Matière : Construction générale
Chapitre n :4 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.
