(676006091) lesfondations-140218053916-phpapp01

7/24/2019 (676006091) lesfondations-140218053916-phpapp01

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Source: www.almohandiss.com

EEccoolele MoMohhaammmmaadiadia ddininggnienieuursrs

DpDpaarrtteemmeentnt GGnnieie cicivvil-il- BBPPCC

LESLESFFOONNDDAATTIIOONNSS

Professeur M.L.ABIDI

1
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Sommaire

Gnralits1) Fonctions des fondations2) Diffrents types de fondations3) Les tassements diffrentiels4) Facteurs de choix du type de fondation5) Origines des accidents pouant surenir aux fondations

FONDATIONS SUPERFIIELLES

1) Fondation superficielle2) !nralits3) Les semelles4) "ontrainte au sol5) #capitulatif des tats de contrainte du sol sous semelle$) %rincipe de dimensionnement&) "alcul des semelles') (emelle supportant un effort normal et un moment de flexion) (emelle excentre1*) "alcul des radiers11) "ondition de mise en +ures des fondations superficielles12) Drainage associe aux fondations13) ,oint de dilatation - ,oint de rupture14) .ualit des ciments et /tons0 %rcautions usuelles15) "as spciaux1$) #capitulatif de la mthode de calcul des semelles

FONDATIONSPRONFONDE1) #appel Dfinition

2) tilisation3) erme de pointe - Frottement lateral4) Diffrents types de fondations profondes

Anne!e

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Gnralits

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Sommaire

0 Fonctions des fondations010 ssurer la sta/ilit de l6ourage et des fondations020 ssurer la rsistance des massifs de fondations030 7rifier la rsistance du terrain de fondations040 ssurer l89uili/re des massifs de fondation050 (8assurer de la dura/ilit des fondations0$0 rouer la solution la plus conomi9ue

0 Diffrents types de fondations010 %rsentation des types de fondations020 La limite entre superficielle et profondes0030 La diffusion des contraintes dans le sol : la notion de ;L;


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I. Fonctions des ondations

"8est la partie de l8ourage en contact aec le sol auquel il va transmettre toutes les charges

permanentes et variables supportes par cet ouvrage. La fondation est donc unepartie importante de louvrage car de sa bonne ralisation rsulte de la tenue delensemble. Les fonctions des fondations sont essentiellement de deux ordres :

20 ransmettre ces charges et surcharges au sol dans de /onnes conditions= de fa>on ? assurer lasta/ilit de l8ourage @

30 #eprendre les charges et surcharges supportes par la structure0

I.!. "ssurer la sta#ilit de l$ouvrage et des ondations

Les tassements du terrain d6assise ne doient pas autoriser de dsordres graes des fondationset de l6ourage0 Limitation des tassements compati/les aec l6utilisation de l6ourage Aordre de

grandeur: de 5 ? 25 mm)0 Biter ou limiter les tassements diffrentiels0 enir compte de la prsence d6eau dans le sol Apousse d6rchimCde)0 7rifier 9ue les

pousses d6rchimCde soient infrieures au poids de l6ourage Arare) sinon proir un ancragedu /timent par tirants ou proir un lestage0

L6ourage ne doit pas se dplacer sous l6action des forces horiEontales ou o/li9ues appli9ues? la structure Aent= pousses des terres= pousse hydrostati9ues)0 %rendre les dispositionsconstructies adaptes ? cha9ue cas Autilisation de /ches= frottements solG/ton suffisant=tirants ou clous=000)0

Biter les glissements de l6ourage pour les constructions ralises sur un terrain en pente etne pas charger les semelles aoisinantes aec la semelle tudie0 %ente maximale entresemelles de fondations de 2G3 Aen0 3*H)0

Drainage priphri9ue0

I.%. "ssurer la rsistance des massis de ondations

Les actions 9ui sollicitent les fondations ne doient pas entraIner leur rupture #especter les rCglesen igueur et le dimensionnement correct des fondations en fonction du type de l6ourage= descharges et surcharges supportes par la structure= de la nature du terrain= du type de fondations etdes matriaux employs0

I.&. 'riier la rsistance du terrain de ondations

Les actions 9ui sollicitent le sol de fondations ne doient pas entraIner son poin>onnement ni desdformations incompati/les aec l6utilisation de l6ourage support#espect des rCglements en igueur0 L6tude des comportements du sol fait l6o/Jet de la mcani9uedes sols0

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I.(. "ssurer l)uili#re des massis de ondation

Les massifs de fondation doient tre en 9uili/re sous : Les sollicitations dues ? la superstructure@ elles se manifeste mcani9uement en :

Forces erticales ascendantes et descendantes @ Forces o/li9ues @ Forces horiEontales @ Koments de torsion et de rflexion0

Les sollicitations dues au sol@ elles se manifeste mcani9uement sous la forme de : Forces erticales ascendantes et descendantes @ Forces o/li9ues @

I.*. +assurer de la dura#ilit des ondations

La rsistance des massifs de fondations doit tre assure pendant toute l6existence de l6ourageLes massifs de fondation doient tre protgs de l6oxydation= de l6rosion= de la dcompositionchimi9ue= de l6action du gel0

Le sol dera tre sta/le ? l6rosion= au glissement de terrain= ? la dissolution de certainesparticules dans l6eau Agypse=000)= au gel0

I.,. rouver la solution la plus conomi)ue

On recherchera des solutions 9ui seront les plus conomi9ues en fonctions du type d8ourage= desprconisations de l8tude de sols= de l8accessi/ilit au terrain Aengins %= de forage=)0#duire les coMts de mise en +ure conduit ? choisir aec prudence parmi les solutionscompati/les aec l6ourage et le sol celle 9ui sera la plus conomi9ue0

II. Dirents tpes de ondations

II.!. /es tpes de ondations

N L e s fond a ti ons supe r fi c iellesLors9ue les couches de terrain capa/les de supporter l6ourage sont ? fai/le profondeur :semelles isoles sous poteaux= semelles filantes sous murs= radiers0

N L e s fond a ti ons pro f on d e sLors9ue les couches de terrain capa/les de supporter l6ourage sont ? une grandeprofondeur pour trouer le terrain rsistant= soit flotter dans un terrain peu rsistant0 Dansce cas on compte sur les forces de frottement pour s8opposer aux charges de l8ourage :

puits= pieuxN L e s fond a ti ons sur f ac i9 u e s ou r a dier

L6emploi d6un radier se Justifie lors9ue la contrainte admissi/le ? la compression du sol estfai/le= 9ue le /on sol est situ en trop grande profondeur= les autres types de fondationstransmettraient au sol des contraintes trop lees= l6aire totale des semelles est suprieure? la moiti de l6aire du /timent= les charges apportes par l6ensem/le du /timent neris9ue pas d6entraIner des tassements diffrentiels incompati/les0

$


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II.%. /a limite entre supericielle et proondes."ette limite dcoule de l69uation simplifie cidessus0 Lors9ue l6assise de la fondation est prochede la surface= le terme constitu par le poids des terres formant la ague est suffisamment fai/lepour tre nglig0 On est en fondations superficielles0Lors9ue la profondeur d6assise augmente= ce terme deient significatif et l6on passe en fondationsprofondes0"e passage s6effectue sans solution de continuit0 l fallait donc fixer une limite0


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Les diffrents cro9uis 9ui suient expli9uent 9uel9ues cas de tassements diffrentiels0

L6ourage est fond sur desL6ourage est fond sur des

paisseurs de rem/lai trCsterrains de natures diffrentes0 Biter les fondations sur rem/lai

nettement diffrents0 l est l faut descendre les fondations rcent : ris9ue de tassements

ncessaire de descendre lessur le mme sol ou proir des importants0 Descendre Jus9u6au

fondations au /on sol0 fondations donnant des /on sol0tassements 9uialents

;timent de poids diffrents0%roir un Joint 9ui dsolidariseles deux /timents0

;timent sur deux systCmes defondations diffrents0 %roir

un Joint 9ui dsolidarise lesdeux /timents

;timent fond sur terraininclin0 Dans ce cas= la penteentre les fondations oisinessera un rapport mini de 3G20

L6angle ; est infrieur 3G2= ilfaudra donc descendre lasemelle la plus haute demaniCre ? atteindre ce rapport0

Figure ! 0 les tassements direntiels

'


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I'. Facteurs de choi2 du tpe de ondationN La nature de l6ourage ? fonder : pont= /t0 D8ha/itation= /t industriel= soutCnement=0000N La nature du terrain : connaissance du terrain par sondages et dfinition des caractristi9uesN Le site : ur/ain= campagne= montagne= /ord de mer=000N La mise en oeure des fondations : terrain sec= prsence d6eau=000

N Le type d6entreprise : matriel disponi/le et comptences=000N Le coMt des fondations : facteur important mais non dcisif0

'. 3ui envisage la ondationLes fondations sont le rsultat de la colla/oration de plusieurs personnes :L8architecte 9ui dessine l6difice= ces points d6appuis= son poids= sa formeLe /ureau d6tude 9ui conseille un systCme de fondation en fonction du terrain L8ingnieur en /ton arm 9ui calcul les dimensions des fondations afin 9u6elles puissentsupporter l6ourage sans ris9ue de rupture ou de mouements0

'I. 4rigines des accidents pouvant survenir au2 ondationsLes accidents surenus aux fondations sont souent lis aux mauais choix du type de fondationset mme ? l6entreprise 9ui les aait ralis

L e s fond a ti ons supe r fi c ie ll e s :Fondations assises sur des rem/lais non sta/ilissFondations ayant souffert de prsence d6eau dans le sol Anappe phrati9ue=000) FondationshtrogCnes Aterrain= type de fondation=000) Fondations ralises en mitoyennet aec des/timents existants Asol dcomprim= rCgles des 3G2=000)Fondations ralises sur des sols trop compressi/les0Fondations ralises ? une profondeur trop fai/le Ahors gel non conforme=00) Fondationsralises sur des sols insta/les Aterrain inclin= /oulement=000)


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FONDATIONS

SUPERFIIELLES

1*


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Sommaire

0 Fondation superficielle

0 !nralits 010 "harge admissi/le sur le sol de fondation020 assements admissi/les030 "harges ? prendre en compte040 rification de la scurit

0 Les semelles

70 "ontrainte au solT010 La contrainte fixe ? l8aanceT020 La contrainte nom fix ? l8aanceT030 "alcul des contraintes admissi/les

70#capitulatif des tats de contrainte du sol sous semelle

70 %rincipe de dimensionnement

70 "alcul des semelles

70 (emelle supportant un effort normal et un moment de flexion7010


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I. Fondation supericielle

ppeles aussi fondations directes= ellestransmettent les efforts directement sur les

couches proches de la surface0 On les utilise9uand les couches gologi9ues surfaci9ues sontcapa/les de supporter la construction0 "onsidrcomme superficielle 9uand la profondeur D du Dnieau de fondation par rapport au nieau * estinfrieure ? 4 fois la largeur ; du massif defondation0(i la distance entre deux semelles oisines est tropfai/le= on peut les associer et a/outir= dans le casultime= ? un fondations filantes ou encore ? unradier gnral sous l6ourage0 ;

L

l s6agit du type de fondations le plus courant pour

les ha/itations= les murs de soutCnement= lesrseroirs 0 "ette solution ne ncessite pas de9ualification particuliCre0

Les fondations superficielles sont :Les fondations fonctionnelles : constitues par des semelles isoles sous poteaux @Les fondations linaires : constitues par des semelles continues sous poteaux ou murs @Les fondations surfaci9ues : constitues par des radiers et cuelage sous poteaux ou murs0

12


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II. Gnralits

La gomtrie des semelles est similaire ? une forme de patte d6lphant aec ? la /ase une couchede forme= et en dessus une forme pyramidale 9ui se prolonge par les organes porteurs de lastructure0 "ette forme caractristi9ue proient des contraintes 9ui s6appli9uent ? la fondation0%ar exemple= une fondation large et peu paisse cassera facilement et inersement= un gros massifrectangulaire correspondrait ? un surcoMt inutile0 (ous les murs porteurs= cette semelle estcontinue : c6est une semelle filante0 On peut trouer aussi ce type de fondations sous une file depoteaux trCs rapprochs0

II.!. Charge admissi#le sur le sol de ondationLa charge admissi/le doit tre la plus fai/le de celle 9ui rsulte : des tassements maximaux et des tassements diffrentiels0 de la charge de poin>onnement au sol0

S; : (i la charge admissi/le n8est pas conditionne par le phnomCne de tassement= on peutprendre comme aleur de la charge admissi/le le 9uotient de la charge de rupture par lecoefficient de scurit0 La aleur de ce coefficient de scurit est dfinie par le maItre d8ourage0

II.%. assements admissi#lesLes tassements doient tre rduit Jus9u6? satisfaire ces conditions :

L8ourage ne doit pas su/ir de dsordre de structure nuisi/le0 Le tassement ne doit pas proo9uer des dsordres dans les ourages oisins0 ls ne doient pas pertur/er le fonctionnement des serices utilisateurs0

II.&. Charges 5 prendre en compteLa charge ? prendre en compte : rsulte de la com/inaison la plus dfaora/le des chargesertical= horiEontal ou incline0On ne prend pas en compte la force de /ute0 %uis9ue si on l8adopte c8est rai on aura une

conomie mais on n8est pas sur de la dura/ilit de cette /ute0On peut ngliger l8influence du ent lors9ue la pression= sur les fondations= est infrieur 1G3 decelle due aux autres charges et surcharges= on peut alors la nglige dans les calculs0

II.(. vriication de la scuritLors9ue la aleur de certaines surcharges est maJore en application des rCgles en igueur Aeffetdu ent= pressions extrmes= effort horiEontal des ponts= efforts sismi9ues= etc000) la rificationdoit direct de la scurit= doit se faire dans les conditions ciaprCs:(ous l8action cumule dans le sens dfaora/le des diffrentes hypothCses enisages= lacontrainte du sol doit tre au plus gale ? la plus petite des trois aleurs ciaprCs:

V de la contrainte de rupture du sol0

7aleur de la contrainte du sol correspondant au tassement maximum accepta/le0 7aleur de la contrainte maximale autorise par les rCgles parasismi9ues pour les

constructions 9ui y sont soumises0

La contrainte du /ton doit tre au plus gale ?:1=50 "02'0 La contrainte de tractiondesarmatures doit tre au plus gale ? la aleur admissi/le au sens ;


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III. /es dirents semelles +upericielles

Diffrents types de semelles existent :

(emelle continue (emelle isole

Diffrents types de semelles continues :

(emelle flexi/le= de fai/le paisseur0 est surtout intressante pourn sol de mauaise 9ualit= la semelle flexi/le seras plus conomi9ues

7 : moins encom/rante @ cu/e de /ton plus rduit @ rsistance meilleure

S" : ncessite d8utiliser /eaucoup d8acier @ excution plus compli9ue @ pressionmaximal sur le sol suprieur0

(emelle rigide pour un sol de /onne 9ualit/

%leine

;

h


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I'. Contrainte au sol

l y8a deux cas ? enisager0

/a co ntra i nte i2 e 5 lav a nce 0

Dans le cas de connaissance ultrieure des ralisations existantes ou ? dfaut d8essaisexprimentaux on pourra prendre :

ype de sol "ontrainte admissi/le ype de sol "ontraint admissi/le

(ol mou *04/ar (ol mi dur 105 ? 3 /ar

(ol consistant *0'/ar (a/le et graier 3 ? 4 /ar

(a/le fin ou moyen 1?2/ar (ol dur 3 ? 5 /ar

(a/le grossier 2 ? 3/ar #oche peu fissure 1* ? 15 /ar

a#leau ! 0 Direntes valeurs de contrainte i2e a l6avance

Limon de plateau 105 ? 30* /ars @ erre ? meuliCre 30* ? 405 /ars @ Karne erte= argile *0& ? 405/ars @ lluions anciennes= sa/les= graiers $0* ? 0* /ars @ (a/les de /eauchamp &05 ? 15 /ars @"raie 0* ? 1* /ars @ Karne W caillasse &05 ? 15 /ars @"alcaire grossier 1' ? 45 /ars @ #oches peufissures saines non dsagrges de stratification faora/le &05 ? 405 /ars @ errain non cohrent ?/onne compacit 305 ? &05 /ars @ errain non cohrent ? moyenne compacit 20* ? 40* /ars @rgile *03 ? 30* /ars

/a co ntra i nte nom i2 5 lav ance 0

ne tude gotechni9ue complCte est ? raliser afin de dterminer aec prcision : La densit ou le poids spcifi9ueX L8angle de frottementY La cohsion"%our une tude plus approfondie et complexe= on peut mme dterminer la perma/ilit= leslimites d8tter/erg= la compressi/ilit= le module d8lasticit et le coefficient de poisson0hori9uement= il y a deux contraintes admissi/les ? tudier : La contrainte limite d8lasticit etla contrainte de poin>onnement= mais en prati9ue= on utilise 9ue la deuxiCme car elle est souentla plus dterminante0

Cal c u l d e s cont r ai n t e s a d m is s i# les0

a. Caractristi)ues du sol0 Aoir cours de mcani9ue des sols)Les grandeurs physi9ues utilises seront:%oids spcifi9ue du sol sec: d%oids spcifi9ue des grains: s"ohsion non draine: Cungle de frottement effectif: 7"ohsion effectie: C


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15


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#. Param8tres de calculs0Les fonctions de portance utilises dans le calcul des contraintes admissi/les sont dsignes par:

9 9) 9cc. Coeicients de scurit0

Les aleurs calcules ? l8aide des fonctions de portance ises correspondent aux contraintes derupture du sol@ ces aleurs doient tre affectes d8un coefficient de scurit pour o/tenir lescontraintes admissi/les0

d. :poth8ses de calcul0

On admet 9ue le sol= sous la largeur de la fondation se comporte comme un coin li ? celleci et

s8enfon>ant dans le sol@ la face latrale du coin faisant un angle de

horiEontale de la semelle0

+ aec la sous face4 2

Incl i nai s on du

coi n de s ol

45

e. Mthode de calcul0

%our les sols ? dominante sa/leuse= les calculs doient tre fait aprCs consolidation= en partant descaractristi9ues "8 et Z0%our les autres sols= on doit faire la dou/le rification concernant la pression de poin>onnementadmissi/le: aant consolidation en partant de "u et u Anul pour les argiles satures)0


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%our une semelle rectangulaire de largeur ; et longueur L= on o/tient:=

B

B

%our la semelle continue= on peut ngliger ;GL d8ou: =B

2

D [ hauteur de pntration de la semelle dans le sol; [ largeur ou diamCtre de la semelle

L [ longueur de la semelle A; \ L)

201+ L

N + $(N

1)+1=306N

#. +emelles isoles rectangulaires0 s

=D+ # # % F

c. +emelles isoles circulaires de diam8tre %


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'I.


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'III. C"/C1/ DE+ +EME//E+

+emelle ilante sous mur 0

a. +emelles ilantes en #ton arm0

Lors9ue l8importance des charges ou la fai/le aleur de pression admissi/le= conduisent ? dessemelles dont la largeur est relatiement importante par rapport ? l8paisseur des murs= on estconduit ? raliser des semelles en /ton arm0 Les expriences ont montr 9ue la pression sur leterrain= n8et pas uniformment rpartie0 (elon la nature du sol d8assise= la pression maximale peuttre atteinte au centre de la semelle ou sur les /ords0

l apparaIt donc 9ue le pro/lCme= dans sa complexit ne peut tre trait rigoureusement par lecalcul0 Sanmoins= il fallait trouer une mthode 9ui permette d8ta/lir aussi simplement 9ue

possi/le de telles semelles= puis9ue le pro/lCme se pose Journellement au constructeur0

La mthode de calcul utilise est connue sous le nom de_ mthodes des /ielles `= car la charge estsuppose transmise au sol par l8intermdiaire de /ielles inclines dans la hauteur de la semelle0

(oit une semelle de largeur ;= situe sous mur o oile continu de largeur / et soumise ? unecharge % par unit de longueur

Hypothses de calcul :

Sotre semelle est rigide= c8est ? dire $

B

"4

ce 9ui reient ? dire 9ue la /ielle moyenne est

incline de 45H= donc on appli9uera la mthode des /ielles0

La raction du sol sous la semelle est erticale et uniforme si la hauteur utile de la semelle esterticale et uniforme si la hauteur utile de la semelle rifie la condition de rigidit0

#especter la disposition constructie : e $+$ aec e et encm0

L8ensem/le de deux /ielles ficties Asymtri9ues par rapport ? l8axe de la semelle) et desarmatures infrieur= fonctionne ? la maniCre d8une ferme charg en son sommet= dont lesarmatures constituent le tirant0

1


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Figure % 0 +st8me )uivalent

Pr dimensionnement :

La largeur ; : soit sol

la aleur de calcul de la contrainte du sol= la charge ? prendre en

compte aut .N.B :ec .

' =P +10035P2

ec % : la charge ? l8


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Calcul des armatures :

Figure & 0 Mthode des #ielles

21


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On a

$P =P

$ B

D8o

$F! =

!$P

#t

$F!

B

2P!

=P!

$!B#

t

PB 4!2

D8o F!

= B# $! = '# A1 )B 2! t t

On utilise les triangles suiant : ;DO8 DO


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+emell e recta ng ulaire so us po tea u 0

"8est la mthode des /ielles 9ui est la plus utilise car elle permet de donner facilement lahauteur de la semelle et les aciers ncessaires0%our le calcul= il s8effectue comme pour une semelle filante= mais dans les deux directions= on a

disposer deux nappes d8aciers @ une dans cha9ue direction0Lors9ue la nature du sol du terrain ncessite de donner aux fondations une rigidit longitudinalecapa/le de palier les tassements diffrentiels= la fondation par semelle filante doit pouoir porterles charges en traaillant en poutre longitudinale0

23


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Pr dimensionnement :

"onsidrant une semelle rectangulaire de dimensions et ; situe sous un poteau rectangulaire=de dimensions a et /= et soumis ? une charge centre %0 la charge . ? prendre en compte est

dfinie de la mme fa>on 9ue pour les semelle filante sous mur0

Les dimensions et ; sont donnes donne par:

'

AB

sol

A Bet

a=

"0

Les hauteurs utiles da et d/ sont donnes par la condition de rigidit :

$ A a

et $ a4

"

B "a(e&

4

A$"

$a

+ ) = a " *0*2m

2

Ou les sections d8acier a et / ont les diamCtres a et "

La hauteur totale h doit rifier : # maxA$a =$" ) +*0*5mrification d8effort tranchant0

%our ne pas aoir recours ? la

La hauteur doit galement tre suffisante pour parer au ris9ue de poin>onnement selon ".O

Pon doit aoir : $ 1=44

"*

aec "* : &ontra int e a$missi"leen

&om)ressio

n

sim)le


Les sections d8acier seront donc gale ? :

A =PAA a) et A

=PAB ")

a

'$as"

'$" s

Disposition constructive :

Les armatures disposes suiant le grand cot constitueront le lit infrieur du 9uadrillage= ellesdoient tre munies de retours ou crochets pour 9uili/rer l8effort proenant des /ielles0 "esretours ou crochets doient aoir un rayon de cour/ure suffisant pour satisfaire la condition denom crasement du /ton= ces retours se feront aec un angle au centre de 12*H au minimum0


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24


28/47

I>. +EME//E "'EC 19 EFF4


29/47

Q

e

B

cas limite

pour e B!"

B!4

1

2a

a!#

(i e B

$

alors % tom/e ? l8intrieur du noyau central et le diagramme des contraintes sera

trapEobdal0B

(i e $

alors % tom/e ? l8intrieur du noyau central et le diagramme sera triangulaire0


- Lors9ue la diffrence entre la contrainte maximal et la contrainte minimal est infrieura la moiti de la contrainte moyenne= on peut encore employer la mthode des /ielles=mais en prenant en compte= non plus la charge erticale % agissant rellement sur lepoteau= mais une charge fictie %8 o/tenue en multipliant la surface totale de la semellepar la contrainte0

+ M m &6est *$ire: e B

M m4 24

-

Lors9ue la diffrence entre la contrainte maximale la contrainte minimal dpasse lamoitie de la aleur de la contrainte moyenne = les armatures de la semelle doient tredtermines en fonction des moments flchissants aux9uels sont soumis les diffrentessections0

2$


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>. +EME//E E>CE9on classi9ue0Le calcul des aciers de la semelle excentre dans le sens transersal se fait par la mthode des/ielles0 Dans le sens longitudinal= il faut faire le calcul de la poutre de redressement sous lechargement donne sur la Figure

2&


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ne semelle est dite excentre si la rsultante des efforts erticaux ne cobncide pas aec le centrede grait de la semelle0 "e cas peut se prsenter aux limites de proprit ou au droit de Joints detassement ou ? la proximit des poteaux prus le long du mur mitoyen ou on n8a pas lapossi/ilit de trouer des semelles suffisamment tales0La solution la plus utilise consiste ? crer une poutre rigide dite poutre de redressement reliant lasemelle excentre ? la semelle oisine0

On dtermine sous le poteau une semelle dont le centre de grait se troue le plus possi/le de

l8axe du poteau= soit e cette distance 9ui aut forfaitairementB "

0 Les dimensions de la

semelle2

sont calcules en supposant la semelle rigide et la rpartition uniforme des contraintes du sol0 Lemoment ? reprendre par la poutre de redressement est Perifi pour supporter ce moment0

et le poteau ne doit pas alors tre

(i on appelle L la distance entre les deux semelles= on dera dimensionner la semelle excentreen fonction d8un effort

P +Pe =et on rifie 9ue le poteau n8est pas soule sous l8effet de lal

composante Pel

e

alors 9u8il n8est soumis 9u8aux charges permanentes0

2'


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>I. C"/C1/ DE+ onnement0

Dimensions:Dans l8hypothCse o les tassements diffrentiels sont peu ? craindre= les poutres du radier peuenttre dimensionnes suiant les mmes conditions de flexi/ilit 9ue celles prues pour lesplanchers0 (i les tassements diffrentiels sont ? craindre= les poutres du radier dera tredimensionnes de telle sorte 9ue la rigidit des fondations s8oppose aux grandes dformations0L8ensem/le Aradier W poutre) doit se comporter comme une structure indforma/le= sur la9uellepourra s8appuyer le reste de l8ourage0 Des Joints de rupture seront prus lors9ue lacompressi/ilit du sol arie d8une maniCre importante= ou lors9ue le chargement en proenance

de la superstructure olue /rus9uement0(i le radier est soumis ? une souspression hydrostati9ue= le calcul doit en tenir compte0


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>II. C49DII49 DE MI+E E9 4E1'


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>'. 3ualit des ciments et #tons. Prcautions usuelles0

l s8agit touJours de fissuration prJudicia/le ou trCs prJudicia/le= et il est conseill d8utiliser unciment rsistant aux agressions chimi9ues0Le choix d8un tel ciment sera fonction 0

De la rsistance mcani9ue souhaite @%* 5 (; MpaA.De la rsistance aux agressions chimi9ues du sol0 A;asi9ue ou acide)

Sotons 9ue l8utilisation d8un ciment type C/ conient dans la maJorit des cas0

ne construction ne peut associer la techni9ue des semelles rigides aec celle des semellesflexi/les= sauf dans le cas de l8utilisation des Joints de rupture= sparant les deux techni9ues0

Dans le domaine du gnie ciil= les semelles flexi/les sont rarissimes= car on prfCre par scurit? long terme recourir aux fondations profondes Apieux= puits= massifs de /tons cyclopens)0 Lesfondations flexi/les sont rseres au /timent0

+p ci icits d u gn ie civil 0

outefois= l8utilisation de fondations rigides en gnie ciil se fait pour des critCres mcani9ues/eaucoup plus sCres 9u8en /timent= et l8on retroue fr9uemment= pour des fondations rigides=des armatures gnreusement dimensionnes 9ui rappellent celles des fondations flexi/les0

>'I. Cas s p c ia u 20

( ous p re ss i ons:Les fondations formant un cuelage doient tre calcules pour rsister aux pressionshydrostati9ues0 (i l8eau peut monter au dessus des fondations= il n8y a pas lieu de tenir comptedes souspressions= ? condition de proir des dispositifs de scurit dans ce sens

% ousse d e s te r r e s:l doit tre tenu compte des effets de rem/lais= des charges de construction oisines dont les effetspeuent proo9uer des pousses supplmentaires0l doit tre tenu compte de la pousse hydrostati9ue0

F ond a ti ons sur sol en p e n te:

Les fondations suprieures ne doient pas transmettre de pousses sur les fondations infrieures0"ompte tenu des nieaux de /ase des fondations= il y a lieu de rifier 9ue les charges ne peuententraIner de mouement d8ensem/le du terrain0 Lors9ue le sol d8assise ne peut donner lieu ? unglissement d8ensem/le= les nieaux de fondations successies doient tre tels 9u8une pentemaximale de 3 de /ase pour 2 de hauteur relie les artes des semelles les plus oisines0

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$ente m a% imale d

e # de bas e p our &

de

hauteur.

&

#

F ond a ti ons supe r fi c ielles ? prox im it d8o u ra g e s sur pieu x:Les fondations superficielles ne doient exercer aucune action dangereuse sur les pieux oisins0

F ond a ti ons a u oisin a g e d e s fouil le s:Les charges exer>ant des pousses ers le /ord des fouilles ne doient pas mettre en pril lasta/ilit locale du /ord des fouilles0 (inon des consolidations doient tre effectues0

F ond a ti ons sur sol a r g ile ux e x ca :l y a lieu de tenir compte des tassements supplmentaires dus au gonflement du sol argileux0

, oi n t de r uptur e :n Joint de rupture doit tre amnag entre 2 lments d8ourage oisins= lors9u8ils su/issent desdiffrences importantes de charge et de tassement0 Dans les sols trCs compressi/les= l8action duJoint de rupture peut tre insuffisante0

, oi n t de dilat a ti on:(ur sol homogCne /ien consolids= les Joints de ruptures coupant les fondations peuent treits0 Les Joints de dilatation normalement prus sont alors arrts audessus des semelles defondation0 "ette disposition est moins coMteuse= mais n8est possi/le 9ue pour des sols de /onne9ualit mcani9ue= hydrauli9ues= et 9uand les fondations sont en dessous de la cote hors gel0

>'II.


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S, surfa&e $e la semelle en &m

Nu, effort amen )ar l/ou(ra0e sur la semelle en $aN%, tau! $e tra(ail $u sol en "ars

; a se d e la s e melle :

(i on choisit une semelle carre on aura ' a = (a, le &ot $e la semelleOn arrondira les dimensions de la semelle ? aleur entiCre suprieure et multiple de 5

(i on choisit la largeur de la semelle= on aura :

", un &ot $e la semelle en &m

/ =(a

a, un &ot $e la semelle %u/on aura im)ose en &m

(i la largeur de la semelle est d8eniron 15* ? 2**cm= on pourra raliser des glacis pourconomiser du /ton mais la mise en oeure sera plus difficile Atude de prix ? raliser)0 Dans cecas= il faudra aoir une hauteur de piedmont 9ui satisfera la relation suiante : #),1231&m2, $iam4tre $e l/a&ier en &m

Pauteur de l a semell e h :

Dans le cas d8une semelle de dimensions Ax;) aec un poteau Aa8x/8) on pendra la hauteur la

d 5 O a 6

d B O / 6

plus importante de : 4#,$35

#, #auteur $e la semelle en &m

A et B, ots $e la semelle en &mA/ et "/, ots $u )oteau en &m

Calcu l d arma tures d e l a se mell e isole 0

ou 4

l faut faire trCs attention ? l8utilisation des units= une erreur est ite arrie0

" a lcul de la s ec ti on d e s ac ie r s pri n c ipaux Ae n c m ) : sa =S u0A a)

'0d0AFe )s

Nu, effort amen )ar l/ou(ra0e sur la semelle en $aN

A, &ot $e la semellea/, &ot $u )oteau

$, #auteur $e la semelle moins l/enro"a0eFe, Limite lasti%ue $e l/a&ier 6)ren$re 5---7X s, oeffi&ient 6)ren$re 8.857

On choisit les aciers ? mettre en oeure en itant 9ue leurs espacements soient suprieurs? 3*cm et infrieur ? &cm pour pouoir /ien placer le /ton0

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" a lcul de la s ec ti on d e s a c ie r s se c on d a ir e s A e n c m ) : s/ =S u 0A; /)

'0d0AFe )s


B, &ot $e la semelle"/, &ot $u )oteau

$, #auteur $e la semelle moins l/enro"a0eFe, Limite lasti%ue $e l/a&ier 6)ren$re 5---7X s , oeffi&ient 6)ren$re 8.857

;ien sur= si la semelle et le poteau sont carrs= on appli9uera la formule une seule fois et lesaciers seront identi9ues dans les deux sens0n p e ti t truc : si on a )eu $e semelles a(e& $es armatures $iffrentes $ans les $eu! sens9on )ren$ le &as le )lus $fa(ora"le et on l/a))li%ue $ans les $eu! sens. De &ette fa:on9 onn/aura )as $e ris%ue $/erreur lors $e la )ose sur le antier.

'ri ication d u p oin onn emen t 0

) =u Aa + #)0A" + #)

) *=*45020Aa+"+20#)0#0f&2'

AB


a/ "/, $imensions $u )oteauA B, $imensions $e la semelle

#, #auteur $e la semelle

f&;on 9ue pour la semelle isole0

Cal c u l d a r m a tur e s d e l a se m e ll e il an t e 0

" a lcul de la s ec ti on d e s a c ie r s prin c ipaux Ae n c m par mCt r e ) :5s

Nu, effort amen )ar l/ou(ra0e sur la semelle en $aNA, lar0eur $e la semelle

a/, lar0eur $u mur$, #auteur $e la semelle moins l/enro"a0e

=S u0A5 a)

'0d0AF

e )

s

34

0 1


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Fe, Limite lasti%ue $e l/a&ier 6)ren$re 5---7

Xs , oeffi&ient 6)ren$re 8.857" a lcul d e s a c ie rs de r p a rtit i on A a c ie r s filants) :

Ar,ma! 6As>?9 se&tion mini )our a@na0e7On prendra la aleur maxi entre les de la section calcule cidessus et la section

mini pour un chaInage ? saoir : 30*cm pour des ronds lisses Fe


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FONDATIONSPRONFONDE

3$


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Sommaire

1) #%%


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!A


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On ne considCrera 9ue le terme de pointe0


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3


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C. /es pieu2

i. "pproche conceptuelleLe pieu est la rponse techni9ue ? l6loignement en profondeur du sol porteur0 udel? d6unecertaine profondeur= les moyens mcani9ues classi9ues ne sont plus oprants et il faut utiliser dumatriel spcifi9ue0 La techni9ue de pieux est plus adapte des chantiers d6energure0 La mise enoeure est plus facilement adapta/le ? des conditions aries= et= enfin= la techni9ue de pieuxautorise= dans de nom/reux cas= l6utilisation des forces de frottement latral0 Le principe est deconcentrer les charges sur des points singuliers= o l6on met en +ure des ourages spciaux= etde les transmettre ers le sol d6assise de /onne rsistance0 On note 9ue la trame d8infrastructuredoit tre en accord aec l8organisation de l8ossature en lation= afin 9ue les points de descentede charges cobncident aec les lieux d8implantation des pieux0On retiendra deux catgories principales de pieux :

10 Les pieux /attus0 %our les plus simples= il s6agit d6lments prfa/ri9us Aacier= /ton ou /ois)9ui sont enfoncs dans le sol au moyen d6un dispositif de /attage0 Le /attage est poursuii Jus9u6?o/tention d6un couple de aleurs Aenfoncement= nergie) correspondant ? la rsistance recherche0

20 Les pieux fors0 "e sont des ourages mis en place ? l6intrieur d6un trou ralis prala/lementpar techni9ue de forage0

ii. /es modes de onctionnement des pieu2"omme on l6a u plus haut concernant les puits= la force portante des pieux peut proenir de deuxdomaines diffrents@ le frottement sur le fMt Aou frottement latral) et l6appui direct par la sectiondu pieu sur le fond du forage Apointe)0a) Le terme de pointe :La capacit portante apporte par le terme de pointe peut tre trCs importante si les conditionsd6encastrement dans le /on sol sont respectes0 Des a/a9ues calculs permettent de dterminercette aleur en fonction des caractristi9ues du sol0

/) Le frottement latral :Dans certain cas= le terme de frottement peut deenir prpondrant sur le terme de pointe=notamment lors9ue le pieu ne rencontre pas d6horiEon rellement compact0 On parle dans ce casde pieux flottants0 l conient de se souenir 9ue la mo/ilisation du frottement latral ncessite undplacement relatif pieu - terrain0

iii. /es principales dispositions constructivesDispositions constructies : DiamCtre minimum d6ancrage dans le /on sol echni9ue de /tonnage permettant le laage du trou %ossi/ilit d6armer les pieux par mise en place d6une cage aprCs /tonnage0 #ecpage de tte : "ette tche correspond au curage des /tons pollus remonts du fond

et 9ui se trouent en partie suprieure du pieu0 Le recpage permet la mise ? Jour desarmatures du pieu pour reprise dans le massif de tte de pieux ou dans un autre ourage0

;utonnage en tte dans les Eones sismi9ues0

Dfauts courants : Dfaut d6implantation AtrCs courant) Dfaut de erticalit Aplus rare) Lacune de /tonnage Agrae et difficile ? dtecter)0

4*


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D. /e micro pieu2

i. Dinition

Les micros pieux sont dfinis dans le D comme des pieux fors de diamCtre infrieur ? 25*mm0Du fait de leur petit diamCtre= ils ne traaillent pas en pointe0 Leur portance ne dpend 9ue dufrottement latral0

ii. Mise en uvre

La ralisation commence par la confection d6un forage ralis aec des machines de petitesdimensions0 ne armature de forte section est mise ? poste dans le trou0 On laisse le tu/edpasser du trou pour mettre en oeure la tte de pieux0 "e tu/e est ensuite utilis pour inJecterdans le forage un coulis de ciment0 (elon les charges et le type de sol= le coulis est inJect ? fai/lepression= ou ? haute pression0

iii. Cheminement des charges

Les charges sont transmises par la superstructure ? la tte de micro pieux0 Le tu/e fait transiter lescharges ers le coulis 9ui frotte contre les parois du forage= et dissipe ainsi les charges dans leterrain0Le mode d6inJection influe sur les capacits de frottement0 %lus le contact entre coulis et terrainest irrgulier et intime= plus le frottement est le0 Dans le cas des inJections haute pression= onpeut arrier ? cla9uer le terrain= c6est ? dire ? ce 9ue le sol se dchire et 9ue des excroissancesde coulis s6immiscent dans le sol et augmentent d6autant les possi/ilits de frottement0

iv. Capacits ha#ituelles

Les charges ha/ituellement reprises par des micros pieux de 14* mm AdiamCtre le plus courant)peuent atteindre 5* ? '* tonnes0 On les maintient= dans les proJets= ? des nieaux plutRtinfrieurs par soucis de scurit A3* ? 4* tonnes)0

v. 1tilisation de la techni)ue micro pieu2.

"ette techni9ue est particuliCrement adapte ? la rnoation et ? la rparation des constructions0


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E. /es colonnes #allastes

"ertaines entreprises ont delopp des techni9ues spcifi9ues permettant de remplacer le /tondes puits par du /allast compact0 l s8agit alors de puits /allasts= fonds sur le principe desu/stitution du matriau _ sol ` incomptent par un matriau de meilleure 9ualit et compact enplace0

i. Prsentation de la techni)ue

La techni9ue de colonnes /allastes se situe exactement sur la frontiCre entre traitement de sol etfondations profondes0l s6agit d6o/tenir une amlioration des caractristi9ues du sol par une alliance entre des Eonesrsistantes Ales colonnes) et le terrain en place ayant su/i une forte compression lors de laralisation des colonnes0 "et effet est induit par le compactage intensif d6un matriau choisiA/allast) dans un forage0

ii. Mise en uvre

On ralise une excaation par tout moyen adapt A/enne preneuse= i/rofon>age000)0 On remplitcette excaation de matriaux de type /allast= 9ue l6on compacte grce ? un pilon introduit dans letrou0 "e matriau repousse le terrain et compacte ? son tour le sol encaissant0Le diamCtre de la colonne dpend donc de la capacit du sol encaissant ? se dformer lors de laphase de compactage0ne fois le chantier de colonnes ache= le sol est en fait composite= aec une alternance decolonnes et de sol en place= compact par l6action des colonnes0

Le maillage de colonnes est dtermin par les caractristi9ues du terrain et les charges ?reprendre0L6ourage est ensuite fond= soit sur les colonnes suiant une techni9ue de fondationsuperficielles de type ponctuel= soit sur cette alternance de matriau en place recompact et decolonnes par un systCme type radier Arseroir= dallage)0

iii. Capacit portanteH intrt conomi)ue.

Les colonnes /allastes classi9ue offrent des portances de l6ordre de 2* ? 3* tonnes par unitspour des diamCtres de *=$* ? 1=2* m0l s6agit d6un systCme intressant dans le cadre de chantiers d6une certaine importance0 Le coMt est

relatiement fai/le mais le coMt de l6installation est trCs le0

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ANNEE

Les fondations en Eone sismi9ue :

i/roisolation des fondations : on utilise des ressorts spirals en acier 9ui permettentd6amortir les secousses sismi9ues0 Le principal pro/lCme de la mthode est le ris9ue demise en rsonance du systCme car c6est un phnomCne trCs destructeur0

dou/le radier= aec une semelleamortissante 0Les mouements sonta/sor/s par les semellesamortissantes et les Joints glissants

permettent de dsolidariser le dou/leradier0

Fondation com/ine:dans certainssols= la mise en place de pieux en /tonarm= superposs par une structure enradier commune= permet une lgCrecompaction du sol et ainsi de rduirel6action sismi9ue de 25 ? 3* Q0

Fondation sur pieux d6aprCs lamthode "hilienne : les /timents

lourds sont installs sur des semellesamortissantes les9uelles reposants surun cadre trCs rigide compos par despieux en /ton arm0

(676006091) lesfondations-140218053916-phpapp01

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