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.

Chapitre n°2: Construction générale 

 Les travaux de terrassement

Introduction:

Les terrassements constitue un lot important de projet de construction.

Définition:

tout mouvement de terre (remblai / déblai) constitue un terrassement , creusé une fouille , une rigole ou plus généralement modifier le relief du sol représente en soi un terrassement.

-un terrassement par déblai:consiste à enlever des terres initialement en place.

-un terrassement par remblai: consiste à mettre en place , en générale par rapport un dépôts de terre préalablement prélevée

Les opérations de terrassements s'effectuent souvent dans des conditions difficiles et qui nécessitent des précautions particulières. On cite par exemple :

- Terrassements en mauvais terrains (peu consistants, instables) ;

- Terrassements profonds nécessitant des opérations d'étaiement et de blindage ;

- Terrassements en zone urbaine à proximité de constructions existantes ;

- Terrassements en présence d'eau (présence d'une nappe phréatique).

les travaux de terrassement comprennent :

*les travaux préparatoire

*l'extraction du sol

*Le transport des matériaux extrait

* L'excavation des déblai ou la construction des remblais

Le décapage: 

fouille de faible profondeur (P<30cm) sur l'emplacement de la future construction, afin d'enlever la terre végétale.

cette terre est généralement mise en dépôt dans un emplacement spécifié du terrain en vue d'une réutilisation en fin de chantier pour modeler les espaces verts de la construction.

L'implantation:

cette opération consiste à matérialiser sur le terrain l'ensemble des tracés géométrique tels que:
*les terrassements à entreprendre (déblais)
*Délimitation des rigoles
*passage des éléments de fondations
*passages de canalisations et des regards
*tracés des murs des façades et des pignons

Les fouilles :

Les fouilles dans le secteur du bâtiment sont destinées à :

- permettre la pose des canalisations ;

- permettre la réalisation des fondations ;

- permettre le dégagement du volume des sous-sols.

Suivant leur forme en plan, on distingue :

- les fouilles ponctuelles en puits.

- les fouilles linéaires en rigole : peu profondes et larges (h≤1m et l≤2m) ;

- les fouilles linéaires en tranchées :  plus hautes que larges, parfois très profondes.

- les fouilles en excavation ou en pleine masse : elles intéressent toute l'emprise de la construction 

 L'exécution des fouilles :

Il est tout d'abord primordial de déterminer le volume des terres à excaver qui est étroitement liée à la forme de terrassement.

Les fouilles ou encore excavation correspondent à l'opération d'extraire des terres (déblaiement).

L'exécution des fouilles de bâtiment pose différents problèmes tels que :

- choix du mode d'ouverture ;

- stabilité des parois verticales ;

- enlèvement des déblais ;

- difficultés inhérentes à la présence d'eau.

Le mode d'ouverture, Fouille talutée ou verticale :

En effet, lorsque l'on ouvre un sol à la verticale, la paroi est instable, et que à court terme, sous l'influence de plusieurs facteurs (pluie, vibrations, surcharge), elle s 'éboule et se stabilise alors sous un angle, variable selon la nature du sol.

Assurer l'équilibre d'une fouille s'obtient en respectant le talus naturel du sol, On parle alors d'une fouille talutée. Sinon, l'équilibre de la fouille sera assuré par un blindage des terres. 

 Fouille au droit d’une construction existante :

Lorsque l’exécution d’une fouille est de nature à causer des dommages aux constructions voisines, l’extraction des déblais doit être réalisée en plusieurs phases ou précédée d’une reprise en sous-œuvre de ces constructions

Les fouilles en pleine masse (talutées) :

Le déblaiement est effectué directement dans le sol.

 Elle s'obtiennent en réalisant , hors de l'emprise de la construction, des parois sous un angle inférieur à l'angle de talus naturel , pour cela il faut :

* disposer au sol de la surface nécessaire.

*dégager, stocker pendant la durée du chantier , puis remettre en place ultérieurement le volume des terre correspondant au volume du talus.

dans ce type de travaux , il n'est pas nécessaire de maintenir les parois , ceci dit avec l’exiguïté de chantiers urbains autorise rarement de telles fouilles.

Les fouilles verticales:

ce type de fouilles , fréquent en agglomération, limite l'importance des déblais mais conduit à blinder les parois naturellement instable afin d'une part d'éviter qu'elles ne s'effondrent et d'autre part , de ne pas affecter la stabilité de constructions voisines

Chapitre n:1 Construction générale 

Installation de chantier

Définition d'un chantier

• C'est à la fois le lieu où l'on va construire notre ouvrage et dans lequel on s’installe. Un chantier est limité dans l'espace et dans le temps.

Plan d’installation de chantier (PIC)

• Un plan d’installation de chantier (communément nommé P.I.C.) est généralement établi à partir d’un plan masse et définit les matériels « fixes » nécessaires à la réalisation des ouvrages et les cantonnements pour accueillir le personnel du chantier. (Exemple de logiciel: “Chantier Chrono”)

Rôle de l'installation de chantier

• Organiser le déroulement des travaux.

• Ordonner le chantier: Gain de temps, Évite les pertes (matériaux) et double emplois (matériels), Améliore la sécurité : humaine + matériel et Améliore la qualité.

• Positionner les éléments: Organiser les déplacements des engins et des véhicules dans le chantier et bien positionner les livraisons et Positionner les réseaux en utilisant des grillages avertisseurs et des bandes de couleurs normalisées.

Localisation et fonctions des différents postes

Engins de levage (grue à tour, grue à tour à montage rapide, grue automotrice…)

Localisation :L’aire de balayage doit couvrir les bâtiments, le poste de bétonnage, les aires de préfabrication, armatures et stockage.

Fonctions :Manutentionner les matériaux, les matériels, des divers postes aux lieux de mise en œuvre.

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Poste de bétonnage (centrale à béton, malaxeur de mortier…).

Localisation :Proche de l’accès principal, accessible aux camions de livraison (granulats, ciment, silos...).

Fonctions : Fabriquer le mortier et le béton.

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Aire de préfabrication

Localisation :proche de l'engin de levage et de bâtiment.

Fonctions : Pré-fabriquer des ouvrages élémentaires (acrotères, poteaux, poutres, pré-dalles non précontraintes…) Fabrication de coffrages (bois).

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Aire de ferraillage

Localisation :Proche de l'engin de levage, des bâtiments à construire et de l’aire de préfabrication.

Fonctions :Découper et façonner les armatures.

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Aire de stockage

Localisation :Proche des accès Aire protégée (vols de matériaux)sur le bâtiment.

Fonctions :Stocker les matériaux, éléments préfabriqués et matériels avant leur utilisation.

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Cantonnements(bureaux, réfectoire, sanitaires, hébergements, magasin, caravanes)

Localisation :À proximité d’un accès du chantier si possible hors de l’aire de balayage de la grue. Les éléments peuvent être superposables ou se trouver dans le bâtiment réalisé

Fonctions :Accueillir le personnel du chantier et les intervenants (réunion de chantier) dans des conditions d’hygiène et de sécurité respectables. Favoriser les communications entre les intervenants.

Stocker les matériaux et matériels sensibles

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Réseaux: eau, gaz, électricité, téléphone, air comprimé, égout.

Localisation :Enterrés ou aériens, à la périphérie des bâtiments. Stockage eau.

Fonctions :Alimenter les postes de

travail (armoires de distribution). Évacuer les eaux.

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Clôture ou palissade

Localisation :A la périphérie du chantier

Fonctions :Isoler le chantier de la voie publique (sécurité, vols, accidents)

Remarques

Un plan d’installation de chantier doit faire apparaître en plus des postes principaux définis ci-dessus, la position :

• Des obstacles naturels (végétation, roche) et industriels (poteaux, regards)

• Du panneau de chantier (N° permis de construire, noms des maître d’œuvre et d’ouvrage, noms et qualités des entreprises MDE et MDO, délais, coûts…)

• Des accès et des voies de circulation

• De la benne à gravas

• Du poste de lavage éventuel des camions...

Les grandes lignes pour l'élaboration d’un plan d’installation de chantier

• Préliminaires: Visiter le site pour identifier l’environnement : topographie du terrain et du voisinage, les accès au chantier, les réseaux aériens et souterrains, Analyser les pièces écrites: toutes les contraintes imposées par le C.C.T.P. et le C.C.A.P, Contacter les services administratifs et les riverains et Établir un fond de plan: préciser les zones libres.

•

• Élaboration du Plan d’Installation de Chantier (P.I.C.): Positionner le ou les engins de levage, Placer le poste de bétonnage ou les aires de stationnement des camions toupies, Représenter les bureaux et Représenter les aires de stockage et les voies de circulation.

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• Détermination des matériels et cantonnements à installer.

Le plan doit être souvent complété par une coupe verticale sur les bâtiments en faisant apparaître les interférences des grues et les différentes cotes de niveaux (bâtiments réalisés et survolés).