fondations superficiels

1ères Génie Civil Technologie Fondations superficielles

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CHAPITRE 4 - LES FONDATIONS SUPERFICIELLES

I - RAPPELS : I – 1 Rôle des fondations : Les fondations servent à transmettre au sol les charges dues à un ouvrage, déterminées par une descente de charges. Elles doivent aussi assurer l’équilibre statique de la construction (pas de glissement horizontal, ni d’enfoncement ni de basculement) et être suffisamment résistantes. I – 2 Désignation des fondations : Une fondation est dite superficielle si D < 3 m ou si D < 6 B.

D désigne la distance entre le dessous de la fondation et le niveau fini du sol. B correspond à la largeur de la semelle. H : hauteur de la semelle d0 d0

L : longueur de la semelle D d0 : débord de la semelle H

B I - 3 Les trois types de fondations superficielles : - les semelles isolées sous poteaux sont telles que L < 5 B.



- les semelles filantes sous murs ou sous plusieurs poteaux rapprochés, sont telles que L > 5 B.

- les radiers sous l'ensemble ou une partie d’un ouvrage.

II – MATERIAUX DES SEMELLES : II – 1 Matériaux utilisés : Les fondations sont en béton non armé ou en béton armé. Le ciment utilisé dépend du risque de venue d’eaux agressives dans le sol ou du risque de temps froid. Si le ciment utilisé est de classe 42,5, les fondations superficielles sont en : - béton non armé dosé à 200 kg de ciment par m3 de béton dans le cas de charges très peu importantes (exemple : mur de clôture) et d'un sol consistant, résistant et homogène, - béton armé uniquement longitudinalement et dosé au minimum à 250 kg de ciment par m3 de béton dans le cas de semelles filantes, - en béton armé dans les deux sens et dosé à 300 kg de ciment /m3 de béton dans les autres cas. Les dosages sont augmentés de 100 kg de ciment par m3 de béton si le béton est mis en place dans l’eau. II – 2 Association acier – béton (béton armé) : Le béton résiste dix fois plus à la compression qu’à la traction. Afin d’éviter que le béton travaille à la traction, et sachant que l’acier est un matériau qui résiste très bien à la traction et à la compression mais qui coûte cher, l’idée est de placer des aciers dans les parties tendues du béton. C’est le principe du béton armé. Cette association est possible et durable car 1°) Les deux matériaux n’ont pas d’action chimique nuisible ensemble. 2°) Le béton se moule facilement, enrobe les aciers et les protège contre la corrosion. 3°) Les deux matériaux ont le même coefficient de dilatation thermique aux températures usuelles courantes.



4°) Les deux matériaux ont une bonne adhérence l’un avec l’autre, ce qui permet la transmission des efforts. III – DIMENSIONNEMENT DES SEMELLES : III – 1 Contrainte de calcul du sol : Pour dimensionner une semelle, on utilise une contrainte de calcul notée qd, contrainte pouvant être mobilisée sous la fondation sans danger de tassement et de rupture du sol. On rappelle qu’une contrainte correspond à une pression ( force/surface ou force surfacique). Cette contrainte qd dépend de la nature du sol. Elle est obtenue : - soit à partir des essais de sol : Les essais de sol peuvent être effectués en laboratoire ou en place. Suivant le type d’essais effectués, il existe des formules permettant de calculer cette contrainte à partir des valeurs obtenues lors des essais. Les essais très utilisés sont le pénétromètre statique, le pénétromètre dynamique et le pressiomètre. - soit à partir de l’expérience acquise sur des réalisations existantes voisines pour un sol et un ouvrage donné

ou suivant la nature géologique du sol (tableau de Coin).

III - 2 Effort apporté par le porteur vertical à la fondation : On a vu au chapitre 3 que grâce à une descente de charges sur chaque porteur vertical, on connaît la charge NEd appliquée juste au-dessus de la fondation. On rappelle que la structure supporte des charges permanentes (poids des parties porteuses et non porteuses de l’ouvrage) notées G et des charges variables telles que les charges d’exploitation (poids des meubles et des personnes…) notées Q.



La charge NEd qui sert au calcul des fondations, comme au calcul des porteurs verticaux, est une charge aux E.L.U. (états limites ultimes) donc pondérée : NEd = 1,35 G + 1,5 Q Les états limites ultimes (E.L.U.) correspondent à une sollicitation maximale des matériaux. C’est pour cela que l’on multiplie les charges par des coefficients de sécurité 1,35 et 1,5. Les états limites de service (E.L.S.) correspondent aux conditions normales d’exploitation d’un ouvrage, c’est à dire aux déformations uniquement élastiques des structures. Pour déterminer la charge réellement apportée au sol, il faut prendre en compte en plus de NEd, le poids de la semelle aux E.L.U. ainsi que le poids des terres situées au-dessus de la semelle. Mais au départ, on ne connaît pas les dimensions de la semelle. On ne peut donc pas rajouter son poids à NEd. C’est pour cela que l’on majorera les dimensions obtenues de 5% à 10%.

NEd III – 3 Stabilité externe des semelles : On a vu au chapitre 3 qu’afin de ne pas poinçonner le sol, on élargit la base des porteurs verticaux, ce qui donne les semelles et qui permet de diminuer la pression de contact sur le sol. Ainsi, si NEd est la charge verticale aux E.L.U. appliquée par le porteur vertical au haut de la fondation de manière centrée, et si S est la surface horizontale de contact avec le sol, NEd/S ≤ qd

III – 3 – 1 semelle filante sous mur : Considérons 1 m de mur. NEd est la charge appliquée par 1 m de mur sur la fondation et s’exprime en MN. S = B x 1 en m2. qd est en MPa. 1 MPa = 1 MN/m2. B : largeur de la fondation en m b : épaisseur du mur en m H : hauteur de la semelle en m, D’où, NEd/(B x 1) ≤ qd Ainsi, B N≥ Ed/qd



On connaît qd, b et NEd. On peut donc en déduire B en majorant de 5% à 10% la valeur numérique minimale obtenue et en prenant un multiple de 5 cm au-dessus de la valeur trouvée. Pour éviter le poinçonnement, utilisons la condition de la méthode des bielles expliquée page 7, pour le calcul de la hauteur H de la semelle.

H = max [(B – b)/4 + 0,04 m ; 0,20 m ] si béton de propreté H = max [(B – b)/4 + 0,075 m ; 0,20 m ] si pas de béton de propreté avec H multiple de 0,05 m, égal ou juste au-dessus de la valeur trouvée.

On en déduit On choisit alors une hauteur H de la semelle multiple de 5 cm égale ou juste au-dessus de la valeur numérique minimale trouvée. III – 3 – 2 semelle isolée sous poteau : Il existe 2 méthodes pour déterminer les dimensions horizontales B (en m) et C (en m) d’une semelle isolée sous un poteau de dimensions b ( en m) et c (en m) avec c ≥ b. * Si la semelle est carrée ou presque carrée, on déduit les dimensions de la semelle de manière homothétique par rapport aux dimensions du poteau. Ainsi, B/C = b/c B = b.C/c ⇒ NEd : charge appliquée par le poteau à la fondation, en MN, S = B x C surface horizontale de la fondation, en m2, On connaît NEd, b, c et qd. On cherche B et C. D’où, NEd/(BxC) q≤ d N⇒ Ed/[(b.C/c)xC] ≤ qd C ≥⇒ [c.NEd/(b.qd)]

De la même façon, B ≥ [b.NEd/(c.qd)] On en déduit B et C en majorant de 5% à 10% les valeurs numériques minimales obtenues et en prenant un multiple de 5 cm. Si b = c, B = C = (NEd/qd) * Si la semelle est rectangulaire, on peut toujours utiliser la méthode par homothétie mais la méthode des débords égaux est plus économique.



Dans la méthode des débords égaux, les dimensions de la semelle ne sont plus proportionnelles aux dimensions du poteau, mais les débords de la semelle qui dépassent du poteau dans les deux directions, sont identiques. On connaît b, c, NEd et qd. Cherchons d0, le débord. d0

d0 c B = b + 2 d0

b C = c + 2 d0

d0 d0 C S = B . C

B NEd/(B.C) ≤ qd N⇒ Ed /[(b + 2 d0) (c+ 2 d0)] ≤ qd

(b + 2 d⇒ 0) (c+ 2 d0) N≥ Ed/qd

4 d⇒ 02 + 2 b d0 + 2 c d0 + b.c – NEd/qd 0 ≥

4 d⇒ 02 + 2 (b + c) d0 + b.c – NEd/qd ≥ 0

Il suffit de résoudre cette inéquation comme une équation du second degré à une inconnue afin de calculer le débord d0 et en déduire ensuite B et C. La résolution de l’équation nous donne :

d0 = [- (b + c) + [(b + c)2 – 4 (b . c – NEd/qd)] ] /4 On majorera la valeur numérique minimale trouvée pour d0 de 5% à 10% en prenant un multiple de 5 cm. On en déduit alors : B = b + 2 d0 et C = c + 2 d0

NB : On remarque que quelle que soit la méthode, le côté le plus grand de la semelle correspond toujours au plus grand côté du poteau. (idem pour le plus petit côté) Pour éviter le poinçonnement, utilisons la condition de la méthode des bielles expliquée page 7, pour le calcul de la hauteur H de la semelle.. On en déduit

H = max [(C – c)/4 + 0,06 m ; 0,20 m ] si béton de propreté H = max [(C – c)/4 + 0,095 m ; 0,20 m ] si pas de béton de propreté H multiple de 0,05 m, égal ou juste au-dessus de la valeur trouvée.

H : hauteur de la semelle en m, C : plus grand côté de la semelle isolée en m, c : plus grand côté du poteau en m.



On choisit alors une hauteur H de la semelle multiple de 5 cm égale ou juste au-dessus de la valeur numérique minimale trouvée. III - 3 – 3 vérifications : En fait il faudrait vérifier ensuite que (NEd + Psem u)/S ≤ qd

Avec Psem u = 1,35 x 0,025 x B x C x H en MN et avec C = 1 m pour une semelle filante Mais avec les majorations de 5% à 10% faites au III – 3 – 1 et au III – 3 – 2, la vérification est inutile. III – 4 Stabilité interne : Pour que la semelle résiste, il faut placer des aciers là où c’est nécessaire. Cherchons l’emplacement des aciers en observant le fonctionnement des semelles. III – 4 – 1 fonctionnement des semelles : * Les semelles flexibles ont tendance à se déformer de la façon suivante :

La partie de béton qui est tendue se trouve dans le bas de la semelle . Il faut donc placer

les aciers en bas. Les semelles sont maintenant calculées ainsi d’après l’eurocode 2. * Avant, au BAEL, les semelles étaient calculées comme rigides. C’est la méthode des bielles. La charge transmise par le porteur vertical passe par des bielles de compression en béton, symétriques par rapport à l’axe. Ces bielles représentent les fissures dans la semelle dans le cas d’une rupture. Du fait qu’elles sont obliques, ces bielles ont tendance à s’écarter. C’est pour cela que l’on place des armatures horizontales dans le bas de la semelle afin d’empêcher cet écartement. C’est le même principe qu’une double échelle.

On remarque que quelle que soit la méthode, les aciers sont placés au même endroit.



III – 4 – 2 enrobage dans une semelle : D’après l’annexe nationale française de l’EC2, si la semelle est sur béton de propreté, l’enrobage cnom est de 30 mm. S’il n’y a pas de béton de propreté, cnom = 65 mm. Le béton de propreté devra avoir une épaisseur d’au moins 4 cm. III – 4 – 3 semelles filantes : On connaît :

- la charge NEd en MN/m appliquée par le mur sur la semelle,

- le type d’agressivité du sol, - l’épaisseur b du mur, en m, - la présence ou l’absence de béton de propreté, - la résistance de l’acier fyk en MPa, - les dimensions de la semelle B et H.

* Aciers principaux, nappe inférieure parallèle à B, Si béton de propreté, d = H – 0,04 m ou si pas de béton de propreté, d = H – 0,075 m La formule de M. Thonier donne des valeurs juste supérieures à celles de l’eurocode2.

A = α NEd (B – 0,7b)2 /(7,2 d B fyd)) Avec A : section d’aciers en m2,

α = 1 si le sol n’est pas agressif, 1,1 si le sol est à faible agressivité chimique, 1,3 si le sol est à agressivité chimique modérée,

1,5 si le sol est à forte agressivité chimique. NEd : effort appliqué en pied de mur en MN/m, B : largeur de la fondation en m, b : épaisseur du mur en m, fyd = fe/γs = 500/1,15 = 434,8 MPa , contrainte de calcul de l’acier. L’espacement des aciers est généralement compris entre 15 et 30 cm. Puisque les aciers principaux sont répartis sur 1 m, le nombre de barres de diamètre ΦL sur 1 m doit être compris entre 1/0,30 = 3,33 et 1/0,15 = 6,67. Le nombre de barres qui est obligatoirement un entier, est donc compris entre 4 et 6. De plus, Il faut que ΦL ≥ 8 mm. Pour le choix des aciers on se reportera au tableau des aciers. Si φL obtenu > 20 mm, il faut refaire le calcul de A avec d = h – cnom– φL/2. (voir II – 4 – 2 pour cnom) Cherchons ensuite à savoir si les aciers se terminent ou non par des crochets.

Lbd = 40 φLPour cela, on calcule tout d’abord la longueur d’ancrage Lbd des aciers en prenant On compare ensuite cette valeur avec (B – 0,7b)/4.



Si Lbd > (B – 0,7b)/4, il faut des crochets d’extrémité. Si Lbd (B – 0,7b)/4, les barres sont droites sans crochet d’extrémité. ≤

* Aciers de répartition :Les aciers de répartition sont parallèles à la longueur du mur et sont placés juste au-dessus des aciers principaux. Les recommandations professionnelles nous donnent :

On choisit dans le tableau des aciers, n barres de diamètre φR de section totale ≥ 1,5 cm2. Pour cela, on calcule la fourchette dans laquelle doit être compris n, nombre entier de telle sorte que B /0,3 n ≤ B /0,15 avec B en m ≤

Arep ≥ 1,5 cm2

NB : L’intersection de deux semelles filantes doit comporter des équerres de même diamètre que les aciers.

III – 4 – 4 semelles isolées : On connaît :

- Le type d’agressivité du sol, - la charge NEd en MN appliquée par le

poteau sur la semelle, - les dimensions du poteau b et c, en m,

avec c b. ≥- la présence ou l’absence de béton de

propreté, - la résistance de l’acier fyk en MPa., - les dimensions de la semelle B, C et H.

Prenons d = H – 0,06 m si béton de propreté et d = H – 0,095 m s’il n’y a pas de béton de propreté. * Aciers parallèles au plus grand côté C : (situés en dessous) La formule de M. Thonier donne des valeurs juste supérieures à celles de l’eurocode2.

A1 = α NEd (C – 0,7 c)2 /(7,2 d C fyd) Avec A1 : section d’aciers en m2,



α = 1 si le sol n’est pas agressif, 1,1 si le sol est à faible agressivité chimique, 1,3 si le sol est à agressivité chimique modérée,

1,5 si le sol est à forte agressivité chimique. NEd : effort appliqué en pied de poteau en MN, C : plus grand côté de la semelle isolée en m, c : plus grand côté du poteau en m, fyd = fe/γs = 500/1,15 = 434,8 MPa , contrainte de calcul de l’acier. On choisit dans le tableau des aciers, n1 barres de diamètre φ1 8 mm de section totale ≥ ≥ A1. Pour cela, on calcule la fourchette dans laquelle doit être compris n1, nombre entier, de telle sorte que B/0,3

n≤ 1 ≤ B / 0,15 en prenant B en m.. Si φ1 obtenu > 20 mm, refaire le calcul de A1 avec d1 = h – cnom – φ1/2. (voir II – 4 – 2 pour cnom) Cherchons ensuite à savoir si les aciers se terminent ou non par des crochets.

Lbd = 40 φ1Pour cela, on calcule tout d’abord la longueur d’ancrage Lbd des aciers en prenant On compare ensuite cette valeur avec (C – 0,7c)/4.

Si Lbd > (C – 0,7c)/4, il faut des crochets d’extrémité. Si Lbd (C – 0,7c)/4, les barres sont droites sans crochet d’extrémité. ≤

* Aciers parallèles au plus petit côté B : (situés juste au-dessus des aciers parallèles à C) (Formule de M. Thonier)

Avec A2 : section d’aciers parallèles à B en m2, B : plus petit côté de la fondation en m, b : plus petit côté du poteau en m, α, NEd, H et fyd sont inchangés. Φ1 correspond au diamètre des aciers du lit précédent en m. On choisit dans le tableau des aciers, n2 barres de diamètre φ2 8 mm de section totale ≥ ≥ A2. Pour cela, on calcule la fourchette dans laquelle doit être compris n2, nombre entier de telle sorte que C/0,3

n≤ 2 ≤ C / 0,15 avec C en m. Si φ2 obtenu > 20 mm, refaire le calcul de A2 avec d2 = h – cnom – φ1 – φ2/2. (voir II – 4 – 2 pour cnom) Cherchons ensuite à savoir si les aciers se terminent ou non par des crochets. Pour cela, on calcule tout d’abord la longueur d’ancrage Lbd des aciers en prenant On compare ensuite cette valeur avec (B – 0,7b)/4.

Si Lbd > (B – 0,7b)/4, il faut des crochets d’extrémité. Si Lbd (B – 0,7b)/4, les barres sont droites sans crochet d’extrémité. ≤

NB : tous les aciers comprennent des crochets à leurs extrémités.

Lbd = 40 φ2

A2 = α NEd (B – 0,7 b)2 /(7,2 d B fyd)



Vue de dessus des aciers dans une semelle isolée :

IV – DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES CONCERNANT LES SEMELLES : IV – 1 Fondations à des niveaux différents : Si des fondations, semelles isolées ou semelles filantes parallèles, sont à des niveaux différents, les niveaux des fondations successives doivent être tels qu’une pente de 3 de base pour 2 de hauteur relie les arêtes des semelles les plus proches.

Si ce n’est pas le cas, on place du gros béton sous la semelle la plus haute jusqu’au niveau nécessaire. La hauteur de gros béton se calcule et fera l’objet d’exercices . gros béton

pente de 2/3 Dans le cas où deux semelles filantes sont perpendiculaires et situées à des profondeurs différentes, on place sous la semelle filante la moins profonde, du gros béton dosé à 250 kg de ciment par m3, de largeur identique à celle de la semelle et de profondeur variant suivant la pente de 2/3. Le béton ne pouvant pas tenir sur une pente aussi importante, des redans (sortes de marches d’escalier) sont effectués. Les semelles doivent toujours être horizontales. Si une semelle se trouve



suivant la pente, on peut la réaliser par gradins successifs. IV – 2 Fondations superficielles à proximité d’ouvrages sur pieux ou de fouilles ou talus : Les fondations superficielles ne doivent exercer aucune action dangereuse sur les fondations profondes voisines. Il faut donc vérifier que les efforts supplémentaires apportés par les fondations peuvent être supportés sans dommage. IV – 3 Précautions concernant le gel : Le niveau de fondation doit être descendu à une profondeur suffisante pour mettre le sol d’assise à l’abri des conséquences du gel. Cette profondeur dépend de la nature du sol, de l’altitude et du climat. Elle varie de 0,5 m à 1 m généralement, les 1 m pouvant être dépassés en montagne. Lors de l’exécution des fondations, si le fond de fouille est inondé et gelé ou présente des flaques d’eau transformées en glace, le bétonnage n’est fait qu’après dégel ou destruction complète de la glace, décapage et nettoiement du terrain affecté par le gel. La carte ci-contre montre les profondeurs hors gel à adopter suivant les régions. IV – 4 Fondations au voinage de fouilles et talus :



Si, dans le voisinage de l’ouvrage, existent des fouilles ou de dépressions plus profondes que le niveau des fondations, il convient de vérifier que les charges et poussées apportées par les fondations peuvent être supportées par leur terrain d’assise aussi bien en phase provisoire qu’en phase définitive IV – 5 Joints : Il existe trois sortes de joints : les joints de rupture, les joints de dilatation et les joints diapasons. * Les joints de dilatation sont à prévoir pour les bâtiments de grande longueur. Ils servent à éviter les fissures dues aux allongements et raccourcissements dus aux variations de températures ou au retrait du béton. Ils sont placés sur toute la hauteur et toute la largeur du bâtiment. Ainsi, les joints de dilatation doivent être espacés au maximum de :

- 25 m dans les régions sèches et à fort contraste thermique (départements voisins de la Méditerranée),

- 30 à 35 m dans les régions de l’est, les Alpes et le massif central, - 40 m dans la région parisienne, - 50 m dans les régions humides et tempérées (départements de l’ouest)

Le joint de dilatation ne coupe pas la fondation mais seulement les porteurs verticaux qui sont alors fondés sur une même semelle. * Un joint de rupture doit être prévu entre deux parties mitoyennes d’un ouvrage ou entre deux ouvrages mitoyens quand il existe des risques de tassements différentiels pour des ouvrages de poids différents ou avec sol à changement brusque de compressibilité. Les joints de rupture sont eux-aussi placés sur toute la hauteur et toute la largeur du bâtiment.

Un joint de rupture est indispensable entre un bâtiment ancien et un nouveau bâtiment mitoyen même si les charges sont sensiblement identiques, pour éviter les désordres dus au tassement ou à la consolidation du sol sous le bâtiment récent.

Dans le cas d’un joint de rupture, les semelles comme les porteurs verticaux, sont coupés en deux. Au droit du joint, il existe deux semelles


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distinctes sous chacun des deux porteurs verticaux. Attention, chaque semelle est excentrée par rapport à la charge appliquée par le porteur vertical qu ‘elle reprend (voir semelles excentrées au IV – 6). NB : En tenant compte de IV- 1 et IV – 4, si l’on veut construire un bâtiment ou une partie d’un bâtiment à côté d’un bâtiment existant, il faudra donc placer un joint de rupture entre les deux. Si, de plus, le nouveau bâtiment a des fondations moins profondes que celles du bâtiment existant, il faudra appliquer la règle de 2/3 aux fondations et donc placer du gros béton sous les semelles de la nouvelle construction. Dans le cas contraire, cas où le nouveau bâtiment a des fondations plus profondes que celles de l’ancien, il faudra effectuer une reprise en sous-œuvre pour descendre les fondations du bâtiment existant au niveau des fondations de la nouvelle construction. * les joints diapasons sont comme des joints de dilatation mais ne sont réalisés que sur un ou quelques étages, souvent uniquement sur le dernier étage qui est plus sensible aux différences de températures. IV – 6 Semelles excentrées : On place des semelles excentrées sous murs ou sous poteaux lorsque le bâtiment est en limite de propriété ou en rive d’un bâtiment existant (au droit d’un joint de rupture). Le décalage entre la charge apportée par le porteur vertical à la fondation et celle appliquée par le sol sur la fondation crée un moment qui a tendance à faire basculer la semelle. Pour compenser ce moment et empêcher la rotation de la semelle, il existe deux solutions :

- placer une longrine de redressement entre la semelle excentrée et la semelle voisine, dans la direction de l’excentrement. Une longrine est une poutre reposant sur des fondations permettant la transmission des efforts. Elle est soumise à de la flexion. Cette longrine peut être placée au même niveau que les fondations ou juste au-dessus. Les aciers supérieurs que l’on voit sur le schéma reprennent le moment.

- méthode de la butée : Le

moment peut être compensé par un buton placé entre la fondation

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excentrée et la fondation voisine. Le buton travaille uniquement en compression simple. L’effort appliqué par le buton doit être compensé par un plancher au-dessus.

Mais attention, la méthode de la butée crée de la flexion composée dans le plancher et dans le porteur vertical. C’est pour cela que la longrine de redressement est une méthode plus utilisée. NB : Ainsi, dès qu’une construction se trouve en limite de propriété ou mitoyenne avec une construction existante, il faut penser à excentrer les semelles et à placer des longrines de redressement pour chaque semelle excentrée. IV – 7 Précautions contre la venue d’eau : Pour éviter les tassements, une diminution de la force portante du sol et une remontée d’eau par capillarité dans les porteurs verticaux, il faut prévoir un drainage. (voir chapitre 6) V – MISE EN ŒUVRE DES SEMELLES : V – 1 Forme d’une semelle : On a vu au III – 4 – 1 que la charge appliquée par le porteur vertical peut se transmettre par des bielles de compression dans la semelle. La partie hachurée du béton sur le schéma ne reprend pas d’effort. On pourrait donc retirer les deux parties hachurées sans problème. La pente s’appelle glacis. Cependant les arêtes basses sont trop fragiles. Ainsi le DTU 13 – 12 stipule qu’il faut une hauteur de 6Φ + 6 cm minimale aux extrémités des semelles. Cette hauteur s’appelle le patin. Sans rien enlever à sa résistance, une semelle peut donc avoir la forme suivante.

glacis ≥ 6Φ + 6 cm patin

Mais si la semelle a cette forme, on laisse généralement autour du porteur vertical une largeur horizontale de 5 cm pour faciliter la mise en place du coffrage du voile ou du poteau. Si la pente du glacis est inférieure à 30°, on peut éviter le coffrage. Dans le cas contraire, cette disposition nécessite un coffrage, ce qui impose du matériel supplémentaire et un temps de main d’œuvre pour la mise en place.



On peut donc considérer que ce type de semelle à glacis ne sera utilisé que si la semelle est assez grosse pour que le coût du béton enlevé compense le coût du matériel utilisé et de la main d’œuvre pour le coffrage. En général, c’est le cas des semelles isolées de très grandes dimensions. V – 2 Réalisation : Dans le cas où il n'y a pas de venues d'eau et où la nappe phréatique se trouve en dessous du niveau des fondations, 1 - Une fois que les terrassements généraux de la maison ont été exécutés, on met en place des chaises pour implanter les fondations.

2 - Deux cas alors se présentent : Si le sol est stable, on coule sans coffrage. On ne terrasse que la partie du sol où il y aura la semelle. Le sol sert de coffrage pour les côtés. Si le sol a tendance à s’ébouler, il faut un coffrage sur les côtés. Il faut donc terrasser plus que la partie de sol où il y aura la fondation, pour laisser la place au coffrage. 3 - De toutes façons, on terrassera un peu plus bas que la cote indiquée sur les plans car on coulera un béton très faiblement dosé en ciment appelé béton de propreté qui a pour seule fonction d'éviter au béton de la semelle de se mélanger avec la terre pour ne pas diminuer sa résistance et permettre ainsi



d’éviter la corrosion des aciers. Son épaisseur minimale est de 4 cm. Le béton de propreté peut, dans certains cas, en fonction des conditions de surface et de nature des terrains de fondation, être remplacé par une augmentation de l’enrobage ou par la pose de feuilles étanches en matière plastique, par exemple feuilles de polyéthylène placées au même endroit. 4 - On trace les axes du poteau ou du mur sur le béton de propreté. 5 - On place ensuite le coffrage si c'est nécessaire, puis les armatures de la semelle en utilisant des cales pour assurer l'enrobage voulu, et enfin les armatures de liaison entre le poteau ou le voile avec la semelle. Il faudra bien ligaturer les armatures afin qu'elles ne se déplacent pas lors du coulage et de la vibration du béton. La distance entre le fond de fouille ou le béton de propreté et le nu inférieur des aciers s’appelle l’enrobage. Il est de 3 cm s’il y a un béton de propreté et de 6,5 cm s’il n’y en a pas. Si c’est une semelle filante sous mur en maçonneries, aucun acier ne dépasse sauf à l’endroit des chaînages verticaux ou des poteaux incorporés pour lesquels la semelle contient des armatures renforcées. Si c’est une semelle filante sous voile en béton armé ou une semelle isolée sous poteau, des aciers sont placés sortant de la semelle. Dans le cas des poteaux, il faut prévoir des armatures en attente différentes dans les semelles suivant s’il y a transmission ou non d’un moment. Lorsque les sollicitations de flexion composée à la base d’un poteau ou d’un voile conduisent à des aciers tendus, ceux-ci sont à retourner en partie basse des fondations avec un retour correspondant à l’ancrage nécessaire. Dans le cas contraire, il suffit de prévoir un ancrage droit des aciers sur au moins 20 diamètres.

35Φ 6 - On coule le béton de la semelle en une seule fois sans reprise de bétonnage et on le vibre. On obtient donc les aciers suivants :



VI - LES RADIERS : VI - 1 Comportement d'un radier :

Un radier est une dalle en béton armé épaisse nervurée ou non, située sous tout ou une partie d’un bâtiment qui prend appui sur le sol. Les charges sont ainsi réparties sur une très grande surface de façon à réduire les pressions sur le sol de fondation. Le radier se comporte comme un plancher renversé qui est soumis :

- à des charges verticales ponctuelles (poteaux) ou linéiques (murs) descendantes provenant des porteurs verticaux,

- et à une action verticale ascendante du sol supposée uniformément répartie sur toute la surface.

En imaginant comment se déforme un radier, on s'aperçoit que la partie tendue du radier se trouve en haut sauf à l'endroit des poteaux ou des murs. Comme il faut placer les aciers dans les parties tendues du béton, les aciers se trouvent en bas au droit des poteaux et des murs, et en haut ailleurs. On place souvent des radiers sous les cages d’ascenseurs. VI - 2 Conditions d’emploi d’un radier :



On utilise un radier :

- lorsque le sol a une faible capacité portante et que le bon sol est trop profond,

- lorsque la surface totale des semelles isolées et filantes est supérieure à la moitié de la surface du bâtiment,

- lorsque le bâtiment comprend des niveaux enterrés,

- lorsque l'ouvrage possède des charges symétriques (il ne faut surtout pas faire de radier dans

le cas de charges dissymétriques),

- lorsqu'il est difficile d'utiliser des fondations profondes à cause de l'accessibilité, des vibrations nuisibles,....

NB : Il faudra faire attention à l'action de l'eau sur le radier (poussée d'Archimède) qui aura tendance à soulever l'ouvrage.

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