V

Les essais in situ

et le calcul des

Fondations Superficielles

Selon le DTU 13-12

Les essais sont généralement effectués tous les mètres.

1) L’essai pressiométrique MENARD

L'essai pressiométrique consiste à dilater radialement dans le sol une sonde cylindrique.

Cet essai peut être réalisé dans tous les types de sols saturés ou non.

Contrôleur Pression-Volume

Sonde

gazeauPrincipe de l’essai

cellule

Volume lu V

Pression appliquée p

Volume

pression

Phase pseudo élastique

Pression limite

Relation pression-volume

Pour le calcul des fondations, l’essai pressiométrique permet d'obtenir :

1-1) Caractéristiques de l’essai pressiométrique

La pression de fluage Pf

La pression limite Pl, pour l’étude des fondations à la rupture

Le module pressiométrique EM pour le calcul des tassements (ELS)

1-2) Les pressions limites nettes pl*

contrainte horizontale totale avant l’essai

pl* = pl – p0

p0 = K0.(vo - u) + u

K0 : coeff. des terres au repos ( souvent 0,5)

vo contrainte verticale totale au niveau de l’essai

pression limite mesurée

u: pression interstitielle

vo

p0u

u

u

1-3) contrainte de rupture q’u

q’u = kp.ple*.iq’0

kp : coefficient de portance

ple* = pression limite nette équivalente

q’0 : contrainte verticale effective du sol au niveau de la base de la fondation

i : coefficient lié à l’inclinaison de la résultante

q’0q’0

ple* = pression limite nette équivalente

pl*

B

D

z

1,5B n

*pl*ple

n

ii

Détermination de Kp

Détermination de i

qu = i . Kc . qce + q’0

i = idem essai pressiométrique

kc = facteur de portance fonction des dimensions de la fondation et de la nature des sols (voir abaque)

qce : résistance de pointe équivalente

N.B. : dans le cas de charges excentrées on remplace B par B’ = B – 2e

2) L’essai au pénétromètre statique

• Calculs de la résistance de pointe équivalente qce

qcm : valeur moyenne des qc

mesurées sur une profondeur de 1.5xB en dessous de la fondation

qcc : résistances nettes déduites des qc mesurées en écrêtant les valeurs de qc supérieures à 1.3 fois qcm

qce : valeur moyenne des qcc

qcm

1.5xB

qc

qce qcc

1.3xqcm

Facteur de portance Kc

3) Justification de la portance à l’ELU

uref qq '2

1'

4) Évaluation des tassements

Les combinaisons d’actions à considérer sont celles de l’état limite de service (ELS)

Les règles ci-après ne s’appliquent que pour l’évaluation du tassement d’une fondation isolée :

- à partir des essais de laboratoire (oedomètre)

- à partir des essais pressiométriques

4-1 Evaluation à partir des essais de laboratoire

( voir module GEOT 1)

• Paramètres mesurés en laboratoire (oedomètre)

eo : indice des vides initial

Cc : indice de compression

’pc : contrainte de consolidation

Le tassement final est la somme de deux termes Si et Sc

• Si = tassement initial généralement négligé

• Sc = tassement de consolidation

• Calcul du tassement Sc

pc

zi

oi

iii '

'log

e 1Cc

z Sc Sc

• Calcul des contraintes

Le sol sous la fondation est décomposée en couches d’épaisseur zi.

zi

’zi

Les contraintes ’zi engendrées par le poids des terres et la charge de la fondation sont calculées au milieu de chaque couche.

4-2 Evaluation à partir des essais pressiométriques

Le tassement final Sf est la somme de deux termes Sc et Sd :

• Sc : tassement de consolidation qui concerne le sol à proximité de la fondation jusqu’à la profondeur B/2

B/2

8B

• Sd : tassement déviatorique qui concerne le sol de B/2 à 8B

B

Paramètres mesurés : Em module pressiométrique pl pression limite

B c - p E 9

Sc voELS1

E1 : module pressiométrique de la couche 1 (de 0 à B/2)

B : largeur de la fondation

pELS : contrainte moyenne appliquée par la fondation au sol calculée à l’ELS

vo : contrainte verticale totale au niveau du fond de fouille avant travaux

c : coefficient de forme (voir tableau)

coefficient rhéologique dépendant de la nature du sol (voir tableau)

Remarque : si la fondation est dans l’eau, on ne prend pas en compte la poussée d’Archimède dans le calcul de pELS

BB

. B - p E 9

2 Sd

odovoELS

d

Bo = 0.60 m

d : coefficient de forme (voir tableau)

: voir tableaux

Ed : module pressiométrique équivalent

calculé jusqu’à la profondeur 8B

(voir détails sur schéma)

Coefficients de forme c et d

L/B1

cercle1

carré 2 3 5 20

c 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50

d 1.00 1.12 1.53 1.78 2.14 2.65

B : largeur de la fondation

L : longueur de la fondation

TypeTourbe Argile Limon Sable

Sable

Gravier

E/pl E/pl E/pl E/pl Surconsolidé

très serré>16 1 >14 2/3 >12 1/2 >10 1/3

Normalement consolidé

normalement serré1 9-16 2/3 8-14 1/2 7-12 1/3 6-10 1/4

Sousconsolidé altéré remanié ou lâche 7-9 1/2 5-8 1/2 5-7 1/3

Coefficient rhéologique

Roche

Type Très peu fracturéNormal Très fracturé Très altéré

2/3 1/2 1/3 2/3

E module pressiométrique pl pression limite

E1

E2

E3

E4

E5

E6

E7

E8

E10

E9

E11

E12

E13

E16

E14

E15

0

B

2B

3B

4B

5B

6B

7B

8B

BPour un sol hétérogène, on découpe le sol en couches successives d’épaisseur B/2 et numérotées de 1 à 16

Détermination de Ed

16.98.65.321d E5.21

E5.21

E1

E85.01

E1

E4

Avec :5435.3 E

1E1

E1

E3

8768.6

1113

EEEE

161510916.9 E1

E1

E1

E1

E8

8.65.321d E5.21

E1

E85.01

E1

E6.3

5.321d E1

E85.01

E1

E2.3

En l’absence de valeurs en dessous de la couche 8, Ed est calculé avec :

En l’absence de valeurs en dessous de la couche 5, Ed est calculé avec :

Remarque :