chapitre_2_fondations

7/26/2019 chapitre_2_fondations

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LES FONDATIONS

1. FONCTION DE LA FONDATION..................................................................................................................2

2. LA THEORIE GENERALE DE FONCTIONNEMENT DES FONDATIONS..........................................3

2.1 APPROCHE - LA THEORIE DU COIN DE TERRE : ....................................................................................3

2.2 LA LIMITE ENTRE SUPERFICIELLES ET PROFONDES :.........................................................................5

2.3 LA DIFFUSION DES CONTRAINTES DANS LE SOL : LA NOTION DE BULBE....................................5

3. LES FONDATIONS SUPERFICIELLES (RAPPEL)....................................................................................6

3.1 LES DEUX TYPES PRINCIPAUX...................................................................................................................6

3.2 LES FONDATIONS ISOLEES..........................................................................................................................6

3.3 LES FONDATIONS FILANTES.......................................................................................................................7

3.4 PROFONDEUR MINIMALE DES FONDATIONS : ......................................................................................7

3.5 FONDATION A DES NIVEAUX DIFFERENTS : .........................................................................................8

3.5 CONDITIONS DE MISE EN OEUVRE DES FONDATIONS SUPERFICIELLES : ....................................83.7 DRAINAGE ASSOCIE AUX FONDATIONS : ..............................................................................................8

3.6 JOINT DE DILATATION - JOINT DE RUPTURE : ......................................................................................8

3.7 UN CAS PARTICULIER : LE RADIER...........................................................................................................9

4. LES FONDATIONS PROFONDES................................................................................................................11

4.1 RAPPEL DEFINITION. ..................................................................................................................................11

4.2 ANALYSE PAR RAPPORT AU MODELE THEORIQUE. .........................................................................11

4.3 TERME DE POINTE - FROTTEMENT LATERAL......................................................................................11

4.4 DIFFERENTS TYPES DE FONDATIONS PROFONDES............................................................................12

4.4.1 Prambule : ..............................................................................................................................................12

4.4.2 Les puits .............................................................................................................................................. .....12

4.4.4 Une extrapolation des puits : Les barrettes........................................................................................ .....13

4.4.4 Les pieux............................................................................................................................................ .......14

4.4.5 Les micropieux..........................................................................................................................................17

4.5 LES COLONNES BALLASTEES...................................................................................................................19

4.5.1 Prsentation de la technique. ...................................................................................................................19

4.5.2 Mise en uvre. ..........................................................................................................................................20

4.5.2 CAPACITPORTANTE, INTRTCNOMIQUE.............................................................................................................20

5. CONCLUSION .................................................................................................................................................21

S5CE2 2010 2011 construction urbaine - chapitre 2 FONDATIONS page 1


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1. FONCTION DE LA FONDATION

La dtermination des dimensions des structures des btiments a pour objet la

conservation d'un tat d'quilibre stable. Comme tout solide, les constructions obissent

aux lois gnrales de l'quilibre. L'ensemble construction - sol d'assise doit permettre

d'crire que la somme des forces suivant les deux axes principaux est gale 0, ainsi que

la somme des moments.

La fondation doit, dans ce cadre, assurer l'quilibre entre la pression engendre par la

sollicitation (descente de charge de la construction) et la rsistance du sol (contrainte

admissible).

La fondation doit transmettre les charges qu'elle reoit de la superstructure au sol d'assise

choisi (grace aux donnes de l'tude gotechnique (cf chapitre prcdent).

Les charges qui arrivent depuis la superstructure sont rediriges vers le sol de manire

linaire ou de manire ponctuelle suivant la configuration (lment de type voile ou de

type poteau)

- Image du couteau. La surface de contact est rduite, la contrainte est augmente

proportionnellement. Il y a rupture mme avec une force d'appui relativement faible.

La fondation de dimensions trop faibles en regard de la rsistance du sol "poinonne"

celui-ci suivant un schma que nous verrons plus loin.

Quel qu'en soit le type, la fondation doit satisfaire l'ingalitsuivante :

Q\fond


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Equation aux dimensions :

MN

MN

m

=

MNxm

MN=m

Il peut arriver que les charges transmises la fondation par la superstructure prsententune composante horizontale (charge de vent, charges d'origine sismique...). La fondation

doit galement transmettre ces charges au sol et en permettre l'quilibrage par le sol. Les

efforts sont alors transmis par frottement sur le sol ou par mise en uvre dune bute sur

le long des parois verticales des lments de fondation.

Les fondations sont divises en deux groupes.

1. Fondations superficielles

2. Fondations profondes

Nous verrons plus loin comment dterminer la limite entre ces deux domaines.

Les superficielles ont t vues en 2eme anne. On effectuera dans ce cours un petit

rappel concernant ces lments. Elles ne prsentent pas de trs grande difficults de

comprhension.

Les fondations profondes sont au programme de ce cours et seront vues dans un

deuxime temps.

2. LA THEORIE GENERALE DE FONCTIONNEMENT DES FONDATIONS

2.1 APPROCHE - LA THEORIE DU COIN DE TERRE :

Une fondation, lors de son fonctionnement de transfert de charge vers le sol d'assise,

sollicite celui-ci suivant un diagramme bien particulier :



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La pression exerce par la fondation sur le sol a tendance poinonner le terrain et donc

enfoncer la zone de terrain situe sous l'assise. Pour s'enfoncer, celle-ci doit accuser un

mouvement par rapport la zone non sollicite directement. Il s'agit ld'un phnomne de

cisaillement du terrain suivant les lignes que nous avons sur le schma.

L'quilibre du coin de terre dpend donc des lments suivants :

- Les actions exerces par la fondation.

- La rsistance au cisaillement du terrain en place.

- Le poids de la zone de terre formant la vague de refoulement.

En premire approche, on peut considrer l'quation suivante :

Q + Pterre+ x Sc= 0

avec . Q = effort exercpar la fondation

. Pterre= poids des terres refoules

. = Rsistance au cisaillement le long de la ligne de rupture

. Sc = Surface de contact au niveau du cisaillement.

De cette approche relativement simple, on dduit :

Plus le sol est compact et prsente une bonne rsistance au cisaillement, plus il

aura de portance, et donc, plus la semelle charge gale, aura des dimensions rduites.



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Plus le poids des terres formant la vague augmente, plus la portance augmente.

2.2 LA LIMITE ENTRE SUPERFICIELLES ET PROFONDES :

Cette limite dcoule de l'quation simplifie ci-dessus. Lorsque l'assise de la fondation est

proche de la surface, le terme constitu du poids des terres formant la vague est

suffisamment faible pour tre nglig. On est en fondations superficielles.

Lorsque la profondeur d'assise augmente, ce terme devient significatif et l'on passe en

fondations profondes.

Ce passage s'effectue sans solution de continuit. Il fallait donc fixer une limite. Elle

dpend du rapport B/H (avec B : largeur de la fondation et H profondeur dassise) et varie

suivant les auteurs. Dans les recommandations SOCOTEC, cette limite est fixe 6.

Dune manire gnrale cette valeur est communment admise par lensemble de la

profession.

2.3 LA DIFFUSION DES CONTRAINTES DANS LE SOL : LA NOTION DE BULBE.

Lorsque la fondation est l'quilibre, il existe, sous son assise et dans son environnement

proche, des zones d'gale contrainte.

. Immdiatement sous l'assise, la valeur de la contrainte est celle calcule lors du

dimensionnement de la fondation.

. En allant vers la profondeur, la contrainte effective diminue suivant un diagramme

en forme de bulbe.

. L'angle au sommet des bulbes dpend de la qualitdu sol.

. On remarque que la contrainte influence des zones situes au-delde la stricte

emprise de la fondation. On voit ici la possible influence d'une fondation sur un ouvrage

voisin.



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Attention : La relation entre contrainte et dformation donne l'image des tassements

attendre. On peut dont induire un tassement supplmentaire pour une fondation ancienne

en venant se fonder proximit.

3. LES FONDATIONS SUPERFICIELLES (RAPPEL)

3.1 LES DEUX TYPES PRINCIPAUX

Les fondations superficielles sont de deux types principaux :

. Isoles

. Filantes

3.2 LES FONDATIONS ISOLEES

On entend par isole, une fondation prsentant une gomtrie proche du carr(ou du

rond). Ce type de fondation est mis en uvre dans le cadre d'un btiment prsentant des

descentes de charges concentres (poteaux, longrines sous murs).

- Exemple : Une semelle sous un poteau.

. Pas de rpartition de la charge sur une grande distance.

. Calcul de la surface par Q/qels

. Armatures basses pour reprendre la flexion de la semelle par rapport la charge

apporte par le ft.

. Cas particulier des fondations souleves (ancrages des haubans par exemple).

. Spcificitde liaisons dans le cadre de la construction parasismique. Butonnage entre

semelles.



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3.3 LES FONDATIONS FILANTES

Lorsque la descente de charges n'est plus concentre (sous un mur classique), on met

logiquement en uvre une fondation de type filante, c'est dire continue sous l'objet

fond.

. Calcul de la largeur par galisation de la descente de charge au ml avec q els. DC

au ml / qels= Largeur

. Existence, dans une certaine mesure, d'un phnomne de rpartition des charges

(poteau inclus dans le mur).

. Armature de chanage + armature transversales pour quilibrer la flexion de lasemelle par rapport au soubassement (principe de diffusion par les bielles).

. Prcaution de liaison entre semelles afin de parfaire le chanage dans le cadre PS.

Bien qu'il soit autorisd'effectuer la liaison par le plancher haut du VS si celui-ci se trouve

moins de 1,20m des fondations, il est recommand de butonner les longueurs de

semelles filantes par une semelle perpendiculaire de section minimmale 30 x 30.

Par ailleurs, l'exprience montre que les construction raidies par des refends

perpendiculaires aux longs pans, et disposs au niveau fondations et VS, rsistent mieux

toutes les sollicitations (lger tassements par faiblesse du sol, dfaut de chanage....).

3.4 PROFONDEUR MINIMALE DES FONDATIONS :

Les fondations doivent tre assises au-delde la zone d'action du gel. C'est la profondeur

dite de hors gel. Elle varie suivant les rgions. En Provence, on la fixe 50 cm environ. En

montagne, elle peut atteindre 1,50 m.



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3.5 FONDATION A DES NIVEAUX DIFFERENTS :

Respect de la rgle des 3/2 conformment au DTU 13.12 hors zone sismique. 3/1 en zone

sismique.

L'assise de deux fondations voisines tablies des altitudes diffrentes soit respecter un

angle correspondant 3 l'horizontale pour 2 (ou pour 1 suivant le cas) la verticale.

3.5 CONDITIONS DE MISE EN OEUVRE DES FONDATIONS SUPERFICIELLES :

- Les terrassements se font la pelle mcanique (rarement la main).

- L'implantation des ouvrages doit tre parfaite avant les terrassements.

- On vitera les terrassement par temps de pluie.

- L'assise doit tre horizontale (redans si ncessaire). L'arase suprieure aussi....

- Curage des fonds de fouilles (exemple des sinistres avec galette de matriaux

incomptents sous la semelle).

- Mise en uvre d'un bton de propret.

- Calage des aciers.

3.7 DRAINAGE ASSOCIE AUX FONDATIONS :

Toutes les assises de fondations superficielles doivent tre protge des eaux de

ruissellement. Il faut empcher les lessivages du sol par entranement de fines et protger

le niveau hygromtrique du matriau d'assise (notamment en cas de prsence d'argile).

3.6 JOINT DE DILATATION - JOINT DE RUPTURE :

Les joints de dilatations ne sont pas reconduits au niveau des fondations. Ils sont, en

gnral, arrts, soit au niveau suprieur des fondations, soit au niveau du plancher haut

du VS ou du sous-sol. Leur fonction tant de permettre les mouvements de la structure

engendrs par les comportements des diffrents matriaux lors des variations de la

temprature, ils n'ont pas lieu d'tre tendus l'infrastructure.



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Les joints de rupture ou joints de tassements sont destins permettre la structure

d'encaisser des variations altimtriques de l'assise des fondations, soit dans le cadre d'un

tassement diffrentiel. Celui-ci peut tre engendr par un chargement des fondations

diffrent entre deux zones (plusieurs tages d'un cotet Rez simple de l'autre) ou par unevariation du sol d'assise (d'ola ncessitd'une bonne analyse du rapport gotechnique).

Le joint de rupture est galement impratif dans le cadre de la mise en uvre de deux

modes de fondations diffrents sur deux blocs d'un mme btiment (fondation sur

semelles d'un cotet fondation sur pieux de l'autre par exemple).

3.7 UN CAS PARTICULIER : LE RADIER.

Lorsque la recherche de l'accord entre la descente de charge et la contrainte admissible

conduit augmenter la largeur des semelles filantes sous murs, on arrive au cas extrme

ou il y a recouvrement entre les zones d'action des semelles et, la limite, oles semelles

se touchent. Cela revient alors mettre en uvre une grande semelle occupant la totalit

de la surface de la construction.

Cette configuration conduit au schma du radier. Dans ce cas, la totalitde la surface au

sol du btiment est sollicite pour rpartir les efforts apports par les murs.

Exemple : une maison de 250 tonnes (2,5 MN) sur une surface au sol de 100 m

apporte au sol, si le radier est parfaitement rigide, une contrainte de 0,025 MPa. En ralit

la contrainte varie autour de cette valeur moyenne en fonction de la rigiditdu radier et du

module d'lasticitdu sol. Ces variations peuvent se dterminer grce des logiciels de

calcul aux lments finis.

La structure du radier est simple. Il s'agit d'une dalle de bton (paisseur courante : 20

35 cm) reposant sur une assise en tout venant compact).

Le radier travaille de manire inverse car les descentes de charges sont apportes par

les murs qui sont rpartis en priphrie (sauf les refends). La sollicitation est semblable au

schma de la bulle de savon sur un anneau et que l'on dforme en soufflant. Les bords

restent fixes sur le support tandis que le centre se dforme sous l'action de la pression.



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On a donc un schma de sollicitation inversentre les murs. Le radier est donc armen

partie suprieure entre les murs.

Remarque : diffrence entre le radier et le dallage.

. Ouvrage de fondation contre simple ouvrage de surface de plancher

. Liaux murs (qui reposent dessus) contre indpendant des murs

. Epaisseurs diffrentes (dallage 12 15 cm)

. Armatures importantes dans le radier, faibles dans le dallage.



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4. LES FONDATIONS PROFONDES.

4.1 RAPPEL DEFINITION.

Conformment ce que l'on a vu plus haut, les fondations sont dites "profondes" lorsquele rapport H/B > 6.

Les fondations profondes permettent de reporter les charges au-del des couches de

surface lorsque celles-ci sont incomptentes, en sollicitant des formations plus profondes.

Elles peuvent-tre massives (puits) ou lances (pieux).

4.2 ANALYSE PAR RAPPORT AU MODELE THEORIQUE.

En se replaant dans le schma thorique du coin de terre, l'augmentation de la

profondeur d'assise induit une augmentation du terme correspondant au poids des terres

refoules. Lorsque la profondeur devient importante, cette valeur n'est plus ngligeable et

devient mme prpondrante. Il s'ensuit logiquement une dfinition des fondations

profondes : Ce sont des fondations dont le calcul de portance intgre le terme de

profondeur.

Suivant le type de fondation, le calcul de la portance ne se conduit pas de la mme

manire, mais les fondements thoriques sont identiques.

4.3 TERME DE POINTE - FROTTEMENT LATERAL.

La fondation profonde prsente une surface d'appui sur l'horizon d'assise gale sa

section. Cette surface d'appui engendre une raction du sol que l'on appelle terme de

pointe.

Lorsque la fondation prsente une dimension verticale importante, la surface de contact

entre les flancs de la fondation et le terrain peut tre le sige de frottements (dans les

deux sens). Suivant le mode de ralisation ce frottement peut tre significatif. Les efforts

mobiliss au niveau de ce contact constituent le frottement latral.



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4.4 DIFFERENTS TYPES DE FONDATIONS PROFONDES

4.4.1 Prambule :

Le groupe des fondations profondes recouvre une grande varitde techniques qu'il serait

impossible de parcourir dans le cadre de ce cours. Nous avons donc choisi de traiter de 4

techniques qui nous semblent suffisamment courantes et qui permettent une approche de

ce vaste domaine. On abordera donc les puits, les pieux, les micropieux et, pour finir, les

colonnes ballastes qui se trouvent la marge des techniques de fondations et de

traitement de sol.

Nous avons classnotre approche des trois premires techniques par ordre dcroissant

de massivitdes ouvrages.

4.4.2 Les puits

Les puits se placent en limite des deux domaines de fondations. Ils se rattachent, par le

principe de ralisation, aux fondations profondes, mais sont gnralement calculs

suivants les rgles des fondations superficielles.

Il s'agit de la technique la plus ancienne de fondation profonde. Autrefois, la ralisation

des puits tait systmatiquement manuelle (par des quipes de puisatiers), et on signalera

que la tour de la Shangaet Hong Kong Bank de Foster est fonde sur des puits raliss

par des puisatiers chinois.

Couramment, les puits sont raliss au tractopelle pour des profondeurs n'excdant pas 5

m (valeur extrme).

Ils sont btonns pleine fouille et ne comportent en gnral pas d'armature.

La surface d'appui dpend du godet utiliset varie en gnral de 60 x 120 120 x 140.

On retiendra que l'assise d'un puits et rarement plane du fait de l'action de rtro du godet

et que le curage du fond du puits demeure un exercice quelque peu illusoire.

Compte tenu du mode de mise en uvre et des profondeurs relativement faibles, le

frottement latral est gnralement nglig. On ne considrera que le terme de pointe.



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lments techniques concernant les puits :

- Ils sont bien adapts des descentes de charges ponctuelles (poteaux,

portiques...)

- Ils sont en gnral relis par un rseau de longrines BA qui supportent les murs et

retransmettent les charges vers les puits.

- En zone sismique, ils doivent tre butonns dans les deux directions.

- Le curage du fond de fouille est trs difficile : Il y a lun risque de tassement par

interposition d'une zone de matriaux dcomprims sous l'assise.

- Le mode de btonnage "pleine fouille" amne, dans les cas difficiles, des

problmes induits par l'apparition d'un frottement ngatif sur le ft.

- La technique du puits est frquemment employe, notamment dans le cadre de

chantiers de faible moyenne envergure.

- Certaines entreprises ont dvelopp des techniques spcifiques permettant de

remplacer le bton des puits par du ballast compact. Il sagit alors de puits ballasts,

fonds sur le principe de substitution du matriau sol incomptent par un matriau de

meilleure qualitet compacten place.

4.4.4 Une extrapolation des puits : Les barrettes

On a vu que la technique du puits est limite notamment par le rayon d'action des engins

de terrassements. Afin d'tendre cette technique, des engins spciaux ont tconstruits.

Ces engins permettent la ralisation d'excavations de petite section (largeur 50 120 cm)

jusqu' des profondeurs importantes (plusieurs dizaines de mtres). On parle alors de

barrettes.

L'excavation est btonne trs rapidement aprs creusement et des dispositions de

stabilisation des parois de la fouille sont prvoir. On utilise notamment des boues

spciales capables d'exercer une pression sur les parois de la fouille et retarder leur

boulement (boues bentonitiques action tixotropique).



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Ce dispositif permet de reporter les charges de fondations directement sur un bon sol

exactement suivant le schma du puits. La totalitde la charge est transmise par la base

de la barrette.

Les dimensions habituelles des barrettes sont de l'ordre de 2,5 m x 1 m. Elles peuvent

tre groupes afin d'augmenter la capacitportante. La capacitportante d'une barrette

peut atteindre plusieurs centaines de tonnes. Organises en groupe, elles permettent la

fondation d'ouvrages trs lourds.

Exemple : Tour Montparnasse Paris, est fonde sur des barrettes descendues 62 m

de profondeur dans la craie.

On notera que les bennes de ralisation des colonnes ballastes sont identiques celle

utilises pour les parois moules (qu'on ne traite pas dans le prsent cours).

4.4.4 Les pieux

4.4.3.1 Approche conceptuelle :

Le pieu est la rponse technique l'loignement en profondeur du sol porteur. Au-deld'une certaine profondeur, les moyens mcaniques classiques ne sont plus oprants et il

faut utiliser du matriel spcifique. La technique de pieux est plus adapte que la

technique barrettes des chantiers d'envergure moins importante. La mise en uvre est

plus facilement adaptable des conditions varies, et, enfin, la technique de pieux

autorise, dans de nombreux cas, l'utilisation des forces de frottement latral.

Le principe est de concentrer les charges sur des points singuliers, ol'on met en oeuvre

des ouvrages spciaux, et de les transmettre vers le sol d'assise de bonne rsistance. On

note que la trame dinfrastructure doit tre en accord avec lorganisation de lossature en

lvation, afin que les points de descente de charges concident avec les lieux

dimplantation des pieux. Les murs chargs et les poteaux doivent reposer directement sur

une infrastructure capable de transmettre les charges aux fondations.

Dans ce cadre, c'est essentiellement la technologie de mise en oeuvre qui dtermine les

diffrentes catgories de pieux et leur mode de fonctionnement.



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On retiendra deux catgories principales de pieux :

1. Les pieux battus. Pour les plus simples, il s'agit d'lments prfabriqus (en acier

ou en bton ou en bois) qui sont enfoncs dans le sol au moyen d'un dispositif de battage

(de principe identique au systme vu pour le pntromtre dynamique). Le battage est

poursuivi jusqu'obtention d'un couple de valeurs (enfoncement, nergie) correspondant

la rsistance recherche.

Des variantes plus complexes existent, notamment pour ce qui est des pieux mtalliques

battus pour lesquels, le tube mtallique est battu en place, puis remplis de bton. Le tube

mtallique est parfois arrachau moment du coulage du bton et ne demeure dans le sol

que l'outil de pointe.

Les capacits portantes de ces pieux sont de l'ordre de 100 tonnes pour des diamtres de

500 800 mm.

D'autres systmes de mise en place existent. On citera notamment le vibro-fonage

consistant appliquer une charge importante sur le pieu tout en le faisant vibrer de faon

importante. Cette technique, trs utilises dans les sols pulvrulents est simplement unedes variantes disponibles dans le panel de solutions de mise en uvre des pieux

prfabriqus.

On notera pour mmoire qu'une partie importante des vieux immeubles Marseillais difis

proximitdu Vieux Port sont fonds sur pieux bois. Ceux-ci vieillissent trs bien dans la

zone immerge en permanence. Ils sont par contre souvent trs abims dans la zone de

marnage oils sont soumis une alternance mersion / immersion.

2. Les pieux fors. Ce sont des ouvrages mis en place l'intrieur d'un trou ralis

pralablement par technique de forage.

La technique de forage constitue la partie la plus spectaculaire de la phase de ralisation

des pieux. Les machines utilisables sont multiples et varient suivant le terrain perforer.

Les plus employes sont, soit de tarires (destines aux sols relativement tendre, soit des

machines rotopercussion (destines au terrains rocheux).



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4.3.3.2 Les modes de fonctionnement des pieux. Pointe / Frottement.

- Document bulbes pieux.

Comme on l'a vu plus haut concernant les puits, la force portante des pieux peut provenir

de deux domaines diffrents; le frottement sur le ft (ou frottement latral) et l'appui direct

par la section du pieu sur le fond du forage (terme de pointe).

a) Le terme de pointe :

La capacit portante apporte par le terme de pointe peut tre trs importante si les

conditions d'encastrement dans le bon sol sont respectes. Des abaques calculs

permettent de dterminer cette valeur en fonction des caractritiques du sol. On arrive

frquemment des portances de l'ordre de 100 tonnes et plus pour des pieux de 500

800 mm de diamtre.

b) Le frottement latral :

Dans le cadre de pieux raliss au travers de couches relativement compactes, on a vu

que l'on pouvait prendre en compte les forces de frottement s'appliquant l'interface pieu -terrain. Dans certain cas, le terme de frottement peut devenir prpondrant sur le terme de

pointe, notamment lorsque le pieu ne rencontre pas d'horizon rellement compact. On

parle dans ce cas de pieux flottants ou, mieux, frottants.

Il convient de se souvenir que la mobilisation du frottement latral ncessite un

dplacement relatif pieu - terrain et que celui-ci ne peut intervenir que dans le cadre d'un

tassement du pieu (prise d'assise).

4.3.3.3 Les principales dispositions constructives - Dfauts courants.

* Dispositions constructives :

- Diamtre minimum d'ancrage dans le bon sol : 3 diamtres d'ancrage minimum pour les

pieux travaillant en pointe.



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- Technique de btonnage permettant le lavage du trou : Tube plongeur ou injection par le

fond.

- Possibilit d'armer les pieux par mise en place d'une cage immdiatement aprs

btonnage.

- Recpage de tte : Cette tche correspond au curage (par dmolition) des btons

pollus remonts du fond (donc en dbut de btonage) et qui se trouvent en partie

suprieure du pieu. Le recpage permet la mise jour des armatures du pieu pour reprise

dans le massif de tte de pieux ou dans un autre ouvrage dinfrastructure.

- Butonnage en tte dans les zones sismiques.

* Dfauts courants :

- Dfaut d'implantation (trs courant)

- Dfaut de verticalit(plus rare)

- Lacune de btonnage (grave et difficile dtecter).

Prix : 70 140 / ml hors installation. Mais installation : 6 000 15 000.

4.4.5 Les micropieux

4.4.5.1 Dfinition :

Les micropieux sont dfinis dans le DTU comme des pieux fors de diamtre infrieur

250 mm.

Du fait de leur petit diamtre, ils ne travaillent pas en pointe. Leur portance ne dpend que

du frottement latral.

4.4.5.2 Mise en oeuvre :



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La ralisation du micropieux commence par la confection d'un forage (diamtre courant

140 mm) ralisavec des machines de petites dimensions.

Une armature de forte section (en gnral un tube mtallique) est mise poste dans le

trou. On laisse le tube dpasser du trou pour mettre en oeuvre la tte de pieux.

Ce tube est ensuite utilis pour injecter dans le forage un coulis de ciment. (Prcision

quest-ce quun coulis et le rapport c/e)

Selon les charges et le type de sol, le coulis est injectfaible pression (< 1MPa), ou

haute pression (jusqu'plusieurs MPa). Les diffrences de mise en uvre, et, notamment

la valeur de la pression d'injection et variation de celle-ci pour un mme micriopieux enfonction de la nature des terrains dfinissent plusieurs classes de micropeux (de type I

IV).

4.4.5.3 Cheminement des charges :

Les charges sont transmises par la superstructure la tte de micropieux (le tube

mtallique quipen gnral d'une platine). Le tube fait transiter les charges vers le coulis

qui frotte contre les paroi du forage et qui dissipe ainsi les charges dans le terrain.

Le mode d'injection influe sur les capacits de frottement. Plus le contact entre coulis et

terrain est irrgulier et intime, plus le frottement est lev. Dans le cas des injections haute

pression, on peut arriver "claquer" le terrain, c'est dire ce que le sol se "dchire" et

que des excroissances de coulis s'immicent dans le sol et augmentent d'autant les

possibilits de frottement.

Remarque sur le transfert de charges : Afin de mobiliser le frottement latral, il est

ncessaire quil y ait un mouvement entre le ft du pieu et le terrain encaissant. Donc, la

mise en charge du pieu implique un tassement de celui-ci. Selon type de terrain ce

tassement peut tre ngligeable (roche) ou largement significatif (argile plastique.). =>

Implications dans le cadre des travaux de reprise en sous-uvre, avec ventuellement

technique de vrinage en tte de pieux.



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4.5.5.4. Capacits habituelles.

Les charge habituellement reprises par des micropieux de 140 mm peuvent atteindre 50

80 tonnes. On les maintient, dans les projets, des niveaux plutt infrieurs par soucis de

scurit(30 40 tonnes).

Prix : 150~200 / ml

4.5.5.5 Utilisation de la technique micropieux.

Cette technique est particulirement adapte la rnovation et la rparation des

constructions.

Elle fournit galement une bonne rponse aux problmes de fondation en bordure de

constructions existantes.

4.5.5.6 Principaux dfauts courants.

- Dfaut de fiche par mauvaise interprtation du contexte gotechnique.

- Dfaut de btonnage.

- Mauvaise gestion du dispositif de tte de pieu.

4.5 LES COLONNES BALLASTEES

4.5.1 Prsentation de la technique.

La technique de colonnes ballastes se situe exactement sur la frontire entre traitement

de sol et fondations profondes.

Il s'agit d'obtenir une amlioration des caractristiques du sol par une alliance entre des

zones rsistantes (les colonnes) et le terrain en place ayant subi une forte compression

lors de la ralisation des colonnes.

Cet effet est induit par le compactage intensif d'un matriau choisi (ballast) dans un

forage.



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4.5.2 Mise en uvre.

On ralise une excavation par tout moyen adapt(benne preneuse, vibrofonage...). On

rempli cette excavation de matriaux de type ballast, que l'on compact grce un pilon

introduit dans le trou. Ce matriau repousse le terrain et compacte son tour le sol

encaissant.

Le diamtre de la colonne dpend donc de la capacitdu sol encaissant se dformer

lors de la phase de compactage.

- Document Soltanche et Franki p33. Les deux techniques sont lgrement

diffrentes.

Une fois le chantier de colonnes achev, le sol est en fait composite, avec une alternance

de colonnes et de sol en place, compactpar l'action des colonnes.

Le maillage de colonnes est dterminpar les caractristiques du terrain et les charges

reprendre.

L'ouvrage est ensuite fond, soit sur les colonnes suivant une technique de fondation

superficielles de type ponctuel, soit sur cette alternance de matriau en place recompact

et de colonnes par un systme type radier (rservoir, dallage).

4.5.2 Capacitportante, intrt cnomique

Les colonnes ballastes classique offrent des portance de l'ordre de 20 30 tonnes par

units pour des diamtres de 0,60 1,20 m.

Il s'agit d'un systme interessant dans le cadre de chantiers d'une certaine importance. Le

cot est relativement faible (50 100 /ml) mais le cot de l'installation est trs lev.



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5. CONCLUSION

De trs nombreuses techniques sont disponibles pour fonder les btiments. Il faut

effectuer un choix au regard d'arguments techniques (qualitdu sol et caractristiques du

btiment en projet) et conomiques (cot relatif des diffrentes solutions possibles).

TABLEAU SYNOPTIQUE DES TECHNIQUES EN FONCTION DES PROJETS

Petit Projet Projet Moyen Grand Projet

Superficielles

Semelles & Radier

+++ +++ +++

Puits courts ++ +++ +++

Barettes et grands puits 0 ++ +++

Pieux 0 + +++

Micropieux ++ ++ 0

Colonnes ballastes

Traitement de sol

0 + +++



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Criteres

de

sol

Critre

touchant

au

batiment

Construction lgre

sans sous-sol

Construction lourde

sans sous-sol

construction avec

sous-sol

Sol comptent

faible profondeur

Semelles filantes

prof hors gel

JD tous les 20 m

Semelles filantes

prof hors gel

JD tous les 20 m

Semelles filantes

JD tous les 20 m

Sol comptent

moyenne

profondeur

Puits et longrines

directement sur

bon sol ou radier

JD tous les 20 m

Puits ou pieux gros

diamtre

JD tous les 20 m

Semelles ou puits

ou

Radier servant de

plancher bas.

Sol comptent trs

profond. Formation

trs mauvaise en

surface

Radier ou pieux Pieux / barettes ou

colonnes

ballastes.

JD rapprochs si

risques de

tassements

Pieux ou barettes.

Prcautions de

stabilisation des

fouilles

S5CE2 2010 2011 construction urbaine chapitre 2 FONDATIONS page 22

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