainte, en déformation ou une combinaison des deux. La
méthode de contrôle doit être clarifiée dans les spécifications du projet. Les tests sont normalement
effectués avec les étapes initiales et les boucles de déchargement-rechargement sont effectuées en
contrainte contrôlée. Au fur et à mesure que le sol cède, le taux de déformation peut être régulé à 1 %
par minute.
Les essais pressiométriques contrôlés en déformation doivent avoir un taux défini de déformation
volumétrique constante ou de déformation radiale constante, selon le cas.
Les essais contrôlés en contrainte doivent être réalisés à une vitesse continue d'application de la
pression.
Les essais peuvent inclure des cycles de déchargement-rechargement et de rechargement-déchargement
(Figure 6). Ces cycles doivent être exécutés selon des spécifications convenues.
La pression appliquée maximale p et la déformation ou le volume maximal à utiliser sont déterminés
max
par la capacité maximale du pressiomètre et par les considérations de la contrainte maximale que la
structure
...