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mlle MEDDAHI Kahina
4éme année
Les fondationsLes fondationsLes fondationsLes fondations
Rendu à:
Mr Safir
Mme
Année universitaire: 2008-2009
UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI OUZOU
FACULTE DU GENIE DE LA CONSTRUCTION
DEPARTEMENT D’ARCHITECTURE
introduction
Les fondations font la partie de
l’infrastructure de l’ouvrage .Elles
constituent l’élément qui repose sur le sol
d’assise et qui transmit au sol toutes les
sollicitations ( charges et surcharges , effet
de renversement, contraintes
hydrauliques…etc.)
Dans certain cas les fondations assurent
également un rôle d’encrage afin de réduire
les risques de glissement .
Pour que la construction tienne il faut
qu’elle repose sur un sol résistant. Pour
établir un projet de fondation il faut
connaître la nature du sol et ses qualités
physiques et mécaniques.
regard
S1 S1 S1
S1
S1
S1 S1
S1S1
Plan des fondations
séismeglissement
charges
chapitre i: généraLités sur Les
fondations1- définition des fondations:
2- Les fonctions des fondations:
- Transmettre ,en toute sécurité, les
charges à la terre.
- Répartir le poids d’un ouvrage sur le sol.
- Porter et ancrer la superstructure pour
quelle résiste au glissement, au
renversement et au soulèvement dus au
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tremblement de terre et à la poussée des
eaux souterraines.
Les fondations doivent satisfaire à l’inégalité suivante:
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< force portante du sol(q)
P
s
q
Glissement
Soulévement
Renversement
Les fondations forment la partie la plus
basse d’un bâtiment, son infrastructure.
 3- facteurs de choiX du tYpe de fondation:
 La nature de l’ouvrage: pont, bâtiment d’habitation, bâtiment industriel, soutènement …
 la nature du terrain : connaissance du terrain et définition de ses caractéristiques .
 Le site :montagne, bord de mer,…
 Le coût des fondations: facteur important mais non décisif.
chapitre i: généraLités sur Les
fondations
4- Les tYpes des fondations:
Les fondations
superficielles
Les fondations
profondes
Les fondations
Les fondations
superficielles
isolées
filantes
en rigole
radier puits
pieux
barrettes
parois
moulées
chapitre ii: Les fondations
superficieLLes
Les fondations superficielles ou
directes transmettent les efforts
directement au sol. On les
utilisent quand le sol est bon.
1- définition des fondations superficieLLes:
< 5
D
B
coffrageregard
semelle isolee
poteau
barres d'attentes
beton de proprete raccordement
des eaux
longrine
4 4
44
40x3040x30
40x3040x30
40x3040x30
40x3040x30
40x3040x30
40x3040x30
1
2
3
A B C
+0.00
S1 S1 S1
S1
S1
S1 S1
S1S1
- SEMELLE ISOLEE
(ferraillage)
coffrageregard
semelle sou mur
poteau
beton de proprete
barres d'attentes
raccordement des eau
4 4
44
1
2
3
A B C
A
A
D
B
Semelles isolées
regard
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40x3040x30
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30x3030x30
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chapitre ii: Les fondations
superficieLLes
*Les semelles centrées:
-Ce sont un empattement soutenant un poteau autoportant.
-Elles sont utilisées dans le cas des descente de charges concentrées (poteaux).
-La forme de la semelle suit la forme du poteau.
a-Les semeLLes isoLées:
chapitre ii: Les fondations
superficieLLes
*Les semelles excentrées:
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- D’un joint de repture.
*Cas particulier: semelles
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poutre de redressement
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mur existant
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joint de dilatation(ép=5cm)semelle unique
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amorces poteaux
Cad
40
Cad
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semelle unique
joint de dilatation(ép=5cm)
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Chapitre ii: les fondations
superfiCielles
Excavation pratiquee dans le
sol pour recevoire la fondation
beton de
proprete( maigre) ( 150Kg/m3)
5 cm la mise en place de la
semelle et le poteau
pierreenrobage
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beton 350Kg/m3
barres
d'atantebetonage
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*MISE EN ŒUVRE DES semelles isolées:
Chapitre ii: les fondations
superfiCielles
ARTICULATION AVEC LES ELEMENTS VERTICAUX
Articulation avec un
poteau en BA ou voile :
prévoir des barres d’attentes.
Articulation avec un poteau
métallique : des plaques d’assise sont
placées avant le boulonnage du poteau
pour permettre une répartition de la
charge concentrée au niveau de
fondation.
semelle
boulons
Assise
pour poteaux
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d'ancrage
IPN
béton de propreté
Chapitre ii: les fondations
superfiCielles
*Dimensionnement d’une semelle
isolée:
a/b = A/B = k
A= kB et B² =Ns / kq
d> max A-a / 4
B-b / 4
ht = d + c
Hp = 6Ø +6
B
A
Ht
hp
d
a b
*Ferraillage d’une semelle isolée:
Parallèle à A: As= Nu (A-a) / 8d. fe/£s avec:
£s=1.15
Parallèle à B: As= Nu (B-b) / 8d. fe/£s
Chapitre ii: les fondations
superfiCielles
b-les semelles filantes:
- Ce sont des semelles larges suffisamment pour porter une rangée de poteaux.
- Elles sont utilisées en cas des charges réparties (ex:sous les voile) et même en cas de
chevauchement entre les semelles isolées sous les poteaux.
Cad
40
20
Dans le sens ox,
elle fonctionne
comme une semelle
isolée
Dans le sens oy,
elle fonctionne
comme une poutre
renversée
Elle fonctionne
comme une poutre
renversée Dans un
seul sens
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Chapitre ii: les fondations
superfiCielles
*Dimensionnement d’une semelle filante:
p/Bx1<q B =p /qx1 avec
q: capacité portante du sol
d> B-a / 4
ht = d + c
Hp = 6Ø +6 avec un min de 15cm
*Ferraillage d’une semelle filante:
Parallèle à B : As= p (B-a) / 8d. fe/£s
avec: £s=1.15
Armatures de répartition : Ar= As x B / 4
B
1m
d
a
p
Chapitre ii: les fondations
superfiCielles
C-les semelles en rigole:
- Ce sont des fondations en gros béton, de
faible profondeur (entre 60cm et 1m ).
- Elle sont utilisées lorsque le sol est
consistant et possédant une capacité
portante suffisante.
d-le radier:
-Lorsqu’on calcule la largeur de la
semelle, on arrive à un cas extrême où
les semelles se touchent. Cela revient,
alors, à mettre en œuvre une grande
semelle appelée le radier.
- Le radier est une dalle plane,
constituant une semelle monolithique
pour un grand nombre de poteaux et
recouvre toute la surface de l’ouvrage.
C’est une sorte de plancher renversé.
60cm—1m
Chapitre ii: les fondations
superfiCielles
*Cas d’utilisation du radier:
-Lorsque la capacité portante du
sol est faible.
- Lorsqu’on veut réaliser un sous
sol étanche (cuvelage).
- Lorsque la capacité du sol varie
d’une manière importante.
- Lorsque la surface de la
construction est petite par
rapport à son volume (gratte-ciel,
etc.)
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*Avantages du radier:
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tassement.
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Chapitre iii: les fondations profondes
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Les fondations profondes vérifient le rapport: D/B > 5
- Ces fondations permettent de reporter les charges à une
couche plus compétente.
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a-les puits :
Il s’apparentent à un gros pilier
en gros béton qui ne comporte
pas, généralement, d’armatures,
prenant appuis sur le sol
résistant à une profondeur
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- Ces fondations sont utilisées
lorsque la couche de mauvais
sol a une épaisseur inférieur à
5m ou dans le cas des sols
gonflants.
D
B
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puitspoteau
semelle isolee
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gros béton
*Puits en plan et en élévation :
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*Cas d’utilisation des pieux:
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faible capacité portante.
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b- Pieux exécutés in situ:a- Pieux préfabriqués:
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généralement par battage.
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Chapitre iii: les fondations profondes
*Classification des pieux selon le mode de fonctionnement:
40
min 3d
d
bon sol
pieu à effet
de pointe
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P
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40
pieu
flottant
semelle isolée
P
bon sol
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latéral
40
bon sol
pieu à effet
mixte
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P
effet de point
frotement
latéral
a- Pieux à effet de la pointe b- Pieux flottants c- Pieux à effet de la pointe
et frottement latéral (mixte)
Ces pieux transmettent
les charges sur le bon sol
par ses pointes.
Ils transmettent les charges par le
frottement latéral et ne reposent
pas sur le bon sol.
Chapitre iv: les Contraintes
plancher
coupure
etanche
écran
d'étancheité
verticale
Sable
Gravillon
Drain sur forme
betonnée
Semlle
Béton de
propreté
*Le drainage:
a-la présenCe d’eau:
Lorsque le terrain ne présente pas une
perméabilité suffisantes, il est nécessaire
d’évacuer les eaux qui peuvent être accumulées
en fond de fouille, c’est ce qu’on appelle: le
drainage.
drain
mortier hydrofuge
parement courant
cuvelage B.A
béton de propreté
eau
En présence d’une nappe phréatique,le
drain ne peut suffire. il convient alors de
réaliser un cuvelage.
Le cuvelage est un revêtement
d’imperméabilisation permettant d’enfermer
le sous sol dans une enceinte étanche .
* Le cuvelage:
Chapitre iv: les Contraintes
b-le gel:
Sous l’action du gel , le volume des terres
augmente,ce qui produit des fissures dans le
béton . La mise hors gel des fondations peut se
réaliser en assurant une profondeur de 5 à 8 cm
par degré de température en dessous de 0°c
-A la suite des variations d’ humidité
saisonnières le sol argileux ou liminaux peu
compact peuvent présenter un retrait en période
sèche et un gonflement en période de
précipitation .
C- variation d’humidité
Pour éviter les glissements , la face intérieure
de la fondation doit être perpendiculaire au sens
des efforts transmis .Elle est également utilisées
pour une fondation d’un ouvrage en pente.(figure
ci-contre)
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assise defondation
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etre perpendiculaire aux charge
la sous pression
E- La sous prEssion:
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perpendiculairement aux parois de sa
base. La sous pression tend à soulever
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la contrainte exercée au sol.
C- LE séismE:
-Tout les murs porteurs seront fondés
sur des semelles filantes.
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moins 60cm sous le niveau du sol
naturel.
- Des voiles périphériques doivent
ceinturer tout les blocs. Ces voiles
auront une épaisseur supérieur à 15cm
et armés en deux nappes.
armature en deux
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périphérique
(min 15cm)
semelle continue
poteau
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EN ZONE SISMIQUE
TS 15x15
ChapitrE v: rECommanDation DE misE En
ŒuvrE
à prescrire
à éviter à éviter
à prescrire
c>4
c<4 oxydation
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disposition des poteaux
selon l'inertie
disposition des armatures
selon l'enrobage
Elles concernent le béton de propreté, l’enrobage, le chaînage horizontal et vertical
(la disposition des armatures, le drainage....
ConCLusion
1- Les éléments de la construction, Ernest Nefert, 8éme édition.
2- La construction du bâtiment , maçonnerie et béton armé, Gérard Baud
3- Cours de construction II, mlle Larabi.
4- Bâtir ,Éditions Eyrolles
bibLiographiE
Les fondations, alors, forment l’infrastructure d’un bâtiment. Elles ont comme
fonction principale la transmission des charges au sol. Le choix du type de fondation
(superficielles ou profondes) est lié au type du sol et aux charges prévues. Elles
doivent être protégées contre les montées capillaires d’eau par le cuvelage et le
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Fondations 02

  • 1. Présenté par: mlle MEDDAHI Kahina 4éme année Les fondationsLes fondationsLes fondationsLes fondations Rendu à: Mr Safir Mme Année universitaire: 2008-2009 UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI OUZOU FACULTE DU GENIE DE LA CONSTRUCTION DEPARTEMENT D’ARCHITECTURE
  • 2. introduction Les fondations font la partie de l’infrastructure de l’ouvrage .Elles constituent l’élément qui repose sur le sol d’assise et qui transmit au sol toutes les sollicitations ( charges et surcharges , effet de renversement, contraintes hydrauliques…etc.) Dans certain cas les fondations assurent également un rôle d’encrage afin de réduire les risques de glissement . Pour que la construction tienne il faut qu’elle repose sur un sol résistant. Pour établir un projet de fondation il faut connaître la nature du sol et ses qualités physiques et mécaniques. regard S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1S1 Plan des fondations séismeglissement charges
  • 3. chapitre i: généraLités sur Les fondations1- définition des fondations: 2- Les fonctions des fondations: - Transmettre ,en toute sécurité, les charges à la terre. - Répartir le poids d’un ouvrage sur le sol. - Porter et ancrer la superstructure pour quelle résiste au glissement, au renversement et au soulèvement dus au vents, ainsi qu’ aux mouvements du tremblement de terre et à la poussée des eaux souterraines. Les fondations doivent satisfaire à l’inégalité suivante: La charge transmise(P) Surface d’appuis sur le sol(S) < force portante du sol(q) P s q Glissement Soulévement Renversement Les fondations forment la partie la plus basse d’un bâtiment, son infrastructure.
  • 4.  3- facteurs de choiX du tYpe de fondation:  La nature de l’ouvrage: pont, bâtiment d’habitation, bâtiment industriel, soutènement …  la nature du terrain : connaissance du terrain et définition de ses caractéristiques .  Le site :montagne, bord de mer,…  Le coût des fondations: facteur important mais non décisif. chapitre i: généraLités sur Les fondations 4- Les tYpes des fondations: Les fondations superficielles Les fondations profondes Les fondations Les fondations superficielles isolées filantes en rigole radier puits pieux barrettes parois moulées
  • 5. chapitre ii: Les fondations superficieLLes Les fondations superficielles ou directes transmettent les efforts directement au sol. On les utilisent quand le sol est bon. 1- définition des fondations superficieLLes: < 5 D B coffrageregard semelle isolee poteau barres d'attentes beton de proprete raccordement des eaux longrine 4 4 44 40x3040x30 40x3040x30 40x3040x30 40x3040x30 40x3040x30 40x3040x30 1 2 3 A B C +0.00 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1S1 - SEMELLE ISOLEE (ferraillage) coffrageregard semelle sou mur poteau beton de proprete barres d'attentes raccordement des eau 4 4 44 1 2 3 A B C A A D B Semelles isolées regard 30x3030x30 40x3040x30 40x3040x30 40x3040x30 30x3030x30 30x3030x30 +0.00 0.60 0.50 Semelles filantes Radier
  • 6. chapitre ii: Les fondations superficieLLes *Les semelles centrées: -Ce sont un empattement soutenant un poteau autoportant. -Elles sont utilisées dans le cas des descente de charges concentrées (poteaux). -La forme de la semelle suit la forme du poteau. a-Les semeLLes isoLées:
  • 7. chapitre ii: Les fondations superficieLLes *Les semelles excentrées: Elles sont utilisées en cas : - De la limite des propriétés. - D’un joint de repture. *Cas particulier: semelles isolées à des niveaux différents: tgØ <2/3 poutre de redressement longrineamorces poteau semelle excentre mur existant joint de rupture semelle excentree joint de dilatation(ép=5cm)semelle unique Béton de propreté semelle unique joint de dilatation(ép=5cm) amorces poteaux Cad 40 Cad 40 3 2 joint de repture joint de délatation joint de dilatation(ép=5cm)semelle unique Béton de propreté semelle unique joint de dilatation(ép=5cm) amorces poteaux
  • 8. Chapitre ii: les fondations superfiCielles Excavation pratiquee dans le sol pour recevoire la fondation beton de proprete( maigre) ( 150Kg/m3) 5 cm la mise en place de la semelle et le poteau pierreenrobage fouille beton 350Kg/m3 barres d'atantebetonage poteau beton de proprete *MISE EN ŒUVRE DES semelles isolées:
  • 9. Chapitre ii: les fondations superfiCielles ARTICULATION AVEC LES ELEMENTS VERTICAUX Articulation avec un poteau en BA ou voile : prévoir des barres d’attentes. Articulation avec un poteau métallique : des plaques d’assise sont placées avant le boulonnage du poteau pour permettre une répartition de la charge concentrée au niveau de fondation. semelle boulons Assise pour poteaux barre d'ancrage IPN béton de propreté
  • 10. Chapitre ii: les fondations superfiCielles *Dimensionnement d’une semelle isolée: a/b = A/B = k A= kB et B² =Ns / kq d> max A-a / 4 B-b / 4 ht = d + c Hp = 6Ø +6 B A Ht hp d a b *Ferraillage d’une semelle isolée: Parallèle à A: As= Nu (A-a) / 8d. fe/£s avec: £s=1.15 Parallèle à B: As= Nu (B-b) / 8d. fe/£s
  • 11. Chapitre ii: les fondations superfiCielles b-les semelles filantes: - Ce sont des semelles larges suffisamment pour porter une rangée de poteaux. - Elles sont utilisées en cas des charges réparties (ex:sous les voile) et même en cas de chevauchement entre les semelles isolées sous les poteaux. Cad 40 20 Dans le sens ox, elle fonctionne comme une semelle isolée Dans le sens oy, elle fonctionne comme une poutre renversée Elle fonctionne comme une poutre renversée Dans un seul sens Semelle filante sous une série de poteaux Semelle filante sous un voile
  • 12. Chapitre ii: les fondations superfiCielles *Dimensionnement d’une semelle filante: p/Bx1<q B =p /qx1 avec q: capacité portante du sol d> B-a / 4 ht = d + c Hp = 6Ø +6 avec un min de 15cm *Ferraillage d’une semelle filante: Parallèle à B : As= p (B-a) / 8d. fe/£s avec: £s=1.15 Armatures de répartition : Ar= As x B / 4 B 1m d a p
  • 13. Chapitre ii: les fondations superfiCielles C-les semelles en rigole: - Ce sont des fondations en gros béton, de faible profondeur (entre 60cm et 1m ). - Elle sont utilisées lorsque le sol est consistant et possédant une capacité portante suffisante. d-le radier: -Lorsqu’on calcule la largeur de la semelle, on arrive à un cas extrême où les semelles se touchent. Cela revient, alors, à mettre en œuvre une grande semelle appelée le radier. - Le radier est une dalle plane, constituant une semelle monolithique pour un grand nombre de poteaux et recouvre toute la surface de l’ouvrage. C’est une sorte de plancher renversé. 60cm—1m
  • 14. Chapitre ii: les fondations superfiCielles *Cas d’utilisation du radier: -Lorsque la capacité portante du sol est faible. - Lorsqu’on veut réaliser un sous sol étanche (cuvelage). - Lorsque la capacité du sol varie d’une manière importante. - Lorsque la surface de la construction est petite par rapport à son volume (gratte-ciel, etc.) - Rapprochement des poteaux. *Avantages du radier: - Diminution des risques de tassement. - Offrir une excellente liaison au niveau de base de l’ouvrage. *Types du radier:
  • 15. Chapitre iii: les fondations profondes 1- définition des fondations profondes: Les fondations profondes vérifient le rapport: D/B > 5 - Ces fondations permettent de reporter les charges à une couche plus compétente. - Elle peuvent être massives (puits) ou élancées (pieux). a-les puits : Il s’apparentent à un gros pilier en gros béton qui ne comporte pas, généralement, d’armatures, prenant appuis sur le sol résistant à une profondeur comprise entre 1.5m à 5m. - Ces fondations sont utilisées lorsque la couche de mauvais sol a une épaisseur inférieur à 5m ou dans le cas des sols gonflants. D B
  • 16. Chapitre iii: les fondations profondes puitspoteau semelle isolee niveau du bon sol armatures d'ancragelongrine gros béton *Puits en plan et en élévation :
  • 17. Chapitre iii: les fondations profondes b-les pieux: -Les pieux représentent une solution technique à l’éloignement en profondeur du sol porteur. - Ce sont des éléments très allongés dont la longueur est de l’ordre d’une dizaine de mètres. - Ils ont, généralement une section circulaire (plus facile à mettre en œuvre). *Cas d’utilisation des pieux: -Lorsque la couche du sol est de très faible capacité portante. -Lorsque le bâtiment est sollicité par des forces horizontales. - Pour les tours de transmission et les plates forme offshore. - Les butées des ponts, afin d’éviter l’érosion du sol (figure ci-contre) érosion du sol pieux pont
  • 18. Chapitre iii: les fondations profondes b- Pieux exécutés in situ:a- Pieux préfabriqués: sans blindage tube provisoire beton retrait du tube niveau du bon sol *Classification des pieux selon le mode d’introduction dans le sol: Les pieux préfabriqués sont mis en place par refoulement dans le sol, généralement par battage. Ces pieux sont exécutés par le forage. Placement d’armature
  • 19. Chapitre iii: les fondations profondes *Classification des pieux selon le mode de fonctionnement: 40 min 3d d bon sol pieu à effet de pointe semelle isolée P effet de point 40 pieu flottant semelle isolée P bon sol frotement latéral 40 bon sol pieu à effet mixte semelle isolée P effet de point frotement latéral a- Pieux à effet de la pointe b- Pieux flottants c- Pieux à effet de la pointe et frottement latéral (mixte) Ces pieux transmettent les charges sur le bon sol par ses pointes. Ils transmettent les charges par le frottement latéral et ne reposent pas sur le bon sol.
  • 20. Chapitre iv: les Contraintes plancher coupure etanche écran d'étancheité verticale Sable Gravillon Drain sur forme betonnée Semlle Béton de propreté *Le drainage: a-la présenCe d’eau: Lorsque le terrain ne présente pas une perméabilité suffisantes, il est nécessaire d’évacuer les eaux qui peuvent être accumulées en fond de fouille, c’est ce qu’on appelle: le drainage. drain mortier hydrofuge parement courant cuvelage B.A béton de propreté eau En présence d’une nappe phréatique,le drain ne peut suffire. il convient alors de réaliser un cuvelage. Le cuvelage est un revêtement d’imperméabilisation permettant d’enfermer le sous sol dans une enceinte étanche . * Le cuvelage:
  • 21. Chapitre iv: les Contraintes b-le gel: Sous l’action du gel , le volume des terres augmente,ce qui produit des fissures dans le béton . La mise hors gel des fondations peut se réaliser en assurant une profondeur de 5 à 8 cm par degré de température en dessous de 0°c -A la suite des variations d’ humidité saisonnières le sol argileux ou liminaux peu compact peuvent présenter un retrait en période sèche et un gonflement en période de précipitation . C- variation d’humidité Pour éviter les glissements , la face intérieure de la fondation doit être perpendiculaire au sens des efforts transmis .Elle est également utilisées pour une fondation d’un ouvrage en pente.(figure ci-contre) d- les glissements:: assise defondation le plan de transmission des efforts doit etre perpendiculaire aux charge
  • 22. la sous pression E- La sous prEssion: ChapitrE iv: LEs ContraintEs Un ouvrage sous l’eau est soumit au poussée hydraulique qui agit perpendiculairement aux parois de sa base. La sous pression tend à soulever l’ouvrage et entraîne une diminution de la contrainte exercée au sol. C- LE séismE: -Tout les murs porteurs seront fondés sur des semelles filantes. - La profondeur des fondations aura au moins 60cm sous le niveau du sol naturel. - Des voiles périphériques doivent ceinturer tout les blocs. Ces voiles auront une épaisseur supérieur à 15cm et armés en deux nappes. armature en deux nappes voile périphérique (min 15cm) semelle continue poteau PLAN DE FONDATION EN ZONE SISMIQUE TS 15x15
  • 23. ChapitrE v: rECommanDation DE misE En ŒuvrE à prescrire à éviter à éviter à prescrire c>4 c<4 oxydation des armatures disposition des poteaux selon l'inertie disposition des armatures selon l'enrobage Elles concernent le béton de propreté, l’enrobage, le chaînage horizontal et vertical (la disposition des armatures, le drainage....
  • 24. ConCLusion 1- Les éléments de la construction, Ernest Nefert, 8éme édition. 2- La construction du bâtiment , maçonnerie et béton armé, Gérard Baud 3- Cours de construction II, mlle Larabi. 4- Bâtir ,Éditions Eyrolles bibLiographiE Les fondations, alors, forment l’infrastructure d’un bâtiment. Elles ont comme fonction principale la transmission des charges au sol. Le choix du type de fondation (superficielles ou profondes) est lié au type du sol et aux charges prévues. Elles doivent être protégées contre les montées capillaires d’eau par le cuvelage et le drainage, contre le gel, l’humidité, les sous pressions et les mouvements sismiques; pour qu’elles assurent l’équilibre du bâtiment sollicité par des différentes charges.
  • 25. mErCi