Descriptions et méthodes de fondations superficielles et profondes

Résumé du document

- Au début, comportement sensiblement linéaire (s proportionnel à Q)
- Après, s n'est plus proportionnel à Q: création et propagation de zones de sol plastifiées sous la fondation
- À partir d'une certaine charge, poinçonnement du sol (tassement qui n'est plus contrôlé)

Extraits

[...] Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Méthode de calcul • Importance du frottement négatif total Gsf - Gsf peut être très élevé et absorber une part prépondérante, voire la totalité de la capacité portante du pieu - afin de réduire Gsf , des dispositions spéciales peuvent être prises : • traitement de la surface des pieux battus avec des enduits à base de bitume • double chemisage sur une certaine hauteur Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Méthode de calcul • Valeurs de K· tan  Cas particuliers - pieux battus ou chemisés enduits de bitume (sols fins) K  tan  = 0,02 - cake annulaire de bentonite K  tan  = 0,05 Nature du sol Type de pieu Foré tubé Foré Batu Tourbe, argile et limon mous Argile et limon fermes à durs Sables et graves très lâches Sables et graves lâches à peu compacts Sables et graves moyennement compacts à compacts 0,5 à à à 1 Untitled-2.JPG < number > Groupe de pieux 4.1 - Capacité portante d'un groupe de pieux sous sollicitations axiales 4.1 .1- Groupe dans un sol cohérent 4.1 .2- Groupe dans un sol sans cohésion 4.2 - Tassement d'un groupe de pieux 4.3 - Frottement négatif maximal pour un groupe de pieux Untitled-2.JPG < number > 4.1 - Capacité portante d'un groupe de pieux sous sollicitations axiales • Coefficient d'efficacité Ce du groupe de pieux N : nombre de pieu - On considère ici essentiellement les pieux flottants, pour lesquels la résistance en frottement latéral est prépondérante vis-à-vis de la résistance en pointe - Ce = 1 pour les pieux de pointe (pas d'interaction entre les pieux) Untitled-2.JPG < number > 4.1 - Capacité portante d'un groupe de pieux sous sollicitations axiales Groupe dans un sol cohérent • Cas d'un entre-axes supérieur à 3 diamètres - formule de Converse-Labarre B : diamètre d'un pieu, S : entre-axes, m et n : nombre de lignes et de colonnes du groupe Untitled-2.JPG < number > 4.1 - Capacité portante d'un groupe de pieux sous sollicitations axiales Groupe dans un sol cohérent • Cas d'un entre-axes inférieur à 3 diamètres - On considère l'ensemble des pieux et le sol qu'ils enserrent comme une fondation massive fictive de périmètre P et de longueur D - La charge limite de pointe Qp se calcule comme celle d'une fondation superficielle ou profonde selon le rapport D/B. [...]

[...] Valeur maximum déduite de la formule ci-dessus sur : 5 m de pieu 7 m de pieu 14 m de pieu Hauteur d'action du frottement négatif Untitled-2.JPG < number > 3.1 - Description du phénomène Exemple : Culée remblayée fondée sur pieux de pointe traversant sol mou Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Méthode de calcul • Principes de base - le frottement négatif est un phénomène lent, puisque lié à la consolidation des couches compressibles à prendre en compte : caractéristiques mécaniques effectives et‘ - au-delà du point neutre le frottement négatif n'existe plus et devient positif - si le pieu traverse un remblai surchargeant le sol, le frottement négatif s'exerce sur toute l'épaisseur du remblai et sur la couche compressible jusqu'en N Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Méthode de calcul • Calcul du frottement négatif unitaire fn - soit v'(z) la contrainte effective verticale à une profondeur quelconque z et à proximité immédiate du fût du pieu K : coefficient de pression des terres au contact sol/pieu - si δ est l'angle de frottement sol/pieu (dépend du type de pieu et de la nature du sol) Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Méthode de calcul • Calcul de la valeur maximale du frottement négatif - le frottement négatif total Gsf sur le pieu est obtenu par intégration de fn depuis la partie supérieure du pieu jusqu'à la profondeur du point neutre remblai sur la partie H0 remblai et couche d'argile sur la partie H1' périmètre de la section droite du pieu Remarque Si le sol est sous la nappe, il faut utiliser les conditions déjaugées Cette méthode conduit souvent à une surestimation du frottement négatif On doit considérer l'effet d'accrochage une partie du poids des terres transmise dans le pieu par le frottement négatif mobilisé au-dessus du point considéré Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Méthode de calcul 19 Effet d'accrochage considérer à proximité du fût 'v réduite parce qu'une partie du poids des terres est transmise dans le pieu par le frottement négatif mobilisé au-dessus du point neutre : c'est l' effet d'accrochage. [...]

[...] Descriptions et méthodes de fondations superficielles et profondes Untitled-2.JPG Fondations Chapitre I Fondations superficielles Chapitre II Fondations profondes art11art11Untitled-2.JPG < number > Fondations superficielles Objectif de ce chapitre • Calculer la capacité portante d'une fondation superficielle et déterminer son tassement Description et comportement des fondations superficielles Méthode « c- » : approche déterministe 2.1 - Calcul de la capacité portante 2.2 - Détermination des tassements Méthode pressiométrique 3.1 - Essai au pressiomètre de Menard 3.2 - Application aux fondations superficielles 3.3 - Grandeurs équivalentes Untitled-2.JPG < number > Description et comportement des fondations superficielles Classification des fondations Untitled-2.JPG < number > 1.1 - Description d'une fondation superficielle • Largeur d'une semelle : B • Longueur d'une semelle : L une semelle est continue lorsque L > 5B • Hauteur d'encastrement : D épaisseur minimale des terres au-dessus du niveau de la fondation • Ancrage de la semelle : h profondeur de pénétration dans la couche porteuse • Radiers et dallages grandes dimensions Untitled-2.JPG < number > 1.1 - Description d'une fondation superficielle Radiers (ou dallages) Semelle filante Semelle isolée Untitled-2.JPG < number > Domaine des fondations superficielles D/B 2,5 Craies A Molles 3,0 Marnes, marno-calcaires A Tendres 1,5 – 4,0 B Compacts > 4,5 Roches A Altérées 2,5 – 4,0 B Fragmentées > 4,5 Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Application aux fondations superficielles Calcul des tassements • Amplitude totale du tassement final = somme de deux composantes sc : tassement sphérique (base de la fondation à la profondeur - dû à des déformations volumiques ou consolidation - max sous la base de la semelle sd : tassement déviatorique - fluage (jusqu'à une profondeur de l'ordre de 8B) dû à des déformations de cisaillement max à une profondeur égale à la demi-largeur de la fondation Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Application aux fondations superficielles Calcul des tassements 3.2 - Application aux fondations superficielles • Terrain homogène EM Modulé pressiométrique q Contrainte verticale appliquée au sol par la fondation v0 Contrainte verticale totale avant travaux, au niveau de la base de la future fondation, B Largeur (ou diamètre) de la fondation B0 Largeur de référence (0,60  Coefficient rhéologique (nature du sol) c et d Coefficients de forme, fonction de L/B Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Application aux fondations superficielles Calcul des tassements 3.2 - Application aux fondations superficielles - Coefficients rhéologique  Type Tourbe Argile Limon Sable Sable et gravier Type Roche  EM/pl  EM/pl  EM/pl  EM/pl   Surconsolidé ou très serré > > 14 2/3 > 12 1/2 > 10 1/3 Très peu fracturé 2/3 Normalement consolidé ou normalement serré à 16 à 14 à 12 à 10 1/4 Normal 1/2 Sous-consolidé altéré et remanié ou lâche 7 à 9 à 8 à 7 1/3 Très fracturé 1/3 Très altéré 2/3 Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Application aux fondations superficielles Calcul des tassements 3.2 - Application aux fondations superficielles - Coefficients de forme c et d B cercle carré c d Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Application aux fondations superficielles Calcul des tassements 3.2 - Application aux fondations superficielles • Terrain hétérogène - Variation de EM avec la profondeur - Calcul de sc et sd avec des modules pressiométriques équivalents Ec et Ed - Calcul de Ec et Ed : sol divisé, à partir de la base de la semelle, en couches fictives d'épaisseur B/2 et numérotées de 1 à 16 Ec EM = Ec = E1 1ere couche Ed Ei,j : moyenne harmonique des modules mesurés dans les tranches i à j exemple pour les couches et 5 Untitled-2.JPG < number > 3.2 - Application aux fondations superficielles Calcul des tassements 3.2 - Application aux fondations superficielles • Terrain hétérogène Si les valeurs de E9 à E16 ne sont pas connues, mais considérées supérieures aux valeurs susjacentes, Ed se calcule comme suit : De la même façon, si les modules E6 à E8 ne sont pas connues, Ed, est donné par : Untitled-2.JPG < number > Pression limite nette équivalente 3.3 - Grandeurs équivalentes • Sol homogène terrain sous fondation constitué, jusqu'à une profondeur d'au moins 1,5 d'un même sol ou de sols de même type et de caractéristiques comparables - on établit un profil linéaire de la pression limite nette schématique, représentatif de la tranche de sol D+1,5B] - la pression limite nette équivalente est prise égale à avec Untitled-2.JPG < number > Pression limite nette équivalente 3.3 - Grandeurs équivalentes • Sol non homogène Terrain sous fondation constitué, jusqu'à une profondeur d'au moins 1,5 de sols de natures différentes et de résistances mécaniques différentes (mais du même ordre de grandeur) - après élimination des valeurs singulières (ex : présence de blocs ou concrétions) - on calcule la moyenne géométrique sur la tranche de sol D+1,5B] Sensiblement équivalent à : Untitled-2.JPG < number > Hauteur d'encastrement équivalente 3.3 - Grandeurs équivalentes • paramètre conventionnel de calcul pour tenir compte du fait que les caractéristiques mécaniques des sols de couverture sont généralement plus faibles que celles du sol porteur De 2,5 Craies A Molles 3,0 Marnes, marno-calcaires A Tendres 1,5 – 4,0 B Compacts > 4,5 Roches A Altérées 2,5 – 4,0 B Fragmentées > - Calcul de la charge limite de pointe Qp Untitled-2.JPG < number > 2.2 - Calcul de la charge limite de frottement latéral Qs • Effort total limite mobilisable par frottement latéral - Obtenu en multipliant la surface latérale du pieu par le frottement latéral unitaire limite - Concerne une hauteur qui ne correspond pas nécessairement à toute la hauteur de l'élément contenue dans le sol P : périmètre du pieu qs : frottement latéral unitaire limite à la cote z h : hauteur où s'exerce effectivement le frottement latéral hauteur de pieu dans le sol, diminuée ; - de la hauteur où le pieu comporte un double chemisage - de la hauteur où s'exerce le frottement négatif Untitled-2.JPG < number > 2.2 - Calcul de la charge limite de frottement latéral Qs Frottement latéral unitaire limite qs • Fonction de la pression limite nette (qui exprime la compacité ou le serrage du sol) • Fonction du type de pieu et de la nature des terrains Untitled-2.JPG < number > 2.2 - Calcul de la charge limite de frottement latéral Qs Frottement latéral unitaire limite qs • Choix des courbes pour le calcul du frottement latéral unitaire qs Untitled-2.JPG < number > 2.3 - Calcul de la charge limite totale Ql • Cas général des pieux travaillant en compression • Cas des pieux travaillant en arrachement Untitled-2.JPG < number > 2.4 - Grandeurs équivalentes couche pour laquelle les valeurs maximales de pl n'excèdent pas 2 fois les valeurs minimales de pl Pression limite nette équivalente • cas d'une formation porteuse homogène a : B/2 pour B > 1m 0,50m pour B [...]

[...] Valeur maximum déduite de la formule ci-dessus sur : 3 m de pieu 5 m de pieu 10 m de pieu Plus de 10 cm Prendre le frottement négatif sur la partie de l'appui dans le remblai (ou le sol). [...]

[...] S'il existe une couche molle sous-jacent, il faut considérer la fondation comme fondée sur un bicouche - La charge limite en frottement latéral Qs pour un milieu homogène est : cu : cohésion apparente Qs = P. [...]