Groundforce a utilisé la modélisation en 3D pour contribuer à la conception et à l'installation d'buton qui soutiennent l'excavation d'un grand sous-sol au cœur du West End de Londres.
Le sous-sol de deux étages est en cours de construction, dans le cadre du réaménagement du célèbre Leicester Square de Londres par le maître d'œuvre Brookfield Multiplex.
Le promoteur Linseed Assets réaménage l'ancienne Communications House, qui occupe tout le pan ouest de la place, dont la construction initiale remonte aux années 20. Le cabinet Make Architects a réalisé la conception du réaménagement, appelé LSQ London, qui exige de conserver et de rénover une grande partie de l'extérieur d'origine des années 20 et de remodeler l'espace intérieur et les parties supérieures du bâtiment. Une fois terminé, il comprendra 17 300 m² d'espace pour des boutiques et des bureaux.
Le projet d'une valeur de 40 millions de livres sterling comprend également la construction d'un sous-sol de deux étages, mesurant environ 55 m sur 30 m, à une profondeur de 8 m. Groundworks et Amery Construction, spécialiste du béton armé, construisent le sous-sol, en sous-traitance pour Brookfield Multiplex. Il a été formé en installant un mur de pieux sécants autour du périmètre, à l'intérieur de la façade et des fondations existantes du bâtiment, comportant des pieux sécants d'un diamètre de 750 mm, enfoncés à une profondeur de 29 m. Les pieux sont surmontés d'une poutre de couverture en béton armé et Amery a coulé deux radiers et un cœur central au sein de l'excavation.
Groundforce a fourni les étançons provisoires pour soutenir l'excavation du sous-sol pendant la construction. Les buton sont installés pour s'assurer que toute flexion était conforme à la tolérance de 15 mmm fixée pour éviter d'endommager les services, bâtiments et lignes de métro de Londres adjacents, ainsi que la façade du bâtiment d'origine.
La solution d'étançonnement, conforme au Eurocode, a nécessité l'installation de 150 mètres linéaires du système de pièces de renforcement hydrauliques Mega Brace de la société, autour du périmètre de l'excavation rectangulaire. Puis l'installation de deux niveaux de traverses composées de divers étançons modulaires légèrement plus proches du centre qu'à l'accoutumée, pour que le système soit aussi rigide que possible et pour réduire la flexion. Ces étançons sont une association des étais hydrauliques MP125, MP150 et MP250 de Groundforce.
Les buton MP125 et MP150 sont des étais hydrauliques pour des charges moyennes, d'un diamètre 508 mm, qui peuvent être configurés de sorte à fonctionner dans une plage comprise entre 3,6 m et 20 m, sans nécessiter de support intermédiaire. Ils peuvent supporter des charges axiales allant respectivement jusqu'à 125 tonnes et 150 tonnes.
Les MP250 sont des étais pour des charges lourdes, composés de sections tubulaires d'un diamètre de 610 mm, pouvant supporter des charges de travail jusqu'à 250 tonnes, sur une distance d'environ 20 m. Pour des distances plus grandes, les unités hydrauliques MP250 peuvent être associées à des pièces d'extension « super tube » d'un diamètre de 1 220 mm, comme pour le 48 Leicester Square.
Les étais ont été équipés du système de surveillance sans fil des charges de Groundforce, associé à des inclinomètres fixés aux murs du sous-sol. Ils ont été configurés à des niveaux de déclenchement prédéfinis, pour prévenir à temps en cas d'augmentation de la charge ou de la flexion.
Il a été intéressant dans le cadre de ce projet de constater la corrélation entre les températures estivales élevées et la charge supplémentaire subie par les étais en raison de l'expansion thermique », explique Adam Fletcher, Ingénieur en Grands Projets chez Groundforce. « Nous en avions toutefois tenu compte dans la phase d'étude.
La structure interne du sous-sol a été construite autour des étançons. La logistique de leur installation et de leur démontage a été soigneusement orchestrée, en association avec Amery, pour s'assurer que le sous-traitant pouvait réaliser ses travaux sans être gêné par les étançons, mais aussi que ceux-ci pouvaient facilement être démontés une fois la structure achevée.
La nouvelle équipe d'ingénierie numérique de Groundforce a eu recours à la modélisation en 3D pour s'assurer que les buton pouvaient « s'enfiler » à travers les ouvertures des puits d'ascenseur, en évitant le plus d'obstacles possibles. Amery a demandé à Groundforce de faire la démonstration des endroits où les buton heurteraient les murs des fosses d'ascenseur.
Nous avons pu prendre les schémas fournis et recréer le puits d'ascenseur en 3D pour montrer où nos étais heurteraient les murs. Nous avons fait des recommandations pour les dimensions des ouvertures afin de permettre de laisser une poche dans le mur de la fosse d'ascenseur, afin d'enfiler l'étançon une fois qu'il n'était plus nécessaire, a expliqué Adam Fletcher.