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LES FOUILLES EN MILIEU URBAIN  1 LE PRINCIPE DE L'INSTABILITE D'UNE FOUILLE...................................................2  1.1 LA PRESSION HYDROSTATIQUE.......................................................................................... 2  1.1.1 L'état du sol "au repos"...............................................................................................................................2  1.1.2 La réalisation de la fouille, ou la rupture de l'équilibre..............................................................................2  1.1.3 Composante de la résistance du terrain......................................................................................................3  2 STRATEGIE DE RENFORT................................................................................................3  2.1 Le concept de berlinoise................................................................................................................ 3  2.2 Dimensions courantes d'une paroi berlinoise..............................................................................4  2.3 Prix courant................................................................................................................................... 4  2.4 Reprise des efforts horizontaux.................................................................................................... 4  2.5 Le concept de paroi moulée.......................................................................................................... 9  2.6 Dimensions courantes d'une paroi moulée.................................................................................. 9  2.7 Prix courants.................................................................................................................................. 9  2.8 Reprise des efforts horizontaux.................................................................................................... 9  2.9 Fonction de fondations de la paroi moulée................................................................................ 10  2.10  Liaisons planchers paroi et voiles paroi. ................................................................................ 10  2.11 Remarques sur les avantages et inconvénients du butonnage et du tirantage......................10  2.12 Cas particulier de l'instabilité du fond de fouille....................................................................10  2.12.1 Principe...................................................................................................................................................10  2.12.2 Effet de l'eau – Phénomène de renard.....................................................................................................11  2.12.3 Parade......................................................................................................................................................11  3 INTERACTION ENTRE LE BATIMENT ET LA FOUILLE .........................................11 S5CE2 2010 – 2011  construction urbaine - chapitre 4  LES FOUILLES EN MILIEU URBAIN page 1

Fouilles en Milieu Urbain

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Fouilles en Milieu Urbain

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Page 1: Fouilles en Milieu Urbain

LES FOUILLES EN MILIEU URBAIN

 1 LE PRINCIPE DE L'INSTABILITE D'UNE FOUILLE...................................................2

 1.1 LA PRESSION HYDROSTATIQUE..........................................................................................2 1.1.1 L'état du sol "au repos"...............................................................................................................................2 1.1.2 La réalisation de la fouille, ou la rupture de l'équilibre..............................................................................2 1.1.3 Composante de la résistance du terrain......................................................................................................3

 2 STRATEGIE DE RENFORT................................................................................................3

 2.1 Le concept de berlinoise................................................................................................................3

 2.2 Dimensions courantes d'une paroi berlinoise..............................................................................4

 2.3 Prix courant...................................................................................................................................4

 2.4 Reprise des efforts horizontaux....................................................................................................4

 2.5 Le concept de paroi moulée..........................................................................................................9

 2.6 Dimensions courantes d'une paroi moulée..................................................................................9

 2.7 Prix courants..................................................................................................................................9

 2.8 Reprise des efforts horizontaux....................................................................................................9

 2.9 Fonction de fondations de la paroi moulée................................................................................10

 2.10  Liaisons planchers paroi et voiles paroi. ................................................................................10

 2.11 Remarques sur les avantages et inconvénients du butonnage et du tirantage......................10

 2.12 Cas particulier de l'instabilité du fond de fouille....................................................................10 2.12.1 Principe...................................................................................................................................................10 2.12.2 Effet de l'eau – Phénomène de renard.....................................................................................................11 2.12.3 Parade......................................................................................................................................................11

 3 INTERACTION ENTRE LE BATIMENT ET LA FOUILLE .........................................11

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Page 2: Fouilles en Milieu Urbain

 1 LE PRINCIPE DE L'INSTABILITE D'UNE FOUILLE

 1.1 LA PRESSION HYDROSTATIQUE

 1.1.1 L'état du sol "au repos"

État de contrainte du sol à une profondeur donnée sans force extérieure.

Dans un milieu  considéré  comme homogène (cas  d'école)  cet  état  est  dépendant  de 2 

facteurs : 

Le poids volumique des terres

La profondeur à laquelle on se trouve

La contrainte croit de façon linéaire avec la profondeur et est de la forme Pv x h.

Elle s'exprime donc en MPa.

On distingue une contrainte orientée verticalement (s'exerçant sur des faces horizontales) 

et une contrainte orientée horizontalement (s'exerçant sur des faces verticales). 

Dans les sols, la contrainte est différente entre les deux directions principales. Le rapport 

entre les deux valeurs est appelé coefficient de poussée du sol au repos.

Ce coefficient  varie entre 0,5 (pour des argiles normalement consolidées) et 1 (pour les 

argiles molles et  les vases.  Pour les sables,  ce coefficient  vaut 1­sinPhi (soit  environ 1­

sin20 # 0,66).

Exemple : Un grain de terrain situé à 10 m de profondeur dans un sol pesant de poids 

volumique égal à 2000 daN/m³ est soumis à une contrainte de 

10 x 2000 = 20 000 daN/m² soit 0,2 MPa. 

 1.1.2 La réalisation de la fouille, ou la rupture de l'équilibre

Lorsque l'on ouvre une fouille dans un massif, on supprime une partie de l'action du poids 

des terres. On déséquilibre le système précédent. 

Au droit d'un point quelconque de la paroi de la fouille, l''action du poids des terres (qui se 

traduit   par   l'existence   d'un   tenseur   de   contrainte   en   tout   point   du   massif   avec   trois 

composantes correspondant à l'action du poids des terres surincombantes) s'exerce sans 

contrepartie  du coté  excavé.  Le  terrain  est  donc  sollicité  sous  une   forme  proche  de  la 

traction. 

Remarque : Dans tous les cas, la présence d'eau aggrave les phénomènes d'instabilité. Elle 

a une action de déjaugeage des sols, et d'entraînement des grains par la force de courant. 

On ne développera par ici ces points, mais il faut les garder présents à l'esprit.

L'ouverture d'une fouille dans un massif se traduit donc  automatiquement  par l'apparition 

d'une situation de déséquilibre. 

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Page 3: Fouilles en Milieu Urbain

Pour ordre de grandeur, si on reprend le point d'étude cité plus haut (­10m dans un massif 

pesant 2 000 daN/m³) et que l'on considère un coefficient de poussée de 0,6, on obtient une 

poussée horizontale de 2 000x10x0,6=12 000 daN/m² de paroi de fouille. 

Les risques sont essentiellement de deux ordres : 

Éboulement des parois de la fouille

Affaissement des avoisinants.

Dans les deux cas, les désordres sont catastrophiques pour le déroulement du chantier. 

Il convient donc de gérer cette composante technique très en amont dans le cadre de la 

conception du projet. 

 1.1.3 Composante de la résistance du terrain

La caractéristique du sol qui permet de résister partiellement au déséquilibre constaté est la 

cohésion  du  sol.  Celle­ci   s'oppose  à   l'écartement  deux  à  deux  des   "grains"   formant   le 

matériau sol. Elle agit comme un « collage » des grains de terrain. 

Certains   sols   sont   pourvus   d'un   bonne   cohésion   (sol   rocheux   notamment).   D'autres 

montrent   une   cohésion   à   court   terme   et   susceptible   de   disparaître   rapidement,   voire 

traîtreusement   (argiles   et   marnes).   Enfin,   certains   sols   sont   totalement   dépourvus   de 

cohésion (sables, limons..).

De toute façon, en dehors de certains cas très particulier, on ne peut pas compter à long 

terme sur la cohésion du sol pour assurer la stabilité d'une fouille. 

 2 STRATEGIE DE RENFORTIl convient de mettre en œuvre un ouvrage qui s'oppose à l'action de la poussée des terres. 

Il pourra s'agir d'une paroi stabilisée par des butons disposés coté fouille, ou d'une paroi 

stabilisée par des tirants réalisés dans les tréfonds voisins. 

 2.1 Le concept de berlinoise

La   berlinoise   est   une   paroi   de   contention   des   terres,   réalisée   à   l'avancement   des 

terrassements et constituée de la manière suivante : 

Depuis la plate­forme d'origine, réalisation de forages de gros diamètre espacés de 2 m 

environ. 

Ces forages sont poursuivis au­delà de la cote de fond de terrassement à réaliser. 

Mise en place de profilés métalliques (H) dans les forages.

Décaissement de la plate­forme sur une première hauteur (en général 2 à 3m). 

Mise en œuvre d'une armature (treillis soudés) entre les profilés H. 

Bétonnage   de   la   hauteur   armée.   Le   bétonnage   s'effectue   par   projection.   Le   béton 

projeté (voie sèche ou voie humide) présente d'excellentes caractéristiques mécaniques 

due à l'effet de compactage induit par le mode de mise en œuvre.

Mise en œuvre d'un dispositif de retenue (butons ou tirants). 

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Page 4: Fouilles en Milieu Urbain

Décaissement de la passe suivante et répétition des tâches de création du voile enterré.

Lorsque l'on parvient à  la cote de fond de terrassement pour le dernier plancher bas du 

sous­sol,   la   paroi   est   arrêtée.   Les   profilés   métalliques   se   poursuivent   sur   une   faible 

longueur dans le terrain. 

 2.2 Dimensions courantes d'une paroi berlinoise

Le   dimensionnement   d'une   paroi   berlinoise   est   assez   complexe.   Des   entreprises   sont 

spécialisées dans la réalisation de ces ouvrages et elles assurent elles­mêmes les calculs 

nécessaires. 

Les dimensions courantes sont : 

Profilés : H de 200mm

Épaisseur totale de la paroi : 30 à 35cm. 

Distance entre lits de dispositifs de retenue : 3 m. 

Irrégularités en plan : 10cm.

Irrégularités en élévation : 10cm.

Remarque : Les dimensions de la paroi et des machines nécessaires à sa réalisation 

autorisent   l'emploi   de   cette   technique   pour   des   chantiers   de   taille   relativement 

réduite. 

 2.3 Prix courant

Le prix d'une berlinoise varie de façon très importante en fonction des facteurs de mise en 

œuvre (difficultés d'accès, importance des poussées, nature des terrains, type d'ouvrage en 

projet....).

En première approche, on peut considérer un prix de l'ordre de 500 à 800€/m² de paroi. 

Pour un projet de 25x15m d'emprise au sol avec deux niveaux de sous­sol de 3m, cela 

amène un budget pour la paroi compris entre 240 000 et 384 000€. 

On   comprend   que   ce   poste   doit   être   intégré   aux   études   lors   du   calcul   de   faisabilité 

économique du projet.

 2.4 Reprise des efforts horizontaux

On a vu que les efforts horizontaux sont très importants (plusieurs tonnes par m²). 

Dans la partie à faible profondeur de la paroi, ces efforts demeurent limités et peuvent être 

repris par le simple encastrement des profilés dans le terrain sous­jacent (rappelons que 

ceux­ci sont mis en œuvre préalablement au début du décaissement). 

Dès que l'on dépasse quelques mètres, les moments engendrés par la poussée des terres 

sur la paroi deviennent trop importants pour être équilibrés par l'encastrement. 

Il convient de mettre en œuvre un système capable de contrer ces actions.

Deux dispositifs sont possibles : 

Les tirants, qui mobilisent une réaction des tréfonds voisins.

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Page 5: Fouilles en Milieu Urbain

Les butons, qui mobilise une réaction en prenant appui à l'intérieur de la fouille.

Les deux dispositifs sont efficaces mais, suivant l'environnement technique et juridique, 

ils ne peuvent pas forcement être mis en œuvre. 

 2.4.1 Les Tirants

Principe :

Le tirant est un ouvrage capable de transmettre et de diffuser un effort de traction dans 

le cœur du massif de terre. Il peut­être actif ou passif suivant qu'on lui applique ou non 

une précontrainte.

Constitution :

Forage subhorizontal (ou fortement incliné) diamètre entre 100 et 200 mm.

Armature par tube, barre de précontrainte (diwidag) à haute limite élastique, ou câble. 

Injection au coulis de ciment.

Mise en tension pour les tirants précontraints afin de « plaquer » la berlinoise sur le 

front de terrassement et obtenir un effet de maintien du confinement dans le massif. 

Plaque d'appui en tête avec éventuellement des liernes pour répartir la pression. 

Mise en œuvre : 

En général, on réalise les tirants après réalisation de la paroi béton.

Les forages sont réalisés au moyen de machine autorisant le forage à l'horizontale.

Les forages traversent le voile en béton armé et sont poursuivis en profondeur des 

tréfonds avoisinants. Ils sont souvent munis de tubage, notamment à proximité de la 

bouche de forage. 

Une   fois   la   zone   d'ancrage   atteinte,   l'armature   est   introduite   dans   le   forage   (on 

travaille parfois avec des tiges de forage perdues qui servent d'armature. 

Le tirant est injecté  avec contrôle  des pressions d'injection en fonction des zones. 

Ainsi,   le   tirant   est   solidaire   des   tréfonds   et   offre,   après   séchage   du   coulis,   une 

capacité  de résistance à   la   traction fonction de  la nature des sols  d'ancrage,  des 

caractéristiques de l'injection et de la longueur d'ancrage.

La  tête  du  tirant  est  munie,  soit  d'une plaque d'appui  avec dispositif  d'adaptation 

angulaire, soit d'une lierne. Les liernes unissent en général au moins deux ancrages 

et répartissent les efforts de traction sur une grande surface du voile béton. 

Tirants passifs / Tirants actifs

Lorsque le tirant, une fois scellé est simplement muni de son dispositif de tête serré 

au contact du voile béton, on parle de tirant passif. Dans ce cadre, la traction dans le 

tirant n'interviendra que si la paroi accuse un mouvement induisant la mise en tension 

du tirant et permettant la mobilisation de la réaction au niveau du scellement dans le 

massif. 

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Page 6: Fouilles en Milieu Urbain

Autrement dit, pour le tirant passif « travaille », il faut qu'il y ait un mouvement de la 

paroi,   et,   de   facto,   une   décompression   du   massif   arrière   par   diminution   du 

confinement (diminution de la butée).

Ce   mouvement   est   souvent   inacceptable   pour   les   avoisinants   (constructions 

notamment). On réserve la solution de tirants passifs à des chantiers de protection de 

fouilles  sans  problématique  de  maintien  de  constructions  mitoyennes  ou  voisines 

proches.

Au   contraire,   dans   le   cas   du   tirant   actif,   une   fois   les   opérations   de   scellement 

achevées et le coulis séché, on imprime à l'armature, un effort de traction important. 

La   tension   effective   est   mesurée   avec   des   dynamomètres.   Une   fois   la   tension 

recherchée atteinte, on bloque l'armature au moyen d'un dispositif de tête (souvent 

appelé « bouton »). Afin de faciliter la mise en oeuvre de cette pré­tension, les tirants 

actifs sont le plus souvent armé avec des câbles. 

Entre la partie scellée (zone d'ancrage et de mobilisation de la réaction du terrain) et 

la paroi tirantée, le câble est en général  laissé   libre dans une gaine de protection 

remplie de graisse ou de goudron. Ce système permet des interventions ultérieures 

pour   effectuer   par   exemple   des   reprises   de   tension   dans   le   câble   en   cours   de 

chantier. 

Le dispositif de tête est en appui sur le voile béton auquel il communique une action 

dirigée vers  le massif.  Le voile  est ainsi  « plaqué » sur  le massif  de terres.   Il  y a 

création d'une pression sur la face verticale à l'arrière de la paroi berlinoise qui agit 

de façon similaire à la pression des terres au repos que l'on a supprimée en réalisant 

la fouille. 

Ce dispositif  permet de recréer en partie  les conditions de confinement existantes 

avant  le début du chantier.  Dans ce cadre,   il  ne doit  pas y avoir  de mouvements 

(notamment de tassements) en arrière de la paroi berlinoise tirantée avec des tirants 

actifs.

Le calcul de pression à exercer est l'affaire de spécialistes, même si des méthodes 

relativement simples permettent de bonnes approximation (équilibre de Rankine). 

Problèmes juridiques associés aux tirants.

Propriété des tréfonds

Les tréfonds voisins se trouvent au­delà de la limite de propriété (puisqu'on se situe 

par   définition   en   limite).   Nous   ne   sommes   donc   pas   autorisé   à   y   réaliser   des 

ouvrages.  Hors,   le principe de stabilisation par tirants nécessite  la mobilisation du 

massif   en   arrière   de   la   paroi.   Il   est   donc   nécessaire   de   recueillir   l'accord   du 

propriétaire voisin avant d'envisager la solution par tirantage. 

Tirants provisoires

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Page 7: Fouilles en Milieu Urbain

Très fréquemment l'accord est obtenu dans le cadre de la mise en œuvre de tirants 

provisoires.   C'est   à   dire   qu'une   fois   le   chantier   terminé,   les   tirants   doivent   être 

désactivés et abandonnés afin qu'ils ne gênent pas la réalisation d'un futur chantier 

sur la parcelle voisine.

Dans ce cadre, en cas d'emploi de tirants actifs, la tension dans les tirants doit être 

totalement relâchée en fin d'opération de construction.

Reprise des efforts sur la structure

Dans le cadre de la mise en œuvre de tirants provisoires, il convient de prévoir un 

dispositif   de   remplacement   pour   la   reprise   des   efforts   horizontaux   lors   du 

relâchement. 

Dans le cadre de la construction d'un bâtiment, le seul élément qui puisse servir est 

la structure même du bâtiment. 

Les éléments de structure utilisables sont les planchers et les murs de refends. 

Le concepteur doit donc prévoir de recouper les pans de murs d'infrastructure par 

des refends assez proches. La distance idéale dépend de nombreux facteurs propres 

au projet. En première approche, on retiendra une distance de l'ordre de 7m entre 

éléments de reprise des charges. Ces éléments peuvent être des voiles de refends 

ou des écoinçons.

Lorsque que l'on se trouve dans une configuration de terrassements sur les quatre 

cotés du bâtiment, on utilisera la structure du bâtiment pour mettre en opposition les 

efforts appliqués aux parois opposées. 

Dans le cas où la poussée des terres n'est à prendre que sur une partie des murs 

d'infrastructure   (cas   d'implantation   dans   un   versant),   il   convient   de   prévoir   une 

structure susceptible de rabattre les efforts de poussée horizontale vers la zone de 

fondations  par  une  succession  de  voiles   refends  correctement   implanté   dans   les 

étages d'infrastructure. 

 2.4.2 Les Butons

Principe :

Le   buton   est   un   ouvrage,   en   général   métallique,   capable   d'encaisser   les   efforts 

appliqués à une paroi et de les transmettre, à l'intérieur de l'aire du projet, à un élément 

de réaction (en général un autre mur). 

Constitution :

Tube ou profil métallique.

Travaille   en   compression   sur   des   longueurs   importantes   =>   sollicitation   au 

flambement. => il faut des éléments présentant un fort rayon de giration, donc une 

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Page 8: Fouilles en Milieu Urbain

section offrant de grandes dimensions. On prend en général des tubes de très gros 

diamètre (600 mm...).

Platine   à   récupération   angulaire   aux   deux   extrémités   avec   plaque   d'appui   pour 

répartir les efforts sur les parois butonnées.

Mise en compression par des dispositifs de cales mise en place en force. 

Mise en œuvre : 

On place les tirants, par niveau, dès réalisation de la paroi béton.

Leur   mise   en   place   nécessite   des   engins   de   levage   conséquents   (grue   mobile) 

puisque la grue à tour n'est en général pas édifiée dans cette phase de terrassement.

Retrait : 

Par définition, les butons sont provisoires (ils encombre l'espace de construction).

Il sont enlevés au fur et à mesure de la mise en place des éléments de structure du 

bâtiment (planchers et voile refends). Là encore, il faut prévoir les moyens de levage 

nécessaires.

 2.4.3 Fonction de fondation de la paroi

La paroi  berlinoise  peut être employée pour  fonder  les murs de  l'édifice.   Il  convient  de 

prévoir la descente de charges dans les calculs de la paroi. 

La paroi est toujours munie d'une poutre de couronnement en partie supérieure,  juste à 

l'interface   entre   superstructure   et   infrastructure.   Cette   poutre   présente   en   général   une 

section de 50x30(h) cm et est fortement armée. Elle est destinée à rigidifier dans le plan 

horizontal   l'arase   supérieure   de   la   paroi   et   permet   de   reprendre   les   éventuels 

excentrements entre le voile d'élévation et la paroi.

Les charges apportées par la construction et transmise à la poutre de couronnement de la 

paroi transitent ensuite par les H métalliques et les voiles béton. 

Au niveau de l'ancrage dans le sol sous le dernier plancher, les H (avec leur injection de 

béton) peuvent être poursuivis sur la longueur nécessaire et travailler au frottement dans le 

terrain d'assise. 

 2.4.4 Liaisons planchers paroi et voiles paroi. 

La paroi berlinoise peut être employée pour appuyer les planchers de sous­sol.

Pour cela, le ferraillage de la paroi inclut des dispositifs de liaison en attente (des « start »), 

qui sont dépliés une fois la paroi achevée et qui permettent la liaison avec les ouvrages de 

structure à solidariser avec la paroi. 

Lorsque la mise en place de start n'est pas possible, on procède au scellement de barres 

en attentes dans la paroi. Ces barres sont ensuite reprises dans les ouvrages à solidariser 

et forment une continuite de ferraillage par recouvrement avec les planchers et les voiles.

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Page 9: Fouilles en Milieu Urbain

 2.5 Le concept de paroi moulée

La   paroi   moulée   est   un   écran   réalisé   entièrement   directement   dans   le   sol   avant 

décaissement. Les techniques employées sont de même type que pour la réalisation des 

barrettes vues durant le cours sur les fondations profondes. 

Depuis la plate­forme d'origine, réalisation de fouilles à  la benne preneuse suivant un 

phasage en « touche de piano ». 

Ces fouilles sont poursuivis au­delà de la cote de fond de terrassement à réaliser. 

Elles sont stabilisées par de la boue bentonitique (effet de tixotropie).

Mise en place de cages d'armatures dans les fouilles.

Bétonage des fouilles au tube plongeur. 

Passage à la série suivante jusqu'à la réalisation complète de la paroi (formant un mur 

d'infrastructure fermé.  A ce stade,  le terrassement de la fouille du bâtiment n'est pas 

commencée. 

Terrassement de la fouille du bâtiment. 

Mise   en   œuvre   d'un   dispositif   de   retenue   (butons   ou   tirants)   à   l'avancement   des 

terrassements si nécessaire. 

 2.6 Dimensions courantes d'une paroi moulée

Le dimensionnement d'une paroi moulée est aussi affaire de spécialistes. Les entreprises 

produisent leurs propres études. Elles assurent elles­mêmes les calculs nécessaires. 

Les dimensions courantes sont : 

Épaisseur totale de la paroi : de 60 à 100 ~ 120 cm (fonction du matériel). 

Longueurs des passes : 2,5 m (fonction du matériel).

Remarque : Compte tenu de ces dimensions, on comprend que la technique de paroi 

moulée est assez rarement employée sur les chantiers exiguës. 

 2.7 Prix courants

Une paroi moulée est toujours un ouvrage particulier. Il est difficile de parler de prix courant. 

Les couts de mise en place du chantier sont considérables. En première approximation, on 

peut évoquer des prix de l'ordre de 1000€/m², mais, j'insiste, cela n'a guère de valeur et ces 

ouvrages font, plus que tout autre, l'objet d'un chiffrage par devis pour chaque affaire.

 2.8 Reprise des efforts horizontaux

De même que pour la paroi berlinoise, les efforts horizontaux sont très importants (plusieurs 

tonnes par m²). 

La massivité  relative de la paroi moulée permet d'encaisser des efforts horizontaux plus 

important que pour la paroi berlinoise sans dispositifs de reprise particuliers. Toutefois cette 

capacité   est   limitée   et   très   rapidement,   l'obligation   de   traiter   la   reprise   des   efforts 

horizontaux apparaît. 

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Page 10: Fouilles en Milieu Urbain

Comme pour   la  berlinoise,   les  deux  dispositifs  classiques  de butons  ou de  tirants  sont 

possibles : 

Compte tenu des dimension d'une paroi moulée, on emploie plutôt les butons.

Toutefois, des stabilisations par tirants sont tout à fait possibles et courantes. 

Les problématiques   juridiques  sont  strictement   identiques  à  celles  soulevées  lors  du 

paragraphe sur les berlinoises. On s'y reportera.

 2.9 Fonction de fondations de la paroi moulée

Compte tenu de la largeur de l'élément, la paroi moulée peut être employée pour fonder les 

murs de l'édifice. 

 2.10  Liaisons planchers paroi et voiles paroi. 

La paroi moulée peut être employée pour appuyer les planchers de sous­sol.

Pour cela, on procède au scellement de barres en attentes dans la paroi après dégagement 

de  celle­ci   dans   la  phase  de   terrassement.  Ces  barres  sont  ensuite   reprises  dans   les 

ouvrages à solidariser et forment une continuité  de ferraillage par recouvrement avec les 

planchers et les voiles.

 2.11 Remarques sur les avantages et inconvénients du butonnage et du tirantage

Butonnage : 

Encombrement de la fouille.

Ouvrage souvent lourds et encombrants et limités dans les possibilités de mise en 

oeuvre dans les grandes fouilles.

Pas d'interaction avec l'extérieur (chantier indépendant).

Coût relativement faible.

Nécessité de présence de moyen de levage sur le chantier (PPM).

Tirantage : 

Fouille entièrement dégagée pour la confection du bâtiment.

Peut se mettre en place à l'avancement en sécurité (pied de passe).

Possibilité de faire du tirant actif assurant une meilleure contention des terres.

Problème juridique souvent complexe en milieu urbain.

Coût élevé.

 2.12 Cas particulier de l'instabilité du fond de fouille

 2.12.1 Principe

La surface du fond de fouille est également soumise à cette pression hydrostatique rendue 

dissymétrique par l'excavation. 

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Page 11: Fouilles en Milieu Urbain

Le fond de fouille est donc le siège d'efforts plus ou moins verticaux dirigés vers le haut.

Il peut arriver que le sol se soulève sous l'effet de cette action. Dans le cadre de fouilles très 

profondes, cette action est prépondérante et peut provoquer des phénomènes d'instabilité 

de terrain aux conséquences parfois catastrophiques. 

 2.12.2 Effet de l'eau – Phénomène de renard

L'eau joue un rôle de fragilisation des équilibres des fouilles. 

Elle a un effet lubrifiant en minimisant les effets de frottement entre grains de terrain ce qui 

se traduit par un abaissement de l'angle de frottement interne. 

Par ailleurs, lors de l'ouverture d'une fouille profonde, il est possible que le fond de fouille se 

trouve sous le niveau d'une nappe avoisinante ou simplement d'une circulation. 

L'eau est alors « attirée » par le vide par simple effet de différence de perméabilité entre le 

massif et l'excavation. En sourdant dans le fond de la fouille avec une certaine vitesse, l'eau 

crée une pression de courant sur les grains et produit un effet de déjaugeage de ces grains 

par effet d'Archimède. 

On peut observer alors une perte totale de portance du sol de fond de fouille 

avec soulèvement. C'est le phénomène de « renard », très redouté. 

 2.12.3 Parade

La parade la plus simple est de mettre en oeuvre sur le sol un ouvrage d'un poids suffisant 

pour  s'opposer  au soulèvement.  En  général  on épaissit   le  dallage  du  plancher  bas  du 

dernier sous­sol ou le radier de fondation. 

Lorsqu'il   s'agit   d'un   dallage   (rappel   :   le   dallage   simple   est   indépendant   des   murs), 

l'épaississement ne joue que par l'augmentation du poids propre. 

Lorsque l'on réalise un dallage agrafé ou, a fortiori, un radier, celui­ci, solidaire des murs, 

peut travailler en plancher champignon et assurer par sa mise en flexion inverse, la reprise 

de charges de soulèvement et les transmettre aux murs. On mobilise ainsi le poids propre 

du bâtiment pour s'opposer aux forces de soulèvement. 

Si cela ne suffit  pas, on peut procéder au tirantage du radier par des éléments de type 

micropieux mobilisant les tréfonds, verticalement sous le bâtiment afin de lutter contre l'effet 

de la sous­pression. 

 3 INTERACTION ENTRE LE BATIMENT ET LA FOUILLE Comme on l'a vu plus haut, le bâtiment à créer dans la fouille peut être, et, d'une façon 

générale, est utilisé pour équilibrer l'action de la poussée des terres. 

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Page 12: Fouilles en Milieu Urbain

On utilisera notamment les planchers et les refends qui peuvent permettre de former une 

sorte de maille en 3D indéformable assurant la transmission des efforts d'un coté à l'autre 

de la fouille. 

Il convient, dans ce type de stratégie, de concevoir l'organisation spatiale du bâtiment afin 

de   lui   conférer   les   rigidités   indispensables.   Lorsque   le   projet   impose   des   dispositions 

particulières, les ouvrages de soutènements devront être dimensionnés en conséquence. 

On veillera tout particulièrement à :

maintenir  un réseau de refends denses le  long des murs servant  à   la  stabilité  de  la 

fouille. 

On évitera la réalisation de grandes trémies dans les planchers toujours à proximité de 

ces murs sollicités.

Placer des planchers régulièrement pour recouper la hauteur libre de la paroi.

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