Chapitre n°:3 Construction générale

Les Fondations

Introduction:

Dans un ouvrage de Génie Civil, une fondation a pour rôle de transmettre les charges provenant de la structure à la couche d'assise.

Elles doivent aussi assurer l'équilibre de l'ouvrage (pas de basculement,

glissement horizontal, pas d'enfoncement).

Les actions que la fondation transmet au sol, lui sont transmises par des

éléments porteurs verticaux (voiles, poteaux, murs en pierre...)

Pour assurer la stabilité de la structure, il faut donc déterminer

judicieusement :

  - la capacité portante de la couche de sol sur laquelle va reposer la

fondation, donc la contrainte maximale que peut supporter cette couche

sans que le sol ne rompe ou ne présente un tassement intolérable.

  - les actions amenées par la structure au niveau de sol de fondation qui

peuvent être des charges d'exploitation, des charges permanentes, et

éventuellement des charges climatiques).

Différents types de fondations

L : la longueur de la fondation désignant son plus grand côté.

B : la largeur de la fondation désignant son plus petit côté.

D : la distance entre le dessous de la fondation et le niveau du sol fini.

h : hauteur d'ancrage de la fondation, correspondant à la profondeur

d'encastrement de la semelle dans la couche d'assise (porteuse).

1ère classification des fondations

Les fondations peuvent être définies par le rapport D/B.

Les fondations sont dites superficielles tant que D/B =< 5.

Les fondations sont dites semi-profondes lorsque 5 < D/B =<10

Les fondations sont dites profondes lorsque D/B > 10

2ème classification des fondations

Fondations superficielles

Les fondations sont dîtes superficielles lorsque celles ci sont

faiblement ancrées dans le sol. Les contraintes qu'elles transmettent ne

sollicitent que les couches superficielles et peu profondes. Les fondations

superficielles travaillent essentiellement grâce à la résistance du sol

à la base.

On distingue

* Les fondations en rigoles

*Les semelles :

 Exécution d'une semelle :

1/Préparation

Le fond de fouille doit être propre, à sec. Aucun point dur ne doit affleurer ou dépasser du fond de fouille.

Couler en fond de fouille, une couche de béton de propreté, visant à protéger les nappes inférieures d'acier contre les salissures (vase, terre,...).

2/ Ferraillage

Des cales en béton sont posées pour assurer l'enrobage des armatures.

Prévoir de l'acier de renfort dans les angles

3/Coulage du béton

- Les semelles isolées

* Les semelles filantes ou continues

* Les radiers : Radier dalle plate ou Radier nervuré ou Radier voûté.

Fondations profondes

Les fondations profondes regroupent tous les types de fondation pour lesquels le rapport D/B est supérieur à 6 ou prenant appui sur un sol d’assise situé à plus de 3 m du niveau le plus bas de l’ouvrage.

Ce cas se présente lorsque le terrain superficiel n’est pas susceptible de résister aux efforts transmis par une fondation :

- Soit parce que les couches superficielles sont très peu résistantes (tourbe, argile molle..)

- Soit parce que les charges transmises sont très importantes (cas des constructions très grandes)

Les fondations profondes présentent une surface d’appui sur la couche d’assise égale à sa section. Cette surface d’appui engendre une réaction du sol que l’on appelle terme de pointe.

Lorsque la fondation présente une dimension verticale importante, la surface de contact entre la paroi latérale de la fondation et les couches de sol traversées est le siège d’un frottement latéral.

On distingue

1 – Les puits

• Les puits sont des éléments de fondation qui permettent d’atteindre le sol d’assise lorsqu’il est situé à une profondeur de l’ordre de 3 m à 8 m.

• Ils sont creusés à la main ou mécaniquement à l’aide d’une pelle mécanique. Pour le réglage du fond, il est nécessaire de procède à une intervention manuelle.

• Les parois du forage sont soutenues par un blindage.

• Les puits sont de forme carrée, ou rectangulaire ou circulaire.

• Le diamètre d’un puits circulaire est supérieur ou égale à 1,2 m.

• Un puits de section quelconque a une largeur minimale de 0,8 m et une section minimale de 1,1 m2.

• Les puits sont verticaux.

• Ils peuvent être armés ou non.

2 – Les pieux

• Les pieux sont des fondations profondes réalisées mécaniquement.

• Ils peuvent être en bois, en béton armé ou bien acier.

• Il existe 2 grands types de pieux (dans la cas de pieux en BA) : les

préfabriqués et les coulés en place.

 On distingue :

Les pieux préfabriqués

Ces pieux sont d’un seul tenant dimensionné selon la charge prévue et le niveau de la couche de sol portante. Ils sont réalisés en acier, en béton armé ou en bois.

Ces pieux sont exécutés par :

- Battage à l’aide d’un mouton à simple ou double effet ou diesel ;

- Fonçage à l’aide d’un vérin.

Les pieux sont battus au refus, c’est à dire jusqu’à ce qu’il atteigne le terrain d’assise. Il s’agit de tubes épais de diamètre compris entre 20 cm et 80 cm.

Ces pieux ne peuvent être prévus en cas de terrain hétérogène car la présence de blocs durs peut engendrer des refus d’enfoncement qui pourraient endommager le pieu.

Les pieux forés

Leur exécution nécessite un forage préalable exécuté dans le sol avec les

outils appropriés avec ou sans protection d’un tubage ou de boue

permettant d’assurer la stabilité des parois du forage.

Après mise en place, si nécessaire, de la cage d’armatures, le pieu est

bétonné en utilisant une colonne de bétonnage, selon la technique du

tube plongeur qui descend jusqu’à la base du pieu.

 On distingue :

- Les pieux forés simples : 

- Les pieux forés tubés

- Les pieux forés sous boue

- Les pieux forés à la tarière creuse

3 – Les micropieux

Le micropieu est une fondation profonde; un pieu foré tubé ou non de petit diamètre et travaillant essentiellement au frottement latéral.

Son utilisation est particulièrement adaptée aux conditions d'accès ou d'exécutions difficiles. Le diamètre du forage est compris entre 80 et 250 mm. L'armature est constituée d'éléments métalliques, généralement un tube ou une barre, parfois même les deux simultanément. Le bétonnage est effectué à l’aide d’un mortier mis en œuvre sous pression.

4 – Les barrettes

Les barrettes sont des pieux forés moulés de section, oblongue (forme mince et allongée) ou en croix qui permettent le report d’efforts verticaux et horizontaux très importants. Compte tenu de leur section, elles sont aptes à reprendre des charges importantes.

5 – Les ancrages

Les ancrages sont des éléments de fondation soumis à des efforts de traction.