Geotechnical investigation and testing — Testing of geotechnical structures — Part 1: Testing of piles: static compression load testing

This document establishes the specifications for the execution of static pile load tests in which a single pile is subjected to an axial static load in compression in order to define its load-displacement behaviour. This document is applicable to vertical piles as well as raking piles. All types of piles are covered by this document. The tests considered in this document are limited to maintained load tests. Pile load tests with constant penetration rate and cyclic load tests are not covered by this document. NOTE This document is intended to be used in conjunction with EN 1997-1. EN 1997-1 provides numerical values of partial factors for limit states and of correlation factors to derive characteristic values from static pile load tests to be taken into account in design. This document provides specifications for the execution of static axial pile load tests: a) checking that a pile will behave as designed; b) measuring the resistance of a pile.

Reconnaissance et essais géotechniques — Essais des structures géotechniques — Partie 1: Essais de pieux: essai de chargement statique en compression

La présente norme établit les spécifications relatives à l'exécution des essais de pieux sous charge statique, au cours desquels un pieu unique est soumis à une charge de compression axiale statique afin de définir son comportement charge-déplacement. Ce document s'applique aussi bien aux pieux verticaux qu'aux pieux inclinés. La présente norme couvre tous les types de pieux. Les essais envisagés dans cette norme sont limités aux essais de chargement par paliers. Les essais de chargement de pieux à vitesse de pénétration constante et les essais de chargement cyclique ne sont pas couverts par la présente norme. NOTE Cette norme est à utiliser conjointement avec l'EN 1997‑1. La norme EN 1997‑1 fournit les valeurs numériques des facteurs partiels pour les états limites et des facteurs de corrélation servant à obtenir les valeurs caractéristiques à partir d'essais de chargement statique et devant être prises en compte dans la conception. La présente norme fournit des spécifications pour l'exécution de l'essai de chargement axial statique de pieu pour: a) vérifier qu'un pieu se comporte comme prévu; b) mesurer la résistance d'un pieu.

General Information

Status
Published
Publication Date
30-Oct-2018
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
31-Oct-2018
Completion Date
31-Oct-2018
Ref Project

Buy Standard

Standard
ISO 22477-1:2018 - Geotechnical investigation and testing -- Testing of geotechnical structures
English language
24 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
ISO 22477-1:2018 - Reconnaissance et essais géotechniques -- Essais des structures géotechniques
French language
25 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22477-1
First edition
2018-11
Corrected version
2019-03
Geotechnical investigation and
testing — Testing of geotechnical
structures —
Part 1:
Testing of piles: static compression
load testing
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais des structures
géotechniques —
Partie 1: Essais de pieux: essai de chargement statique en
compression
Reference number
ISO 22477-1:2018(E)
ISO 2018
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22477-1:2018(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: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms, definitions and symbols ............................................................................................................................................................ 1

3.1 Terms and definitions ....................................................................................................................................................................... 2

3.2 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 2

4 Equipment ................................................................................................................................................................................................................... 3

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

4.2 Reaction device ....................................................................................................................................................................................... 3

4.3 Force input .................................................................................................................................................................................................. 5

4.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 5

4.3.2 Specifications of force input ................................................................................................................................... 5

4.4 Measurement of pile head displacements ....................................................................................................................... 5

4.5 Measurement of pile load .............................................................................................................................................................. 6

4.6 Pile instrumentation .......................................................................................................................................................................... 7

5 Test procedure ........................................................................................................................................................................................................ 7

5.1 Test preparation ..................................................................................................................................................................................... 7

5.1.1 Protections ............................................................................................................................................................................ 7

5.1.2 Construction of a test pile ........................................................................................................................................ 8

5.1.3 Test date .................................................................................................................................................................................. 8

5.1.4 Preparation of the pile cap ...................................................................................................................................... 8

5.2 Loading procedure ............................................................................................................................................................................... 9

5.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 9

5.2.2 Load step sequence and duration of load steps for one cycle procedure ....................... 9

5.2.3 Load step sequence and duration of load steps for multiple cycle procedure ........10

5.2.4 Maximum test load F .............................................................................................................................................11

5.2.5 Measuring intervals ....................................................................................................................................................11

6 Test report ................................................................................................................................................................................................................12

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................12

6.2 General information ........................................................................................................................................................................12

6.3 Data report ..............................................................................................................................................................................................13

6.4 Interpretative report .......................................................................................................................................................................14

Annex A (informative) Critical creep load in compression ........................................................................................................21

Annex B (informative) Bi-directional load testing ..............................................................................................................................22

© ISO 2018 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22477-1:2018(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 of 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 www .iso

.org/iso/foreword .html.

This document was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical

Commitee 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 22477 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.

This corrected version of ISO 22477-1:2018 incorporates the following corrections:

— in Figure 1 a), added the ground surface level and corrected the "floating" reaction load;

— adjusted the scales for Figure 1 a) to e) to be consistent.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22477-1:2018(E)
Geotechnical investigation and testing — Testing of
geotechnical structures —
Part 1:
Testing of piles: static compression load testing
1 Scope

This document establishes the specifications for the execution of static pile load tests in which a single

pile is subjected to an axial static load in compression in order to define its load-displacement behaviour.

This document is applicable to vertical piles as well as raking piles.

All types of piles are covered by this document. The tests considered in this document are limited

to maintained load tests. Pile load tests with constant penetration rate and cyclic load tests are not

covered by this document.

NOTE This document is intended to be used in conjunction with EN 1997-1. EN 1997-1 provides numerical

values of partial factors for limit states and of correlation factors to derive characteristic values from static pile

load tests to be taken into account in design.

This document provides specifications for the execution of static axial pile load tests:

a) checking that a pile will behave as designed;
b) measuring the resistance of a pile.
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 7500-1, Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1:

Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system

EN 1990, Eurocode 0: Basis of structural design
EN 1997-1, Eurocode 7: Geotechnical design — Part 1: General rules

EN 1997-2, Eurocode 7: Geotechnical design — Part 2: Ground investigation and testing

3 Terms, definitions and symbols

For the purposes of this document, the terms and definitions given in EN 1990, EN 1997-1, EN 1997-2

and the following 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/
© ISO 2018 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
3.1 Terms and definitions
3.1.1
pile load
load applied to the head of the pile during the test

Note 1 to entry: For tests with embedded jack, the load is applied at another level, see Annex B.

3.1.2
load increment
increment of load added or removed during the test
3.1.3
pile diameter
equivalent pile diameter
diameter of the pile
4 A

Note 1 to entry: For a noncircular pile with cross section A, the equivalent pile diameter equals .

3.1.4
working pile
pile for the foundation of a structure
3.1.5
test pile

pile to which loads are applied to determine the resistance-displacement characteristics of the pile and

the surrounding ground
3.1.6
measured compressive resistance
c,m

measured value of the compressive resistance at the ultimate limit state, in one or several pile load

(3.1.1) tests
Note 1 to entry: The recommended failure criterion is defined in EN 1997-1.
3.1.7
creep rate

ratio of the increase in pile head displacement and the decimal logarithm of time during a specified

time interval
3.2 Symbols
A pile cross section
D equivalent pile base diameter
F critical creep load in compression
c,cr
F measured value of F in one or several pile load tests
c,cr,m c,cr
F characteristic axial compression load
c,k
F predefined maximum load applied during the test
2 © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
N axial force
q unit shaft friction
q measured value of q
s,m s
q mobilised shaft friction
s,mob
R pile base resistance
R measured value of R in one or several pile load tests
b,m b
R mobilised base resistance
b,mob

R compressive resistance of the ground against a pile, at the ultimate limit state

R pile shaft resistance
R measured value of R in one or several pile load tests
s,m s
R mobilised shaft resistance
s,mob
s axial displacement of pile at any depth z
s axial displacement of pile base
s axial displacement of pile head
t time
z depth
4 Equipment
4.1 General

The selection of the equipment shall take into account the aim of the test, the ground conditions and the

expected displacement of the pile under the maximum test load.
4.2 Reaction device
The reaction device for pile compressive loads can be:
— dead load (kentledge);
— tension piles or anchors;
— an existing structure over the test pile.

NOTE The reaction device can be the test pile itself where the load is applied at depth by one or more

hydraulic jacks which are cast into the pile for bi-directional pile loading (see Annex B).

Dead load should not be used for tests of raking piles, unless particular measures are carefully

considered with respect to the stability and displacements of the kentledge system.

The influence of the reaction system on the test pile shall be minimized. Unless otherwise agreed,

minimum required distances are shown in Figure 1 a) to e). For Figure 1 a) to d), the maximum value

shall be applied. If the length of reaction piles is greater than the length of the test pile, provisions given

in Figure 1 c) shall be applied.
© ISO 2018 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
Figure 1 — Reaction system

For static pile load tests on micropiles, these distances may be reduced. However, the minimum clear

distance shall be 1,5 m.

The reaction system shall be designed to resist the maximum test load F in accordance with the

relevant standards.

To avoid uplift or instability of the kentledge, the dead load should be centred and in excess of the

maximum test load F by at least 10 %.

Working piles may be used as reaction piles, provided that their structural resistance is sufficient

and there is no detrimental effect on their ability to perform as part of the structure. The uplift of the

working piles shall be monitored during the test.

Reaction piles and anchors should be arranged symmetrically around the test pile. In cases of non-

symmetrical reaction systems measures shall be taken to avoid detrimental rotation and/or translation

of the reaction system.
4 © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
4.3 Force input
4.3.1 General
One or more hydraulic jacks should be used to apply the load on the test pile.

If several hydraulic jacks are used to apply the test load, they shall be arranged symmetrically, of the

same model and be supplied by a common supply from one hydraulic unit. Each hydraulic jack shall be

provided with a shut-off valve and an additional pressure gauge.
A spherical seating shall be incorporated above the hydraulic jack.

If a single jack is used, it shall be arranged centrally on the pile cap in order to ensure the pile is loaded

axially without eccentricity.
A rigid plate shall be placed on the pile head or cap to distribute the load.
4.3.2 Specifications of force input

The achievable force of the jack(s) shall exceed F . The stroke of the jack(s) shall exceed the expected

deformations (pile head displacement and those of the reaction system under load).

It shall be possible to decrease or increase the load smoothly without any shocks or vibrations and to

maintain the load at any required value.

To satisfy the required accuracies, an automatic and continuous electric or hydraulic control and

regulation of the jack force may be used. Alternatively, a hand pump with accurate measurement of

pressure or load and permanent regulation may be considered.

The accuracy of the force regulator shall be better than 0,5 % of F or 10 kN, whichever is greater.

4.4 Measurement of pile head displacements

The displacements of the pile head shall be measured either by dial gauges or transducers, supported

from reference beams.
Reference beams should be supported independently from the test pile.

The clear distance between the supporting ends of the reference beams and the test pile and reaction

piles or the nearest edge of the kentledge support should be at least 2,5 m or 2,5D, whichever is greater.

One end of each reference beam should be free to slide.

The position of the reference beams shall be checked by a secondary control measuring system, such as

levelling methods or other measurement methods. The position of the pile head should be also checked

by this secondary control system.

The axial pile head displacement shall be measured with at least three displacement transducers or

dial gauges. They shall be arranged symmetrically (see Figure 2) and parallel to the axis of the pile. The

friction between the pile head and the sensors should be minimized by using suitable devices such as

glass plates fixed beneath the sensors.

NOTE If the pile diameter is too small, the installation of a wider plate enables the use of three transducers.

© ISO 2018 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
Key
1 displacement transducers or dial gauges
Figure 2 — Location of displacement transducers or dial gauges

The overall accuracy of the measured pile head displacement shall be better than 0,1 mm or 0,2 % of

the measured value, whichever is greater. Therefore, dial gauges or transducers shall enable readings

to be made to a resolution of at least 0,01 mm and any optical system of 0,1 mm.

The dial gauges or transducers should also have a sufficient measuring range, in order to avoid

readjustment during testing.

Unless otherwise agreed, the secondary control measuring system shall enable readings to an accuracy

of at least 0,1 mm.

Any optical levelling measurements shall be controlled by reference to one or more fixed reference points.

The transversal displacement of the test pile under axial load should be checked by two dial gauges

or transducers with the same accuracy as above, positioned in orthogonal directions and fixed on

reference beams. Alternatively, the secondary control system may be used. These measurements shall

be made during load tests on raking or slender piles.

To safeguard against failure of the supports, the corner points of a kentledge, reaction piles or anchor

heads should be included in the levelling checks.
4.5 Measurement of pile load

The load shall be measured at the head of the pile. Load measurement shall be obtained from a

load cell (load cells) or from the pressure of the jack or jack system, by means of suitable calibrated

pressure gauges.

NOTE 1 For tests with embedded jack, the load is measured at another level (see Annex B).

NOTE 2 Additional guidance could be found in the national foreword to this document.

The load measurement devices shall be calibrated against a suitable master device following ISO 7500-1,

giving full traceability to National Standard.
The accuracy of the load measurement should be 1 % of F .

When the load is measured using the jack pressure, the calibration shall be done within a period of

6 months before the test. Otherwise, a period of 12 months shall be applied.
6 © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)

In some circumstances, for example shock or eccentric loading or deviations of electronic load cells,

change of components or presumed damage, additional calibration is recommended.
4.6 Pile instrumentation
The pile instrumentation depends on the aim of the static pile load test:
— determine the overall resistance;
— determine the pile base resistance and the shaft resistance;

— determine the pile base resistance and the distribution of the shaft friction along the length of the pile.

To determine only the overall pile resistance, no pile instrumentation is needed.

The pile base resistance can be measured directly with a load cell at the pile base or indirectly using

strain measurements at the pile base.

The distribution of the shaft resistance can be determined by measurement of the strain at cross

sections of the pile at various depths. This can be achieved for example by:
— built-in or removable extensometers;

— strain-measuring devices (such as vibrating wires strain gauges, optical fibre sensors, etc.) fixed to

the reinforcement or embedded in the concrete of precast concrete piles or attached to the walls of

steel piles.
The pile base settlement can be measured by an extensometer (from head to base).

The depth, the number of measuring levels and the number of devices at each level shall take into

account the ground conditions, the type and the size of the test pile and the aim of the test.

Removable extensometers shall be installed in diametrically opposed pairs for large diameter piles

(shaft diameter > 0,6 m) and for each depth to be measured. For smaller piles (shaft diameter ≤ 0,6 m),

one removable extensometer can be installed in the centre, if this does not conflict with execution codes.

If instrumentation is installed before pile installation, like strain measuring devices, there should be at

least four symmetrically arranged pieces for each depth to be measured to achieve redundancy.

Strain measurements using continuous fibre optics shall be arranged with at least two loops

symmetrically arranged.

To determine load from strain, the cross section A and the pile material modulus of elasticity shall be

assessed. All the materials present in the pile shall be considered.
5 Test procedure
5.1 Test preparation
5.1.1 Protections

Throughout the test period all necessary precautions shall be taken to prevent external conditions

(such as weather, vibrations, etc.) to interfere with the test results.
Techniques to fulfil this requirement can include:
— covering the entire testing set-up by a tent or similar;
— protective covers;

— adequate choice of materials for reference beams and conception of these beams;

© ISO 2018 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
— use of temperature compensated measuring devices;
— reference beams painted white.

All components, cables and measuring devices embedded in or arranged outside the pile shall be

protected against damage during all stages of construction and testing. This includes in particular

adequate insulation of electric gauges and cables against water as well as mechanical protection against

damage during the execution of the pile (for example concreting, trimming or driving), the preparation

of the pile head and the setting up of the test installation and devices of the test.

Any other site activities that may influence the measurements, for example vibrations caused by

ongoing construction activities, should be suspended for the duration of the test.

The air temperature shall be recorded regularly during the course of the test to identify any temperature

effects on the test results.
5.1.2 Construction of a test pile

Test piles should be constructed in a similar manner as working piles (same installation method,

machinery and materials).

Test piles should be of the same diameter as the working piles. Load tests on smaller diameter test piles

may be considered following the specifications and restrictions specified in EN 1997-1.

Test piles shall be designed to resist the maximum test load, so extra reinforcement and concrete of

increased strength are permitted. However, their possible influence on the pile’s behaviour shall be

considered.

The influence of pile instrumentation on the pile construction and integrity shall be minimized.

Particular care should be given to the supervision and the monitoring of the installation of the test piles

and the production of piling records. Guidance on the various items to be monitored and recorded is

given in the respective piling execution standards.
5.1.3 Test date

Between the installation and testing of a pile, time periods given in Table 1 are recommended.

Table 1 — Recommended time periods between the installation and testing of a pile

Soil type Pile type Minimum time (days)
Coarse soils All 7
Bored 21
Fine soils
Displacement 28

NOTE 1 Alternative time periods can be specified with appropriate justification.

NOTE 2 In sensitive soils sometimes longer times periods are necessary.
In rock, a site-specific time assessment shall be made and agreed.

Load testing on cast-in-place concrete piles and grouted micropiles shall only begin when the material

has reached the strength to accept the test load.
5.1.4 Preparation of the pile cap

The pile cap shall be designed and constructed such that the load can be applied uniformly and centrally

without damage to the head of the pile. The top surface shall be flat, smooth and normal to the pile axis.

There shall be no load transfer between the pile cap and the ground.
8 © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 22477-1:2018(E)
5.2 Loading procedure
5.2.1 General

The load test should be executed following one single loading/unloading cycle. Alternatively, multiple

loading/unloading cycles may be used.

NOTE Additional guidance could be found in the national foreword to this document.

The loading procedure should start by a load of maximum 0,05 F , in order to check the loading and

measurement equipment. If necessary, the pile is unloaded and the equipment adjusted.

The loading should be increased or decreased smoothly, in order to avoid shocks and vibrations.

During a load step the load shall be held constant.

During the pile load test, load-time and displacement-time data shall be available. The load-displacement

graph should be manually or automatically plotted. The creep rate α should be calculated during the test.

5.2.2 Load step sequence and duration of load steps for one cycle procedure

The pile load shall be increased in steps and each step shall be held constant over a certain specified

duration. The maximum test load F shall be reached in minimum 8 load steps.
Load increments should generally be of equal magnitude.
Unloading of the pile should be performed in at least 4 load steps.

When approaching the failure load, the load step increment may be decreased in order to accurately

determine the settlement behaviour approaching failure to refine the determination of the ultimate

pile resistance.

Each loading and unloading step shall be maintained for a minimum duration, which should be the

same for all loading steps and the same for all unloading steps respectively. A minimum duration of

60 min is recommended for the loading steps. A typical loading sequence is shown in Figure 3. The

first loading steps may have a shorter duration when the displacement rate of the pile is lower than

0,1 mm/20 min. For unloading steps a minimum duration of 10 min and for the final unloading step a

minimum duration of 30 min are recommended. Unless otherwise agreed, the loading duration should

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 22477-1
Première édition
2018-11
Version corrigée
2019-03
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais des structures
géotechniques —
Partie 1:
Essais de pieux: essai de chargement
statique en compression
Geotechnical investigation and testing — Testing of geotechnical
structures —
Part 1: Testing of piles: static compression load testing
Numéro de référence
ISO 22477-1:2018(F)
ISO 2018
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22477-1:2018(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.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes, définitions et symboles .......................................................................................................................................................... 1

3.1 Termes et définitions ......................................................................................................................................................................... 2

3.2 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 2

4 Équipement ................................................................................................................................................................................................................ 3

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

4.2 Système de réaction ............................................................................................................................................................................ 3

4.3 Charge appliquée .................................................................................................................................................................................. 5

4.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 5

4.3.2 Spécifications de la charge appliquée ............................................................................................................ 5

4.4 Mesure des déplacements de la tête du pieu ................................................................................................................ 5

4.5 Mesure de la charge appliquée sur le pieu ...................................................................................................................... 6

4.6 Instrumentation du pieu ................................................................................................................................................................ 7

5 Procédure d’essai ................................................................................................................................................................................................. 8

5.1 Préparation de l'essai ........................................................................................................................................................................ 8

5.1.1 Protections ............................................................................................................................................................................ 8

5.1.2 Construction d'un pieu d'essai ............................................................................................................................ 8

5.1.3 Date de l'essai ..................................................................................................................................................................... 8

5.1.4 Préparation de la tête du pieu .............................................................................................................................. 9

5.2 Procédure de chargement ............................................................................................................................................................. 9

5.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 9

5.2.2 Séquence et durée des paliers de chargement pour une procédure à un

seul cycle ................................................................................................................................................................................. 9

5.2.3 Séquence et durée des paliers de chargement pour une procédure à

plusieurs cycles ..............................................................................................................................................................10

5.2.4 Charge d'essai maximale F .................................................................................................................................

p 11

5.2.5 Intervalles de mesure ...............................................................................................................................................11

6 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................12

6.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................12

6.2 Informations générales .................................................................................................................................................................12

6.3 Rapport de données.........................................................................................................................................................................13

6.4 Rapport d'interprétation .............................................................................................................................................................15

Annexe A (informative) Charge critique de fluage en compression .................................................................................21

Annexe B (informative) Essai de chargement bidirectionnel ..................................................................................................22

© ISO 2018 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22477-1:2018(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.

Le présent document a été élaboré de manière conjointe par le comité technique ISO/TC 182,

Géotechniques, et par le comité technique CEN/TC 341, Reconnaissance et essais géotechniques,

conformément à l’accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (accord de Vienne).

La liste de l'ensemble des parties de la série ISO 22477 se trouve sur le site web de l'ISO.

Tout retour ou question sur ce document doit être adressé à l'organisme national de normalisation

de l'utilisateur. Une liste complète de ces organismes peut être trouvée sur le lien suivant: www .iso

.org/members .html.

La présente version corrigée de l'ISO 22477-1:2018 inclut les corrections suivantes:

— sur la Figure 1a), le niveau de la surface du sol a été ajouté et la charge de réaction "flottante" a été

corrigée;

— les échelles des Figures 1a) à 1e) ont été ajustées pour qu'elles soient cohérentes.

iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 22477-1:2018(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais des
structures géotechniques —
Partie 1:
Essais de pieux: essai de chargement statique en
compression
1 Domaine d’application

La présente norme établit les spécifications relatives à l'exécution des essais de pieux sous charge

statique, au cours desquels un pieu unique est soumis à une charge de compression axiale statique afin

de définir son comportement charge-déplacement.
Ce document s'applique aussi bien aux pieux verticaux qu'aux pieux inclinés.

La présente norme couvre tous les types de pieux. Les essais envisagés dans cette norme sont limités

aux essais de chargement par paliers. Les essais de chargement de pieux à vitesse de pénétration

constante et les essais de chargement cyclique ne sont pas couverts par la présente norme.

NOTE Cette norme est à utiliser conjointement avec l'EN 1997-1. La norme EN 1997-1 fournit les valeurs

numériques des facteurs partiels pour les états limites et des facteurs de corrélation servant à obtenir les valeurs

caractéristiques à partir d'essais de chargement statique et devant être prises en compte dans la conception.

La présente norme fournit des spécifications pour l'exécution de l'essai de chargement axial statique de

pieu pour:
a) vérifier qu'un pieu se comporte comme prévu;
b) mesurer la résistance d'un pieu.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants, dans leur version intégrale ou partielle, ont un caractère normatif

et sont indispensables pour l’application 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 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques

uniaxiaux — Partie 1: Machines d'essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système

de mesure de force
EN 1990, Eurocode 0: Bases du calcul des structures
EN 1997-1, Eurocode 7: Calcul géotechnique — Partie 1: Règles générales

EN 1997-2, Eurocode 7: Calcul géotechnique — Partie 2: Reconnaissance des terrains et essais

3 Termes, définitions et symboles

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans EN 1990, EN 1997-1,

EN 1997-2 ainsi que les termes et définitions suivants s'appliquent.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)

ISO et IEC mettent à jour les bases de données terminologiques pour une utilisation dans le cadre de la

normalisation, aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: available at http: //www electropedia org/
— ISO Online browsing platform: available at https: //www iso org/obp
3.1 Termes et définitions
3.1.1
charge du pieu
charge exercée sur la tête du pieu pendant l'essai

Note 1 à l'article: pour les essais avec vérin intégré, la charge peut être appliquée à différents niveaux (voir

Annexe B).
3.1.2
incrément de charge
incrément de charge ajouté ou soustrait pendant l'essai
3.1.3
diamètre du pieu
diamètre équivalent du pieu
diamètre du pieu testé

Note 1 à l'article: pour un pieu non circulaire de section transversale A, le diamètre équivalent du pieu est

4 A
égal à .
3.1.4
pieu de l'ouvrage
pieu utilisé dans les fondations d'une structure
3.1.5
pieu d'essai

pieu soumis à des charges pour déterminer les caractéristiques effort/déplacement du pieu et du terrain

environnant
3.1.6
résistance à la compression mesurée
c,m

valeur mesurée de la résistance à la compression à l'état limite ultime, au cours d'un ou plusieurs essais

de chargement de pieu (3.1.1)

Note 1 à l'article: les critères de rupture recommandés sont définis dans EN 1997-1.

3.1.7
taux de fluage

rapport entre l'augmentation du déplacement de la tête du pieu et le logarithme décimal du temps

pendant un intervalle de temps défini
3.2 Symboles
A aire de la section transversale du pieu
D diamètre équivalent de la base du pieu
F charge critique de fluage en compression
c,cr
2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)
F valeur mesurée de F dans un ou plusieurs essais de chargement de pieu
c,cr,m c,cr
F charge de compression axiale caractéristique
c,k
F charge maximale prédéfinie appliquée pendant l'essai
N effort axial
q frottement latéral unitaire au niveau du fût
q valeur mesurée de q
s,m s
q frottement latéral mobilisé le long du fût
s,mob
R résistance de pointe à la base du pieu
R valeur mesurée de R dans un ou plusieurs essais de chargement de pieu
b,m b
R résistance mobilisée à la base du pieu
b,mob
R résistance à la compression du terrain contre un pieu, à l'état limite ultime
R résistance par frottement sur le fût du pieu
R valeur mesurée de R au cours d'un ou plusieurs essais de chargement de pieu
s,m s
R résistance mobilisée par frottement sur le fût du pieu
s,mob
s déplacement axial du pieu à la profondeur z
s déplacement axial de la pointe du pieu
s déplacement axial de la tête de pieu
t temps
z profondeur
α taux de fluage
4 Équipement
4.1 Généralités

Le choix de l'équipement doit tenir compte de l'objectif de l'essai, des conditions de terrain, de l'exécution

de l'essai et du déplacement attendu du pieu sous l'effet de la charge d'essai maximale.

4.2 Système de réaction

Le système de réaction pour les essais de chargement en compression de pieux peut être:

— un poids mort (lest);

— un ancrage au terrain, réalisé à l'aide de pieux fonctionnant en traction ou de tirants d'ancrage;

— une structure placée sur le pieu d'essai.

NOTE Le dispositif de réaction peut être le pieu d'essai lui-même, la charge étant appliquée en profondeur

par un ou plusieurs vérins hydrauliques qui sont intégrés dans le pieu pour assurer un chargement bidirectionnel

du pieu (voir Annexe B).

Un poids mort ne doit pas être utilisé pour les essais sur pieux inclinés, sauf si des mesures particulières

sont soigneusement envisagées concernant la stabilité et les déplacements du système de lest.

L'influence du système de réaction sur le pieu d'essai doit être minimisée. Sauf s’il en a été convenu

autrement, les distances minimales requises sont indiquées sur les Figures 1a) à 1e). Pour les Figures 1a)

à 1d), les valeurs maximales doivent être appliquées. Si la profondeur des pieux de réaction est plus

grande que le pieu testé, les dispositions indiquées à la Figure 1c) doivent être appliquées.

© ISO 2018 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)
Figure 1 — Dispositifs de réaction

Pour les essais de chargement statique sur micropieux, cette distance peut être réduite. Une distance

minimale de 1,5 m doit être toutefois respectée.

Le système de réaction doit être conçu de façon à résister à la charge d'essai maximale F , conformément

aux normes en vigueur.

Afin d'éviter un soulèvement ou une instabilité trop important(e) du lest, le poids mort doit être centré

et supérieur à la charge d'essai maximale F d'au moins 10 %.

Les pieux de l'ouvrage peuvent être utilisés comme pieux de réaction, à condition que leur résistance

structurelle soit suffisante et qu'il n'y ait aucun effet dommageable sur leurs performances en tant

qu'élément de la structure. Le soulèvement des pieux de l'ouvrage doit être surveillé pendant l'essai.

Les pieux et tirants de réaction doivent être disposés de façon symétrique autour du pieu d'essai. Dans

le cas de dispositifs de réaction non symétriques, des mesures doivent être prises afin d'éviter toute

rotation et/ou translation excessive du dispositif de réaction.
4 © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)
4.3 Charge appliquée
4.3.1 Généralités

Un ou plusieurs vérins hydrauliques doivent être utilisés pour appliquer la charge sur le pieu d'essai.

Si plusieurs vérins hydrauliques sont utilisés pour appliquer la charge d'essai, ils doivent être disposés

de façon symétrique, être de la même marque et du même modèle et être alimentés à partir d'une

alimentation commune assurée par un groupe hydraulique. Chaque vérin hydraulique doit être équipé

d'une valve de fermeture et d'un manomètre supplémentaire.
Une rotule doit être incorporée au-dessus du vérin hydraulique.

Si un seul vérin est utilisé, il doit être centré sur la tête du pieu afin de garantir le chargement axial de

ce dernier, sans excentricité de la charge.

Une plaque rigide doit être placée sur la tête du pieu afin de répartir la charge.

4.3.2 Spécifications de la charge appliquée

L'effort et la course du(des) vérin(s) doivent être respectivement supérieurs à F et aux déformations

attendues (déplacement de la tête du pieu et du dispositif de réaction sous l'effet de la charge).

Il doit être possible de réduire ou d'augmenter la charge appliquée de façon continue, sans chocs ou

vibrations, et de maintenir la charge à la valeur requise.

Afin de satisfaire aux exigences de précision, un système électrique ou hydraulique de commande/

régulation automatique et continue de la force du vérin peut être utilisé. Une pompe à main assurant

une mesure précise de la pression ou de la charge et une régulation permanente peut également être

envisagée.

L’erreur du régulateur de la charge doit être inférieure à 0,5 % de F ou 10 kN, la valeur retenue étant la

plus forte des deux.
4.4 Mesure des déplacements de la tête du pieu

Les déplacements de la tête du pieu doivent être mesurés à l'aide de comparateurs à cadran ou de

capteurs, supportés par des poutres de référence.
Les poutres de référence doivent être supportées indépendamment du pieu d'essai.

La distance libre entre les extrémités d'appui des poutres de référence et les pieux d'essai et de réaction

ou le bord le plus proche du support du lest doit mesurer au minimum 2,5 m ou 2,5D, la valeur retenue

étant la plus grande des deux.

Une des extrémités de chaque poutre de référence doit pouvoir coulisser librement.

La position des poutres de référence doit être vérifiée par un système de mesure de contrôle secondaire

(méthodes de détermination du niveau ou autres méthodes de mesure). La position de la tête du pieu

doit également être vérifiée à l'aide de ce système de contrôle secondaire.

Au minimum, trois capteurs ou comparateurs à cadran doivent être utilisés pour mesurer le déplacement

axial de la tête du pieu. Ils doivent être disposés de façon symétrique (voir Figure 2) et parallèlement

à l'axe du pieu. Il convient de minimiser le frottement entre la tête du pieu et les capteurs à l'aide de

dispositifs appropriés, tels que des plaques de verre fixées sous les capteurs.

NOTE Dans le cas où le diamètre du pieu est trop petit, l’installation d’une plaque plus large permettra la

mise en œuvre de 3 capteurs ou comparateurs.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)
Légende
1 capteurs de déplacement ou comparateurs à cadran
Figure 2 — Emplacement des capteurs de déplacement ou comparateurs à cadran

L’erreur globale de la mesure du déplacement de la tête du pieu doit être inférieure à 0,1 mm ou 0,2 %

de la valeur mesurée, la valeur retenue étant la plus forte des deux. Par conséquent, les comparateurs

à cadran ou les capteurs doivent permettre d'effectuer des mesures avec une résolution d'au moins

0,01 mm et un système optique quelconque de 0,1 mm.

Les comparateurs à cadran ou les capteurs doivent en outre offrir une plage de mesure suffisante pour

qu'il ne soit pas nécessaire de procéder à un réajustement en cours d'essai.

Sauf s’il en a été convenu autrement, le système de mesure de contrôle secondaire doit permettre

d'effectuer des mesures avec une erreur inférieure à 0,1 mm.

Les mesures de détermination du niveau à l'aide d'un dispositif optique doivent être contrôlées en se

référant à un ou plusieurs points de référence fixes.

Il est recommandé de vérifier le déplacement transversal du pieu d'essai soumis à un effort axial à l'aide

de deux comparateurs à cadran ou capteurs, positionnés dans des directions orthogonales et fixés

sur les poutres de référence, avec la même précision que celle mentionnée ci-dessus. L'utilisation du

système de contrôle secondaire peut être une alternative. Ces mesures doivent être réalisées pour les

essais de chargement de pieux inclinés ou de pieux élancés.

Pour prévenir les risques de rupture des supports, il convient d'inclure dans les contrôles de niveau les

points d'angle du lest ou les têtes des pieux de réaction ou des ancrages.
4.5 Mesure de la charge appliquée sur le pieu

La charge doit être mesurée en tête du pieu. La mesure de la charge appliquée doit être obtenue à partir

d'un capteur de force (ou plusieurs capteurs de force), de la pression du vérin ou du système de vérinage,

au moyen de manomètres adaptés et étalonnés.

NOTE 1 Pour des essais avec vérin intégré, la charge est mesurée à un autre niveau (voir Annexe B).

NOTE 2 Des informations supplémentaires peuvent être fournies dans l'avant-propos national à ce document.

Les dispositifs de mesure de la charge appliquée doivent être étalonnés par rapport à un dispositif

étalon maître approprié selon l'ISO 7500-1, garantissant une traçabilité complète aux étalons nationaux.

La précision de la mesure de la charge appliquée doit être égale ou inférieure à 1 % de F .

6 © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)

Lorsque la charge appliquée est mesurée en utilisant la pression du vérin, l'étalonnage doit être réalisé

dans les 6 mois qui précèdent l'essai. Autrement, une période de 12 mois doit être retenue.

Dans certaines circonstances, par exemple un choc, un chargement excentrique, une déviation des

capteurs de force électroniques, un changement de composants ou des dommages présumés, un

étalonnage supplémentaire est recommandé.
4.6 Instrumentation du pieu

L'instrumentation du pieu dépend de l'objectif de l'essai de chargement statique:

— détermination de la résistance globale;

— détermination de la résistance de pointe du pieu et de la résistance par frottement;

— détermination de la résistance de pointe du pieu et de la répartition du frottement le long du fût.

Pour déterminer uniquement la résistance globale du pieu, une instrumentation du pieu n'est pas

nécessaire.

La résistance de pointe du pieu peut être mesurée à l'aide d'un capteur de force placé au niveau de la

base du pieu ou indirectement en effectuant une mesure des déformations en pointe de pieu.

La répartition de l'effort le long du fût du pieu peut être déterminée par une mesure de déformations au

niveau de sections transversales du pieu à différentes profondeurs. Cela peut être obtenu par exemple

à l'aide
— d'extensomètres intégrés ou amovibles;

— d'appareils de mesure de déformation (par exemple des jauges de déformation à corde vibrante,

des capteurs à fibres optiques, etc.) fixés aux armatures ou incorporés dans le béton des pieux

préfabriqués ou solidarisés aux parois des pieux en acier.

L’enfoncement de la base du pieu peut être mesuré à l'aide d'un extensomètre (depuis la tête jusqu'à la

pointe).

La profondeur, le nombre de niveaux de mesure et le nombre d'appareils à chaque niveau doivent tenir

compte des conditions de terrain, du type et de la taille du pieu d'essai et de l'objectif de l'essai.

Les extensomètres amovibles doivent être installés en paires diamétralement opposées pour les pieux

de grand diamètre (diamètre de fût > 0,6 m), et ce pour chaque profondeur à mesurer. Pour les pieux de

plus petit diamètre (diamètre de fût ≤ 0,6 m), un seul extensomètre peut être installé au centre du pieu

si cela ne remet pas en cause les règles d'exécution.

Si l'instrumentation est installée avant l’exécution du pieu, comme c’est le cas pour les capteurs de

déformation, il convient de mettre en place au moins quatre capteurs symétriquement disposés pour

chaque profondeur à mesurer afin d’assurer une certaine redondance.

Les mesures de déformation réalisées à l'aide de fibres optiques continues doivent comporter au moins

deux boucles symétriques.

Pour déterminer la charge à partir de la déformation, la section transversale A et le module d'élasticité

du matériau dont le pieu est constitué doivent être évalués. Tous les matériaux présents dans le pieu

doivent être pris en compte.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 22477-1:2018(F)
5 Procédure d’essai
5.1 Préparation de l'essai
5.1.1 Protections

Pendant toute la durée de l'essai, toutes les précautions nécessaires doivent être prises pour éviter que

des facteurs extérieurs (intempéries, vibrations, etc.) n'interfèrent avec les résultats de l'essai.

Les techniques permettant de répondre à cette exigence peuvent inclure les options suivantes:

— couvrir toute l'installation d'essai sous une tente ou tout autre type de protection semblable;

— utilisation de housses de protection;
— choix de matériaux et conception appropriés des poutres de référence;
— utilisation d'appareils de mesure à compensation de température;
— poutres de référence peintes en blanc.

L'ensemble des composants, câbles et appareils de mesure intégrés dans le pieu ou installés à l'extérieur

de ce dernier doivent être protégés contre les dommages pendant toutes les étapes de la construction

et des essais. Cela inclut en particulier une isolation adéquate des capteurs et câbles électriques contre

l'eau, ainsi qu'une protection mécanique contre les dommages pendant l'exécution du pieu (bétonnage,

recépage, fonçage), la préparation de la tête du pieu et la mise en place de l'installation d'essai et des

dispositifs associés.

Il est recommandé que toute autre activité du site susceptible d'influencer les mesures (par ex. les

vibrations causées par les activités de construction en cours) soit interrompue pendant la durée de

l'essai.

La température de l'air doit être régulièrement enregistrée au cours de l'essai de façon à identifier les

effets de la température sur les résultats de l'essai.
5.1.2 Construction d'un pieu d'essai

Il convient de construire les pieux d'essai de la même façon que les pieux de l'ouvrage (méthode

d'installation, outillage et matériaux identiques).

Il convient que les pieux d'essai aient le même diamètre que les pieux de l'ouvrage. Les essais de

chargement sur des pieux d'essai de plus petit diamètre peuvent être réalisés conformément aux

spécifications et restrictions définies dans l
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.